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喷雾 注塑 模具设计 全套 cad 图纸 word 说明书 仿单

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毕业设计用纸 共 页 第 页 毕业设计任务书 一、 设计 题目： 喷雾 咀 注塑模设计 二、 设计 目的： 通过对生产汽车配套件中的一个小件，产品名称：喷雾咀 ；产品材料： 该产品属非标件，量大，零件成型对尺寸精度等级比较高，来论述自己参与设计产品改造的感受。 塑料注射模具、压注模具等技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度要求高等特点 ,从模具的概念设计到制造完成 ,时间要短 ,从而要求采用现代高新加工方法来完成 。 三、 设计 要求： 要有模具的各组件的部品图 ,要有详细的模具设计过程 等等 注模具、精密铸造模具等 有技术先进、成本 较低、设计制造周期短、精度要求高等 特点 ,从模具的概念设计到制造完成 ,时间要短 ,从而要求采用现代高新加工方法来完成 . 塑料的成型过程 ； 注塑模具基本结构 ； 浇口 形式 ； 确定分型面 ； 注塑模具设计的一般原则 ； 冷却系统的确定依据 ； 注射成型件的设计 ； 排气 系统 ； 说明书、参考文献 、 任务书下发时间： 毕业设计完成时间： 指 导 老 师： 教 研 室 主 任： 共 19 页 第 页 摘 要 首先阐述模具的发展状况 ,模具涉及到的相关产业 可以对模具的组成有一定的新认识 而且结合具体的产品进行了演练注塑模具的设计过程与思想 关键词 ： 模具结构，模具设计原则，模具设计过程 共 19 页 第 页 目 录 引言 第一章 注塑 模具 料的基本概念 料的成 型过程 塑模具基本结构 口 形式 气 系统 射成型件的设计 塑模具设计的一般原则 第 二 章 注塑模具设计过程实例 品图消化 品型腔布置 设计 定分型面 择产品的材料 定型腔的形式 架选用 定浇口形式 却系统的确定依据 射机的类型与参数确定 射模设计质量 第 三 章 绘制模具图与校图 图要求 制零件图 制全部模具图 后校对设计图样 理资料进行归档 参考文献 致谢 结束语 3 4 4 5 6 6 9 10 11 12 12 14 15 15 16 16 16 17 17 17 17 17 18 19 19 20 21 21 21 共 19 页 第 页 引 言 现代 模具设计制造中 已 全面推广 A E 技术 。 实践证明模具 随着微机软件的发展 、 进步 和全面普及， 技术培训工作也日趋简化。国产模具软件的开发和应用 ， 加大技术培训和技术服务的力度 ， 扩大 了 术的应用范围。用于模具设计制造的计算机软件 ,将向智能化、集成化方向发展。 随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展 , 术直接或间接用于模具制造。 它 通过 立体光固化（ 叠层实体制 (激光选区烧结 (三维打印（ 3熔融沉积成形 (不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法 ,获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。 如塑料注射模具、压注模具、 精密铸造 模 具 等 有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点 ,从模具的概念设计到制造完成 ,仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的1/4 左右。 热流道技术 的 推广 ，使 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。 模具标准化程度不断提高 ,目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 50%左右。 模具 的深加工、精加工正 向自动化、智能化方向发展 ； 使 模具 的加工精度等级和 表面 粗糙度的要求提高 1 2 个等级 。 塑料成型件的应用已经十分广泛已逐步代替传统的金属和非金属材料制品 ,发展注塑模具大有可为 。 第一 章 塑料模具 共 19 页 第 页 “塑料模具 ”又可分为 1 注射模具 2 压缩模具 注模具 4 挤出模具 5 吹塑模具等等 本论文是 通过 对生产汽车配套件中的一个小件，如图 1； 产品 名称：喷雾咀 ；产品材料： 该产品属非标 件，量大，零件成型 对尺寸 精度等级比较高， 来论述自己参与设计产品改造 的感受。 图 1 料的基本概念 注塑是注射塑料的简称，对于设计注塑模具而言，首先要对注塑模具设计的材料有一定的了解。塑料是高分子材料的一种，以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。 塑料有 400 多个品种，其中常用材料 有 40 余种，主要分为热固性塑料与热塑性塑料，一般工程上使 用的塑料主要有尼龙、聚磷酸脂、聚甲醛和 ，其力学性能高，可代替金属作为工程材料。不同的塑料，其成型温度、成型压力，设计是选择的脱模斜度和壁厚等皆有所不同，例如对于热塑性塑料而言，增加壁厚，冷却时间和成型时间都会延长，使成本增加，而且还容易产生缩空、翘曲和凹陷等缺陷。 料的 成型过程 塑料 成型是热塑性塑料成型的一种主要加工方法，可以分为合模、加料、加热、塑化、挤压、注射、保压、冷却、固化、定型、螺杆嵌塑和脱模顶出，概括为材料的塑化、流动和冷却过程。 塑料的成型是通过注射成型机来实现的，按其用途分 为热塑性塑料注射成型机和热固性塑料注射成型机，注射成型模具的基本结构包括浇注系统、成型零件和结构零件 3 部分，其中浇注系统是将塑料同注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，它由主流道、分流道、内浇口和冷料穴等结构组成；成型零件是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，它由型芯（成型塑件内部形状）型腔（成型塑料外部形状）、成型杆和镶块等构成；结构零件构成零件结构的各种零件，在模具中起安装、导向、机构动作以及高温等作用，它有导向零件、装配零件和冷却加热系统等组成。 塑模具基本结 构 通常典型注塑模具的组件包括以下 几部分： (1)成型部件 是指动 ,定模部分有关组成型腔的零件的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通 道 ,他包刮 主流道 ,分流道 ,浇及冷料穴 (3)导向部件 在注塑模中 ,用导向部件对模具的动模导向与定位 ,以使模具合时 共 19 页 第 页 能准确对合 (4)推出机构 是指模具分型件型腔中推出的装置 (5)调温系统 为了满足注射 工艺对模具温度的要求 ,需要有调温系统对模具的温度进行调节 (7)支承零部件 用来安装固定或者支承成型零部件及前各部件机构的零部件 (8)侧向分型与抽芯机构 当塑件有侧向的凹凸形状的孔和 台时 ,须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开 图： 1塑模示意 口 形式 浇口是一个连接流道（浇道）及模穴的孔或信道，它必须小到能让流道与塑物很容易的分离却又须大到能够避免塑流过早凝结造成填 充不足。一般设计浇口之大小，是由小渐大直到能够填充完全，但最小的浇口其直径不得小于 吋且不得超过流道或浇道之直径。通常浇口大小为塑件壁厚 的 一半。 口 的 位置 浇口之位置与最终产品之性质关系甚巨如以下所列： 1. 外观：残留之浇口痕通常不可避免，所以尽量让其位于较不明显之处。 2. 应力：切勿将浇口设于近高应力区，因为浇口本身之附近会产生残留应力且浇口造成之粗糙表面容易导致应力集中。 共 19 页 第 页 3. 压力：将浇口设于塑物之较厚部位以保证充填完美并能避免凹陷及包气的产生。 4. 分子方向性 (高度的轴分子方向性会造成塑物只具单方向之强度。所以调整浇口之位置，让塑流进入模穴后能辐射似的流动。 5. 缝合线：通常将浇口位于能使流动到模穴各部位之长度一定如图 1示。图 (b)则为侧浇口所造成之缝合线。而图 (a)由于有插入物之关系，缝合线更为严重，解决方法为将浇口设近于插入物处，使之产生较大之涡流以减轻缝合线 6. 充填 (将浇口设于壁之对端，重迭式进料以增加涡流来消除流痕及浇口附近之毛边如图 2示。 图： 1择浇口位置 图： 1口位置流动示意 总之，浇口最理想之位置是能使熔融塑料均匀的进入模穴且把模穴的各个部 位同时填满。 口之种类 选择最好之浇口类型，其重要性犹如浇口之位置与大小。图 1各种不同之浇口图。 a) 浇道浇口 (此为经由浇道衬套或直接制造于模穴中之锥形孔。通常用于单模穴模具或是须要对称性流动之模具，其优点为材料之受剪应力及压力损失较低，材料温度较均匀；缺点则为须要后加工以消除明显之断痕。 b) (b) 边缘浇口 (or 此种浇口适用于双层板之多模穴模具及较厚部位的塑物。其优点为浇口之横断面较简单，易于加工，浇口之尺寸较精确且易于修改；缺点则为浇口冷却去 掉后，痕迹仍然明显。 c) (c) 点状浇口 (此种浇口通常用来取代边缘浇口以减少后加工之处理。常应用于三板式、模底注料模具，就是在凹模板后再设有一块板以装置流道系统，点状浇口再直接地或通过分浇口以把模穴和流道连接在一起。其限制为它只适用于较薄之塑件。 (d) 边缘点状浇口：犹如点状浇口，它只适用于较薄之塑件。其优点为将浇道与成形件分开，有较不明显之断痕，缺点则为较大之压力损失，经由局部过热有损成形材料之性质。 (e) 耳式浇口 (在模穴之一侧设置耳槽，然后在耳槽上设一个 普通的矩形边缘浇 共 19 页 第 页 口。由于熔料进入模穴前必须先拐 90 的弯，防止了直接进料所产生之喷射，因此塑料能平稳均匀的填满模穴。 (f) 膜状浇口 (用于单模穴模具且塑物为环形具较小内部直径的。其优点为较少之残留应力，缺点则为须要之射出材料较多，后加工较为困难。 (g) 内环形浇口 (犹如膜状浇口般适用 于制造环形物之单模穴模具，但塑物是 具较大内部直径的。 (h) 外环形浇口 (用于多模穴模具之环 形物制造。 (i) 潜伏式浇口 (它是一种圆形或椭圆形浇口，潜 伏在分模面之下向模穴供料，其优点 为： 模穴设在一块模皮里，不 存在配合之问题且可得较精确之尺寸。 不受浇口冷却封闭时间的 影响而能直接控制充满模穴的时间。 在顶出时，浇口尾料和塑 件可被自动切断。 图： 1气 系统 当模具充满塑料后，所有之内部空气必须排掉，否则模穴内被压缩之空气会产生热而将塑品烧焦。排气可位于分模线上任何一处，特别是在模穴内最后填满的地方，如图 1 。 共 19 页 第 页 图： 1 排气位置 对于未显现的肋及浮凸物，排气可在顶出轴方向上磨一小平块而设立。排气装置是由浅、小而渐大，但如果太大会造成塑物在排气口有毛边现象。对于热塑性塑料，射出成型之排气装置其尺寸规格通常如图 1示 。图： 1射成型件的设计 共 19 页 第 页 注射成型件的设计包括分型面的选取、脱模的方向、浇口位置的选择和是非影响外观、排气等，主要有以下几个注意 的事项： （ 1） 分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会以生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模， 3) 尽量使塑件开模时留在动模一边。 4) 保证塑件的精度要求。 5) 满足塑件的外观质量要求。 6) 便于模具加工制造。 7) 对成型面积的影响。 8) 对排气效果的影响。 9) 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5）和第 2）、第 8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。 （ 2） 脱模方式是否正确，推广杆、推管的大小、位置是否合适，推扳会不会被型芯卡住，会不会造成擦伤成型零件。 （ 3） 模具温度调节方面。加热器的功率、数量；冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。 （ 4） 处理塑料制件制侧凹的方法，脱侧凹的机构是否恰当，例如斜导柱抽 芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。 （ 5） 浇柱、排气系统的位置，大小是否恰当。 塑模具设计的一般原则 1注塑模具设计的一般原则 注塑模具设计的一般原则主要包括塑料的单向流动、流动平衡、恒定压力梯度、最大剪切应力、熔接痕、熔合痕放置、避免滞留、避免潜流、可控制的摩擦加热、流道热阀和可接受流道型腔比。 （ 1） 单向流动。单向流动是指在填充过程中，塑料应该在一个方向上流动，并且保持一个直的流动前沿，以产生单方向的定位。 （ 2） 流动平衡。流动平衡是指所有的流动路径应该是平衡的，即使在相同的时间以相同的压力充填模腔。 （ 3） 恒定压 力梯度。恒定压力梯度是指压力梯度（压力降低对单位长度）沿着流动路径是固定的数值。 （ 4） 最大剪切应力。最大剪切应力是指在填充的时候应该小于材料临界的最大剪切应力，此数值是由材料的本身特性决定的。 共 19 页 第 页 （ 5） 熔接痕 /熔合痕放置。熔接痕 /熔合痕放置位置应该在最不敏感部位放置熔接和融合线。 （ 6） 避免滞留。避免滞留是指尽可能避免在流体路径为厚的和薄流动路径处设置浇口。 （ 7） 避免潜流。避免潜流是指通过浇口的设置，避免潜流保证流体在最后充填区相遇。 （ 8） 可控制的摩擦加热。可控制的摩擦加热是指为控制的摩擦加热设计流道，增加型腔熔体温度，这将在产品中 获得较低的应力，避免因塑料长期处于较高的温度下而引 起塑料的降解。 （ 9） 流道热阀。流道热阀是指利用热阀设计流道系统，保证浇口冻结时型腔刚好充完毕和已充分保压，避免在模具充填完毕后过保压或产生倒流。 （ 10） 可接受流道 /型腔比。可接受流道 /型腔比是指为高压力降设计流道系统。使流道材料 一个低比率的流道 /型腔设计。 第 二 章 模具设计过程 实例 品图消化 阅读和分析任务书 此喷雾 嘴原本材料为铝制品，由于材料的成本高和易磨坏。现要将材料改为塑料产品。 (喷雾 咀 塑料产品 ) 品 型腔布置 设计 确定型腔数目的条件 ;最大注射量 ,锁模力 (1)从注射机的塑化量与模具最多型腔数的关系 . 共 19 页 第 页 = 式中 型周期 R Kg/h) (2) 从注射机的锁模力与模具最多型腔数的关系 . 10=P 式中 取 品及流道的投影面积 (3) 模具成本与型腔数目的关系 所成型的精度将下降 4%对精度要求高的制品 ,随着型腔数的增加 ,模具的制品精度也势必随之增加 ,因而导致制造成本加大 ,他们三者之间关系如图 示 （ 图 综合考虑可以确定型腔数及排列方式为下 共 19 页 第 页 （图 定分型面。 分型面的选择应以模具结构简单 并且不影响塑件的外观和使用为原则 ,所以此产品分型面应该选择在产品下面的最大圆面处 示 (图 择产品的材料 類 型 產 品 特 性 用 途 共 19 页 第 页 功能工程母 粒 熱 , 高光澤 , 着色 家電外殼 5玻璃纖維增強 , 礦物填充 強度 , 高剛性 家電 , 電器配件 阻燃 阻燃母粒 (:5 1:10家電 , 電器配件 燃 , 10玻璃纖維增強 剛性 , 高衝擊 , 電器用品 耐熱 熱 , 耐候 汽車配件 阻燃母粒 (1:4 家電 , 電器配件 燃 , 10玻璃纖維增強 衝擊 , 阻燃 , 高強度配件 阻燃 燃 , 電器配件 燃 燃母粒 (:4 電視機外殼 衝擊 , 阻燃金 高衝擊 , 高流動性 , 電器 , 汽車配件 , 電腦外殼 度 : 40接注塑 ,加工方便 多種用途 燃 , 玻璃纖維增強 光澤 , 抗遷移 電子 , 電器用品 燃 , 10增強級 高強度 , 高剛性 , 電器 , 結構件 電 導電 塑 , 擠出 , 吹膜 ) 高衝擊 , 加工方便 , 導電佳 抗靜電周轉箱 , 包裝 導電 注塑 , 擠出 ) 加工方便 , 導電佳 抗靜電包裝 功能工程母粒 熱 , 高光澤 , 着色 家電外殼 燃母粒 (1:4 家電 , 電器配件 燃母粒 (:4 電視機外殼 根据性能分析我们选用 料 ,它的平均收缩率为 以该产品可以取它的平均收缩铝 算 ,在设计模具型腔尺寸时 ,取制品公差范围的 1/3 为模具型腔的尺寸公差 为型腔的基本尺寸 . 定型腔的形式 为方便加工与热处理 ,型腔与型心部分 ,采用拼镶结构如图 共 19 页 第 页 . (图 模架选用 我们可以选用标准模架即 2525 75 75 模架 定浇口形式 为了满足制品表面要求与提高成型效率 ,参考第二章所述综合考虑可 采用测浇口 . 却系统的确 定 依据 热塑性塑料和部分惹固性塑料成型的过程，是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中，经过冷却固化，从而得到所要的产品。首先，从提高生产效率的角度来看，成型过程中 成型周期是一个非常重要的环节。由于在整个成型周期中 50 时间用于对制品的冷却，因此，在成型过程中冷却时间长短的重要意义是不言而喻的。制品的最短冷却时间可按下式： _&2 T=w/42 &制品最大厚度（ a塑料热扩散系数 A塑料脱模温度 B模具温度 I塑料注射温度 射机的类型与参数确定 根据以上 型腔数目、产品的精度要求等 分析和以往的经验注射机选用的各参数如下 1）注射机类型：螺杆式 2）料筒温度：后段 250，中段 220，前段 220； 共 19 页 第 页 3）喷嘴温度： 208 4）模具温度： 60 5）注射压力： ）成型时间：注射时间 1 秒，保压时间 5 秒，冷却时间 10 秒 。 7）螺杆转速： 58r/) 燥温度： 80，干燥时间： 4H 射模设计质量 设计注塑模时 ,是否正确地考虑了塑料原料的工艺性 ,成型性能 ,注射机类型可能对成型质量产生的 影响 ,对成型过程中可能产生的缺陷是否在注射模设计时采取了相应的预防措施 (1) 是 否考虑了塑件对注塑模具导向精度的要求 ,导向结构设计的是否合理 (2) 成型零部件的工作尺寸计算是否正确 ,能否保证产品的精度 ,其本身是否有足够的强度和刚度 (3) 支承零部件能否保证模具具有足够的整体强度和刚度 (4) 是否考虑了试模和修模要求装拆及搬运条件方面 有无便于装拆时有的装拆孔 ,牵引螺钉和起吊装置 ,对其是否做出了标记 第 三 章 绘制模具图 与校图 图要求 绘制模具图是指要求按照国家制图标准以及公司具体的标准和国家未规定的工厂习惯画法设计模具图。模具总装配图包括以下具体内容。 （ 1） 模具成型部分结构 （ 2） 浇注系统，排气系统 的结构形式。 （ 3） 外型结构及所有连接件，定位、导向件的位置。 （ 4） 标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。 （ 5） 辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。 （ 6） 标注技术要求和使用说明。 制零件图 共 19 页 第 页 共 19 页 第 页 制全部模具图 后 校对设计图样 基本结构方面 (1) 注射模的机构和基本参数是与注射机匹配 (2) 注射模是否具有合模导向机构 ,机构设计是否合理 (3) 分型面选择是否合理 ,有无产生飞边的可能 ,塑件是否滞留在设有顶出脱模机构 共 19 页 第 页 的模 (或定模 )一侧 (4) 型腔的布置与浇注系统的设计是否合理 浇口位置是否恰当 ,浇口与流道几何形状及尺寸是否合适 ,流动比较是否合理 (5) 成型零部件设计是否合理 (6) 顶出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理 ,安全和可靠 脱模板 (推板 )是否会有凸模咬口 (7) 是否有排气机构 ,其形式是否合理 (8) 是否需要温度调节系统 ,如果需要 ,其热源和冷却方式是否合理 精度等级如何 ,寿命长短如何 ,加热和冷却介质的循环回路是否合理 (9) 支承零部件结构是否合理 (10) 外形尺寸能否 保证安装 ,固定方式选择得是否合理可靠 ,安装用的螺栓孔是否与注射机动定模固定板上的螺孔位置一致 理资料进行归档 参考文献 ： 赵丹阳 注塑模具设计与制造实战 机械工业出版社 北京 2003 陆宁 适用注塑模具设计 中国轻工业出版社 北京 1996 宋满仓 注射模设计方法与程序 模具 共 19 页 第 页 制造出版社 上海 1999 李倩 塑料注射成型技术 中国塑料出版社 天津 2000 黄银国 注射模研 究与开发 模具工业出版社 哈尔滨 2001 胡海清注射模具成型设计 中国轻工业出版社 北京 1999 黄丹 塑料工程手册 机械工业出版社 北京 2000 周星龙机械设计手册 机械工业出版社 北京 2001 黄键求模具制造 机械工业出版社 北京 2002 ,在这两年里我学到了许多专业知识 ,为我进社会开通了道路 。感谢我的指导老师，在我设计毕业论文中 ,给予我的帮助与支持。我的论文能够顺利通过和老师您的付出是分不开的，在这里在次说声谢谢了。同时我也要对我的班主任老师说声谢谢，感谢你两年里对我学习和生活上的关心。同样我也要感谢 上海辰钰模具有限公司，感谢技术服务部给我这样一个宝贵的实习机会，让我对社会、对工作、对学习都有了更深一步的理解和认识，为我 即将走上工作岗位增添了信心，让我在大学生活中留下了美好的一页 . 结束语： 注塑成型是塑料加工中最普篇采用的方法 制得的塑料制品数量之大生死其它成型方法望之莫及的 而且适用与多种原料 ,能够成批 连续的生产 ,并且具有固定的尺寸 ,可以实现生产自动化 ,高速化 ,因此具有极高的经济效益 我们应该努力学好专业知识 ,将来使我国的塑料模具设计水平进入一个新的阶段 . 装 订 线 It is by . by of at of is to of At of to to In in is to of of So of of be of of a of a of of to as as )If is to of a to in 970s of as of at in is on So a of a of 00% by of be by to 5 a of of to - of A of of is in of of by of at on of of At in to as to or of as or to of 2. it on by s of . at to of of At so of to in of an of of It of 4%s of by s of of 0% - 75% of a of of is at of of is at If at at of of is On to to go on in a of of to of in of of of It of in s of to a of in of is a of of by of a 3. to on in of of at of at by to to is is go on or in a of at t in it is by of In to be t be It to go on to of . by If on of At to at of of a of in to be be to be of on of is to is is to at be be at 4. it is a is of is in To it be of of is or in of an a of to if in of of a in to on is in to in a of on of s of on a of of of of to a of by 新型注射成型技术 1. 共注射成型（芯层注射成型） 采用共注射成型有助于观察到制件中独特的结构。塑料“甲”先注射充入部分型腔，然后塑料：“乙”紧跟着“甲”注射进入型腔并保持初始推动流动压力场。根据表皮区和芯层的尺寸大小，按正确的 比例关系计量出“甲”和“乙”的用料量，可制得 1 个内芯层为“甲”外表完全由“乙”包裹的制件。 另外，在化妆品应用方面，有小部分的表皮“甲”料放在“乙”料之后注射，以使浇口部分的表皮能完全闭合。用 2 种不同颜色的树脂进行共注射成型的制件，形成一个容易区分的表皮和芯层区间（认识到所有的注射成型件中存在有类似的表皮和芯层这一点非常重要。）如果没有先进的检测技术，通常难以区分表皮 芯层的区域及其分界面。 共注射成型并非一门新的工艺技术。英国 司早在 70 年代就开始应用这一技术，并取得了包括基础理论， 生产产品及机器设备等几项专利。现普遍采用的 产工艺类似“三明治模塑”，由于模塑外层表皮的材料与中间或芯层的材料不同，因此两种材料必须有一定的相容性，并且芯层材料要求具有可高度辐射、发泡成型和 100%回收利用等性能。选用材料应经多种选择比较而定。 共注射成型工艺问世 15 年后，才真正得以普及推广。一种采用共注射成型的厚齿输制作横截面。 表皮材料是非填充尼龙，而芯层材料是玻璃 填充尼龙。芯层中玻璃珠粒料收缩率极低，具有良好的尺寸稳定性。尼龙表皮赋予齿轮齿牙良好的润滑性并避免了珠粒料容易产生的磨 蚀问题。 基于共注射成型的基础理论目前已开发出几种新型加工改进方法。例如，模内“上漆”和气体辅助模塑成型扩大了采用这种工艺的范围。模内上漆加工方法是采用低分子量聚合物作为外层材料，而气体辅助模塑成型是采用氮气或另一种气体作为芯层（或部分芯层）材料。随着产品设计与生产加工设备的不断完善改进，将满足各种新应用和新技术的需求，共注射技术必将成为富有潜力的工业化大规模生产工艺方法。 2. 注射 压缩成型 注射 压缩成型中型腔壁移动方向垂直于分模线。采用这种方法成型时，在充模阶段，按工序产生压力驱熔体 流动，但这一个流道的深度是可变化的。在较深的流道中，压力下降得较低，以使大面积的制件成型中熔体没有过度受压，并避免了瞬间的材料响应，这 2 种因素同样会阻碍熔体的流动。注射成型过程中，型腔深度可能是最终制件厚度的 14%，在塑料填充了大致 60% 75%的型腔后，停止注射，模腔壁周围同时受到推压，直至最终制件的壁原成型为止。制件的最终尺寸在这阶段确定。 如果在模壁按工序移动之前充满了型腔，该种工艺通常称为铸压成型。大体上，铸压成型是在一个可变体积的型腔内采用不变的压力对制件进行保压。铸压阶段是增加密度的阶段 ，密度紧接着在介于熔体和固态塑料之间起变化。采用铸压方式成型致密圆盘，可把残留应力减至最低程度，制件上的残留应力可产生变折射现象。 铸压成型的改进型活动式型腔壁是一种新技术，其由注射全体制件固化阶段通过多孔的金属型腔壁以“保压”制件。这种方法已有人称为外部气体辅助成型法，其实这是一种误解，因为气体并没有影响塑料熔体在型腔内的流动。在常规的注射成型当中，保压就是在保持型腔体积不变的同时，在压力流的作用下，添加入更多的塑料。 联同在型腔内的保压流形成了不均匀的压力分布，有可能在受高压的浇口位置产生制件缺陷。 3. 计算机辅助成型 采用计算机辅助工程（ 加工设计及分析有助于缩短设计周期并可避免代价昂贵的机械失误。商业性仿真代码常用于流道上标明尺寸，以平衡熔料在流道系统及型腔内的流动，同时确定浇口的最佳开设置和浇口的数目。计算注射压力和合模吨位要根据不同的加工条件和材料而定。收缩率及翘曲率结合初始流向也可准确估算出来。重要的是要使得这种设计工具帮助熟练分析人员在某个设计方案或加工研究时进行判断的操作。结果必须理解为以 研究对象和加工 /材料为前提。当考虑采用这种方法准确输入数据后，可取得巨大的效益。另外，这种分析经济性可使设计周期更短和所需的生产时间更短。 应该提醒注意的是，商业性的 序通常是不可直接使用的。充模仿真可产生有价值的见识，但结果必须重新对其局限性进行重新考虑估计。应用现代计算机进行注射成型模拟试验，仅限于纯粘性流体（不包括粘弹性的熔融塑料）。可预测熔体流入型腔的实际流动速率组成结构和性能公布等，如可进行高精度的粘弹性分析。目前所采用的任何其它加工方式都不可能达到这种先进水平，并且最近几年来，由仿 真设备的工业界带头者和大学里的研究小组已取得了良好的进展。有几家公司正在努力探索仿真技术，以求能正确地解释更多现实的塑性行为和加工现象。例如，聚合物主链的取向对局部的物理性能和性能分布的影响。加工物理学是非常复杂的，而某些粘弹性体现象仍然没有完全弄清楚，更完善合理的加工方式目前正缓慢形成。这些更强的有力的方式将获得大大超过目前所设计的生产能力。 4. 交变注射成型 相比较而言，交变注射是一个比较新的注射成型选择参数。这项技术的最大难点在于当加工条件突然改变时，对塑料熔体将呈现出怎样的变化行为知之甚少 。有关熔体流变学的基础知识，不仅仅是固定的剪切粘度。确切地说，熔体响应（粘性和弹性行为）需要表达的特性，不仅是通常的稳态流动速率或剪切速率及温度，也包括压力及瞬间流动速率。这些特性包括很多内容而且十分难于弄清楚。然而，如果在异型材注射方面取得实质性进展，将需制订出多种不同塑料的具体操作规程。另还需增加通用的累试法，以求得到成熟和精确的控制方法。 在常规的注射成型中，型腔壁固定不变，某些情况下，还有利用在充模和保压陷段移动模壁。可采用 2 种不同的方法：移动型腔壁方向垂直于分模线；旋转或滑动型腔壁。在充模 阶段旋转型芯以增加对制件尤其是表皮部分分子的变轴取向。通过这种加工工艺，制件的弯曲性能与其它机械性能得到了极大的提高。聚苯乙饮水杯和聚丙烯注射器就是采用这种加工方法获得重大改变突破地 2 个产品。 共 10 页 第 页 常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 毕业设计 开题报告 题 目 喷雾咀注塑模设计 姓 名 李 涛 学 号 0405323245 班 级 04 模具 322 指导教师 职 称 日 期 共 10 页 第 页 前言 现代 模具设计制造中 已 全面推广 术 。 实践证明模具 术是模具设计制造的发展方向 ， 随着微机软件的发展 、 进步 和 全面普及 ， 术条件的基本成熟 ， 技术培训工作也日趋简化。国产模具软件的开发和应用 ， 加大技术培训和技术服务的力度 ， 扩大 了 术的应用范围。用于模具设计 制造的计算机软件 ,将向智能化、集成化方向发展。 随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展 , 术直接或间接用于模具制造。 它 通过立体光固化（ 叠层实体制 (激光选区烧结 (三维打印（ 3熔融沉积成形 (不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法 ,获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。 如塑料 注射模具 、 压注模具 、 精密铸造 模 具 等 有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点 ,从模具的概念设计到制造完成 ,仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成 本的 1/4 左右。 热流道技术 的 推广 ，使 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。 模具标准化程度不断提高 ,目前我国模具标准件使用覆盖率已达到50%左右。 模具 的深加工、精加工正 向自动化、智能化方向发展 ；使 模具 的加工精度等级和 表面 粗糙度的要求提高 1 2 个等级 。 塑料成型件的应用已经十分广泛已逐步代替传统的金属和非金属材料制品 ,发展注塑模具大有可为。 共 10 页 第 页 目 录 第一章 前言 代 模具发展状况 题题目 题来源 题类型 第二章 方法论证 题研究方法 计及制造方案 行性分析 第三章 文献综述 题研究的目的 题研究内容 订解决关键的问题 第四章 进度安排 附件：参考文献 2 4 4 4 5 6 6 7 7 8 8 8 8 8 9 共 10 页 第 页 前我国模具技术发展趋势 当前 ,我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下 ,用户对模具制造要求是 交贷期短 、 精度高 、 质量好 、 价格低 。 模具技术的发展应该与这些要求相适应。 (l)在模具设计制造中将全面推广 术模具 术 ,是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明 ,模具 术是模具设 计制造的发展方向。现在 ,全面普及 术的条件已基本成熟。随着微机软件的发展和进步 ,技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具 术的过程中 ,应抓住机遇 ,重点扶持国产模具软件的开发和应用 ;加大技术培训和技术服务的力度 ;进一步扩大 术的应用范围。有条件的企业应积极做好模具术的深化应用工作 ,即开展企业信息化工程 ,可从 步深化和提高。用于模具设计制造的计算机软件 ,将向智能化、集成化方向发展。 (2)快速原型制造 (相关技 术将得到更好的发展 快速原型制造 (术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的 ,是一种全新的制造技术 ,是基于新颖的离散 /堆积 (即材料累加 )成形思想 ,根据零件 型 ,快速自动完成复杂的三维实体 (模型 )制造。 (3)电火花铣削加工技术将得到发展 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术 ,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术 ,它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控镜一样 ),因此不再需要制造复杂的成型电极 ,这显然是电火花成形加工领域 的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (4)热流道技术将得到推广 由于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。国外热流道技术的发展很快 ,许多塑料模具厂生产的模具已有一半用上了热流道技术 ,有的厂甚至已达 80%以上 ,效果十分 明显。国内近几年来已开始推广应用 ,但总体还达不到 10%,个别企业已达到 30%左右。制订热流道元器件的国家标准 ,积极生产价廉高质量的元器件 ,是发展热流道技术 的关键。 (5)模具标准化程度将不断提高 我国模具标准化程度正在不断提高 ,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。为了适应模具工业发展 ,模具标准化工作必将加强 ,模具标准化程度将进一步提高 ,模具标准件生产也必将得到发展。 (6)模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响 ,我国目前仍以手工研磨抛光为主 ,不仅效率低 (约占整个模具周期的l/3),且工人劳动强度 大 ,质量不稳定 ,制约了我国模具加工向更高层次发展。因此 ,研究 共 10 页 第 页 抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机 ,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。另外 ,由于模具型腔形状复杂 ,任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光方法 ,如挤压衍磨、电化学抛光、超声抛光以及复合抛光工艺与装备 ,以提高模具表面质量。 (7)模具自动加工系统的研制和发展 随着各种新技术的迅速发展 ,国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有如下特征 :多台机床合理组合 ;配有随行定位夹具 或定位盘 ;有完整的机具、刀具数控库 ;有完整的数控柔性同步系统 ;有质量监测控制系统。 (8)随着汽车朝着轻量化、高速、舒适、风格化发展 ,汽车车身模具一方面要适应新型车身制造材料 (如铝合金、塑料等 ),另一方面要向着大型化、复杂化和高精度方向发展 为了更好的与车身生产相结合 ,模具生产部门除了模具设计制造外 ,还必须同时搞好开发、协调车身设计、样车制造、工艺设计等各个环节。因此要求企业有较高的整体素质和综合水平。 2、 课题题目 该课题为喷水咀注塑模的设计 3、课题来源 此 手 机外壳为生活中常见的塑料制品 ,以 原料进行模具设计 . 4、课题类型 该模具为塑料模具中的注塑模具，该模具的特点是，它的外表面要求光泽无划横。还有它的塑料产品内部有一小段是有斜度的，这样一来对模具的加工精度要求就相当高， 二、方法论证 1、课题研究方法 注塑成型过程 注塑成型是热塑性塑料成型的一种主要加工方法，可以分为合模、加料、加热、塑化、挤压、注射、保压、冷却、固化、定型、螺杆嵌塑和脱模顶出，概括为材料的塑化、流动和冷却过程。 塑料的成型 是通过注射成型机来实现的，按其用途分为热塑性塑料注射成型机和热固性塑料注射成型机，注射成型模具的基本结构包括浇注系统、成型零件和结构零件 3 部分，其中浇注系统是将塑料同注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，它由主流道、分流道、内浇口和冷料穴等结构组成；成型零件是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，它由型芯（成型塑件内部形状）型腔（成型塑料外部形状）、成型杆和镶块等构成；结构零件构成零件结构的各种零件，在模具中起安装、导向、机构动作以及高温等作用，它有导向零件、装配零件和冷却加热系统等组成。 注塑模具基本结构 通常典型注塑模具的组件包括以下几部分： 共 10 页 第 页 （ 1） 成型部件 是指动 ,定模部分有关组成型腔的零件 （ 2） 浇注系统 的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道 ,他包刮主流道 ,分流道 ,浇及 冷料穴 (3) 导向部件 在注塑模中 ,用导向部件对模具的动定模导向与定位 ,以使模具合时能准确对合 (4) 推出机构 是指模具分型件 型腔中推出的装置 (5) 调温系统 为了满足注射工艺对模具温度的要求 ,需要有调温系统对模具的温度进行调节 般热塑性塑料的注射模具大部分设有冷却系统 (6) 排气系统 为了将成型时行腔内的空气和塑料本身挥发的气体排出模具外 ,常常在分型面上开 设排气槽 ,对于小塑件的模具 ,可直接利用分型面或者推出机构等与模具的间隙排气 (7) 支承零部件 用来安装固定或者支承成型零部件及前述的各部件机构的零部件 (8) 侧向分型与抽芯机构 当塑件有 侧向的凹凸形状的孔和凸台时 ,须先把侧向的凹凸形状的瓣合模 块或侧向的型芯从塑件上脱开或 注射成型件的设计 注射成型件的设计包括分型面的选取、脱模的方向、浇口位置的选择和是非影响外观、排气等，主要有以下几个注意的事项： （ 1） 分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会以生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。 （ 2） 脱模方式是否正确，推广杆、推管的大小、位置是否合适，推扳会不会被型芯卡住，会不会造成擦伤成型零件。 （ 3） 模具温度调节方面。加热器的功率、数 量；冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。 （ 4） 处理塑料制件制侧凹的方法，脱侧凹的机构是否恰当，例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。 （ 5） 浇柱、排气系统的位置，大小是否恰当。 2、设计及制造方案 注塑模具设计一般过程包括设计任务书的分析、型腔布置、型腔数目的确定、型腔的布局及尺寸、分型面的选取、浇口及流道的创建、设计冷却系统和电加热系统、机械运动机构的设计、顶出及导向定位系统的设计、排气系统的设计，以及模具的装配资料整理，试加工等。 1） 阅读和分析任务书 注塑模具设计的第一步需要认真阅读和分析任务书 ，一般注塑模具设计的任务书包括如下内容： （ 1） 经过审签的正规制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 （ 2） 塑料制件说明书或技术要求。 （ 3） 生产产量。 （ 4） 塑料制件样品。 共 10 页 第 页 2） 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。收集、分析和消化原始资料的具体内容如下： （ 1） 消化塑料制件图。 （ 2） 消化工倔艺资料。 （ 3） 确定成型方法。 （ 4） 选择成型设备。 （ 5） 具体结构方案。 3） 注塑模具结构设计 注塑模具结构设计是模具设计的主要工作之一，具体设计内容包括以下几种。 （ 1） 型腔布置。确定型腔数目的条件 ;最大注射量 ,锁模力 度要求 ,经济性等 （ 2） 确定分型面。分型面的选择应以模具结构简单 并且不影响塑件的外观和使用为原则 （ 3） 确定浇注系统和排气系统。一般注射模的排气可以利用分型面和推出机构的间隙排气 （ 4） 选择顶出方式、决定侧凹处理方法和抽芯方式。 （ 5） 决定冷却 /加热方式、加热 /冷却沟槽的形状、位置、加热、元件的安装部位。 （ 6） 根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度外型尺寸，外型结构及所有连接、定位、导向件位置。 （ 7） 确定主要成型零件，结构件的结构形式。 （ 8） 考虑模具各个部分的强度，计算成型零件的工作尺寸。 3、