电筒筒头注塑模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 模具制造技 术 迅速 发 展，已成 为现 代制造技 术 的重要 组 成部分。本 设计 介绍了塑料注射模具的设计与制造方法。该注射模采用了 1模 2腔的结构。 根据塑件的 结 构， 选用 了 两侧带 有 侧 抽芯机构的 两 板模， 运 用斜 导 柱完成塑件 的侧 抽芯，采用 侧浇 口完成 进 料。在整 个设计过 程中，查 阅 了大量的 参考数 据，深入分析 设计内 容，包括塑件成型 工艺 性分析； 拟 定模具 结 构形式；注射机型 号 的确定； 浇注系 统 形式和 浇 口的 设计 ；成型零件的 结 构 设计 和 计 算；模架的确定和 标 准件的选用 ；合模 导 向机构的 设计 ； 脱 模推出机构的 设计 ； 侧 向分型与抽芯机构的 设计 ；冷 却系统 的 设计 。 由于抽芯距离较短，为了使模具结构简单，采用斜导柱侧抽芯方式，并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。 通过该塑料模具的设计使自己对塑料模具的设计流程有了更深一层次的认识 。 关键词 ： 塑料；注射模具； 设计 ； 侧 抽芯；斜 导 柱 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of s to of to of of a of in to on of of of of of to s he of s he of As in to ie of of a be to me of to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 引 言 . 1 1 塑件的分析及塑料的成型工艺性能 . 2 析塑件使用材料的种类及工艺特征 . 2 能特点 . 2 型工艺分析 . 2 2 初步确定型腔数目 . 4 腔数目常用方法 . 4 据经济性确定型腔数目 . 4 据注射机的额定锁模力确定型腔数目 . 4 据制品精度确定型腔数目 . 4 据注射机的额定最大注射量确定 型腔数目 . 4 3 注塑机的选取及校核 . 6 件体积及品质的计算： . 6 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的 计算 . 7 取注塑机 . 7 塑机及工艺参数的校核 . 7 模力的校核 . 7 射量的校核 . 7 最大注射压力校核 . 8 4 分型面的确定 . 9 分型面的设计原则 . 9 分型面类型的选择及确定 . 9 5 浇注系统的设计 . 11 浇注系统设计的原则 . 11 主流道的设计 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 主流道的设计要点 . 12 主流道浇口套的形式 . 13 主流道尺寸的确定 . 13 冷料穴的设计 . 14 分流道的设计 . 14 流道剪切速率的校核 . 15 浇口的设计 . 16 6 成型零部件的结构设计 . 18 凹模的的结构设计 . 18 凸模的结构设计 . 18 成型零件工作尺寸计算 . 19 影响工作尺寸的因素： . 19 零件工作尺寸的计算 . 20 7 侧向抽芯机构设计 . 22 抽芯距的计算： . 22 侧向抽芯机构的设计 . 22 斜导柱的设计 . 23 斜滑块的设计 . 24 8 模架的选择 . 25 主要参数如下 ： . 25 模具尺寸校核 . 26 9 导向机构的设计 . 27 导柱导向机构的作用 . 27 导柱导套的设计 原则 . 27 导柱导套材料选择 . 27 10 推出机构的设计 . 28 推件力的计算 . 29 11 冷却系统的设计 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 冷却系统的开设原则 . 30 确定冷却水道直径 . 31 12 模具排气槽的设计 . 32 13 零件的加工工艺 . 33 模型芯制造工艺过程： . 33 凸模（定模部分）加工工艺过程： . 34 14 模具加工工艺流程： . 35 参考文献： . 36 设计体会： . 37 致 谢 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引 言 我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门。 塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型及制品后加工，塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要组成部分。 1、塑料制品量大、面 广 塑料制品本身有许多诸如质量轻、绝缘、耐腐蚀等优 点 ; 塑料有多种成型方法，可以用注射、挤出、热成型和压延等方法高效地生产各品。所以在国民经济的各行各业，大量的使用塑料制品。 2、塑料 工业 在 国 民 经济 中的地位 塑料工业已成为当今全世界增长最快的工业门类。 我国塑料制品工业发展于 20世纪 50年代后期，主要用于日常用品（如塑料鞋、日用塑料膜）。 进入 20世纪 70年代以来，塑料的应用已涉及国民经济和人民生活中的各个方面。目前，我国的地覆、棚膜的覆盖面积已位居全球之首。 3、塑料成型 工艺 及模具技 术的发 展 塑料模塑成型技 术正 向高精度、高效率、自 动 化、大型、微型 、精密、高 寿命的方向 发 展。具体表 现 在以下几 个 方面 :（ 1） 塑料成型 理论 研究的 进 展 ；（ 2）新的成型方法不 断涌现 ；（ 3）塑件更 趋 向精密化、微型化及超大型化； （ 4）开发 出新型模具材料 ；（ 5）模具表面 强 化 热处 理新技 术应 用 ；（ 6）模具发 展迅速 ；（ 7）模具大量采用 标 准化。 本 说 明 书为 机械 类 塑料模注射模具 设计说 明 书 ，是根据塑料模具 设计 手 册上 的 设计过 程及相 关工艺编写 的。本 说 明 书 的 内 容包括：引言、 毕业设计 任 务书 ， 毕业设计 指 导书 ， 毕业设计说 明 书 ， 毕业设计 体 会 ， 参考 文 献 等。 编写 本说 明 书时 ，力 求符合 设计 步 骤 ， 详细说 明了塑料注射模具 设计 方法，以及各种参数 的具体 计 算方法，如塑件的成型 工艺 ，塑料 脱 模机构的 设计 。 本 说 明 书在编写过 程中，得到有唐田秋老 师 和相 关同学 的大力支持和 热 情帮 助，在此 谨 以致意。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1 塑件的分析及塑料的成型 工艺 性能 析塑件使用材料的 种类 及 工艺 特征 该 塑件材料 选用 烯 腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）。 料是在聚苯乙烯 树 脂改性的基 础 上 发 展起 来 的一种新型工程塑料，是丙烯、丁二烯和苯乙烯三 种单 体的三元共聚物，所以其有三种 组 元 的综 合性能。 外 观呈浅 象牙色 、无 毒 、无 味，兼有 韧 、硬、刚 的特性，燃 烧缓 慢，火焰呈 黄 色， 有黑烟 ，燃 烧 后塑料 软 化、 烧 焦 ，发出特殊的肉桂气味，但 无 熔融滴落 现 象。且具有优良 的综 合性能，有极好的 冲击强 度、尺寸 稳 定性好、 电 性能、耐磨性、抗化 学药 品性、染色性，散 热 性。 能特 点 1） ，使成型塑件表面出 现 斑痕、云 纹 等缺陷。 为 此成型前必 须进 行干 燥处 理。 2） 热比聚烯烃低，在注射机料筒中能很快加热，因而塑化效率高。在模具中凝固也比聚烯烃快，故模塑周期短。 3） 脂的表观粘度强烈地依赖与剪切速率，因此模 具设计中都采用点浇口形式。 4） 脂为非结晶形高聚物，所以成型收缩率小。 5） 脂熔融温度较低，熔融温度范围宽，流动性有利于成型，其缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃，不透明、耐候性不好，特别是耐紫外线性能不好。 6） 密度： 1 05 g/ 比 热容 ： 1255 1674 J 服 强 度： 50 抗拉 强 度： 38 裂伸 长率 ： 38% 拉 伸弹 性模量： 弯强 度： 80 弯 曲 弹 性模量： 压强 度： 53 抗剪 强 度 ： 24 热 系 数 ： 线 膨 胀 系 数 ： 成型 工艺 分析 1） 该 塑件尺寸 较 小，整体 结构较简单 都 为曲面 特征。除了配合尺寸要求精度 较 高外，其它尺寸精度要求相 对较 低，但表面粗糙度要求 较 高，再 结买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 合 其材料性能和 设计 任 务 要求，公差等 级选 取 为 了 满 足制品表面光滑的要求与提高成型效率 采用 侧浇 口。 该浇 口的分流道位于模具的分型面 处 ， 浇口 横 向 开设 在模具的型腔 处 ， 从 塑料件 侧面进 料，因而塑件外表面不受 损伤 ，不致因 浇 口痕 迹 而影 响 塑件的表面 质 量与美 观效 果。 2） 塑件的 工艺参数 ： 由塑料模具设计与制作教程 17 查表 1 2 2 得到 工艺参数如下： 收缩率： 本设计取 预热 温度： 80 0C 85 0C 时间： 2 h 3 h 前段： 1500C 170 0C 料筒温度 中段： 1650C 180 0C 后段： 170 0C 180 0C 模具温度： 50 0C 80 0C 注射压力： 60 100 射时间： 20 S 90 S 成型时间 冷却时间： 20 S 120 S 总周期： 50 S 220 S 螺杆转速： 30 r/用注射机类型： 螺杆、柱塞均可 方法： 红外线灯、鼓风烘箱 后处理 温度： 70 0C 时间： 2 4h 模具 温 度： 25 融化 温 度： 210 成型温度： 200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 初步确定型腔 数 目 腔 数 目常用方法 为 了使模具与注射机的生 产 能力相匹配，提高生 产 效率和 经济性 ，并保 证塑 件精度，模具 设计时应 确定型腔 数 目，常用的方法有以下： 据 经济 性确定型腔 数 目 根据 总 成型加工 费 用最小的 原则 ，并忽略准 备时间 和 试 生 产 原材料 费 用，仅 考 虑 模具加工 费 和塑件成型加工 费 。 据注射机的 额 定 锁 模力确定型腔 数 目 当 成型大型平板制件 时 ，常用 这 种方法。 设 注射机的 额 定 锁 模力大小 为 F（ N），型腔 内 塑料熔体的平均 压力为 个 制品在分型面上的投影面 积为 注系 统 在分型面上的投影面 积为 则 ： (2)F （ 1） （ 2） 据制品精度确定型腔 数 目 根据 经验 ，在模具中每增加一 个型 腔，制品尺 寸精度要降低 4%,高模具中的型腔 数 目 为 n,制品的基本尺寸 为 L，塑件尺寸公差 为 ,单 型腔模具注塑模具生 产时 可能性 产 生的尺寸 误 差 为 %s(s不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛 为 尼 龙 66 为 ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、 非 结 晶型塑料 为 ,则 有塑件尺寸精度的表 达式为： Ls%+ （ Ls% 4% （ 3） 简 化后可得型腔 数 目 为： n 242500 （ 4） 对 于高精 度制品，由于多型腔模具 难 以使各型腔的成型 条 件均 匀 一致，故通常推荐型腔 数 目不超 过 4个 。 据注射机的 额 定最大注射量确定型腔 数 目 设 注射机的最大注射量 G（ g）， 单个 制品的 质量为 g）， 浇 注系 统 的 质买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 量为 g）， 则 型腔 数 目 （ 5） 根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种 :一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流 道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式， 1 模 2 腔的结构，如下图所示： 图 1 型腔数目及排列 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 注塑机的 选 取及校核 件体积及品质的计算： 通过 下 图所示： 图 2 塑件三维质量属性分析 由上图可得出： 塑件体积 31 1.1 (取 =g/ 塑件品质 1V = 流道凝料的品 质 按塑件的 上述分析中确定设计为一模两腔，所以注射量为： m= (6) V= m = (7) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 塑件和流道凝料在分型面上的投影面 积 及 锁 模力的 计 算 流道凝料在分型面上的投影面积为 具设计 前是个未知值，根据多型腔模的统计分析 ,每个塑件在分型面上的投影面积的 此可以用 A=2=R=5) = (8) 模具所需的锁模力 : F=5 = =N (9) 型5 塑料模具 设计 指 导 表 2 取注塑机 根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选国产系列0型注射机，其主要技术参数如下表所示： 理论注射容量（ 60 螺杆（柱塞）直径（ 30 注射压力（ 150 螺杆转速（ r/ 0200 锁模力（ 630 移模行程（ 180260 最大模具厚度（ 280 最小模具厚度（ 160 喷嘴球半径（ 嘴口直径 （ 塑机及 工艺参数 的校核 模力的校核 由前面的计算可得： F=N 630 合要求。 射量的校核 注塑量以容积表示，最大的注塑容积为 ： aV=0= 48 (10) 力下 所能注射的最大容 积 a 定型塑料取 晶型取 处取 机取 60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 由 实V8 知，符合要求。 最大注射 压力 校核 注射机的额定注射压力即为该注射机的最大注射压力 150 最大注射压力应该大于注射成型时所需条用的注射压力 0P=(70100) K 0P =70100) 以，符合要求。 式中 ，取 塑件成型时所需注塑压力为 (70100) 其它安装尺寸及开模行程校核待设 计完成后进行。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 4 分型面 的确定 分型面的 设计原则 分型面 即打开 模具取出塑件或取出 浇 注系 统 凝料的面，分型面的位置影 响着 成型零部件的 结 构形 状 ，型腔的排气情 况 也与分型面的 开设 密切相 关 。分型面的 设计原则为： （ 1）便于塑件 脱 模； a 在 开 模 时尽 量使塑件留在 动 模 内 b 应有利于侧 面分型和抽芯 c 应 合理安排塑件在型腔中的方位 （ 2）考 虑 和保 证塑 件的外 观不遭损 坏； （ 3）尽 力保 证塑 件尺寸的精度要求； （ 4）有利于排气； （ 5） 尽 量使模具加工方便； （ 6）有利于嵌件的安 装 ； （ 7）有利于 预 防 飞边 和溢料的的 产 生； （ 8）有利于模具 结 构的 简 化。 分型面 类 型的 选择 及确定 分型面是指分 开 模具取出塑件和 浇 注系 统 凝料的可分离的接触表面 或 两个 以上的分型面 ,分型面可以是垂直于合模方向 ,也可以与合模方向平行 或倾 斜 以下几种： （ 1） 单分 型面注射模 单分 型面注射模又 称两 板式模具，它是注射模中最 简单 又最常 见 的一种 结构形式。 这 种模具可根据需要 设计成单 型腔，也可 以设计成 多型腔。构成型腔的一部分在 动 模，另一部分在定模。主流道 设 在定模一 侧， 分流道 设 在分型面上。 开 模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件 应收缩 包 紧 在型芯上，塑件 连 同 浇注系 统 凝料一同留在 动 模一 侧，动 模一 侧设 置的推出机构推出塑件和 浇 注系 统凝料。一般 对 于塑件外 观质 量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件。 （ 2）双 分型面注射模 双 分型面又 称三 板式注射模。与 单分 型面注射模相比，在 动 模与定模 之间增加了一 个 可移 动 的 浇 口板（又 称 中 间 板），塑件和 浇 注系 统 凝料 从两个 不同的分型面取出。 双 分型面的 种类较 多， 我们 接触到的大致有以下几种： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 a 定距板式 双 分型面注射模； b 定距拉式 双 分型面注射模； c 定距 导 柱式 双 分型面注射模； d 拉 钩 式 双 分型面注射模； e 摆钩 式 双 分型面注射模； f 尼 龙 拉 钩 式 双 分型面注射模； 本塑件 属于较 薄壁 壳 小型塑件，塑件冷 却时会 因 为收缩 作用而包覆在凸模上，故 从 塑件 脱 模和精度要求角度考 虑 ， 应有利 于塑件 滞 留在 动 模一 侧， 以便于 脱 模，而且不影 响 塑件的 质 量和外 观 形 状 ，以及尺寸精度。 该 塑件的模具只有一 个 分 型面，垂直分型。 综 合以上因素，分型面如 图 所示 : 图 3 分型面 的 设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 5 浇注系统的设计 浇注系统设计的原则 所谓注射模的浇注系统，是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。其主要作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。 浇 注系 统设计应尽 量使 浇 口位置 应尽 量 选择 在分型面上，以便于模具加工及使用 时浇 口的清理； 浇 口位置距型腔各 个 部位的距离 应尽 量一致，并使其流程为 最短； 浇 口的位置 应 保 证塑 料流入型腔 时 ， 对着 型腔中 宽 敞、壁厚位置，以便于塑料的流入 ;避免塑料在流入型腔 时 直 冲 型腔壁 ,型芯或嵌件 ,使塑料能 尽快的流入到型腔各部位 ,并避免型芯或嵌件 变形 ;尽 量避免使制件 产 生熔接痕 ,或使其熔接痕 产 生在 之间 不重要的位置 ;浇 口位置及其塑料流入方向 ,应 使塑料在流入型腔 时 ,能 沿着 型腔平行方向均 匀 的流入 ,并有利于型腔 内 气体的排出。具体 设计原则为： （ 1）重点考虑型腔布局。 （ 2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能弯折尽量少，表面粗糙度要低。 （ 3）均衡进料，即分流道尽可能 采用平衡式布置。 （ 4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。 （ 5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的 “ 冷料 ” 。 （ 6）排气良好。 （ 7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。 （ 8）保证塑件外观质量。 （ 9）较高的生产效率。 该电筒筒头的注塑模具采用普通流道浇注系统，它包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。为了满足塑件质量要求 , 进料浇口开设在塑件的侧面。为了降低塑料熔体的压力和减少热量损失 ,流道应尽量短 ,同时为方便塑件的脱模 , 应使开 模时塑件滞留于动模一侧 , 然后借助开模力和齿轮传动装置将塑件推出。因为塑件的体积较小，对称度高，为使塑料熔体平稳均匀注满型腔，同时降低买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 塑件的内应力，减少塑件变形，保证塑件的外观质量，本设计采用薄片式测浇口。 图 4 浇 注系 统 示意 图 主流道的 设计 主流道的设计要点 主流道是 连 接注射机 喷嘴 与公流道的一段通道，通常和注射机 喷嘴 在同 一轴在线 ， 断面为圆 形， 带 有一定的 锥 度。其 设计 要 点 如下： （ 1）为了防止浇口套与注射机 喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，其球面半径应比注射机喷嘴头球面半径大 1 2流道小端直径应比注射机喷嘴直径大 1防止主流道口部积存凝料而影响脱模。 （ 2）为了减小对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 3）主流道的圆锥角大小应适当，通常取 =2 4 ，对流动性差的塑料可取 3 （ 4）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，过长则可能会影响容体的顺利充型。 主流道浇口套的形式 主流道小端入口处 与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如： ，热处理淬火表面硬度为 53 57模具主流道衬套与定位圈设计为分体式，其中 定位圈如下图所示： 图 5 定位圈结构示意图 主流道尺寸的确定 （ 1）主流道小端直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 d=注射机喷嘴直径 +(1) (11) =1) 取 d =4 2）主流道球面半径 5+(1 2) 取 6 (12) （ 3）球面配合高度 h=(3 5) 取 h=3 (13) （ 4）主流道长度 L，根据 模架及该模具的结构 ， 取 L=68 5）主流道大端直 径 D=d +2/2） 取 =4 (14) =冷料穴的 设计 冷料穴位于主流道的正 对 面的 动 范本上，其作用是收集熔体前 锋 的冷料，防止冷料 进 入模具型腔而影 响 制 品质 量。冷料穴分 两 种，一种 专门用 于收集、储 存冷料，另一种除 储 存冷料外 还兼 有拉出流道凝料作用，此 处应 用后者。在分流道的末端，冷料穴的 长 度通常 为 流道直 径 的 2倍， 该 模具 属于 中小型模具，故冷料穴 长 度取流道直 径 的 ，即 主流道 对 面采用冷料井底部 带 推料杆的冷料井，推杆 为带 拉料 钩， 其 侧 凹可以 将 主 流道凝料钩 住，分模 时 即 可将 凝料 从 主流道中拉出。拉料杆的根部固定在推出板上，在推出制件 时 ，冷料也一同被推出，取 产 品 时 向拉料 钩的侧 向稍 许 移 动 ，即可 脱钩将 制件 连 同 浇 注系 统 凝料一道取下。其 结 构尺寸如下： 3/4d，其中 d=D+（ 1） (15) d=4+（ 1） =5头底 部自分流道距 离为 5/4d，如下 图 所示： 图 6 冷料穴示意 图 分流道的 设计 分流道是主流道与 浇口之