电话手柄下壳的注塑模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 目录 目录 . 1 摘 要 . 2 前 言 . 3 1 塑件的工艺分析 . 4 件的成形工艺性分析 . 4 件的成形工艺参数确定 . 5 2 模具基本结构及模架选择 . 6 具的基本结构 . 6 . 7 . 10 择模架 . 11 3 模具结构、尺寸的设计计算 . 13 具结构设计 . 13 导柱结构 . 14 滑块的设计 . 20 具成形尺寸设计计算 . 20 具冷却系统 . 24 4 注塑机参数校核 . 27 . 27 模 力校核 . 27 与注塑机安装部分相关尺寸校核 . 27 模行程校核 . 28 5 模具总装图及模具的装配、试模 . 29 . 29 具的安装试模 . 29 结 论 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 毕 业 设计的 设计 内容是塑料电话手柄下壳的注塑模设计。 塑料模具注射成形的最大特点是：成形同期短，能一次成形外形复杂、尺寸精密等的塑料工件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现 自动化生产。 注射成形 的过程 是把塑料原料放入料筒中经过加热熔融塑化成为黏流态的流体，用柱塞或螺杆的高压推动下，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，冷却定形后，然后开模分型得成形塑件，得到塑料制品。 设计中 主要进行的工作有 首先 是 对 塑料 进行 工艺性能的分析 并 画出塑件零件图 ， 在这次的设计中，要用到侧抽芯，所以要进行侧抽芯机构（斜导柱和滑块）的设计，以及 主 、分流道的设计、模具型腔的分部 并要画出它们的零件图，模架的选择和校核、 注塑机的选取和校核等， 最重要的一部是对模具结构中型腔、型芯各径向和高 度尺寸的计算过程， 这些的设计过程要查阅大量的资料，所有的计算和设计完成后， 最后要画出模具设计的 总 装配图， 并要对 模具进行装配和试模，对其中出现的问题对模具进行 改进 ，直到最后的零件符合设计要求。 关键词 ： 塑料 电话手柄下壳 注射模具 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 前 言 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为 “ 工业之母 ” 和 “ 磁力工业 ”。 随着现代工业发展的需要 ， 塑料制 品在农业、工业和日常和日常生活等各个领域中的应用越来越广泛， 各行各业对模具的需求量越来越大， 质量要求也越来越高， 技术要求也越来越高。业内专家认为，虽然模具种类繁多，但在 “ 十一五 ” 期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又 具 有较高 的 技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具 标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。 本次设计中运用到平时所学到的有关模具方面的知识，这次设计主要是针对塑料电话手柄下壳的设计，设计过程共分为 5章，详细论述了塑料电话手柄注塑模的设计过程，包括模具各部分的设计计算等以及标准件的选用等。 这次毕业设计的设计过程得到了指导老师的大力帮助，在此表示忠心的感谢。 由于本人的设计水平有限，书中难免有不足的地方，恳请各位老师能给予我批评和指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 塑件的工艺分析 件的成形工艺性分析 件： 塑料零件图如图 1 产品名称： 电话听筒外壳 产品材料： 产品数量： 较大批量生产 塑件尺寸： 如图 1所示 图 1 塑件零件图 塑件质量： 塑件颜色：白色 塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑件允许最大脱模斜度 件材料特性 料（丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，是三元共聚物，因此兼有三种上元素的共同的性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。具有比聚乙烯更好的使用和工艺性能。 一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。 料为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 无定型料，一般不透明。 毒、无味，成型塑件的表面 有较好的光泽。 有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。 具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。 缺点是耐热性不高，并且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。此外表面还可以镀铬，成为塑料涂金属的一种常用的材料。 件材料成形性能 使用 射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较 高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使 以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。 吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下， 品的尺寸稳定性较好。 件设计要求 该产品应用比较普遍 ,且对该塑料 产品有 精度及表面粗糙度要求为一般精度 ,但在塑件的加工生产制造过程中要求对工件各部分配合之间要有一 定的配合精度。 件的成形工艺参数确定 查有关手册 2、 48得到 冲）塑料的成形工艺参数如下： 密度 ： 3/3.1 收缩率 ： 预热温度 ： 8580 预热时间 ： 料筒温度 ： 后段： 170150 中段： 180165 前段 ： 200180 喷嘴温度 ： 180170 模句温度 ： 8050 注射压力 ： 0 成形时间 ： 注射时间： 0 高压时间： 冷却时间： 0 总周期： 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2 模具基本结构及模架选择 具的基本结构 定成形方法 该产品 精度及表面粗糙度要求不高 , 塑件采用注射成形法生产。该产品大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。 腔布置 由于该塑件较小，生产批量较大，考虑到塑件有一个 1020 的四方形的孔，需要侧向抽芯，模具采用一模二腔结构，浇口形式采用点浇口，由于塑件较大，所以采用四点进料，以利于充满型腔。 定推出方式 和脱模力的计算 （ 顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。 由于塑件较小，材料工艺性能好，而且塑件较厚形状不易变形，所以采用推杆推出机构即可。 脱模力可用下式计算： co 式中 1F 脱模力，单位 N 型芯的脱模斜度，单位（ ） A 塑件包容型芯的面积，单位为 m 该模具为 m f 塑件对钢的摩擦系数，通常取为 取 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，模外冷却时 P =（ ）a 故 31 F 塑件的侧向有一个 1020 的长方形孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在推件板上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 定分型面 塑件 分型面的位置 选择 要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量 要求 等 ， 而 A 样更有利于塑件的脱模。具的导向结构 为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱和导套导 向定位，推出制件时，导套在导柱上运动，保证了推件板的运动精度，定模板上装有导柱，为点浇口凝料推板和定模板的运动导向。 具结构形式 模具结构的为双分型面注射模。 采用拉杆和限位螺钉，控制分型面 的打开距离，方便取出浇口 ,分型面 的打开距离，打开距离应大于 40便取出塑件。 流道衬套及定位环的设计 113主流道设在定模板上，并且位于模具的中心， 与注射机喷喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小头孔端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大 2 3 主流道衬套的材料常用 处理后硬度为 50 55流道衬套与定模板采用 H7/流道衬套与定位圈采用 H9/于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。 由 文献 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 )(4 式中 D 主浇道大头直径 V 流经主浇道的熔体体积 3注射量为 125 3K 因熔体材料而异的常数 塑料种类 E/A A 5 44 图 3 主流道衬套与定位环的尺寸 表 1 d、 D、 的关系 6 20 25 30 d 注射机喷嘴直径 +（ 1） D 与注射机定位孔间隙配合 射机喷嘴球面半径 +（ 1 2） 由以上可知 主流道锥度一般取 42 ，根 据设计计算可知锥度为 4o ,所以符合主流道的选取范围。 流道的形状及尺寸 分流道的截面形状有：圆形、梯形、 圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表 2 分流道截面形状和特征比较 16 截面形状 特征 热量损失 加工性能 流动阻力 效果 半 圆形 小 较难 小 最佳 梯形 较小 易 较小 良 矩形 大 易 大 不良 通过以上截面形状的对比，显然 半 圆形截面形状效果最佳，流 动阻力小，固选用 半 圆形流道。 分流道直径 4 估算公流道的直径。 321 式中 d 分流道直径， 为分流道长度， 为流经流道的物流量， g. 44504 d 由 文献 11 点浇口的直径计算公式 4 式中 d 点浇口的直径 n 系数，依塑料种类而异 表 3 塑料种类 E/P .8 c 依塑件壁厚而异，系数为 型腔表面积 故 2 1 表 4 点浇口尺寸参数 11 塑件厚度 塑料种类 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （主浇道、分浇道及浇口的形状、 位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。 塑件采用点浇口 成形，其浇注系统如图所示。 图 4分流道排布 点浇口直径为 点浇口长度为 头部球 R 分流道采用半圆截面流道，其半径 R为 分流道长度为 主流道为圆锥形 ，其锥角为 4 ，小端直径 小端直径前面为球面，其深度为 ,注射机喷嘴的球面在该位置与模具球面接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴半径 部直径 。 择 根据塑料制品的重量查有关手册 根椐设计的浇注系统可 计算出浇注系统的总体积 列产品 4 221 3343 68 根椐塑件的质量可计算出塑件的体积为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 32 因为模具设计为一模二腔 所以一次性注入的塑料的体积为 321 4 3 6 8 6 8 2.4 由以上计算的数据可选定注塑机型号 注射机的参数如下： 注塑机型号： 125 注塑机最大注塑量 ： 3146,125,104 喷嘴球面直径： 注塑机拉杆的间距： 锁模力： 注塑压力： 注射速率： 最小模厚： 最大模厚： 喷嘴移动距离： 模板最大距离： 最大开合模行程： 喷嘴前端孔直径： 最大注射面积 ： 2320择模架 射模标准及模架 模架结构 选用 118 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（ 90）和大型模架（ 90）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为： 560规定模架的形式为品种型号，即基本型， 4四个品种。 四种模架的组成、功能及用途如下 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 表 5 模架型号 型号 组成、功能及用途 1A 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构 组成模架，适用于立式和卧式注射机。 2A 型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具， 也可用于斜滑块侧向分型的模具 3A 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注 射机。 4A 型 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板， 用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。 （ 1） 根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出， 4A 型模型适用于本次模具的设计，固选用 4A 模架。 模具的结构如图下图所示 图 5 模架图 架安装尺寸校核 模具外形尺寸这长 宽 高 小于射机拉杆间距和最大模具厚度，可在方便的安装要注射机上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3 模具结构、尺寸的设计计算 具结构设计 腔结构 型腔由定模板、定模镶件和滑块共三部分组成。定模板和滑块构成塑件的侧壁，定模镶件在定模板原顶部，而且点浇口开在定模板上，这样可以有利加工，有利于型腔的抛光，定模镶件可以更换，提高了模具的寿命。 图 6 型腔结 构图 型腔为一模两腔，两型腔的中心间距为 上下边为 芯结构 型芯中开有冷却水孔，用来强制冷却型芯，在模具装配图上显示。 间距尺寸同上。 图 7 型芯结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 导柱结构 导柱的设计 （ 1） 斜导柱结构的设计 其工作端部设计成锥台形，斜角应大于斜导柱倾角 ，一般 321 ，以免端部锥台也参与侧抽芯，而导致滑块停留位置不符合原设计要求。斜导柱材料为 8T 、 10导柱与其固定的模板之间采用过渡配合 67 如图 图 8 斜导柱零件图 （ 2） 斜导柱倾斜角确定 斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角 ,如图所示，它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。 的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距和受力状况等起着决定性的影响。 一般在设计时在 25 ，最常用的为 2212 ，因为斜导柱不是对称排布的，抽芯力无法抵消， 要取小些。 图 9图 9 斜导柱的倾斜角 由图可知 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 式中 L 斜导柱的工作长度； s 抽芯距； 斜导柱的倾斜角； H 与抽芯距 s 对应的开模距。 图中所示是斜导柱抽芯时的受力图，可得出开模力 F F 式中 侧抽芯时斜导柱所受的 弯曲力； 侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力 侧抽芯时所需的开模力。 所以取 为 15 ，由零件图可知抽芯距为 可得 o t （ 3） 斜导柱的长度计算 斜导柱的长度见图，其工作长度与抽芯距有关。当滑块向动模一侧或向定模一侧倾斜 角度后，斜导柱的工作长度 L （或称有效长度）为 斜导住的总长度与抽芯距、斜导住的直径和倾斜角以及斜导住固定板厚度等有关。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图 1 0图 10 斜导柱的总长度 斜导住的总长为 2c o st a 54321 z 105(s a n 式中 斜导柱总长度； 2d 斜导柱固定部分大端直径； h 斜导柱固定板厚度； d 斜导柱工作部分直径； s 抽芯距。 固 15t a a 斜导柱安装固定部分的长度为 ： t a o s 12 a 式中 斜导柱安装固定部分的长度， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 1d 斜导柱固定部分的直径， （ 4） 斜导柱的受力分析与直径计算 斜导柱的受力分析 斜导柱在抽芯过程中受到弯曲力图所示。为了便于分析，先分析滑块的受力情况。在图中：大小与向相反；通过导滑块施加于滑块； F 是斜导柱通过斜导孔施加于滑块的正压力，其大小与斜导柱所受的弯曲力1F 是斜导柱与滑块间的摩擦力， 2F 是滑块与导滑槽间的摩擦力。另外，假定斜导柱 与滑块、滑块与导滑槽之间的摩擦力系数均为 。 图 11 斜导柱受力分析图 0 0c o ss 0c 式中 1 ； 2。 由以上方程解得 2c o a nc o ss 由于摩擦力和其他力相比较一般很小，常常可略去不计，这样上式为 即 F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 斜导柱的直径计算 斜导柱的直径主 要受弯曲力的影响，、根据图中所示，受的弯矩为 式中 斜导柱所受弯矩； 斜导柱弯曲力臂。 由材料力学可知 式中 w 斜导柱所用材料的许用弯曲应力； W 抗弯截面系数。 斜导柱的截面一般为圆形，其抗弯截面系数为 33 所以斜导柱的直径为 3 233 c o o w 式中 侧型芯滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板距离，它并不等于滑块的一半。 由于计算比较复杂，有时为了方便，也可查表方法确定斜导柱的直径，先按抽芯力柱倾斜角 可查表 6、查出最大弯曲力后根椐 可查表 7得出斜导柱直径 d 。 2、 11 经计算得 0 表 6 最大弯曲力与抽芯力和斜导柱倾斜角 6 最大弯曲力 N/斜导柱倾斜角 )/( 8 10 12 15 18 20 抽芯力N/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 7 斜导柱、高度大弯曲力、斜导柱直径之间的关系 9 斜导柱倾斜角 / )( wH/大弯曲力 / 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 斜导柱直径 /5 10 10 10 12 12 12 14 14 14 15 16 16 16 18 18 18 18 18 20 15 10 12 12 14 14 15 16 16 18 18 20 20 20 20 20 22 22 22 20 10 12 14 14 16 16 18 18 20 20 20 22 22 22 22 24 24 24 25 10 12 14 16 18 18 20 20 20 22 22 22 24 24 24 24 25 25 30 12 14 15 16 18 20 20 22 22 22 24 24 24 25 25 26 26 28 35 12 14 16 18 20 20 22 22 24 24 24 24 25 26 28 28 28 28 40 12 15 16 18 20 22 22 24 24 24 25 26 28 28 28 28 30 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 滑块的设计 滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向抽芯或侧向成形块，注射成形时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的精度保证。滑块的结构形状可以根椐具体塑件和樫具的结构灵活设计，它可以 分为整体式和组合式两种。 在滑块上直接制出侧向型芯或型农贷的结构称为整体式，这种结构仅适合于十分简单的侧向移动零件，尤其是适合于对开式瓣合模侧向分型，如线圈骨架件的侧型腔滑块。在一般的设计中，把侧向型芯或侧向成形块和滑块分开加工，然后再装配在一起，这就是所谓组合式结构，采用组合式结构可以节省优质钢材，且加工容易，因此应用广泛。 侧滑块零件图如图所示。 图 12 滑块零件图 具成形尺寸设计计算 取 平均成形收缩率为 %查阅 手册 可查得（如下表中）塑件公差和塑件的精度等级表可查得塑件的公差等级。塑件尺寸如图 1所示。 表 8 公差数值 19 基本尺寸 （ 精 度 等 级 1 2 3 4 5 6 7 8 公 差 数 值 (3 63 106 1410 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 1814 2418 3024 4030 5040 6550 8065 10080 120100 140120 - 160140 - 180160 200180 - 225200 - 度等级表 , 表 9 精度尺寸的选用 18 类别 塑件种类 建议采用的精度等级 高精度 一般精度 低精度 1 3 4 5 根 椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为 4 级精度选取。 根椐选用的公差数值计算模具的型腔和型芯的设计 83 尺寸如下： 腔径向尺寸 模具最大磨损取塑件工差的 6/1 ;模具制造工差 3z ;取 75.0x 工作尺寸计算 ： 01 m 塑件 式中：塑件L 塑件外形最大尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 k 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 6131 1) 01 1 件m 02) 02 1 m 塑件 143) 由公式 01 m 塑件得 由公式 01 m 塑件得 由公式 01 m 塑件得 由公式 01 m 塑件得 由公式 01 m 塑件得 由 公式 01 m 塑件得 由公式 01 m 塑件得 腔深度尺寸 模具最大磨损取塑件工差的 6/1 ;模具制造工差 3z ;取 5.0x 工作尺寸计算 ： 01 塑 式中： 塑H 塑件内腔的深度最小尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 对于塑件尺寸： 1) 5 01 1 塑 芯径向尺寸 模具最大磨损取塑件工差的 6/1 ;模具制造工差 3z ;取 75.0x 工作尺寸计算 ： 01 s 塑件 式中：塑件L 塑件外形最大尺寸 k 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 6131 1）4 01 1 s 塑件 42）08 02 1 s 塑件 083）0由公式 01 s 塑件得 96 由公式 01 s 塑件得 10 由公式 01 s 塑件得 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 6）4 由公式 01 s 塑件得 0 01 s 塑件得 02 5 0 01 s 塑件得 芯高度尺寸 模具最大磨损取塑件工差的 6/1 ;模具制造工差 3z ;取 5.0x 工件尺寸的计算： 01 s 塑件 式中： 1）0 01 1 s 塑件 22）50 01 s 塑件得 0 01 s 塑件得 具冷却系统 模具的冷却分为两部分，一部 分是型腔的冷却，另一部分的是型芯的冷却。 却回路所需的总表面积计算 表 10 树脂的成形温度与模具温度 17 树脂名称 成形温度 模具温度 树脂名称 成形温度 模具温度 00 270 20 60 00 270 40 80 50 290 90 110 70 280 20 70 冷却回路所需总表面积可控下 公 式计算 15 3 6 0 0 式中 A 却回总表面积， 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 M q , q 值查 上 表得： q 值为 3 4； a 冷却水的表面传热系数， 2 ; M 模具成形表面的温度， C ； WC 。 冷却水的表面传热系数 a 可用下式计算 8、 13 式中 a 冷却水 的表面传热系数， 2 ; p 冷却水在该温度下的密度， 3 d m ; 与冷却水有关的物理温度， 值可查下表得 表 11 水的 值与 温度的关系 5 平均温度 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 计算得 3 410 71 0 0 3 6 0 0 25 0 1 3 43 6 0 0 4 m 却回路的总长度的计算 7、 11 冷却 回路总长度可用下式计算 00