香波喷嘴注塑模具设计【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 I 摘 要 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视。发达国家有“模具工业是进入富裕社会的原动力”之说，可见其重视的程度。当今，“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人接受。 正是基于对中国模具发展趋势的认识和对中国模具业发展的信心，我选择了学习模具，选择了香波喷嘴注塑模具设计做为我的毕业设计。 本设计首先根据给定的实物分析其结构合理性，然后进行测绘，完成实体图和二维图。 其次，根据完成的实体图进行模具设计， 在进行模具设计时，根据塑件的形状并结合手册循序渐进的进行模 具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括浇注系统、冷却系统及动、定个部分的结构的设计。在设计时要使用到 些计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量很有帮助，这也是当今模具行业发展的选择。 在近三个月的设计中，为了更好地完成任务，期间还到工厂进行了实习，参观了塑料模具的生产加工过程，这加强了我们的感性认识，更有利于我们完成模具设计。 关键词： 注塑模；模具设计 ； 结构设计； 。 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is of is it is of , is by on I of to as my to to in on on to on to to to in an on a do a of is In to we on s to us to . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 香波喷嘴注塑模具 设计 of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 设计总说明 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 1 文献综述 . 4 料模现状及发展趋势 . 4 国塑料模的现状 . 4 料模的制造特点 . 5 料模发展趋势 . 5 件概述 . 7 2 香波喷嘴的结构设计 . 8 件分析 . 8 件材料的选择 . 8 . 8 料制件的结构工艺性 . 10 模斜度 . 10 寸公差和精度 . 10 面粗糙度 . 10 厚 . 10 角 . 10 构设计方案 . 11 3 香波喷嘴的模具设计 . 11 具方案的论证和选择 . 11 射机的选择及型腔数目的确定 . 12 件的质量体积分析及 . 12 腔数目的确定 . 13 塑机的选择 . 13 型面的选择 . 14 气系统的设计 . 15 注系统设计 . 15 流道部分设计 . 15 料穴的设计 . 16 流道设计 . 17 口设计 . 18 位圈和浇口套的选择 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模型腔侧壁厚度与底板厚度的计算 . 19 模侧壁厚度的计算 . 19 板厚度的计算 . 20 架的选取 . 20 模机构的设计 . 21 模方案的选择 . 21 模力的计算 . 21 柱的选择 . 22 转脱模 . 23 转脱模的扭距计算 . 23 向分型与抽芯机构的设计 . 23 向分型与抽芯机构的选定 . 23 芯距的确定 . 24 紧块设计 . 25 度调节系统的设计 . 25 度调节系统分析 . 25 平衡计算 . 26 流计算与冷却面积计算 . 26 鸣 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 文献综述 料模现状及发展趋势 国塑料模的现状 模具 工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视。发达国家有“模具工业是进入富裕社会的原动力”之说，可见其重视的程度，当今，“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人接受。 我国塑料模的发展极其迅速， 30 年已走过国外 90 年的历程，现已具相当规模。塑料模的设计技术、制造技术、 术、 术已有相应的涉猎和开发应用，我国在塑料模设计技术和塑料模制造技术上与发达国家的地区 的差距参见表 1表 1用模具钢品种少、规格不全，质量不稳定，且供应渠道不畅。塑料模以 45 钢为主要材料的状况，短时间内难以改变。 表 1塑料模设计技术和制造技术（ 1995 年） 技术名称 发达国家 中国 美国 日本 德国 香港 台湾 大陆 用 75% 75% 70% 50% 40% 5% 10% 用 50% 50% 50% 40% 30% 1% 5% 件 普及 普及 普及 70% 50% 开始起步 件 普及 普及 普及 70% 50% 开始起步 法 已编入 析软件 已有或开始应用 法 已进入商品化 已有理论著作发表 法 已进入商品化 在电子和精密机械有应用 表 1塑料模加工技术（ 1995 年） 加工技术 发达国家 中国大陆 工周期缩短 60% 已在部分工厂开始研究 4 轴及 5 轴 模具成本降低 30% 已列入“八五”技改项目 件 生产效率提高 60% 模具标准零件及标准模架 已普及并以实现了商品化 有国家标准，系列化，商品化不够 热流道及热管技术 大量使用，已形成了系列和标 准 70 年代开始研究，迄今尚无标准 专用模具钢材（ 20） 根据塑料模的不同类型，专用钢已系列化 已列入“八五”国家研制计划 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料模的制造特点 (1) 型腔及型芯呈立体型面 塑料的外形和内部形状直接由型腔和型芯直接成型。型腔、型芯的形状是塑料件的复映。这些复杂的立体表面加工难度大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，采用通用机床加工时，不仅要求工人技术等级高，辅助夹具、刀具多，而且加工周期长。 (2) 精度要求高 型腔、型芯尺寸精度一般为 9，精密塑料模具的型芯型腔尺寸精度为 7级，另 外机构的尺寸也要求非常准确，以使运动可靠。所以要求模具制造，尽量采用高精度的制造手段和测量手段。 （ 3） 表面质量要求高 型腔、型芯的表面粗糙度一般为 镜面要求的表面粗糙度为 达到粗糙度要求，型腔、型芯表面经精加工后必须经过严格的研磨、抛光。目前多数采用手工研磨和抛光，其手工加工的比例约占整副模具加工量的 40%左右，精密型模具，由于多为镶拼式结构，手工加工量约占 10%左右。 为了提高模具的使用寿命，成型零件还需进行淬火。因此成型研磨、电加工等精密加工占的比例比较大。 (4) 对刀具的性能要求越来越高 由于模具的性能材料不断提高，模具加工刀具也相应提高，常用一些优越性能的刀具材料和改进的刀具设计，另外为了提高加工效率，也对刀具进行重新改进，以适应模具加工快节奏的要求。 （ 5）工艺流程长、制造时间紧 注射模的成型部分是由定模、动模、滑块等部件组成，而定模、动模又是若干零件的组合。为了保证相互间的形状和位置精度，需要采取配制的方法进行加工。工种多、工序多、工艺流程长。 由于注射模关系到产品的更新换代以及推向市场的速度，一般给予模具的制造时间比较短，所以，模具制造时间紧，所以，要求 模具制造尽量减少手工操作，并采用自动化技术，发展快速制模技术。 (6) 模具制造一般属于但减少批生产方式 料模发展趋势 1注塑模 随着人类社会的进步和高技术不断发展，世界各国对塑料模设计技术给予了高度重视和关注，不惜投入重金进行研究和开发，塑料模 件和塑料模 件等已经商品化，注射模 目前，美国 帮助模具设计人员用专家的知识解决注射模的质量问题。德国 统，可用于注射模的流动、冷却分析、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 力学性能校核。澳大利亚 司的注射模 件 有流动模拟、冷却分析、翘曲变 形和应力分析功能。 2挤塑模 挤塑模设计与制造，发达国家已广泛地应用了 其是 大地提高了挤塑模设计水平和可靠性。我国向此发展，势在必行。根据国家“八五”重点科技攻关项目“注射模 发中的成功经验及技术实力，国家“九五”重点科技攻关项目“挤塑模 成系统”课题，正在拟议与 讨论之中。预计该课题将面临一下难题： （ 1）挤塑模中倒流锥截面变化不规则问题。为此，必须强化 分的三维曲面造型功能。 （ 2） 求它是一个实用、开放的数据库系统，但由于塑料熔体的弹性行为，迄今尚无行之有效的三维形变理论能予以准确描述。为此，该部分必然是大量的经验公式和数据的收集、归纳及整理工作，是一项艰巨、复杂、系统性很强的庞大工程。 （ 3）须建立 3 轴至 5 轴数控铣和 2 轴至 4 轴的线切割模块，为此， 在 分需开发适用于挤塑模制造工艺规程的计算机辅助变成软件。 （ 4）在统计分析的 基础上，确定注射模加工系统与挤塑模加工系统在 面的共同点与不同点，从而确定应去除注射模加工系统中哪些功能，增加哪些适用于挤塑模加工的功能。 3. 塑料模专用材料研究和开发 在“八五”期间，国家已经组织了抚钢、太钢、齐钢、舞阳、长城和本溪钢铁厂等单位，研究和开发塑料模专用系列钢。无疑，这一开发与研究工作，必将继续扩大和完善。大致可分为以下五类： （ 1）基本型。如 55 钢，使用硬度小于 20削加工性能好，但模具表面粗糙度差，使用寿命短，但已被预硬钢所代替 （ 2）预硬化型。这类钢是在中、低碳 钢中加入一些合金元素的低合金钢，淬透性高，加工性能好，调质后的使用硬度为 25 35最大的通用型塑料模具钢，如美国的 （ 3）时效硬化型这类钢是在中、低碳钢中加入 合金元素，耐磨性和腐蚀性优于预硬钢，经过时效处理后，硬度可高达 40 50类钢的典型牌号，如美国的 本的 ，多用于复杂、精密塑料模具，或大批量生产的长寿命模具。 （ 4）热处理硬化型。这类塑料模具钢如美国的 本的 ，模具表面能达很高的镜面，并可进行表 面强化处理。这类钢制造的模具，精加工后进行淬火、回火处理，使用硬度可达 （ 5）马氏体时效钢和粉末冶金模具钢。对于要求更高耐磨性、耐腐蚀性、高韧性、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 超镜面的高级塑料模，可采用马氏体时效钢或粉末冶金模具钢。这类钢如美国的 本的 是采用粉末冶金法制造的模具钢。 件概述 一套可以灵活配置的软件包，可供从关键的超大型部件设计人员等 临时 桌面用户到制造工程师使用。这样，用户就可以轻松地把单一的生产效率解决方案升级为 一套能够满足整个开发过程需求的集成系统 要用户希望在生产效率上投资并希望加快公司的投资回报即可。 001 为用户带来一种简化的新体验，其中包括直接建模技术、以及额外提供的一体化曲面造型功能、专门设计的新模块和大量增强功能，使得产品开发过程更简单、快捷。 001 基于 些技术用来建立和表示基于特征的模型，在不同 具之间相关联地转换原始文件、提供方便的存取数 据方式。 代了第一代简单的几何核心组件，为互操作能力定义了一个新内核。 001 具有突破性的创新技术，包括直接建模、处理几何体、交互地在屏幕上直观创建和修改特征。直接建模概念简单易学，并且进一步加快了产品的开发过程。利用直接建模， 屏幕上拖拽产品特征、即刻改变或编辑模型，就可以建立特征。这一直观的工作流，把鼠标移动和菜单导航一般操作减少了 40%之多。 001 另一个重要特色是交互式曲面设 计。以 名的相关性为支撑的参数化实体建模与自由形式美学设计的这种无缝结合，为用户提供了一个高性能设计环境，这是靠松散地集成各种应用程序所无法比拟的。 现了工程和设计的最终集成。随著产品设计中高度程式化的、有机模型变得日益重要， 统必须将设计和工程结合，以便产品设计人员能够在当今市场上进行有效地竞争。 001 同时提供了重要的快速创新能力，诸如根据 表现 用户需求的特征，牢牢锁定设计目标的能力。此外，在生 产应用方面，这一版本也非常先进，包括对工具和模具加工的高速铣削支持，以及在特殊铣削过程中生产力的提高。 能给产品改进过程带来好处的 001的其它增强功能包括：继承特征技术，使用户能够简单快捷地创建并根据需要相关联地更新其产品的过程和设计变型；零件比较技术，根据 两个相似零件之间的几何差异，提供即时图形反馈；草绘 2够在图形视图中与模型的几何体相关联；随著设计图中的修改而相应改变；把相关联能力扩大到图形的 2D 草图绘制中；规格驱动式管道 系统布置技术，在布线过程中，始终符合预先定义的标准，并且具有自动附件选择和管线变化延伸的能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 香波喷嘴的结构设计 件分析 香波喷嘴作为一种生活用品，广泛的应用于各种沐浴露和洗发水，其通用性好，使用方便。由于其使用的次数较多，要求其具有一定的强度和韧度。同时作为一种产品，对美观性一定的要求，其外部形状要求美观，线条流畅美观，看起来比较舒适。 件材料的选择 塑料的选择主要考虑材料成型后的强度以及注塑过程中塑料的流动性。 工业上应用很广泛，工业上很多塑料结构件都使用 鼠标、显示器、仪表盘等外壳 都使用 且注塑性能也相当好。所以该香波喷嘴可以选用 性能和成型特点 由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特征，使 有良好的综合力学性能。丙烯晴使 二烯使 乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。 味，成微黄色，成型的塑料件有较好的光泽，密度为 g/融温度为 217 237分解温度为 250 上，无毒、无味、不透明。 有极好的抗冲击 强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。水、无机盐、酸、碱类对 酮、醛、脂、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化熔胀。 料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 一定的尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70 变形温度为 93 气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 根据 比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。 主要用途： 机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏柜和冰箱衬里等。汽车工业上用 手、热空气调节导管、加热器等，还有用 可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。 表 2量指标参数 性能指标 超高冲击型 高强度冲击型 低冲击型 耐热型 密度（ g/ 水率（ %） 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 热变形温度（度） （ 力下） （ 力下） 96 87 98 89 98 78 85 104 116 96 110 线膨胀（ 烧性（ , /s） - - 伸强度（ 35 63 21 28 53 56 拉伸弹性模量（ 曲强度（ 62 97 25 46 84 弯曲弹性模量（ 缩强度（ - - 18 39 70 硬度（洛氏 R） 100 121 62 86 108 116 冲击强度（ KJ/ (带缺口， 23(带缺口， 0(带缺口， 53 - - - 27 49 21 32 6 32 11 13 电强度（ ） - - 积电阻率（ m） 1014 1014 1011 1011 介电常数（ 60 电损耗角正切（ 60 能指标 超高冲击型 高强度冲击型 低冲击型 耐热型 耐电弧性（ S） 50 85 50 85 70 80 70 80 成型特点： 以成型 压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，应取 2 上； 吸水，含水量小于 成型加工前应进行干燥处理，要求表面光泽的塑料应要求长时间预热干燥，需在 70 80 热 4 小时以上；流动性中等，溢边料 左右，模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，已发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗击型树脂，料温更易取高），料温 对物性影响极大，料温过高宜分解（分解温度为 250 求塑件精度高时，模具温度可控制在 50 60 求塑件光泽和耐热时应控制在 60 80 射压力比聚苯乙烯高。一般用柱塞式注射机时料温为 180 230 射压力为 100 140式注射机则取 160 220 70 100 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料制件的结构工艺性 模斜度 为了便于塑料件从模腔中脱出，防止在脱模过程中出现由于脱模阻力过大，塑件被顶裂、变形和擦伤，塑件废品率增加、质量下降的现象。在平行于脱模方向的塑件表面上，必须 设有一定的斜度，此斜度称为脱模斜度。 斜度与塑料的种类和塑件的高度有关，并且为了使塑件留在凸模或凹模上，塑件内表面和外表面的的斜度值也有差异，塑件高度不大时，通常小于 3可以不设脱模斜度 ，对于高度小于 3 的结构都不设脱模斜度。 件外表面的脱模斜度一般为 40 1o 20，外表面为 35 1o。所以，取内外表面的脱模斜度为 1o。 寸公差和精度 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图纸中尺寸的符合程度。即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是模 具的收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具结构形状等。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。 由塑料模设计手册可查得， 级，一般精度 4级，低精度 5级。考虑到香波喷嘴的使用对精度的要求不太高，所以各个地方均选择 5级精度。 面粗糙度 塑件间的表面粗糙度一般取 间，在设计时应考虑到下盖的美观性，同时兼顾经济性要求。为满足美观性要求，塑件的外表面要求比较光滑，取 了降低成本，内表面 可以取稍大的表面粗糙值，取 厚 塑件的壁厚是重要的结构要素，是设计时必须考虑的问题之一。 塑件壁太薄，刚度差，在脱模、使用、装配中会发生变形，影响塑件的使用和装配的准确性，塑件壁太薄，还会造成模腔通道狭窄、流动阻力大。 角 在塑件的角隅处，即内外表面的交接转接处，加强筋的顶端及根部等处都应设计成圆角。而且圆角的半径不应小于 凡能设计成圆角的地方均设计成圆角。有一系列好处，在塑件成型时溶料流动阻力小，有利于改善流动充模特性。其结果可以防止因塑料收缩而导致的塑料变形，或者因钝角而引起的应力集中，使塑件的强度增大。模具使用寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。同时，与塑料相对应的模具成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 型零件在热处理是不易裂口，强度大为增加。 所以，香波喷嘴的顶面和内侧面相交处取圆角半径为 4面与外侧面相交处的圆角半径取 5 ,其余尺寸较小的部位均不设圆角 。 构设计方案 波喷嘴的模具设计 具方案的论证和选择 模具方案的不同主要在选择浇口方式的区分上。 方案一：采用直浇口式 直接浇口又称中心浇口、主流道型浇口或非限制性浇口，塑料熔体直接由主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、流料速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件上容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹和较明显，并且较难清除，这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁长流程深型腔的塑件以及一些高粘度塑料。而本设计采用 动性较好，并且塑料型腔不深，壁厚较薄，所以不宜采用直浇口。 方案二：采用侧浇口式 侧浇口又称边缘浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多位矩形狭缝，调截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，休整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置。因此它是广泛使用的一种形式。但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 孔等塑件缺陷，且注射压力损失大。 方案三：点浇口 点浇口又称针点式浇口、橄榄型浇口或菱形浇口，其尺寸很小。采用点浇口成型塑件 ，去除浇口后残留很极小。易取得浇注系统的平衡。也利于自动化操作。 方案四：潜伏浇口 潜伏浇口又称隧道浇口，它是由点浇口演变而来，除具有点浇口的特点外，还有如下独道之处：浇口位置选在制品侧面较隐蔽的地方，不影响其外形美观；分流道设置在分型面上，而浇口沿斜向潜伏在分型面下的模板中；开模后自动被切断。 综合考虑到塑件的形状、外观和结构上的要求，采用潜伏浇口比较合适，所以选择方案四。 射机的选择及型腔数目的确定 件的质量体积分析及 塑件的体积大小：通过 分析，可知体积约为 3， 密度为 3，所以质量为 料桶温度的正 确选择关系到塑料的塑化质量，其原则是能保证顺利的注射成型而又不引起塑料的局部降解。塑料的加工温度有注射机料筒来控制的。料筒的末端最高温度应高于塑料的流动温度（或熔融温度），但低于塑料的分解温度。 动性好，易于成型。熔融温度为 217 237分解温度为 250上。熔融温度与分解温度比较接近，选择料筒温度为 200 230了防止流涎现象，喷嘴温度稍低于料筒温度取 180 190 注射时，需在 70 80干燥 4 小时以上，注射温度为 170 200 射成型过程中，冷却介质用水， 模温越低，冷却速度太快，熔体温度降低越迅速，造成熔体粘度增大，注射压力损失，引起充模不足，反之，则有利于提高制品表面质量，但制品生产率大大降低，综合以上两点，取模具温度为 60 70 表 3射工艺参数 注射机类型 螺杆式 模具温度（ 60 70 螺杆转速（ r/ 30 60 注射压力 (70 90 （续表） 喷嘴形式 直通式 保压力 (50 70 喷嘴温度（ 180 190 注 射时间 (s) 3 5 料桶前段温度（ 200 210 保压时间 (s) 15 30 料桶中段温度（ 210 230 冷却时间 (s) 15 30 料桶后段温度（ 180 200 成型周期 (s) 40 70 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 腔数目的确定 在设计实践中，有先确定注射机的型号，再根据所选用的注射机的技术规范及塑件的技术经济要求，计算能够选取的型腔数目，也有根据经验先确定型腔数目的，然后根据生产条件，如注射机的有关技术规范等进行校核计算，看所选得型腔数目是否满足要求。 由于塑件尺寸较小，单个塑件体积为 市场需求量大，