旋钮注塑模设计【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 江阴职业技术学院 毕业设计 课 题： 旋钮注塑模设计 专 题： 专 业： 模 具 设 计 与 制 造 学 生 姓 名： 孙 远 飞 班 级： 10 模 具 （ 2）班 学 号： 10020324 指 导 教 师： 刘毅 完 成 时 间： 2012 年 12 月 27 日 摘要 I 旋钮注塑模设计 摘要 随着科技的不断发展，越来越多的高分子材料不断被应用。因此价格低廉、来源丰富、性能优良的塑料制品已经越来越普及，它在汽车、电 脑、机械仪表、家电、通信等各个领域几乎已经起到不可替代的作用。 注射成形是把塑料原料放入注射机料筒中经过加热熔化均匀塑化，使之成为熔融状态的流体，然后通过柱塞或螺杆高压力注入模具型腔中，然后经过保压、冷却、固化从而获得塑料制品的加工工艺。 本产品是儿童玩具车座椅底部旋钮，体积较大且带有两螺纹孔。该产品设计为大批量生产，故设计的模具必须要有较高的生产效率，螺纹能够自动脱模，故采用液压传动装置，齿条带动齿轮脱螺纹。而塑件底部有两矩形台阶孔，可利用模具的开模力，采用斜导柱带动侧滑块完成侧抽芯。为了保证塑件 的质量以及其使用性能故模具设计成一模两腔。浇注系统采用侧浇口，推出方式为推杆推出。因体积较大，冷却时间较长故在型腔板上开设冷却水道，从而加速冷却，减少塑件的成型时间。 关键词： 注射成型；斜导柱；一模两腔 of of So is is of it in be is it of or to is a s of it to at of In to of so a of is so in on so as to 目 录 I 目录 摘 要 . I 目 录 .第一章 绪论 .国塑料模具的发展状况和趋势 . 题的背景和意义 .业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性 .二章 塑件的工艺性分析 .计任务说明书 .件的尺寸精度分析 .厚分析 .角分析 .分析 .纹分析 .模斜度分析 .强肋分析 .三章 材料的工艺分析 .件材料的选择 .料的基本特性 . 高密度聚乙烯的物理性质 . 高密度聚乙烯的化学性质 .料的成型特性 .四章 成型设备的选择 . 件体积的计算 .具型腔数目的确定 .塑机的初步选择 . 塑件所需的最大注射量 . 注射机的成型工艺参数 . 录 五章 浇注系统的设计 .型面的选择 .流道的设计 .流道的设计 .口的设计 . 浇口的选择（选择侧浇口） . 浇口尺寸的确定 .料穴和拉料杆的设计 .六章 成型零部件设计 .件工作部分尺寸的计算 .型零部件的结构设计 .七章 脱螺纹机构的设计 .纹抽芯力的计算 .纹抽芯旋转圈数的计算 .轮结构的设计 .数与传动比的确定 .条工作部分尺寸的计算 .八章 注射模侧向分型与抽芯机构的设计 .芯机构的类型 .导柱的基本形式 .导柱抽芯倾斜角的选取 .导柱工作参数的确定 . 抽芯力与开模行程的计算 . 抽拔距地计算 . 斜导柱所受弯曲力的计算 . 斜 导柱直径的计算 . 斜导柱长度的计算 .滑块与压紧块的设计 . 侧滑块的设计 . 导滑槽的设计 . 录 楔紧块的设计 . 侧滑块定位装置的设计 .九章 结构零部件的设计 .准注射模架的选择 .位螺钉的选择 .向机构的设计 .出机构的设计 .十章 温度调节及排气系统的设计 .度调节系统的设计 .气系统的设计 .十一章 模具与注射机的校核 .模力的校核 .具闭合高度的校核 .模行程的校核 .大注射量的校核 .大注射压力的校核 .具安 装尺寸的校核 .十二章 绘制模具总装配图及零件图 .具总装配图 .分零件图 . 语 . 谢 . 考文献 .阴职业技术学院毕业设计 江阴职业技术学院毕业设计 V 江阴职业技术学院毕业设计 江阴职业技术学院毕业设计 阴职业技术学院毕业设计 1 第一章 绪论 国塑料模具的发展状况和趋势 近几年来，世界模具市场总量一直保持在 600 亿 650 亿美元之间。 04 年世界模具产值约 600 亿美元 ,亚洲约占 200 亿美元 ,中国大约占有 65 亿美元。但是进 口比例大约为 1020 亿美元。近年来这些模具在我国逐渐实现国产化 ,我国近年来模具工业及其进出口情况如表 1示。 表 1国的模具工业及其进出口情况 年份 生产厂家 （个） 产值（销售额） （亿元人民币） 进口 （亿美元） 出口 （亿美元） 1984 6000 15 994 10000 130 004 530 006 30000 720 007 870 008 950 前 ,我国模具制造技术与国际先进水平相比还有较大差距 ,其中创新能力差距非常突出，最主要的原因是我国自主创新产品较少。为了鼓励机械工业发展， 2005 年 12 月 21 日国务院正式颁布促进产业结构调整规定，其中第 19 项是：大型、精密模具及汽车模具设计与制造。可见，国家对机械工业的重视。 近年来现代化的科学设计方法已经在我国得到广泛应用，如：热流道技术、气辅注射技术和多色注射技术等。许多国际著名 件如： 、渐被引进，并得到了很好的应用。同时自主开发的系统软件，例如：华中理工大学注塑、汽车覆盖件和级进模具统、上海交大冲压、挤压和精冲模具 统、西安交大的冲压和级进模具 统（ 北京机电研究所锻模 统等，也有了较大的发展。 有关分析专家预计我国模具工业将以每年 12% 15%速度增长 (近 3 年来，塑料模具的平均年增长率约为 21%），大型、精密、复杂、长寿 命模具需求增长速度将远超过 15。 第一章 绪论 2 题的背景和意义 上海遐欣塑胶模具有限公司，成立于 2002 年 12 月 ,是一家专业从事模具设计、制造及注塑成型、装配、丝网印刷为一体化的企业。该公司员工超过 150 人，固定资产超过 1500万元，占地面积 12000 平方米，其中厂房建筑面积约为 8000 平方米。 2007 年，该公司为深圳某公司设计并生产了该塑件，其年产量约为 20 万件。 模具工业是国民经济的基础，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。塑料模是一种用于生产的基本工艺装备，它可以控制和限制熔融态的塑料流体在模具型腔内的流动，使之形成所需要的形状。它在很大的程度上节约了大量的零件的原材料，降低了加工成本，提高了生产效率。当前塑料制品在制造业中所占的比例迅猛增加 ,一个设计合理的塑料模具可以提高生成效率 ,降低次品率。 塑料最为一种新的工程材料，发展速度十分迅猛。 塑料材料由于其具有优异的性能且加工容易，故成为塑料、橡胶和合成纤维三大合成材料中产量最大、应用最广的高分子材料。目前，塑料材料的应用领域仍在进一步 扩大，已经涉及国民经济及人们生活的各个方面而 塑料的加工及成型工艺也越来越得到设计者的重视。 业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性 目标：独立完成该套模具的设计，以及编写设计计算说明书。 基本内容：完成整套注塑模具的设计。 重点与难点：塑件底部螺纹孔的成型零件设计。 主要创新点：注塑模具的脱螺纹机构。 研究的可行性：图纸正确，说明书完整。 江阴职业技术学院毕业设计 3 第二章 塑料成型制件的结构工艺性 计任务书 （ 1） 塑料制品名称：旋钮 （ 2） 塑料原料：高密度聚乙烯 （ 3） 收缩率： （ 4） 生产批量： 200 万件 （ 5） 塑件图：旋钮塑件的二维图如图 2示，三维图如图 2示。 钮塑件二维图 第二章 塑料成型制件的工艺性 4 图 2钮塑件三维图 件的尺寸精度分析 本塑件呈伞形，结构较为复杂带有较多的圆角、凹槽并且带有两个 20 的螺纹孔，塑件外轮廓高度为 大外轮廓直径为 112该塑件表面粗糙度要求不高，除两螺纹孔中心距 寸外，其余 尺寸均无公差要求，故选用 公差。 厚分析 塑件的壁厚与塑料原料的性能、成型条件、塑件的质量、及其使用要去有着密不可分的关系。塑件的壁厚直接影响到塑件的加工及产品质量，壁厚过小，难于成型，且不利于脱模。塑件壁厚过大则会浪费材料，增加冷却时间，而塑件内部则会产生气泡、缩孔。表面则会产生凹陷、等缺陷。 为了降低成本，减少塑件在模具内部的注射、凝固、冷却时间，提高生产效率，根据该塑件的形状和使用要求来确定壁厚，除中间部位实心外，其余部分壁厚变化比例严格控制在 1:3 范围内，从而满足注塑成型的厚度要求 。 角分析 带有尖角的塑件，在注射成型时往往会在尖处产生局部应力集中，在受力或冲击下会发生开裂，所以， 为了避免应力集中，提高塑件的局部强度，减小应力集中，改善熔体的流动性能且便于脱模，故除塑件上要求使用圆角外其余各处均采用圆弧过度连接。 采用圆弧过度可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度，也大大改善了充模流动特性，根据 /想的内圆角半径应为壁厚的 1/3 以上，通常塑件内 江阴职业技术学院毕业设计 5 壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径可为壁厚的 。 根据设计要求并结合塑件的实际使用情况，除塑件顶部三个突出部分以外，其余过度部分均采用圆弧过度，此外该塑件顶部内孔中局部采用 弧过度，其余各处的最小过度圆弧大于等于 而满足注塑成型的圆角要求， /集中系数的关系 如图 2示。 1 . 01 . 52 . 02 . 53 . 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4。盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此深度应浅于通孔，一般 情况下注塑成型时孔深不应超过孔径的 4 倍。 该塑件顶部有一个 5 20盲孔，其孔深刚好为孔径的 4 倍，满足注塑成型的孔要求。 纹分析 塑件上的螺纹可以直接用模具来成型，也可以在塑件成型后用机械进行再加工。在经常拆装和受力较大的地方，则通常采用金属螺纹镶件。 考虑到细牙螺纹螺距过小，影响到塑件的使用强度，故采用粗牙螺纹牙距取 于该塑件是大批量生产，而采用金属螺纹镶件则会增加量，而此塑件采用高密度聚乙烯，其具有较好的刚性和韧性，机械强度较好，故使用螺纹型芯，采用油缸，进行强制脱模， 满足注塑成型的螺纹要求。 模斜度分析 第二章 塑料成型制件的工艺性 6 塑件在模具型腔里冷却成型后会因为塑料原料的收缩率而紧紧包裹住模具的型芯或其它的凸起部分。以此，为了便于成型塑件顺利的从模具成型零件上顺利的脱出，因而必须在塑件的内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。此塑件结构较复杂，而塑料材料高密度聚乙烯的收缩率也较大，故内外表面的脱模斜度均取 1。 强肋分析 由于多数塑料的弹性模量和强度较低，受力后容易产生变形甚至发生破坏，一味的增加塑件壁厚来提供刚度和强度是不合理的，也不经济。因此，在塑件相应的位置上设置加强肋，显 得更加合理，并且沿料流方向设置加强肋可以改善塑料熔体在充模时的流动性，也有利于降低塑料熔体的充模阻力。 该塑件上方有一阶梯孔，最薄壁处厚度仅有 2底部壁厚较大，故可以再两孔底面分别设置三个加强肋，改善塑料熔体的充模流动性以及充模阻力。 江阴职业技术学院毕业设计 7 第三章 材料的工艺分析 件材料的选择 选择塑件的材料时需要根据塑件的使用要求以塑件的工作环境，以及塑料原料生产商提供的材料性能参数等。对于常温状态下使用的塑件则需要考虑塑料材料的机械性能、物理性能和化学性能，如弹性变形、硬度、屈服强 度、吸水性、耐腐蚀性等。 从该塑件的工作环境上来分析，首先要求具有一定的机械性能，而后则是从塑件的浇注、成型、脱模难易和使用该塑料原料的经济性问题上考虑。由于该塑件在尺寸上要求比较低，而起底部有两个 螺纹孔，考虑到强制脱螺纹对塑件螺纹孔的影响，并且结合其使用的过程中需要有一定的强度和硬度，随后在保证塑件的功能和性能的前提条件下，从经济性上考虑，包括加工生产、成本。通过甄选以及结合工厂以及原材料供应商的实际情况下，选用机械性能较好、具有 较高的刚性和韧性的塑料原料高密度聚乙烯（ 。 料的基 本特性 密度聚乙烯的物理性质 原态高密度聚乙烯为乳白色固体，在微博截面呈一定程度的半透明状。熔点为 130，相对密度为密度为 收缩率为 结晶度为 85 90%，具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，且具有较高的刚性和韧性，机械性能较好，耐环境应力开裂性较好。 密度聚乙烯的化学性质 高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，常温下的聚乙烯不会溶于任何一种已知的溶剂，并可以抵抗稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液的腐蚀。 聚乙稀的耐水性高度，长期与水接触其性能荣可保持不变。其透水气性能较差，而透氧气、二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气等作用下会产生变脆和老化。一般使用温度约在 80 右。耐寒，在 仍有较好的力学性能， 仍有一定的柔软性。 因此决定了 高密度聚乙烯 可以抗多种有机溶剂、酸碱的腐蚀，但是不抗氧化性酸，在氧化性环境中会被氧化。 料的成型特性 成型前应对材料的颗粒情况、外观色泽、有无杂质进行检验，并要测试其受热流动性、第三章 材料的工艺性分析 8 稳定性、收缩率、热敏性、熔融指数等各项指标。 高 密度聚乙烯属于结晶型塑料，其具有较高的结晶度高，吸湿性小 ,可不必干燥，流动性好，但流动性对压力敏感。由于其收缩率较大，易变性、翘曲因而必须严格控制模具温度保持冷却均匀。而在模具方面，对有侧凹位的塑件，一般都可以强制脱模。塑件的注射成型参数如表 3示。 表 3件的注射成型参数 工艺参数 内容 工艺参数 内容 预热和干燥 温度 70 80 成型时间 /s 注射时间 0 5 时间 1 2h 保压时间 15 60 料筒温度 / 前段 180 190 冷却时间 15 60 中段 180 200 总周期 40 140 后段 140 160 螺杆转速 /（ r/ 30 60 喷嘴温度 / 150 170 后处理 方法 模具温度 / 30 60 温度 / 80 注射压力 /0 100 时间 /h 1 江阴职业技术学院毕业设计 9 第四章 成型设备的选择 件体积的计算 通过使用三维绘图软件 塑件进行三维建模，然后通过 带的分析功能测量体得到单个塑件的体积为 76如图 4示。 图 4件体积测量图 具型 腔数目的确定 由于塑件底部带有螺纹孔且两孔之间有一定的尺寸精度要求，而侧面带有侧抽芯，并且体积较大，不宜采用太多型腔，为了提高生产效率，故决定采用一模两腔，平衡分布在型腔板上，这样有利于各型腔均匀进料和各型腔同时充满。 塑机的初步选择 件所需的最大注射量 设计模具时，应满足注射成型塑件所需的总注射量小于所选注塑机的最大注射量，一般满足以下公式： nj ) 式中： n 型腔数量； m 单个塑件的体积或质量， g； 浇注系统凝料， g； 第四章 成型设备的选择 10 注射机最大注射量， g； k 注射机最大注射量利用系数，一般取 故塑件所需的最大注射量应满足： ) 射机的成型工艺参数 已知 于等于 以及注射压力为 70 100虑到 00 型螺杆式注射机的注射压力为 109注射机的注射压力为 145安全起见， 故初选 螺杆式注射机，其主要工艺参数如表 4示。 表 4螺杆式注射机主要技术参数 序号 主要技术参数项目 参数数值 1 最大注射量 /500 2 注射压力 /45 3 锁模力 /500 4 动、定模模板最大安装尺寸 /（ 700 850 5 最大模具厚度 /50 6 最小模具厚度 /00 7 最大开模行程 /00 8 喷嘴前端球面半径 /8 9 喷嘴孔直径 /、 5、 6、 8 10 定位圈直径 /20 江阴职业技术学院毕业设计 11 第五章 浇注系统的设计 型面的选择 注塑模的分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱 模和模具的制造工艺有关，不仅直接关系到模具的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 该塑件为旋钮，外观要求不高，无斑点、熔接痕，依据分型面的选取原则，分型面在最大轮廓处，有利于顺利脱模，便于模具加工，有利于排气，有助于避免与侧抽芯发生干涉。故分型面选取在塑件的最大轮廓处，如下图 5 面。 A 具分型面 流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具交口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有 较大的影响，因此必须使熔体的温度和压力损失最小。 主流道与注射机的高温贫嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸、可更换的浇口套，采用碳素工具钢 料制成，热处理硬度 53 57 查资料得到 注射机喷嘴的有关尺寸