淋浴喷头支架塑料注射模具设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 淋浴喷头支架塑料注射模具设计 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月 I 淋浴喷头支架塑料注射模具设计 摘 要 本文主要介绍了淋浴喷头 支架 塑料件的注射模设计，其 间要参考大量 与塑料成型相关的资料和翻阅各种模具设计手册，并通过计算以确定模具的具体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。如模具的术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。根据成型工艺要求，在原有塑料件的基础上介绍了其注塑成型模具的结构，阐述了模具设计要点及工作过程。首先要从塑料生产工艺上对所要设计的产品进行工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的资料确定成型工艺方案，再在此基础上进入模具总装配图的结构设计。在此基础上对注塑模具的主要零部件的尺寸进 行设计与计算，期结构及尺寸，通过不断的计算与修改，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终独立完成这次毕业设计。 其材料为 据 料的工艺特性和产品的使用要求，分析了手表盒盒底的结构特点和成型工艺。本设计采用 术进行模具装配图及零件图的绘制。对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后，完成模具总装图设计及主要零件图的绘制，从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。 关键词： 塑料；模具设计； II to to a of to of to an of as AM of s of to on of is of on to on of to on of On of of of in s to to of BS AD to on to to of 要 符 号 表 T 成形周期 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机的额定塑化量（ g/h 或 h） 浇注系统所需塑料质量和体积（ g 或 单个制品的质量和体积（ g 或 F 注射机的额定锁模力（ N） 单个制品在模具分型面上的投影面积（ 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ p 塑料熔体在模腔内的平均压力（ 通常模腔内压力 注射机最大开模行程（ 推出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统在内的制品高度（ Q 抽拔力（ N） A 侧型芯被包紧的截面周长（ h 成型部分深度（ q 单位面积积压力 摩擦系数 a 脱模斜度 录 1 概论 . 1 论 . 4 内、外塑料模具发展现状 . 4 料模具发展走势 . 5 2 塑件结构和材料分析 . 4 件结构分析 . 7 件材料的分析 . 9 件结构的工艺分析 . 9 3 成型零件结构设计 . 7 型面的设计 . 10 型面的基本形式 . 10 型面选择的基本原则 . 10 型面的确定 . 10 腔布局 . 12 腔数目的确定 . 12 腔分布 . 12 型塑件的结构设计 . 12 型零件工作尺寸的计算 . 13 具成型零件的工作尺寸计算 . 13 腔壁厚的计算 . 13 4 注射机的 初选择 . 14 件体积的计算 . 14 算塑件的质量 . 14 注射机的最大注射量与初确定型腔数目 . 14 择注射机及注射机的主要参数 . 15 择注射机 . 15 射机主要参数 . 15 射基本压力 . 15 模力的 计算 . 16 具厚度与开模行程 . 17 具厚度 . 17 模行程 . 14 V 5 浇注系统的设计 . 18 注系统的组成 . 18 流道的设计 . 18 浇道的设计 . 19 口的设计 . 20 料穴的设计 . 21 6 分型与抽芯机构的设计 . 22 导柱的结构尺寸设计 . 22 导柱长度计算 . 22 芯力 . 23 腔和型芯工作尺寸计算 . 23 模的径向尺寸计算 . 24 模的深度尺寸计算公式 . 25 模型芯直径的计算 . 26 模型芯高度的计算 . 26 7 厚度计算 . 28 8 导向机构的设计 . 29 向零件的作用 . 29 柱、导套的设计 . 29 柱的设计 . 29 套的设计 . 30 9 推出机构的设计 . 31 用顶杆的形式及其固定方法 . 31 件力的计算 . 31 杆的设计 . 错误 !未定义书签。 10 温度调节系统的设计 . 34 却水回路布置的基本原则 . 34 却系统的作用 . 31 却时间的计算 . 错误 !未定义书签。 却水道热传面积 . 错误 !未定义书签。 却水道热传面积 . 37 却水的体积流量 . 37 却水道热传面积 . 37 11 模具的校核 . 37 塑工艺参数的校核 . 37 大注塑量的校核 . 37 射压力的校核 . 37 模力的校核 . 37 具安装尺寸的校核 . 37 嘴尺寸的校核 . 37 具厚度校核 . 38 具外形尺寸校核 . 38 模行程的校核 . 38 12 确定装配图 . 39 13 结论 . 41 结 . 41 会 . 41 参考文献 . 341 致 谢 . 43 毕业设计（论文）独创性 . 44 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 1 概论 1 毕业设计（论文） 2 毕业设计（论文） 3 毕业设计（论文） 4 1 概论 论 塑料模具的设计和制造水平反映了机械设计和加工的水平，模具的设计已应用了当代先进的设计手段。 模具的设计效率大大提高，快速成型技术的应用以及现代加工技术的使用如高精度加工中心、特种加工技术的大量使用是模具的制造精度越来越高，加工周期越来越短。各行各业对模具的需求量与日俱增，我国的模具行业蒸蒸日上，正需要大量的模具设计与制造的技术人才。本课题为中等以上难度的塑料模具设计，从模具的结构设计，各种参数的设计与计算，材料的选择与处理，零件的加工工艺方案的制定，三维造型等均得到锻炼。 内、外塑料模具发展现状 我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚， 但发展很快，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大的提高。大型 、精密、复杂、高效和长使用寿命模具又上升了一个新的台阶。 虽然如此，但我国模具行业缺少技术型人员 ， 存在模具品种 、 精度 、 制造周期 、使用性能 相对工业发达国家还有很大差距，存在供不应求的现状。好些高性能模具还不能自行毕业设计（论文） 5 制造 ， 每年需要花几百万 、 上千万美元从国外进口，制约了模具工业的发展，所以大力发展模具工业势在必行 1。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。优质模具钢的应用有较大进展，但应用面还不够广泛。模具标准化程度和模具标准件生产水平有了 较大提高，但生产规模还不够大，品种有待发展，质量有待进一步提高 。 日本的模具产能约占全球的 40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日本模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍，而人力成本中 70%以上是非核心技术人员。因此，现在日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。 随着 模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国主要世界上主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。 料模具发展走势 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑 料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度； 件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用 2。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技 术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具毕业设计（论文） 6 设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 现在 术在塑料模的设计制造上应用已越 来越普遍，特别是 术的应用较为普遍，取得了很大成绩 3。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。在将来模具标准件将成为共享资源。应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研 究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2 塑件结构和材料分析 7 2 塑件结构和材料分析 件结构分析 对于淋浴喷头支架塑料注射模具设计，应该详细地表达模具的形状和结构，这就要求在模具设计时，必须使用 和 件画出三维图如图 二维图如图 该塑件是淋浴喷头的支撑零件 ， 零件外形类似等腰三棱柱体，圆弧形外部结构防止接触式划伤，底座用螺栓螺母固定于连接表面，底座内部的加强筋承受淋浴喷头的重量。此塑件结构简单，承重力小，便于节省成本。 图 维塑件图 图 维塑件图 毕业设计（论文） 8 图 维塑件图 毕业设计（论文） 9 件材料的分析 该塑件材料选用 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）。 良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。 良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 乎无影响。 与烃长期接触会软化溶胀。 一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色 4。 缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70C 左右，热变形温度为 93C 左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。 升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 件结构的工艺分析 该塑件尺寸中等，整体结构较简单 ， 多数都为平面特征。除了配合尺寸要求精度 较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级 ： 6 级。 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。 塑件的工艺参数： 干燥条件： 80 成型收缩率： 模具温度： 25（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 融化温度： 210（建议温度： 245 ） 成型温度： 200 注射速度：中高速度 注射压力： 500 成型零件结构设计 10 3 成型零件结构设计 分型面的设计 型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。 型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：保持塑料外观整洁；分型面应有利于排气；应考虑开模是塑料留在动模一侧 ； 应容易保证塑件的精度要求；分型面应力求简单适用并易于加工；考虑侧向分型面与主分型面的协调；分型面应与注射机 的参数相适应；考虑脱模斜度的影响。 型面的确定 选择分型面位置的基本原则是应将分型面开设在塑件断面轮廓的最大的部位，以便顺利脱模，分型面的选择应满足动定模分离后，制品尽可能留在动模内。根据上述原则确定分型面的方案： 方案 1： 如图 示： 图 型面 该方案 从图示处分型，模具在设计时需要有侧抽芯机构，抽芯距离较长，且需要两侧抽芯，侧抽芯型芯较为复杂，不容易加工 。 方案 2：如图 示： 毕业设计（论文） 11 图 型面 该方案与方案一类似，但该方案的侧抽芯方向较多，需三个方向抽芯，使得模具更加复杂，所以此方案不符合； 方案 3：如图 示： 图 型面 该方案以塑件底面作为分型面，它既是最大截面处，也是塑件表面粗糙度要求最低处。 综合考虑，选择方案三。 毕业设计（论文） 12 型腔布局 腔数目的确定 为了模具与注塑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。模具的型腔数可根据塑件的产量， 精度高低，模具制造本以及选用注塑机的最大注射量和锁模力大小等因素确定 5。小批量生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸较大时，型腔数将受选用注塑机容许最大成型面积和注塑量的限制。 该塑件精度要求不高，又是中批量生产，所以采用一模多腔的形式。塑件结构简单，有 2 个抽芯，提高了模具加工难度。考虑到生产成本和提高生产率，宜采用一模两腔的模具形式。 腔分布 综合考虑，本模具型腔采用一模两腔对称放置， 其尺寸计算将在后面的设计中完成， 如图 示。 图 腔分布图 型塑件的结构设计 a. 凹模（型腔） 凹模是成型塑件外表面的部件，按其结构形式可分为整体式和组合式两类。 根据它们的特性，本塑件为小型零件，凹模形状复杂度一般，故采用组合式。 b. 凸模（型芯） 毕业设计（论文） 13 本塑件属于小型壳体，成型塑件内表面的型芯结构 复杂度一般，故型芯采用整体嵌入式凸模，将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。 型零件工作尺寸的计算 设计模具时应该对成型零件的结构形式、计算尺寸、强度校核给以足够的重视。 具成型零件的工作尺寸计算 一般情况下，影响成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差z、模具 磨损量c以及塑件的收缩率 S 这三项。 成型零件工作尺寸计算方 法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算 6。 腔壁厚的计算 型腔侧壁厚度的计算 其壁厚 S 按下列公式计算 12 ( 式中 型腔材料的许用应力， =160p 型腔内单位平均压力， P=30r 型腔内半径， r=13入公式得： S= 注射机的初选择 14 4 件体积的计算 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V=算塑件的质量 查手册取密度 =塑件体积： V=M=V=注射机的最大注射量与初确定型腔数目 根据 1 （ 得 1p n m mm k（ 式中 k 注射机最大注射量的利用系数，一般 取 射机最大注射量， 3 g； 1m浇注系统凝料量， 3 g； m 单个塑件体积或质量 , 3 g； 最大注射量的计算 浇塑 M M 塑件成型时所需要的注射量（ n 型腔个数 M 塑 每个塑件的体积（ M 浇 浇注系统的体积（ 根据草图 M 浇 3 M=20=83g 设计模具时，成型塑件所需要的注射总量应小于所选注射机的最大注射量，即 M中 注射机实际的最大注射量 （ M 塑件成型时所需要的注射量（ 根据生产经验的总结， 该是注射机允许最大注射量 G 的 80，即 得 ：M80 G 毕业设计（论文） 15 83 80 125=100 择注射机及注射机的主要参数 择注射机 根据注射机容积初选注射机型号为 射机主要参数 查表文献得选用 号注射机，各参数如下： 考虑塑件的外形尺寸、型腔数量、注射所需压力及其它综合情况，查塑料模设计手册附表，初步选用注射 机为 号，其主要参数如下： 表 射机主要参数 注射机主要参数 理论注射量 /杆直径 /射压力 /射行程 /杆转速 /(r/喷嘴球半径 /嘴孔直径 /模力 /t 最大成型面积 /模行程 /大模厚 /小模厚 /射方式 拉杆空间 /动机功率 /杆驱动功率 /热功率 /器重量 /t 125 42 1190 115 29,43,5669,83,101 12 4 90 320 300 300 200 螺杆式 260290 11 4 5 射基本压力 该项工作是校核所选注塑机的公称压力 ： 毕业设计（论文） 16 0注射压力 50 根据所选注塑机的公称压力为 1160p；满足要求。 模力的校核 对于锁模力的校核，要求计算 两腔总的投影面积 ，示。 TKFq/1000（吨） （ 式中 T 注射机的额定锁模力（吨） F 塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（厘米 2） q 熔接塑料在模腔内的压力（公斤 /厘米 2） K 安全系数，通常取 图 型面投影图 两腔总的投影面积为（如图 F=2()-(5/2)22=51道的投影面积为 ： F 浇 10分型面上的总的投影面积 ： F 总 =F+F 浇 =51+10=61腔平均压力 q 取 300kg/ 安全系数 K 取 算其所需锁模力为： F 锁 =20 注射机的额定锁模力为 90F 锁 =20 毕业设计（论文） 17 即满足要求。 具厚度与开模行程 具厚度 H 最小 H 最大 （ 模具闭合高度必须满足： H 最小 注塑机允许的最小模厚，即动定模板间的最小开距 H 最大 注塑机允许的最大的模厚 查表可得， 注塑机的 H 最小 =200H 最大 =300 开模行程 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括 浇注系统）所需的开模距离。 由于所选注塑机为液压 根据 S2+（ 5 10） （ 顶出距离 塑件高度 由于有侧抽芯机构，此时应考虑抽芯距离所增加的开模行程 （ 其中