温控器垫块点浇口注射模的设计【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 编号： 毕业设计说明书 题 目： 温控器垫块点浇口 注射模的设计 院 （系）： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位 ： 指导教师： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014 年 5 月 4 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 近几年好多国家都在发展机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视术，如今 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求 ,国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。同时还因为塑料制品及模具的3D 设计与成型过程中 3D 分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 在本次毕业设计中，通过运用三维实体造型高端软件 X 对 “温控器垫块” 外形进行 3D 造型，同时也设计了其塑料注塑模的 3D 模型 。在正确分析塑件工艺特点和性能的基础上，介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，顶也机构的设计，选择标准零件，设计非标件的设计过程。由于模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题； X 等不同的软件可分别用于模具的设计、制造和产品质量进行分析。塑料注射成型所用的模具称为注射模成型模具，该模具特点是模具先由注射机合模机构闭和紧密，然后由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模 腔内，经冷却或固化成型后，在侧向分型的作用下开模取出塑件。 还根据所设计的模具尺寸选择安装了相应的模架，最终生成了直观的结构设计图；此外还利用 制了模具装配图以及各种成型零件图。 关键词 ： 温控器 ； 注塑模； 料； 3D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of in of in to to AM AM a of a of 004, as a of in 0%, to in to an of 0% of of in is of is a In G NX is to t of of of BS of of of of to in be G NX is a is by a of of or in of to of to In to AD as as a of BS 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 引言 . 1 1 注塑模设计的相关理论概述 . 3 塑成型的相关概念 . 3 塑成型的基本概念 . 3 塑成型的特点 . 3 塑成型的工艺过程 . 3 塑模的定义 . 4 塑模的分类 . 4 塑模设计流程及关键环节 . 6 塑模设计软件 介 . 7 塑模主要加工方法简介 . 9 2 温控器垫块注塑模设计 . 10 控器垫块相关参数计算 . 10 控器垫块成型工艺要求 . 10 件工艺性分析 . 10 件材料的基本特性 . 13 性能指标 . 14 件材料成型性能 . 14 寸精度分析 . 16 面质量分析 . 16 塑设备的选择 . 16 射模的结构设计 . 12 型面的选择 . 13 定型腔的排列方式 . 13 注系统的设计 . 14 注系统的平衡 . 16 件机构的设计 . 16 架的选择 . 11 腔工作尺寸的计算 . 17 芯工作尺寸的计算 . 19 具 的 其他相关计算 . 20 却装置的设计 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 却时 间的计算 . 21 却水管直径 . 21 却水道的结构 . 21 模行程的校核 . 22 射机的校核 . 22 具外形尺 寸校核 . 22 射模的安装与调试 . 23 3 温控器垫块注塑 模 的仿真实现 . 24 具开发流程 . 24 品建模 . 24 控器注塑模装配仿真 . 25 4 温控 器垫块注塑 模 型腔加工工艺及流程 . 28 5 机械加工工艺卡 . 30 6 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 引言 模具是基础工业的生产设备， 模具技术就是生产技术。作为发展和振兴 我国 大力推手 的模具行业，日益受到人们的 关注和重视 。模具工业的一个组成部 分 是属于高新技术产业 ，重要组成部分 是装备工业 。在每一个国家的模具 一直享有“ 工业（ 百业 ） 之母” ，“ 重点行业 ” ， “ 不可估量的电力行业 ” ， “ 产业发展的全部秘密 ” ， “ 效益放大器 ”等 一系列的声誉。模具行业的现状是很重要的，而且在国民经济工业机械， 石化，汽车 ， 电子 ，建筑的五大支柱，需要相应的模具行业。在 推行 资源节约 型社会 的当今时代，塑料工业的强大也要求注塑模具的发展紧随其后，所以相关研究也逐步深入并实现实践。注塑模具的研究包含着产品材料、模具设计、模具制造，国内外研究学者投入的心血都转化成海量的文献，对注塑模具的发展有 着承前启后的作用。 中国已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地，随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国压铸模具已与世界有着千丝万缕的联系。据相关专业人士分析， 接下来的 十年，中国的模具行业技术发展的主要方向如下： （ 1）模具结构越来越大 、 复杂 、精密、 预期寿命增加 由于成 型 部件越来越大，高效率的生产要求的一模多腔的模具（如塑料模具已达到几百模腔），使模具 体积 越来越大，随着元件的小型化和 不断 发 展， 模具结构（例如进模工作位数增加，提高精度）的 改善 ，精密模具增加了从 5 微米到 2 3 微米，在 将来需要一些模具的精度容差为 1m 或更小，这将促进超精密加工的发展。 1 （ 2） 术在模具设计制造中的广泛应用 模具制造是一个延续的设计，模具设计与制造一体化的实施，可以优化了设计要求。实践证明，模具 术是当代最合理的模具生产方法，无论是造型，为客户提供数控加工的 序，同时也为不同类型的模具，与相应的基本理论，通过数值模拟方法预测实现成型的过程中 优化 模具结构（形状）。从 体化的角度来看，综合，立体化，智能化和网络化的发展趋势 ，其中心思想是让用户在一个统一的环境中，实现 合作，以充分发挥各单位的优势和效益。因此，我们应该大力开展 司， 辅助设计和制造软件，推广和应用。 2 （ 3）新型技术在塑料模具中的推广应用 使用新的塑料模具设计与热流道制造技术是一个重大变化，可 明显 提高模具制造业的质量和生产率，并能节省大量的原材料 并实现 能源的节约，国外模具企业不得不花费一半的技术，甚至超过 80 ； 气体辅助注塑成型塑料成型是一项新技术，它具有少翘曲变形 ， 注射压力 低，易成型，表面，壁厚等差异较大的前提下，可保证产品质量，并大幅降低成本。 （ 4） 提高模具标准化及模具标准件的使用水平 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 标准化模具及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期， 同时 提高产品质量 ，降低模具的制造成本。模具标准应进一步提高规模，品种， 完善和发展 的销售网络，以确保交货速度，为客户提供交货生产技术好，精度高，时间短，寿命长，高品质 且 价格低的标准模具。 （ 5）先进的表面处理技术 的发展 和优质模具材料 选用 模具材料是模具行业的基础 。 目前国外模具材料系列成熟和完善系列化程度越来越高。中国是世界第一产钢国家，在 国内发展先进的高品质工具钢品种，虽然很多已经被纳入到了国家标准，如： 665 7 71）等， 中国模具钢年消耗在百 万吨 以上（ 每年必需 ），所以 有相当一部分进口模具钢。为了扭转这种局面，其性能应根据使用模具的新要求，通过调整材料的组成，借助先进的技术方法和技术手段，不断开发新的模具材料的特殊表现。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 注塑模设计的相关理论概述 塑成型的相关概念 塑成型的基本概念 注塑成型 是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，在料筒内装有外动力电动机，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐塑化、熔融和均化。当螺杆旋转时，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料反作用力下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后螺杆在注射油缸的活塞推力的作用，以高速、高压将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具 在合模机构的作用下，开启模具，通过顶出装置把定型好的制品模具中顶出。这个过程大致可以分为填充、保压、冷却、开模、制品去除、合模等联系步骤，这些步骤周而复始，从而形成一个完整的生产周期。 塑成型的特点 注射成型是热塑性塑料成形的一种重要方法，它具有成型周期短、能一次成形形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成形的生产率高，已实现自动化生产。到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成形的方法成形，因此，注射成形广泛应用于各种塑料制件的生产。注射成形的缺点是所用的注射设备价格较高，注射模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适合于单件小批量的塑件生产。除了热塑性塑料外，一些流动性好的热固性塑料也可用注射方法成形。 塑成型的工艺过程 注塑成型的工艺过程如图 示 ： 图 塑成型的工艺过程图 1)模具机床安装好以后先在空模状态下开模、合模几次，调节好顶杆的顶出行程，观察机床和模具是否运动正常。将颗粒状态的塑料放入料斗后经过预热干燥，料筒外面有电加热圈将塑料加热到熔化温度以上 30再经过螺杆的螺旋推进进入料筒。料筒内的塑料到达注射温度以 后，先挤出前段的杂料或过烧的塑料。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2)合模。关好安全门，将射嘴抵住模具上的浇口套。 3)射胶。这时在计算机的射出按键上给出射胶信号，该电磁阀动作带动液压泵阀门开启，液压泵内的高压油立即进入注座尾部的油管，推动注座内的活塞，活塞的运动使螺杆将料筒内已经过加热熔化的塑胶挤出；使已熔化的塑胶在高温高压的状态下高速进入模具型腔。 4)保压。是熔化的塑胶在模具型腔内经过保压、冷却、定型成为分子结构致密的塑胶产品。 5)预塑。料筒的螺杆反向旋转退后的同时又将中段已熔化的塑胶推向料筒的前端，预备下一次射入模具型腔。同时 又将料斗内颗粒状态的塑料推向料筒的中段和后段进行加热。 6)冷却。如果是体积较大的产品，则应根据塑胶胶位厚度等具体情况再保压时间完成之后再延长冷却时间。如果是体积很小的产品，在保压的过程中已经冷却定型了，则不需要另外延长冷却时间。 7)开模。经事先在计算机上设定的保压、冷却时间到达后，注塑机上的动模板带动模具的动模部分开启到预定距离。前后模之间从分型面处分开（机上有行程开关可以控制开模距离） 8)产品脱模。注塑机顶杆顶动模具顶尖板，顶尖板推动顶尖（或推板），顶尖（或推板）顶出（推出）产品。 9)取件。当产品 被顶出脱模机构使其脱离模具后，大多数情况下会因为自身的重量而掉下，这属于自动脱模；而部分产品不能或不允许掉下时，则必须用人手或机械手将产品和凝料取下。如果顶出距离不够而产品不能脱模掉下，则应该加大顶出距离或调长顶杆。 当选择手动时，每一个步骤都需要按动相应的开关按钮，机床才会动作。 当选择半自动时，每次机床开模顶出产品后，都需要人工取出产品并关好安全门，机床才会合模进行下面的动作。门未关好行程开关未被压下，机床不会合模，从而保证了操作者和模具的安全。 当选择全自动时，每当机床完成一个动作、设定的时间到达，它 会自动进行下一个动作；当产品被顶出时会自动掉下或用机械手拿出，如果产品未脱模或者模具内有异物未离开，机床不但不合模，还会报警。 1 塑模的定义 塑料注射成型所采用的模具称为注射成型模具，简称注射模，又称注塑模。注塑模是实现注射成型工艺的主要工艺设备。 注塑模的分类 注塑模具的分类方法很多。按所用注射机的类型可分为卧式注射机用模具、立式注买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 射剂用模具和角式注射机用模具；按注射成型工艺特点可分为单型腔注射模、多型腔注射模、普通流道注射模、热流道注射模、热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模、低发泡注射模和精密注 射模等；按注射模具总体结构特征可分为单分型面注射模、双分型面注射模、斜导柱（弯销、斜导槽、斜滑块、齿轮齿条）侧向分型与抽芯注射模具、带有活动镶件的注射模具、定模带有推出装置的注射模具和自动卸螺纹注射模具等。 在此按注射模总体结构特征介绍几种常用的注射模具： (1)单分型面注射模具 单分型面注射模具也叫双板式注射模具，他是注射模具中结构最简单的一种结构形式，只有一个分型面，构成型腔的一部分在动模上，另一部分在定模上。卧式或立式注射机用的单分型面注射模具，主流道设在定模的一侧，分流道设在分型面上，开模后制品连同 流道凝料一起留在动模一侧。动模上设有顶出装置，用以顶出制品和流道凝料。 (2)双分型面注射模具 双分型面注射模具（也称三板式注射模）指浇注系统凝料和制品由不同的两个分型面取出。适用于点浇口进料的单型腔或多型腔模具。与单分型面注射模结构相比，双分型面注射模增加了一个可移动的中间板（又名浇口板）。开模时，中间板与固定模板用于定距离分离，以便取出这两块板间的浇注系统凝料。 这里着重介绍双分型面注射模在设计中的注意事项： 1)双分型面注射模使用的浇口一般为点浇口，截面积较小，口过 小，熔体流动阻力太大，浇口也不易加工；浇口过大，则不容易自动拉断，且拉断后会影响塑件的表面质量。 2)第一分型面的分型距离应保证浇注系统凝料能顺利取出。一般第一分型面分型距： 53 （ 1 式中 s 第一分型面分型距离， s 浇注系统凝料在合模方向上的长度， 3)一般的注射模中，动、定模之间的导柱既可 设置在动模的一侧，也可设置在定模的一侧，视具体情况而定，通常设置在型芯突出分型面最长的那一侧。而双分型面注射模具，为了中间板在工作过程中的导向和支撑，所以在定模一侧一定要设置导柱，若该导柱同时对动模部分起导向作用，则导柱导向部分的长度应按下式计算： 108 （ 1 式中 L 导柱导向部分长度， s 第一分型面分型距离， H 中间板厚度， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 h 型芯突出分型面距离， 如果定模部分的导柱仅对中间板支撑和导向，则动模部分还应设置导柱，用于对中间板的导向，这样动、定模部分才能合模导向。如果动模部分是推件板脱模，则动模部分一定要设置导柱，用以对推件板进行支承和导向。上述情况中，导柱导向长度必须正确设计。 注塑模设计流程及关键环节 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，塑件的外形简单，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力 。注塑模设计流程见图 图 塑模具设计流程图 本次设计以温控器垫块注塑模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的起到学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程加以融汇，综合应用本次买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计当中来，做到真正意义上学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 G 等计算机辅助设计技术，使用 件，以求 达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 塑模设计软件 介 现了 大系统紧密集成，用户在使用 体构造、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时，使用 块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，可以提高设计的可靠性；根据建立的三维模型，还可以由 块直接生成数控代码来进行产品加工。 在 X 中，为方便设计者进行模块化设计，提供了 60 多种功能模块及子模块，不同的功能模块应用具有各自的操作环境。下面着重介绍以下三个模块： (1)块介绍 够实现 计功能，即建模、工程图、装配、工程设计等功能。 块拥有很强的 3D 建模能力，这早已被许多知名汽车厂家及航天工业界企业所肯定。 模由许多功能独立的子模块构成，常用的有基本环境模块、建模模块、制图模块、装配模块和注塑模模块。 1)基本环境模块是 X 最重要的模块，其他所有的 块都建立在该模块的基础上。它支持一些关键的操作，例如打开 部件文件、创建 X 零部件文件、环境设置、动画渲染、打印出图等，总之，设计者的大部分操作都是在该模块中完成的。 2)建模模块为设计者提供了实体建模、特征建模、和自由曲面建模等先进的造型及辅助功能。 实体建模模块：该模块集成了基于草图约束的特征建模算法，提供了强有力的复合建模工具，使用户能充分利用传统的实体、面、线框造型等优势。 特征建模模块：该模块使用工程特征定义设计信息，并提供了多种标准的设计特征，可以对这些特征进行参数化定义。 自由曲面建模模块：该模块用于建立形状复杂的曲面形状，例如叶片或叶轮等复杂的工业零部件的造型设计。它将实体建模和曲面建模技术合并，组成一个功能强大的建模工具组并使建立的曲面造型能够快速被编辑 。 3)制图即为工程图，制图模块可使设计人员方便、快捷地获得三维实体建模投影，并通过投影生成完全相关的二维工程图，绘制剖视图，执行零部件尺寸和公差标注。而且，当改变三维模型中的一些尺寸时，由于该软件的相关性，可直接改变二维模型中的相关部分，这将大大提高用户的设计效率。 4)装配模块提供了装配件参数化建模，能够非常准确地表达部件之间的关系。该装配体中的各个零部件之间都保持关联性，这样为工程人员之间的数据共享和产品协作买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 开发奠定了良好的基础。 5)注塑模模块为设计者提供了一个与 三维建模环境完全整合的模 具设计环境，通过该模块可逐步引导用户进行模具设计工作，例如通过该模块创建模具型腔、型芯和对应的模架机构。另外，使用该模块还能够帮助模具设计人员检查设计是否合理，并且能够检查出不合适的注塑模几何体并予以修正，同时，三维模型的每次改变均会自动地更新模具型腔和型芯。 计特点：从以上模块介绍可知， X 是一种 算机辅助工业设计）和 集成软件，通过该软件能够迅速准确地将抽象思维转化为实际产品设计。 10 (2)块介绍 X 不仅在 业模块方面有广阔的发展空间 ，同时在 工模块更有独特的优势，包含型腔、型芯铣削，固定轴铣削，车削加工和线切割等多个加工模块。 可根据零件机构、加工表面形状和加工精度要求选择适合的加工类型，在加工类型中包含了多个加工模板，应用各加工模板可快速建立加工操作。 1)平面铣削：该方式用于平面轮廓或平面区域的粗精加工，刀具平行于工件进行多层次加工。该操作创建了可去除平面层中的材料量的刀轨，为精加工做准备。 2)固定轴曲面轮廓铣削：该铣削方式可将空间的驱动几何投射到零件表面，驱动刀具以固定轴 形式加工曲面轮廓，主要用于曲面的半精加工与精加工。 3)可变轴曲面轮廓铣：与固定轴铣相似，只是在加工过程中可变轴铣的刀轴允许摆动，可满足一些特殊部位的加工需要。 4)顺序铣削：用于连续加工一系列相接表面，并对面与面之间的交线进行精加工；用于在铣削过程中需要精确控制每段刀具路径的场合，可以保证相接表面光顺过度。 5)车削加工：车削加工模块提供了加工回转类零件所需要的全部功能，包括粗车、精车、切槽、车螺纹和打中心孔等。 6)线切割加工：线切割加工模块支持线框模型程序编制，提供多种走刀方式进行线切割加工。 工特点： X 的 工模块主要包括机工和机床构造模块，其主要功能是生成加工刀具路径，对刀路进行后置处理，从而生成 码。该软件在这些领域使用最新的加工切削技术，例如，高速切削加工、样条插补及数字检查确认。 (3)块介绍 在产品的设计、加工、装配和调试等操作之前或设置过程中，需要对制品进行分析和检测，从而提前发现制品设计过程中的错误，提高制品设计的效率。 X 系统提供模型的多种分析方式，其中最重要的分析方式有 3 种： 1)运动分析：运动分析模块可对任何二维或三维机构 进行运动学分析、动力学分买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 析和设计方针，并且能够完成大量的装配分析，如干涉检查、轨迹包络。该模块交互的运动学模式允许同时使用 5 个运动副，可以分析反作用，并用图表表示各构件间的位移、速度、加速度的相互关系，同时反作用力可输入到有限元分析模块中。 2)结构分析：该模块能将几何模型转换为有限元模型，可以进行线性静力分析、标准模态与稳态热传递分析和线性屈曲分析，同时还支持对装配部件（包括间隙单元）分析，分析结果可用于评估各种设计方案，优化产品设计，提高产品质量。 3)注塑流动分析：使用该模块可以帮助模具设计人员确 定注塑模的设计是否合理，可以检查出不合适的注塑几何体并予以修正。 析特点： 析功能是可以进行质量自动评测的产品开发系统，提供简便易学的性能仿真功能，使任和设计人员都可以进行高级的性能分析，创建出高质量的模型。其仿真功能可提供详细的产品性能，从而更加高效地生产出高质量的产品，甚至为企业和供应链提供可共享的电子版质量信息。 2 塑模主要加工方法简介 根据对模具材料的作用方式不同，我们把现代模具制造方法分为去除法、成形法和累加法，具体如下： (1)去除法 ： 去除的方法是通过去除 处理，以获得所需的模具的身体，这是最大的一类模具制造方法，包括电火花加工（电解，线切割，电火花等），以及其他特殊处理的材料。 (2)成型方法 ，通过压缩金属和其他材质粉末，压制、熔融成型获得所需零件。 1)材料的成形方法的总量是不变的，通过该材料得到的模体所需要的流量。包含传统的铸造和塑料挤出。 2)流延法的过程分为三种：用于制造重型的砂型铸造模具，精密制造要求较高的表面的模具或腔体陶瓷刀片和常用的泡沫实型铸造法铸造大型铸件的汽车覆盖件模具的复制。所谓的真正的泡沫的制造方法，该模型的聚苯乙烯泡沫塑料的，嵌 入在中间的型砂，根据此模型中浇注铁水，从而使燃烧气化，取得的铸造方法，铸造方法，也被称为丢失，简称 法。 (3）增量方法来处理 增量的方法是必需的，以保持模体通过材料的增加，得到的积累。普通金属涂层，电铸，快速原型和快速制模方法（ 术。高温涂层，金属凝固成氧 - 乙炔火焰融合，这一过程被称为火焰喷涂，冷喷涂，低熔点合金被放置在枪中，加热元件的作用下液化的表面上喷涂了模型的金属涂层的厚度为 1 3 毫米。在高低温金属喷涂，可用于小规模的实验模具。也被称为电解沉积，即利用电解沉积金属的方法将 所需要的模腔在模具上得到的电铸方法。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 温控器垫块注塑模设计 控器垫块相关参数计算 根据设计手册并参考工厂实际应用情况，增强 成型工艺参数可作如下选择： (1)预热温度 ： 80 85 间 2 3h； (2)料筒温度 ： 后段 150 170 段 165 180 段 180 200 (3)喷嘴温度 ： 170 180 (4)模具温度 ： 50 80 (5)注射压力 ： 60 100 (6)成型时间 ： 注射时间 20 90s 高压时间