膜片夹片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 膜片夹片注塑 成型工艺及模具设计 摘 要 该 设计题目为 罩注塑模设计，通过对该塑 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，首先分析了塑件的材料 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。 本副模具的设计需要推杆顶出机构， 在开模时 用推杆顶出塑件， 直 到塑件脱出型 芯 。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 浇口 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he is of of he s of is is to I of of of to on is we 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布 来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。 近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差 距，因此，每年需要大量进口模具。 中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专 业模具厂数量及其生产能力增加； “ 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替 代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中 ,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例 占到 50%以上 ； 国买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 外模具企业 的组织形式 是 大而专 、 大而精 。 2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了 解到，德国有模具企业约 5000 家。 2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（ 员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 模塑工艺规程的编制 图 1件名称：膜片夹片 材 料： 6生产类型：大批量 件的工艺性分析 件的原材料分析 塑件的材料采用尼龙 6属热塑性塑料。 尼龙 6 为半透明或不透明的乳白色结晶形聚合物颗粒，熔点 220， 热分解温度大于 310，相对密度是 水率为 具有优良的耐磨性和自润滑性，机械强度高，耐热性，电绝缘性好，低温性能优良，能自熄，耐化学药品性好，耐油性优良，加工成型比尼龙66 容易，制品表面光泽性好 。但吸水率较高，尺寸稳定性差。刚性小，熔点低，在恶性环境下能长期使用，在较宽的温度范围内仍能保持足够应力，连续使用温度 105，介电损耗 积电阻率 1012 穿电压 16KV/燃等级 寒温度 。拉伸强度 139击强度 m。 结构和尺寸精度及表面质量分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 构分析 由塑件图可知 ，该零件总体 轮廓 为 回转体 。 开口壁厚处有一个 7的锥度 ,底部中心有一个底面半径为 3圆锥孔，底部外端有 侧凹的凸台，因 侧凹较浅，为 其 简化模具结构设计，模具设计时只需设计一组对合斜滑块机构代替侧抽芯即可。 简化模具的结构，使其紧凑美观，又降低了热处理的难度。 寸精度分析 该零件重要尺寸，如 3 尺寸精度为 （ 14486 1993），次要尺寸，如 的尺寸精度为 （ 14486 1993）。 未注公差的自由尺寸采用标准中的 8 级精度，查公差表得 3+ 塑件的壁厚为 符合尼龙 6 的最小壁厚原则，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺寸较小，尼龙 6 的强度较大不需增设加强 。 面质量分析 该零件的表面除 主要 要求没有缺陷毛刺，内部不得有导电杂质外， 要求较底 ，故比较容易实现。 由上分 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 . 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=计算塑件的质量：根据设计手册可查得尼龙 6密度为 = 塑件质量： M=103 103 =用一模 四 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 。 件注塑工艺参数的确定 查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，尼龙 6成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整） 注塑温度： 括料筒温度和喷嘴温度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 料筒温度： 后段温度 用 200 2100 c； 中段温度 选用 230 2500 c； 前段温度 选用 220 2400 c； 喷嘴温度： 选用 200 2100 c； 注塑压力 ： 选用 90 130 模具温度 ： 选用 80 1200 c； 保压 时间 ： 选用 15 40s； 高压时间： 选用 2 5s； 冷却时间： 选用 20 40s； 总周期： 选用 40 90s； 后处理方法： 采用油水； 后处理温度： 90 100t/0 c; 后处理时间： 410h。 说明 1： 上述预热条件为 采用鼓风烘箱。 2：凡潮湿环境使用的塑料，应进行调湿处理，在 100 1200 c 水中加热 2 18h。 料成型设备的选取 和相关参数 根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为 材料知： 标称注射量： 30螺杆直径 / 28射压力 /105 119模力 10 250大注射面积 / 2 : 90 2 模具厚度 / 60 180板行程 / 160嘴 球半径： 12半径： 4位孔直径 / 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 推出两侧孔径 / 20距 / 170 注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面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结构设计侧向分型与抽芯机构的设计推出机构的设计等内容。 型面选择 在 模具设计中，分型面的选择 比较重要 ，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 该塑件为 膜片夹片 ， 易采用一模多腔 ，塑件尺寸不大，为了便于取出浇注系统凝料，采用双分型面分型。第一次分型 在 处分型，利用中间板与定模部分的分离来完成浇注系统的取出动作。第二次分型是在 处分型，将塑件从模腔中取出，其结构简图如下所示： 定型腔的数目及排列方式 腔数量的确定 塑件的生产属大批量生产， 结构简单，尺寸较小， 宜 采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量； 1 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 其中： 注塑机的锁模力 N 型腔内的平均压力 每个制件在分型面上的面积（ 2 ） 流道和浇道在分型面上的投影面积（ 2 ） 模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 （ s，常取 B=s，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般 成型工业制品 为35实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用 250000 ） 2 ： 注射机的公称注塑量（ 3 ） 单个制件体积 （ 3 ） 流道和浇口的总体积（ 3 ） K 注塑机最大注塑量的利用系数 ，一般取 生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 ，取 计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的 倍，现取 C= ） 由 以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 的较小值，在这里可以选取的个数是 2， 4， 6， 8， 10 个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于 60防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模 四 腔的方案，即 N=4 腔的排列方式 该 塑件 属于小尺寸塑件的大批量生产 ,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等 ，为保证各个型腔所成型出的塑件尺寸性能一致， 应使各个型腔能够同时充满且各个型腔的压力相同，因此，在布置型腔的排列结构时，我们采用流动支路平衡方式，即型腔的布置使主流道到达各个型腔的分流道、浇口，其长度、断面形状和尺寸都完全相同。其结构简图如下所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 2注系统设计 主流道设计 根据 注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： 4嘴前端球面半径： 2据模具主流道与喷嘴的关系： R= 1 2） =1)主流道的球面半径： R=13主流道的小端直径 d= 了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取 2 4度经换算得主流道大端直径 D= 6L=d+22） ，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径 r=3圆弧过渡。 流道设计 分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的 长度的。由于塑件的形状比较简单，尼龙 6流动性好，冲型能力比买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 较好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根据主流道大端直径 D= 6梯形可选用上底为 b=6为 h=4截面。 其 分流道截面 结构简图如下所示： 图 2流道表面粗糙度： 分流道表面 粗糙度要求不高 ，表面粗糙度常取 m，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。有利于保 温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。 口设计 因 采用双分型面分型， 故 选用 点浇口较为理想，以便浇口凝料脱模。 设计时考虑 不影响塑件的外观质量 ， 从底部锥孔处进料，料 的流向是从 厚处往薄处流，而且在模具结构上采用瓣合斜滑块式型腔， 有利于填充排气。 由于 尼龙 6凝固时间很短 ， 所以浇口位置非常重要。浇口孔径不要小于 t 为塑件厚度）， 查表初选尺寸为 l=d=H=模时修正 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 2 排气结构的设计 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 膜片夹片 注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进 行排气，而不需在模具上开设排气槽。 尼龙 6隙较小，再加上尼龙 6流动性较好，也不宜开排气槽 . 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/过渡配合。 料井的设计 为了防止冷料进 流 入型腔而影响塑件质量，因此在主流道正对面的中间板上设计一 个 冷料井是很必要的。对于主流道 的 冷料井，开模时应将主流道中的冷凝料拉出，所以冷料井直径易稍大于主流道大端直径。此处是配合推杆使用，选用倒锥形。 滑块 的 设计 滑块的结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 此设计的塑件 底部凸台处有一浅内凹 ,它们均垂直于脱模 方向 ,阻碍成型后塑件从模具脱出 凹 的零件必须做成活动的 型芯或滑块 ,由于侧凹较浅，抽拔距较小，为简化模具设计，采用瓣合式斜滑块。 由于顶杆与斜滑块是螺纹连接，且塑件高度不大，因此此处不用考虑斜滑块脱落问题 。与动模板的固定采用 T 形滑槽。此外，初次分型是定模座与中间板的分离 ，不用考虑斜滑块的斜向移动，可不用设计止动销。 定斜滑块的倾斜角度 这种抽芯机构的抽芯动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚性较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常不超过 30， 本副模具取 a=20 。 定斜 滑块的尺寸 根据塑 件 尺寸以及查阅相关资料取 斜 滑块 的 长 L=62 00,厚度 H=30 出机构设计 采用推杆 推出， 图 2图 2示 ,由于 塑 件 底部有一凸台 ，模具开模后，塑件将留在动模一侧斜滑块内。当运动一段距离后， 顶杆带动 滑块斜向上运动，同时完成塑件的脱模和抽芯动作。 型零件结构设计 腔 的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 腔的总体结构设计 本副模具采用 一 模四件的 结构 形式 ， 因为采用斜滑块式抽芯机构 ， 所以 斜滑块 就是 型腔 材料选 用 45 钢 , 硬度在 50上 . 腔的尺寸设计 膜片夹片属于中小尺寸塑件，计算时主要考虑其强度问题。所以按强度计算 （ 1） 侧壁 厚度 的计算 t c r （ p p - 2 P m - 1 ） 一般取 25处取 35 代入得 （ 2）底部厚度的计算 t c r p （ 代入得 图 2 腔的 加工 方法 采 用成型电极 方法 。 芯的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 为节省优质模具钢， 便于 机械 加工和热处理，采用组合式型芯结构 。 型芯 成7 倾斜 构 如下图所示： 图 2据分流道与浇口的设计要求，分流道设在定模座浇口设在型芯上其结构见下图所示。 图 2 膜片 注塑模具的有关计算 本例中成型 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率来计算。 查常用塑料的 收缩率 塑料尼龙 6成型收缩率为 S=故平均我们取为 考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 = /3。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 表一：凹模工作尺寸的计算： 塑件尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 3/4 )0+ m=( 2/3 )0+ 8 件尺寸 计算公式 型芯工作尺寸 .3 +3/4 )0 30+ +2/3 ） 0料选用 45 钢 , 硬度在 50上 . 成型零部件 的制造误差： 成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差，配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 9 级，综合考虑取 。 4 模具加热和冷却系统的设计 塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形） 00 0 C,左右降低到 800 C 左右，所释放的能量 5以辐射，对流的方 式散发到大气中，其余 95由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。 如果忽略模具因空气对流，热辐射与注射机接触所散失的热量，假设塑料熔体在模内释放的热量，全部由冷却水带走。则 冷却系统设计可按下式进行计算： 设该模具平均工作温度为 80，用 20的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为 25，产量为（ 1 分钟 4 模） h。 1） 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 表 得 尼龙 6型买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 时冷却应排除的热量 27h。 2） 求冷却水的 体积流量 V V=0(=10-3 m3/中 m3/ Kg/h）； J/( 0 C）； 0 C）； 温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面： 变形 尺寸精度 力学性能 表面质量 在 选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制件的质量要求。 模具的冷却时间约占整个循环周期的 2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的10 20 倍。在次我选择湍流。 如图 下表 ： 冷却水 孔总传热面积 A 由下式计算得： A= 600( 将数据代入得 A=1.3 中 却水孔总传热面积（ 0 C）； 冷却时的平均温度（ 0 C）； 由于冷却水孔传热面积较小，其水孔数目及长度可根据经验而定。 由于模具中成型制品的成型部分是侧滑块，其尺寸较小。所以冷却水道的分冷却水道直径 d/（ 最低流量 v /（ m/s） 流量 8 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 布，采用环绕滑块的方法。如下图所示： 图 4 模具闭合高度确定 在支撑板与固定零 件的设计中根据经验确定： 定模座板德厚度 5中间板厚度 0斜 滑块 厚度为 0动模 板厚度为 2块厚度0模座 厚度 5 1 计算模具的闭合高度： H=25 10 30 32 50 25 =172 6 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为 230200172注塑机模板最大安装尺寸是 235235 由于上述计算的模具闭合高度为 172注塑机的最小模具厚度为 60大模具厚度为 180大开模行程为 160 1： 模具厚度 校核： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 607280 2： 模具开模行程 校核： 2+a+(50+8+43+10=71160 的长度（ 经校核 注塑机能满足使用要求故可以采用。 7 绘制模具总装图和非标零件工作图 模具总装图和非标零件工作图见附图 图 7 2 3 4 5 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21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，注塑完成。开模时动模部分随动模板一起 向右运动，在弹簧 3 的作用下，迫使初次在 B 处分型，塑件留在动模一侧向右运动的同时，冷凝料也在锥形拉料杆 19 的作用下随动模运动，当运动到一定距离时，在注塑机顶杆的作用下推杆 20 推动滑块 4 斜向上运动将塑件推出，同时，拉料杆 19 将冷凝料推出。合模时，复位杆 14 对滑块和顶杆进行复位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 9 结束语 通过塑料模课程设计，它使得我对冲裁理论知识进一步加深了认识。并且也加深了相关理论知识的认识。同时熟练掌握了专业工具书的使用方法。在整个过程中，增强了自己的动手能力及分析及独立思考解决问题的能力。当然，由于本人水平有限及缺乏生产实际经验，该设计难免存在不足之处。希望老师对此提出批评意见， 在此表示万分的感谢。 通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了冲压设计的一般规律。在设计过程中，进行了设计计算、绘图及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进 行全面的机械设计基本技能的训练。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 致 谢 时光如 歌 ，岁月如梭，三年的大学生活即将结束，而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际，作为一名工科院