堵塞注塑成型工艺及模具设计【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 1 堵 塞 注 塑 成 型 及 模 具 设 计 摘 要 本设计题目为堵塞注塑模设计，通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础知识，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用塑料成型工艺及模具设计的基础知识，首先分析了塑件的成分及性能要求，为选取浇口的类型做好了准备；然后估算了塑件的体积，便于选取注塑机及确定型腔数量；最后分析了塑件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及推出装置的选取。 本塑件比较小，设计采用顶针顶出制件，有利于模具的简化，且 是自动脱模取件，工作效率明显提高，这是这种模具的方便之处。这种机构脱模可靠，设计方便且在模具中占用空间较小，非常适合在本副模具中使用。 关键词 ：注塑模 顶针 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 to of of of do a of to a of of of of in to of of to of of to of a is it is of of in of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 绪 论 塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自从上世纪初叶实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有近百年的历史。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使得塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展是离不开塑料模具设计的，模具工业被誉为 “工业之母 ”。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。由于模具成型有优质、高产、低耗和低成本 等其它加工方法无法比拟的优点，因此在机械、电子、轻工业、航空，日用品等工业领域得到了极其广泛的应用。尤其现在电子产品种类繁多且更新换代速度之快，更加快了模具行业的发展。现在模具成型技朮已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。要高质量、低价格、快速地生产注塑产品，必须综合考虑成型材料，注塑模具及注塑机的问题。塑料模具设计质量直接影响成型产品的生产效率、质量及成本。 这样对注塑模具全方位的要求越来 越高。高质量、低价格、快速地开发模具显得尤为重要。 注射模具在注射制品成型中起极其重要的作用 ,除了塑料制品的表面质量 ,成型精度完全由模具决定之外 ,塑料制品的内在质量 ,成型效率也受模具影响 ,所以如何提高质量 ,简明 ,快捷 ,规范化地设计注塑模具成为发挥注塑成型工艺优越性 ,扩大注塑制品生产应用的首要问题。 以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有 85成功的希望，其余就得依靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平就显得尤为重要。 如今，我国模具成型 工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。 本课题设计的思路：由于是小件大批量生产， 在设计中选用了一模八件的生产方式，材料是 面硬度高、耐化学性好、且制件的外观要 求不严，所以采用了流程短容易使流体充满型腔的直浇口形式，在顶出机构的设计中，考虑到制件成型后塑件小且壁薄，由于收缩将包紧在型芯上，造成脱模力较大，为保证塑件的质量，采用了推板脱模，这种推出结构推出力大且均匀。为了便于更换和加工，型芯和型腔都采用了镶块结构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 模塑工艺规程的编制 该塑件是堵塞 ,其零件图如图 1本塑件的材料采用 产批量是小件大批量生产 . 件的工艺性分析 图 一 塑件图 塑件的材料采用 热塑性塑料，综合性能较好，冲击热韧性，机械强度较高，尺寸稳定，宜于成型与机械加工。 查相关手册得到 件的成型工艺参数 密度 收缩力 热温度 8085 摄氏度 预热时间 23 小时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 料筒温度 后段 150170 摄氏度 中段 165180 摄氏度，前段 180200 摄氏度 喷嘴温度 170180 摄氏度 模具温度 5080 摄氏度 注射压力 60100型时间 注射时间 2090 秒，保压时间 05 秒，冷却时间 20150 秒 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 (1) 结构分析 要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，该制件为壁厚均匀一致的堵塞 ,结构并不很复杂 (2) 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度 是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸相符合程度，即所获得塑件尺寸的准确度。塑件的尺寸精度与模具的制造精度，模具的磨损程度，塑件收缩率的波动及成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形式等有关，因此，塑件的尺寸精度往往不高，应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。 由于该塑件上尺寸公差均为未注尺寸公差。查表可知 2 10以上分析可见，该零件的尺寸精度不高没有太多的的精度要求，对应的模具相关零件 的尺寸加工可以保证。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 (3) 表面质量分析 该零件的表面除要求没有质量缺陷外。除此外没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出，注塑时在工艺参数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=2+4 =（ 18/2） 215/2） 2*(13/2)2 -(10/2)2 *3+(20/2)2 + (18/2)213/2)2* （ 10/2） 2） 2*540 算塑件的质量：根据设计手册3查得 = 故零件的质量为： M=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 =540 10=型设备的选择 注射模具是安装在注射机上的，模具与注射机应当相适应，这将关系到制件的质量， 均匀性及成型周期。选择注塑机时，必须保证制品的注射量小于注射机允许的最大注射量。根据生产经验，制品注射量一般不超过注射机最大注射量的 80%，由于采用小批量生产，此模具采用一模八件。又由于 0100步选择 50的压力机 , 50的额定注射压力是 结构形式 卧式 注射方式 螺杆式 注射量 g： 杆直径 / 0射压力 / 2650 锁模力 / 62 开模行程 / 110 定位圈直径 / 30 模板尺寸 / 520 620 机器外形尺寸 / 300 210 130 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 件注塑工艺参数的确定 查阅相关文献和参考工厂实际应用的情况， 试模时，可根据实际情况作适当调整）1注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度 料筒温度：后段温度160 (150 1700 ) 中段温度270 (165 180 ) 前段温度380 (180 200 ) 喷嘴温度：选用 170 注塑压力：选用 100塑时间：选用 20s 保压：选用 50压时间：选用 5s 冷却时间：选用 30s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 3 注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的设计、推出机构的设计等内容 。 型面选择 分型面是动、定模具的分界面，即打开模具取出浇注系统凝料的面。分型面的位置影响着成型零件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切联系。 实际的模具结构基本上有三种情况：型腔完全在动模一侧；型腔完全在定模一侧；型腔各有一部分分别在动、定模中。分型面的选取不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构与制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则是：塑件脱出方便、模具结构简单、型腔排气顺利、保证塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。塑件脱模方便，不仅要求选取的分型面位置不会使塑件卡在型 腔中无法取出，也要求塑件在动、定模打开时尽可能滞留在动模一侧，按这一要求，一般都是将主型芯装在动模一侧，使塑件收缩包紧在主型芯上，这是型腔可以设在定模一侧， 以采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图二 分型面的选择 腔的排列方式 由于塑件是小批量生产，所以在注塑时采用一模八件，即塑件在模板的两侧且均匀分布。 注系统设计 浇注系统是指模具中从注塑机的喷嘴起到型腔入口为止的塑料融体的流动通道。它的作用是将塑料融体顺利的充满 型腔的各个部位，并在填充及保压过程中，将注塑压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。由于 强度性塑料。所以采用直接浇口的形式，那就是浇口的设计同时也是主流道的设计。 根据设计手册查得注塑机喷嘴的有关尺寸 : 喷嘴前端孔径 : 2do ; 喷嘴前端球面半径 : 2Ro 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 根据模具主流道与喷嘴的关系 : 0 (1 2 )R R m m0 ( 0 . 5 1 )D d m =1。 为了便于将凝料从主流道中拨出 ,将主流道设计成圆锥行 ,其斜度为0013,经换算得主流道大端直径2 d m m。为了使熔料顺利进入分流道 ,圆弧过渡。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图三 浇口形式 流道衬套的选取 为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为 处理以后的硬度为 53 57流道衬套和定模的配合形式为 H7/ 在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。 排气方 式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。 由于堵塞注塑模是小型镶嵌式模具，可直接利用分型面和镶嵌间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。 因模具采用一模八件的结构形式 ,考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素 ,凹模采用镶嵌式如图九所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图九 凹模型腔板 凸模主要是与凹模结合构成模具的型腔，为了便于加工和热处理的工艺性，凸模的结构采用镶拼形式，其凸模和型芯的结构形式如图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图十 型芯的结构形式 本塑件塑件较小，壁厚较薄宜采用推板杆脱模机构。采用这种结构推出力大且均匀。推板杆脱模机构不需要回程杆复位。推板应由模具的导柱导向机构导向定位，以防止推板孔与型芯间的过度磨损和偏移。为防止过度磨损和咬合发生，推板孔与型芯应作淬火处理。为了防止推板孔偏心而引起溢料，型芯与推板孔采用锥形配合，其斜度为10左右。同时推板与型芯间留有单边 免两者之间接触。其形式如图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图十一 脱模顶出形式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 4 模具设计的有关计算 该成型零件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113得 收 缩 率 为 s= 故 平 均 收 缩 率 为( 0 . 3 0 . 8 ) % / 2 0 . 5 6 % 凹模的深度尺寸 0 01 c p H x 塑件的高度最大尺寸 在这里 . 7 4 0 . 1 71 0 0 0( ) (1 0 . 5 6 % ) 6 0 . 4 0 0 . 5 0 5 . 8 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 13 0 . 7 4 0 . 1 82 0 0 0( ) (1 0 . 5 6 % ) 4 0 . 4 0 0 . 5 0 3 . 8 2 13 0 . 7 4 0 . 1 93 0 0 0( ) (1 0 . 5 6 % ) 2 0 . 4 0 0 . 5 0 1 . 8 1 因为模具的尺寸不大，所以按强度计算其壁厚，对于镶拼组合式凹模 12R=45,模具材料是预硬化塑料模具钢取 160N/为模腔压力取 40 N/20凸模的高度方向上的尺寸： 111 23c p h 寸 130 0 01 0 . 2 60 . 6 4( ) (1 0 . 5 6 % ) 0 . 5 0 . 4 0 . 6 4 0 . 7 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 5 模具冷却与加热系统的计算 是否设计冷却系统可作如下计算 : 80 100）2，要使模具保持塑料冷却固化所需的最佳温度，必须对高温塑料带入模具的温度进行有效的调节和控制，常用简便方法就是利用冷却介质水对模具进行循环冷却，将模具中多余的热量带出模外，以保持制品冷却所需的最佳模温。 设定模具平均工作温度为 60，用 20的常用水作为模具冷却介质，其出口温度为 40，产量为（ 初算为每 2分钟 1套） h。 (1) 求塑件在硬化时每小时释放的热量得 29。 4432 1 . 5 7 2 9 1 0 / 4 5 . 5 3 1 0 /Q W Q J K g J K g (2) 求冷却水的体积质量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 4 431331 1 24 5 . 5 3 1 0 / 6 0 0 . 9 1 0 / m i n( ) 1 0 4 . 1 8 7 1 0 ( 4 0 2 0 )t t 由体积流量 上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。 因为塑件的尺寸不大，模具的外形尺寸也不大，所以可不设置加热系统，刚开始可有熔融的流体对模具进行加热。 6 模具闭合高度的确定 在选定了模架后 ,可 根 据 标 准 模 架 选 定 各 模 板 的 厚 度 0模板2H=15模板3H=12撑板4H=4块5H=35模座板6=而模具的闭合高度1 2 3 4 5 6 7H H H H H H H H =10+15+12+4+35+10+3 =89文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 7 注塑机有关参数的校核 具闭合高度的校核 本模具的外形尺寸为 15050型注塑机能满足模具的安装要求。 由上述计算模具闭合高度 8950型注塑机所允许模具的最小厚度 H=70大厚度 H 110 由资 料查 得 50型 注塑 机的 最 大开 模行 程 S=110 足顶 出塑件要求。 1 2 3 (5S H H H 10） 26+3+1+5 =35文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 1H 完成侧抽芯动模板移动的距离（ 2 顶出距离即制品所用的脱模距离（ 3H 包括流道凝料在内的塑件高度 ( 经验证， 50型注塑机 能满足使用要求，故可采用。 塑机有关参数的校核 模力校核 注射成型时，当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力 F，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，即： 11() A P1塑料熔体在分型面上的涨开力应小于注射机的额定锁模力，才能保证注射时不发生溢料现象，为 了可靠的闭锁型腔，不使成型过程中出现溢料现象，该力必须小于注射机的额定锁模力，两者关系为： 1 ( 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 经校核，该模具中塑料熔体在分型面处的涨开力大约为 120于注射机的额定锁模力，故锁模力大小足够。 射压力校核 塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴的形式、塑件形状和浇注系统的压力损失决定的，注射压力的校核就是校核注 塑 机 的 额 定 注 射 压 力 是 否 大 于 成 型 时 所 需 的 注 射 压 力 。 经 校 核 ，50 型卧式注塑机的额定注射压力满足使用要求。 位环尺寸 一般情况下，注射成型过程中均要求模具中的主流道中心线于机筒和喷嘴的中心线重合。为此，注塑机定模固定板中心都开有一个定位孔，要求模具定模板上凸出的定位环于注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。经校核， 注塑机上的定位环安装尺寸于选用的定位环尺寸符合间隙配合的安装要求。 杆校核 经校核， 50 型卧式注塑机顶杆的直径小于模具上与之配合的顶杆孔尺寸，能够与模具内的推件机构一起实现塑件的脱 模。 经校核， 50 型卧式注塑机的各项工艺参数均能满足使用要求，故可以选用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 8 绘制模具总装图和非标零件工作图 本模具的工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上，合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压、冷却后塑件成型。动模板随注塑机向后移动，主型芯随动模板一起向后运动，这时塑件包紧在型芯上从型腔中脱离出来。当推板碰到注塑机的顶杆时，顶针向上顶出制件，完成顶件动作。模具装配图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 图十二 模具总装图 1动模座板 23456789101112、 14131516支撑板 1718192021买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 9 模具主要零件加工工艺过程的编制 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部） 件图号 00产品名称 外罩注塑模 零（部）件名称 组合型芯部分 共（ 2）第（ 1）页 材料牌号 坯 种类 圆棒料 毛坯外型尺寸 26 每个毛坯可制件数 1 每台 件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 05 下料 锯割下料 26 20 下料车间 锯床 0 车削 按 图 车 削 凸 模 的 成型 表 面 即 两 侧 的 固定 部 分 ， 留 双 边 余量 模具车间 车床 5 15 热处淬 火 并 回 火 达 5458处2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 理 理车间 20 磨削 磨 削 外 圆 部 分 ， 使直 达 到 尺 寸 范 围内。 模具车间 磨床 6 25 磨削 磨 削 型 芯 的 工 作 部分 ， 使 尺 寸 在 公 差允许的范围内 模具车间 磨床 2 30 钳 抛 光 各 配 合 面 和 成型 面 ， 是 粗 糙 度 达到所规定的要求。 模具车间 2 设计日期 审核日期 标准化日期 会签 日期 标记 记数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 10 结束语 毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分，是衡量一个学生专业课水平的重要标志。毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合性的总复习，是一次理论联系实践的训练，也是我们步入工作前的一次检验。 就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了极为深刻的认识，是一次由理论向实践的飞跃，回顾一个多月的设计生活，让我感慨颇深，主要体会有以下几点： 实的基础课，专业课是模具设计的基础 由于以前所学的课程难免有些理解不深，遗忘等，而本次设计又或多或少 的用到了这些知识，从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程，并加深了对这些课程的理解、真正有一种温故而知新的感觉，如机械制图中的各种线型的特点应用，材料力学中的应力校核，热处理中各种材料与热处理性能，公差配合与测量技术中公差的正确选用，模具的加工与制造技术。塑料模具的设计与制造步骤，模具材料的正确选用等。 论与实践相结合的重要性 以前的学习中，基本上是纯理论的学习，虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味，但却停留在表面上，没有进行过真正的设计，从而使理论与实践严重脱节，而现在我们是在经历了金工实习、毕 业实习后的一次真正的练兵。我认真回顾了以前所见所学的塑料模知识，在脑海里反复了思考了塑料模的步骤，然后开始到图书馆查资料作设计。在作设计的过程中，我才真正感觉到眼高手低的含义，同时也 “窥一斑而知全豹 ”，自己的学习中的不足和薄弱环节暴露无遗，但是在老师们的帮助下以及自己的努力下，我终于克服了重重困难，使设计得以顺利的进行。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 通过向老师们请教，我了解到设计要面向企业，面向市场的原则，毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练，是我们独立工作的前凑，将对我们以后的工作产生深远的影响。 模具设计中的安全性， 经济性加深了认识 在设计工作中，要不断对安全性进行分析，从操作者的角度进行设计，在设计中，需要考虑到模具的成本问题，经济效益是工业生产的前提，成本的高直接决定了产品的竞争力，故在设计中尽可能的选