后盖注塑成型工艺及模具设计【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2010 届） 毕业设计（论文）资料 题 目 名 称： 后盖 注塑成型工艺及模具设计 学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 最终评定成绩： 大学教务处 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本设计是 后盖 塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把 统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 模具上的应用，其中包括 要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。 关键词： 塑模；工艺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 t is to to on AM in is to to AD in AM of in of of s so in of 文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . 录 . 1 章 绪 论 . 1 模具的作用与地位 . 1 本次设计研究目的及意义 . 1 . 1 注塑模 . 2 第 2 章 塑件的工艺分析 . 4 塑件的 工艺性分析 . 4 塑件的原材料分析 . 4 性能分析 . 4 注射成型过程及工艺 参数 . 5 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 . 5 构分析 . 5 寸精度分析 . 5 面质量分析 . 6 计算塑件的体积和质量 . 6 第 3 章 注射机的选择及校核 . 7 注射机的选择 . 7 型腔数目的确定及校核 . 8 锁模力的校核 . 9 开模行程的校核 . 9 第 4 章 浇注系统的设计 . 10 分型面的选择 . 10 主流道的设计 .浇口设计 . 剪切速率的校核 . 12 主流道剪切速 率校核 . 12 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 浇口剪切速率的校核 . 12 第 5 章 成型零部件设计 . 14 型腔和型芯工作尺寸计算 . 14 型腔侧壁厚度计算 . 15 第 6 章 合模导向机构设计 . 17 第 7 章 温度调节系统设计 . 18 对温度调节系统的要求 . 18 冷却系统设计 . 18 设计原则 . 18 冷却时间的确定 . 18 塑料熔体释放的热量 . 19 高温喷嘴向模具的接触传热 . 19 注射模通过自然冷却传导走的热量 . 20 冷却系统的计算 . 21 凹模冷却系统的计算 . 21 第 8 章 抽芯系统的设计 . 23 斜导柱设计 . 23 滑槽的设计 . 26 楔紧设计 . 26 滑块定位设计 . 27 弹簧设计计算 . 27 第 9 章 模具工作 原理说明 . 28 总 结 . 29 参考文献 . 30 致 谢 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 模具的作用与地位 模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备， 被称为“工业之母”。 其生产过程集精密制造、计算机技术 和 智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗 器械 、 五金工具、 生物 、能源 、日用品 等制造领域， 据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占 90%以上；在枪支等兵器军工产品中占 95%以上。 为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务 做了 重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡 量一个国家制造业水平高低的重要标志， 在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 本次设计研究目的及意义 (1) (2)决实际问题的能力； (3)算与绘图的能力，包括使用计算机的能力； (4) 了解模具的加工工艺过程 ； (5) (6)文）的能力； (7)真、细致地从事技术工作的优 良作风。 展概况 计算机辅助设计 (利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。 应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务，并通过设计人员进行创造性的设计以实现最优方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 生于 20 世纪 60 年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂 贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。 70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。 80 年代，由于 的应用， 以迅速发展，出现了专门从事 统开发的公司。 早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。通用的 是 一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，不过幸运的是， 个开放性软件，可以对它进行二次开发，如采用 言等 。由于二次开发的深入，加强了参数化设计、智能化设计等，这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能。 术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具 件是澳大利亚 司于 1976 年推出并以公司名字命名的前 经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影 响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国司统计，该公司使用 省了 35%的准备时间，制造周期平均缩短了 30%，材料节省了 10%，模具成本降低了10% 30%。模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大 算机和网络的发展正使 企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。塑料模具 注塑模 在模具设计中，模架及某些零件，如导柱、导套、推杆、支撑块、浇口套、定位圈等分别已形成厂标、行标或国标。对于这些标准的或本单位采用的模架及零件可在通用的二维工程图 件库，以被设计时调用。对于浇注系统、温控系统、模架结构强度 计算等内容，已有一些较成熟的计算方法或经验计算方法，可设置这些计算公式的模块，以便设计人员进行快速计算。注塑模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 2 章 塑件的工艺分析 该塑件是 后盖 产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用 产类型为大批量生产。 图 1 后盖 图 塑件的工艺性分析 塑件的原材料分析 （ 1） 外形尺寸 该塑件壁厚为 3件外形尺寸一般，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。 （ 2） 精度等级 按实际公差 行计算。 （ 3） 脱模斜度 于无定型塑料，成型收缩率较小，参考表 2择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为 1。 性能分析 （ 1） 使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合做一般机械零件、剪摩零件、传动零件和结构零件。 （ 2） 成型性能 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1) 无定型料，吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。 2) 流 动性中等，溢变料 右 3) 主要性能指标 表 1： 塑料名称 度 g/容 g 水率 缩率 点 C 130热容 1)( 1470 屈服强度 0 拉伸弹性模量 310 抗弯强度 0 抗压强度 3 弯曲弹性模量 310 注射成型过程及工艺参数 （ 1） 注射成型过程 1) 成型前的准备。对 色泽、粒度和均匀 度等进行检验，由于 水性较大，成型前应进行充分的干燥。 2) 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3) 塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为 6075，处理时间为 1620s。 （ 2） 注射工艺参数 1）注射机：螺杆式，螺杆转数为 30r/2）料筒温度（ ）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200. 3）喷嘴温度 ( ):170180 4）模具温度 ( ):5080 5）注射压力 (60100 6）成型时间（ s） :30(注射时间取 却时间 助时间 8). 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 构分析 从零件图上分析， 该零件总体形状为 圆 形 。在凸台上 ,孔对称分布 ,因此 ,模具设计 ,该零件属于中等复杂程度 . 寸精度分析 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚最大处为 3厚均匀 ,，在制件的转角处设计圆角，防买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 面质量 分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出 ,注塑时在工艺控制得较好的情况下 ,零件的成型要求可以得到保证 . 计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积： V=单个） 计算塑件的质量：根据设计手册可查得 = 塑件质量： M= 19g(通过 3 采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机 125型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 3 章 注射机的选择及校核 注射机的选择 设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。 公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次 最大注射行程时 ,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑机的加工能力。 注射压力；为了克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力。 注射速率；为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速率 ,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。 表 1注射速率 注射量/125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/ 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间/S 1 塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期 . 锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 . 合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围 . 开合模速度；为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料制件损坏 ,要求模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 空循环时间；在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间 . 选择螺杆式注塑机的型号为： 主要技术参数如下： 表 2注射机参数 注塑机型号 定注射量 500杆（柱塞）直径 85射压力 121射行程 260射方 式 螺杆式 锁模力 4500大成型面积 1800大开合模行程 700具最大厚度 700具最小厚度 300嘴圆弧半径 嘴孔直径 出形式 两侧设有顶杆，机械顶出 动、定模固定板尺寸 900杆空间 650合模方式 中心 液压、 两侧 机械 顶杆 液压泵 流量 200、 18L/力 614动机功率 40热功率 14器外形尺寸 7670型腔数目的确定及校核 根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模 2腔型腔结构，即型腔数目 2n 。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 n ； p 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机最大注塑量， g； 1m 浇注系统所需塑料质量， g ； m 单个塑件的质量， g 。 式中1m 、 m 也可以为注射机最在注射体积（ 浇注系统凝料体积（ 单个塑件的体积（ 故取 2n 满足我们设计要求。 锁模力的校核 注射成型时，塑件在模具分型面上 的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离，即： )( 1 （式中符号同前） 式中 A 为单个塑件在分型面上的投影面积， 1A 为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积， 注塑机的额定销模力 ,N。 开模行程的校核 注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式： 10521 4 式中 S 模具开模行程； 1H 推出距离（脱模距离 ） 2H 塑件高度； （ a 定模板与中间板之间的分开距离。 则 10521 29100于注射机最大开合模行程，故满足要求。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第 4 章 浇注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口。 浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口 的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，需要注意以下问题： 证制品外观质量； 分型面的选择 分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题： 1根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置； 2塑件的生产批 量； 3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置； 4型腔的溢流和排气条件； 5模具加工的工艺性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开 始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形， 主流道通常设计在主流道衬套 （ 浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 1 2止主流道口部积存凝料而影响脱模，1其中， 浇口套 主流道大端 直径 果 达一定程度浇口套 容 易从模体中弹出。 浇口设计 浇口又称进料口，是连接 分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。 在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考： 尽量缩短流动 距离； 浇口应开设在塑件壁最厚处； 必须尽量减少或避免熔接痕； 应有利于型腔中气体的排除； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 考虑分子定向的影响； 避免产生喷射和蠕动； 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口； 浇口位置的选择应注意塑件外观质量。 剪切速率的校核 生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=102 5 103、浇口的剪切速率 R=104 105 时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示： R= 中 体积流量（ S）； 浇注系统断面当量半径（ 主流道剪切速率校核 Q主 v =T = S） T=S）； 流道的平均当量截面半径： 4 21 = 主流道小端直径 ， 流道大端直径， 103 5 102 103 5 103 (满足条件 ) 浇口剪切速率的校核 152/(103 其中：浇口面积 S= /4 (当量面积 S= R 2当当n=7 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 1腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第 5 章 成型零部件设计 本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差 和平均磨损量来进行计算。查表得 缩率为 Q=1 故平均收缩率为 %/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 z= /3。 型腔和型芯工作尺寸计算 型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 S，塑件的基本尺寸 公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为 模具型腔的基本尺寸 差为正偏差，型腔的平均尺寸为 z/2。型腔的平均磨损量为 c/2，如以 =2%. z/2+ c/2=()+()S 取 1/3) =m + z/2+ c/2=()+()S 1）径向计算公式： = ( + S - 3 /4 ) 0Z （ 7） 式中： 件的尺寸公差，单位：； 型零件的径向尺寸，单位：； Z 型零件的制造公差， Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ； 件的成型收缩率，取平均值； 件的径向基本尺寸，单位： ； 型腔尺寸： 28（ 1 3/4 3/ 30（ 1 3/4 3/ 18（ 1 3/4 3/ 2）型腔深度计算公式： = ( + S - 2 /3 ) 0Z （ 8） 式中： 件的尺寸公差，单位：； 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 Z 型零件的制造公差， Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ； 件的成型收缩率，（取平均值）； 型零件的深度方向的尺寸，单位：； 件的深度方向基本尺寸，单位：； 凹模深度尺寸计算： H 1 k） (2/3) (1 2/3 3/ 2、型芯尺寸的计算公式： 型芯长度的计算公式： = ( + S + 3 /4 ) 0Z（ 9） 式中： 件的尺寸公差，单位：； Z 型零件的制造公差， Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ； 件的成型收缩率，取平均值 ； 型零件的径向尺寸，单位：； 件的径向基本尺寸，单位：； 型腔侧壁厚度计算 (1)凹模型 腔侧 壁厚度 计 算 凹模型腔 为 组合式型腔，按强度条件 计 算公式 S r( / 计 算。 式中各 参数 分 别为 ： p=50定值 )； = =160r=28 r( / 28(160/16050)1/2 般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型 腔侧 壁厚度为 17。 (2)凹模底板厚度 计 算 按强度条件计算，型腔地板厚为： p=50 r=28文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 =160h 1/2 50 282/1601/2 般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型 腔侧 壁厚度为 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970