塑料外壳注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸通过答辩】
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江 苏 大 学 继 续 教 育 学 院 毕业设计（论文）任务书 课程名称： 塑料 外壳 注塑模具设计 进行日期 2013 年 6 月 30 日至 2013 年 9 月 15 日 学生姓名： 陆滨 专业班级： 12 级机械专业 指导教师： 姜银方 所属站点： 站 长： 第 1 页 课题主要参数及依据 ： 图 1 图 1 产品材料： 品生产批量： 20 万件 第 2 页 任务要求： 1. 工艺分析； 2. 模具装配图以及零件图； 3. 设计说明书一份。 第 3 页 进 度 表 起止日期 内容提要 备 注 6 题，完成任务书 查文献，确定方案 完成总体设计 完成所有设计 1. 工艺分析； 2. 塑件在型腔中的位置确定； 3. 浇注系统设计； 4. 模架选用； 5. 注射机校核； 6. 推件机构设计； 7. 冷却系统设计； 8. 排气系统设计； 9. 绘制装配图； 10. 绘 制零件图； 11. 模具零件加工工艺设计； 12. 写设计说明书。 修改，整理准备答辩 注 :本表由指导教师填写 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 塑料外壳注塑模具设计 of 院名称： 江苏大学 专业班级： 2012 级机械专业 学生姓名： 陆滨 指导教师姓名： 姜银方 指导教师职称： 教授 函授站： 无锡太奇 2013 年 9 月 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 塑料外壳注塑模具设计 专业班级： 2012 级机械专业 学生姓名：陆滨 指导教师：姜银方 职称：教授 摘 要 塑料是一 种新型工程材料，发展速度迅猛， 塑料的 加工 和成型工艺 也越来越得到重视其中注射成型是最常用的 塑料零件成型方法。塑料制品具有原料来源丰富，价格低廉 ，性能优良等优点。它在电脑，手机，汽车，电机，电器，仪器仪表，家电和通用产品制造中具有不可替代的作用 ，应用极其广泛 。 注射成形是成形热塑件的主要方法，可以一次成形形状复杂的 精密塑件，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱 塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却，凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射机在今天是普遍的 ，但在 注射机上安装的模具有各种各样的，这些模具由于塑料制品的不同而各异，到底安装哪一种受到特定的尺寸限制，因而注射模具的设计随着塑料制品的不同而改变。注射模具的主要过程是将 熔料模型成型为最终塑料制品的形状。这个过程是充满型腔的过程，型腔系统包括 型芯 ，型腔，嵌件。型腔系统几何形状和尺寸直接由塑料模塑制品决定，因此，型腔系统的所有组成部分被称为依赖产品部分。 塑料业的快速发展要求各种日常用品外壳快速更新。 本说明书详细介绍了本次设计的全部过程，通过模具设计表明该模具能够达到壳体的质量要求和加工工艺要求。 本设计进行 了一款注射成型零部件的尺寸模具设计，对零件的结构进行了工艺分析， 确定了分型面，浇注 系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸。对模具材料进行选择。 设计出的各种结构可确保模具正常工作的安全可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用 制了一套 模具装配图和零件图。 关键词 ： 注射机； 型腔系统； 模具设计； 浇注系统 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 of is a of of of is of of It is in an is of is it so a of is of a or a as a to at a a to is on at on of go to a as a to is to to to is of is is to be by of is on of be of of to of of of of of of in of a of AD 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 目 录 摘 要 . 2 . 5 目 录 . 6 引 言 . 8 第一章 工 艺 分析 . 11 塑件 结构 和及技 术 要求的分析 . 11 塑件 结构 分析 . 11 塑件零件 图 技 术 要求分析 . 11 塑件工 艺 分析 . 12 塑件分析 . 12 塑件材料分析 . 12 一般性能 . 13 力 学 性能 . 13 热学 性能 . 13 电学 性能 . 13 环 境性能 . 13 加工性能 . 14 成型性能 . 14 使用性能 . 15 射工 艺规 程 编 制 . 15 注塑工 艺过 程 . 15 型腔 数 目的确定 . 17 塑件体 积计 算 . 18 型腔型芯尺寸确定 . 18 初 选设备 及工 艺参数 确定 . 19 第二章 塑件在型腔中的位置确定 . 21 分型面 设计 . 21 型腔布置 . 22 第 三章 浇 注系 统设计 . 23 主流道 设计 . 23 浇 口套的 结构设计 . 24 浇 口套的尺寸确定 . 24 分流道 设计 . 25 浇 口 设计 . 25 流 动 距离比校核 . 26 第四章 模架 选 用 . 27 模具整体 结构 分析 . 27 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 模架确定 . 28 第五章 注射机校核 . 29 第六章 推件机 构设计 . 30 推杆力的 计 算 . 30 确定 顶 出方式及 顶 杆位置 . 30 第七章 冷却系 统设计 . 31 第八章 排 气 系 统设计 . 32 第九章 装配 图 . 33 第十章 零件 图 . 35 小型芯 . 35 动 模 . 36 型芯 . 37 定模型腔板 . 38 动 模型芯板 . 38 定模扳 . 40 第十一章 模具零件加工工 艺设计 . 41 顶盘 推杆 . 41 支撑板 . 42 型芯 . 43 小型芯 . 43 浇 口套 . 44 动 模 . 45 塑料注射成型工 艺 卡片 . 46 总结与 展望 . 48 致 谢 . 49 参 考文 献 . 49 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 引 言 随着现代化工业发展的需要，塑料制品在工业 、农业和日常生活等 各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高，技术要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺 、优质的模具材料和现代化 的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。被人称为 “ 工业之母 ” 和 “ 磁力工业 ” 。 过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表 、汽车等行业进入大批量生产，模具行业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品 已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因 此，模具的发展与人们的生活关系越来越精，越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品 都要依靠模具。 我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒的看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后 15，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后 ，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具 多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出等。可见，我国模具工业 的发展任 重而道远。 从现在开始，我国已经入国民经济和社会发展的关键时期，我国模具工业的发展 也将进入一个关键时期。在这一时期，我国模具行业的主要任务是在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场， 苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。我们要朝这个方向共同努力实现这个目标。 让我们共同努力，为不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。 模具是现代工业生产的重要工艺装备，而模具工 业则是为工业生产 提供模具这一重要装备的基础工业。现代工业产品的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此，模具技术已成为衡量一个国家工业产品制造水平的一个重要标志。 我国的模具工业从起步到飞速发展，历经了半个多世纪。近年来，国家相继把模具及其加工设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、技术和技术目录及 鼓励外商投资产业目录中，并对优秀模具企业实行增值税返还的优惠政策。这几年，我国的模具设计与制造水平有了较大提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具技术得到飞速发展。我国的模具工业也迅 速发展，现有模具制造企业约 20000 家，并且以较快的速度快速增长，模具工业年产值已达 500 亿元。 采用模具成形方法生产零件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约原材料等诸多优点，已 经成为现代工业生产的重要手段。据统计，利用模具制造的零件，在电机电购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 9 器、仪器仪表、汽车、飞机等机电产品中占 70%以上； 在电视机、录音机、计算机等电子产品中占 80%以上； 在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占 85%以上。 随着科学技术的进步与国民经济发展对各类通过模具生产的零件的广泛需求，模具技术 正向高精度、高效率、长寿命的方向迈进。由于这是一项综合性技术，所以其发展必然涉及许多领域的共同配合。一定要有分析、有总结，才有发展。 目前我国模具技术落后、 经济效益低，其主要原因有： 冲压基础理论与成形 工艺落后； 模具标准化 程度低； 模具设计方法和手段、 模具制造工艺及设备落后； 模具专业化水平低。以上结果导致我国的模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业 发达国家的模具相比差距相当大。 模具技术的发展方向，在产品市场向多品种、少批量、更新换代速度变化快的牵引指导下 ，在计算机技术等制造新技术的推动下， 模 具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械 加工技术向以计算机辅助设计 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造 向转变。 的、意义 大学课程即将结束，作为最后一环节的毕业设计是对以前所学知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展 伴随着中国当前经济形势的日趋好转，在“ 实现中华民族的伟大复兴 ” 口号的引导下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品 生产的发展和质量提高，并能 获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为 “ 进入 富裕的原动力 ” ，德国则冠之为 “ 金属加工业的帝王 ” ，在罗马尼亚则更直接： “ 模具就是黄金 ” 。可见模具工业在国民经济中的重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视 ，早在过去颁布的关于当前 国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化 、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。 注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后， 在注塑机的 螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 在国民经济的建设和发展中， 塑料模具是一门年轻的新兴工业，它包含塑料生产和塑料制品生产两个系统。可以这么说没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产；没有塑料制品的生产，塑料就不能变成工业产品和生活用品。塑料制造工业担负着为很多生产部门提供各种模具的任务。制造工业的发展 是国民经济发展的关键，一切工业发达的国家都非常重视制造工业的发展，而且一般都能使它的发展超前于其它工业和国民经济的发展。 我国的塑料工业发展非常迅速，已经渗透到人们的生 活以及其他的方方面面，并成为技术关键不可缺少的材料，在家用电器 、仪器仪表、机械制造、化工、医疗卫生等领域发挥着不可替代的作用， 特别是近几年来，产量和品种都大大增加。目前，塑料的体积产量和钢铁的产量持平，塑料工业的发展迅速带动了塑料成型机械和 塑料模具的发展，大型，微型，精密，高效率，自动化，高寿命的模具在整个模具中所占的比重越来越大， 但是与先进国家相比还存在较大差距。如：国产模具精度低， 寿命低，制造周期长；塑料成型设备较陈旧，规格品种少；塑料材料及模具材料性能差，远不能适应工业购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 10 高速发展的需要。为改变我国塑料行 业的落后状态，赶超世界先进水平， 必须大力发展塑料成型技术。 塑料模具之所以如此迅猛发展，主要由于其具有优良的特性： 1)塑料密度小，质量轻。 2)绝缘性能好，介质损耗低。 3)化学稳定性好，有良好的耐腐蚀性。 4)成型性能，着色性能好。 然而，根据各种塑料的固有性能，利用一切 可以实施的方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品，却有一个复杂而繁重的过程。 通过毕业设计，我们即将完成一个 简单模具或部件的设计。运用以前所学的知识分析和解决问题，我们可以在下述基本能力上得到培养和锻炼： 塑料制品的设计及成型 工艺的选择； 一般塑料制品成型模具的设计能力； 塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力； 了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。 我们采取将模具设计内容同 密结合在一起，我们通过先进 的软件仿真技术，可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种 解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加上及分析技术，提高我们的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为实际工作前的全过程模拟。 本次毕业设计的主要任务是外壳注塑模具的设计 ，也就是设计一副注射模具来生产外壳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对外壳的具体结构，依据标准解题步骤进行。 此次毕业设计的主要内容包括： (1)独立拟定塑件的成型工艺，正确选用成型设备； (2)合理选择模具结构。根据塑件图的技术要求，提出模具的结构方案 ，并使之结构合理，质量可靠，操作方便； (3)正确确定模具成型零件的结构形状，尺寸及技术要求； (4)所设计的模具应当制造工业性良好，造价便宜； (5)充分利用塑料成型优良的特点，尽量减少后加工； (6)设计的模具应当高效，优质，安全可靠的生产，且模具使用 寿 命长。 针对外壳的成型特点及材料 相关特性进行分析，查相关手册及丛 书，首先确定其结构形式及分型面的确定，型腔数量的确定就可以确定其浇注系统的相关数据， 成型零件的设计之后就可以选择适合的模架，再确定大体结构之后就可以设计里面的小零件以及其他辅助零件。在整体和部分零件 设计完之后就可以进入相关零件及总装图的绘制了。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 11 第一 章 工艺分析 塑件结构和及技术要求的分析 塑件结构分析 由塑件零件图可见，在塑件的左右两边各有一个小孔，正前方有一个大孔，顶部也有一通孔，而内侧则有一个挂钩。在 大孔的一面有一个脱模斜度，塑件的内表面粗糙度要求比较低，而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型腔表面进行抛光。 塑件零件图技术要求分析 由塑件零件图中的技术要求可见，此零件材料为 量生产，塑件精度为 5 级，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可满足要求。因为塑件是大批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 12 塑件工艺 分析 塑件分析 1 外形尺寸 该塑件壁厚为 1件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型。 2 精度等级 塑件每个尺寸的公差不一样，任务书中已给定未注尺寸公差为 3 脱模斜度 于无定型塑料，成型收缩率较小，其脱模斜度 根据参考文献可知在 35 1 30,选择统一脱模斜度为 1 。 图 1 为塑件图 如图所示，塑件选择材料为 缩率为 所示区域为制品在使用时的可见部位，生产批量为 20 万件。 塑件材料分析 由于塑件外壳较小，生产中常用 料生产。 料，化学名称， 丙烯腈 苯乙烯共聚物， 五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 13 寸稳定，表面光泽性好等优点。容易涂装 、着色，还可以进行表面喷镀 金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程材料。 脂是目前产量较大，利用最广大的聚合物。它将 各种性能有机的统一起来，兼具韧、硬、刚相当优良的力学性能。 丙烯腈 、丁二烯 和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈 ， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 在这里选用 料的真正原因正是在于 它具有较好的冲击力，硬度较高，耐磨，流动力好，不易变形等特点。 总结： 升温时粘度增高，成型压力较高， 所以塑件上的 脱模斜度较大， 型前进行干燥处理和调适，模具设计时注意减少浇注系统对料流的阻力，模具温度控制在 50 60 度，在酮、醛、酯、氯代 烃中会成型后应进行调湿处理。 一般性能 观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。 右，吸水率低。 其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。 氧化指数为 18 20，属易燃聚合物， 火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。 力学性能 优良的力学性能，其冲击强度极好， 可以在极低温度下使用， 耐磨性优良以及尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和低转速下的轴承。 耐蠕变性 比 ， 但比 。 弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。 力学性能 受温度的影响较大。 热学性能 热变形温度为 93 118 度，制品经退火处理后可以提高 10 度左右。 时仍能表现出一定的韧性， 可在 100 度范围内使用。 电学性能 绝缘性比较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。 环境性能 受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、 醛类及氯代烃中，手苯乙酸，植物油等侵蚀会产生应力开裂。 耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；在户外半年后，冲击 强度下降一半。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 14 加工性能 样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 熔体流动性比 ，但比 ，与 似；流动特性属非牛顿流体；其熔体黏度与加工温度和剪切速率都有关系，但剪切速率更为敏感。 热稳定后好，不 易出现降解现象。 吸水率较高，加工前 应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度 80 85 度，时间 2 4 小时；对特殊要求的制品（如电镀0 的干燥条件为 70 80 度，时间 18 小时。 品在加工中易产生内应力，应力的大小可通过浸入苯乙酸中检验； 如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进干燥箱内 2 4小时，再冷却至室温即可。 (1)该塑件尺寸较小，一般精度等级为降低成本费用，采用一模多腔，并不对制品进行后加工。 (2)为满足制品光亮的要求与提高成型效率采用点浇口。 (3)为了方便加工和热处理，型腔与型芯采用摒镶 结构。 成型性能 主要性能指标，其性能指标见下表 1： 表 1 材料的性能指标 密度 / 体积 v/g 水率 (24h) 100 缩率 s 点 t/ 130 160 热变形温度 t/ 0 108 3 103 抗拉屈服强度 t/0 拉伸弹性模量 10 抗弯强度 f/0 冲击韧度 无缺口 261 缺口 11 硬度 121 体积电阻系数 v/ 1016 1)无定型塑料 其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差 异，应按品种来确定成型的方法及成型条件。 2)吸湿性强 含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。 3)流动性中等 溢边料 右。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 15 4)模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置，形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白 色痕迹。 使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表明可以镀铬，适合制作 一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 射工艺规程编制 注塑工艺过程 整个模具的注塑过程包括：模具合拢、模具锁紧 、模腔填充、塑件保压、模具冷却、模具分开、产品脱模和注塑延时。 注射机的锁模系统将模具合上。锁模系统一般系用直接油压式或油压机械锁链式 两种。 当模具合拢后注塑机的锁模系统将所需的锁模力作用在模 具上，使模腔在填充过程中 高压的塑件不会将模具涨开。 在注塑过程中，模具的温度对塑件的质量影响也很大。 一般来说，刚开始注塑时候，模具温度太低，不利于产品的成型。实践证明，当模具温度提高时，塑件的无收缩量会增加，但若能配合好注射的压力 或射速，仍可生产出尺寸稳定的制品，因为模温的提高有利于熔融塑胶的填充，但相应会增加注塑周期时间，模具温度的控制主要通过模具冷却系统中冷却液的温度和冷却液的流量来实现，还可采用冷却机或模温机加以控 江苏大学本科毕业设 计 1 塑料外壳注塑模具设计 of 院名称： 江苏大学 专业班级： 2012 级机械专业 学生姓名： 陆滨 指导教师姓名： 姜银方 指导教师职称： 教授 函授站： 无锡太奇 2013 年 9 月 江苏大学本科毕业设 计 2 塑料外壳注塑模具设计 专业班级： 2012 级机械专业 学生姓名：陆滨 指导教师：姜银方 职称：教授 摘 要 塑料是一 种新型工程材料，发展速度迅猛， 塑料的 加工 和成型工艺 也越来越得到重视其中注射成型是最常用的 塑料零件成型方法。塑料制品具有原料来源丰富，价格低廉 ，性能优良等优点。它在电脑，手机，汽车，电机，电器，仪器仪表，家电和通用产品制造中具有不可替代的作用 ，应用极其广泛 。 注射成形是成形热塑件的主要方法，可以一次成形形状复杂的 精密塑件，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱 塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却，凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射机在今天是普遍的 ，但在 注射机上安装的模具有各种各样的，这些模具由于塑料制品的不同而各异，到底安装哪一种受到特定的尺寸限制，因而注射模具的设计随着塑料制品的不同而改变。注射模具的主要过程是将 熔料模型成型为最终塑料制品的形状。这个过程是充满型腔的过程，型腔系统包括 型芯 ，型腔，嵌件。型腔系统几何形状和尺寸直接由塑料模塑制品决定，因此，型腔系统的所有组成部分被称为依赖产品部分。 塑料业的快速发展要求各种日常用品外壳快速更新。 本说明书详细介绍了本次设计的全部过程，通过模具设计表明该模具能够达到壳体的质量要求和加工工艺要求。 本设计进行 了一款注射成型零部件的尺寸模具设计，对零件的结构进行了工艺分析， 确定了分型面，浇注 系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸。对模具材料进行选择。 设计出的各种结构可确保模具正常工作的安全可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用 制了一套 模具装配图和零件图。 关键词 ： 注射机； 型腔系统； 模具设计； 浇注系统 江苏大学本科毕业设 计 3 of is a of of of is of of It is in an is of is it so a of is of a or a as a to at a a to is on at on of go to a as a to is to to to is of is is to be by of is on of be of of to of of of of of of in of a of AD 江苏大学本科毕业设 计 4 目 录 摘 要 . 2 . 3 目 录 . 4 引 言 . 6 第一章 工 艺 分析 . 9 塑件 结构 和及技 术 要求的分析 . 9 塑件 结构 分析 . 9 塑件零件 图 技 术 要求分析 . 9 塑件工 艺 分析 . 10 塑件分析 . 10 塑件材料分析 . 10 一般性能 . 11 力 学 性能 . 11 热学 性能 . 11 电学 性能 . 11 环 境性能 . 12 加工性能 . 12 成型性能 . 12 使用性能 . 13 射工 艺规 程 编 制 . 13 注塑工 艺过 程 . 13 型腔 数 目的确定 . 16 塑件体 积计 算 . 16 型腔型芯尺寸确定 . 16 初 选设备 及工 艺参数 确定 . 17 第二章 塑件在型腔中的位置确定 . 19 分型面 设计 . 19 型腔布置 . 20 第三章 浇 注系 统设计 . 21 主流道 设计 . 21 浇 口套的 结构设计 . 22 浇 口套的尺寸确定 . 22 分流道 设计 . 23 浇 口 设计 . 23 流 动 距离比校核 . 24 第四章 模架 选 用 . 25 江苏大学本科毕业设 计 5 模具整体 结构 分析 . 25 模架确定 . 26 第五章 注射机校核 . 27 第六章 推件机 构设计 . 28 推杆力的 计 算 . 28 确定 顶 出方式及 顶 杆位置 . 28 第七章 冷却系 统设计 . 29 第八章 排 气 系 统设计 . 30 第九章 装配 图 . 31 第十章 零件 图 . 33 小型芯 . 33 动 模 . 34 型芯 . 35 定模型腔板 . 36 动 模型芯板 . 36 定模扳 . 38 第十一章 模具零件加工工 艺设计 . 39 顶盘 推杆 . 39 支 撑板 . 40 型芯 . 41 小型芯 . 41 浇 口套 . 42 动 模 . 43 塑料注射成型工 艺 卡片 . 44 总结与 展望 . 46 致 谢 . 47 参 考文 献 . 48 江苏大学本科毕业设 计 6 引 言 随着现代化工业发展的需要，塑料制品在工业 、农业和日常生活等 各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高，技术要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺 、优质的模具材料和现代化的成形设备等都 是成形优质塑件的重要条件。 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。被人称为 “ 工业之母 ” 和 “ 磁力工业 ” 。 过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表 、汽车等行业进入大批量生产，模具行业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品 已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展 与人们的生活关系越来越精，越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品 都要依靠模具。 我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒的看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后 15，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后 ，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具 多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出等。可见，我国模具工业 的发展任重而道远。 从 现在开始，我国已经入国民经济和社会发展的关键时期，我国模具工业的发展 也将进入一个关键时期。在这一时期，我国模具行业的主要任务是在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场， 苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。我们要朝这个方向共同努力实现这个目标。 让我们共同努力，为不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。 模具是现代工业生产的重要工艺装备，而模具工业则是为工业生 产 提供模具这一重要装备的基础工业。现代工业产品的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此，模具技术已成为衡量一个国家工业产品制造水平的一个重要标志。 我国的模具工业从起步到飞速发展，历经了半个多世纪。近年来，国家相继把模具及其加工设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、技术和技术目录及 鼓励外商投资产业目录中，并对优秀模具企业实行增值税返还的优惠政策。这几年，我国的模具设计与制造水平有了较大提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具技术得到飞速发展。我国的模具工业也迅速发展，现有模 具制造企业约 20000 家，并且以较快的速度快速增长，模具工业年产值已达 500 亿元。 采用模具成形方法生产零件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约原材料等诸多优点，已 经成为现代工业生产的重要手段。据统计，利用模具制造的零件，在电机电 江苏大学本科毕业设 计 7 器、仪器仪表、汽车、飞机等机电产品中占 70%以上； 在电视机、录音机、计算机等电子产品中占 80%以上； 在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占 85%以上。 随着科学技术的进步与国民经济发展对各类通过模具生产的零件的广泛需求，模具技术正向高精度、高 效率、长寿命的方向迈进。由于这是一项综合性技术，所以其发展必然涉及许多领域的共同配合。一定要有分析、有总结，才有发展。 目前我国模具技术落后、 经济效益低，其主要原因有： 冲压基础理论与成形 工艺落后； 模具标准化 程度低； 模具设计方法和手段、 模具制造工艺及设备落后； 模具专业化水平低。以上结果导致我国的模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业 发达国家的模具相比差距相当大。 模具技术的发展方向，在产品市场向多品种、少批量、更新换代速度变化快的牵引指导下 ，在计算机技术等制造新技术的推动下， 模具设计与制造技 术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械 加工技术向以计算机辅助设计 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造 向转变。 的、意义 大学课程即将结束，作为最后一环节的毕业设计是对以前所学知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展 伴随着中国当前经济形势的日趋好转，在“ 实现中华民族的伟大复兴 ” 口号的引导下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品 生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济 效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为 “ 进入 富裕的原动力 ” ，德国则冠之为 “ 金属加工业的帝王 ” ，在罗马尼亚则更直接： “ 模具就是黄金 ” 。可见模具工业在国民经济中的重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视 ，早在过去颁布的关于当前 国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化 、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。 注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后， 在注塑机的螺杆或活塞的推 动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 在国民经济的建设和发展中， 塑料模具是一门年轻的新兴工业，它包含塑料生产和塑料制品生产两个系统。可以这么说没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产；没有塑料制品的生产，塑料就不能变成工业产品和生活用品。塑料制造工业担负着为很多生产部门提供各种模具的任务。制造工业的发展 是国民经济发展的关键，一切工业发达的国家都非常重视制造工业的发展，而且一般都能使它的发展超前于其它工业和国民经济的发展。 我国的塑料工业发展非常迅速，已经渗透到人们的生活以及其他的方 方面面，并成为技术关键不可缺少的材料，在家用电器 、仪器仪表、机械制造、化工、医疗卫生等领域发挥着不可替代的作用， 特别是近几年来，产量和品种都大大增加。目前，塑料的体积产量和钢铁的产量持平，塑料工业的发展迅速带动了塑料成型机械和 塑料模具的发展，大型，微型，精密，高效率，自动化，高寿命的模具在整个模具中所占的比重越来越大， 但是与先进国家相比还存在较大差距。如：国产模具精度低， 寿命低，制造周期 江苏大学本科毕业设 计 8 长；塑料成型设备较陈旧，规格品种少；塑料材料及模具材料性能差，远不能适应工业高速发展的需要。为改变我国塑料行业的落后状态， 赶超世界先进水平， 必须大力发展塑料成型技术。 塑料模具之所以如此迅猛发展，主要由于其具有优良的特性： 1)塑料密度小，质量轻。 2)绝缘性能好，介质损耗低。 3)化学稳定性好，有良好的耐腐蚀性。 4)成型性能，着色性能好。 然而，根据各种塑料的固有性能，利用一切 可以实施的方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品，却有一个复杂而繁重的过程。 通过毕业设计，我们即将完成一个 简单模具或部件的设计。运用以前所学的知识分析和解决问题，我们可以在下述基本能力上得到培养和锻炼： 塑料制品的设计及成型工艺的选择； 一般塑料制品成型模具的设计能力； 塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力； 了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。 我们采取将模具设计内容同 密结合在一起，我们通过先进 的软件仿真技术，可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种 解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加上及分析技术，提高我们的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为实际工作前的全过程模拟。 本次毕业设计的主要任务是外壳注塑模具的设计，也就是设计一 副注射模具来生产外壳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对外壳的具体结构，依据标准解题步骤进行。 此次毕业设计的主要内容包括： (1)独立拟定塑件的成型工艺，正确选用成型设备； (2)合理选择模具结构。根据塑件图的技术要求，提出模具的结构方案 ，并使之结构合理，质量可靠，操作方便； (3)正确确定模具成型零件的结构形状，尺寸及技术要求； (4)所设计的模具应当制造工业性良好，造价便宜； (5)充分利用塑料成型优良的特点，尽量减少后加工； (6)设计的模具应当高效，优质，安全可靠的生产，且模具使用 寿命长。 针对外 壳的成型特点及材料 相关特性进行分析，查相关手册及丛 书，首先确定其结构形式及分型面的确定，型腔数量的确定就可以确定其浇注系统的相关数据， 成型零件的设计之后就可以选择适合的模架，再确定大体结构之后就可以设计里面的小零件以及其他辅助零件。在整体和部分零件 设计完之后就可以进入相关零件及总装图的绘制了。 江苏大学本科毕业设 计 9 第一 章 工艺分析 塑件结构和及技术要求的分析 塑件结构分析 由塑件零件图可见，在塑件的左右两边各有一个小孔，正前方有一个大孔，顶部也有一通孔，而内侧则有一个挂钩。在大孔的一面有一 个脱模斜度，塑件的内表面粗糙度要求比较低，而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型腔表面进行抛光。 塑件零件图技术要求分析 由塑件零件图中的技术要求可见，此零件材料为 量生产，塑件精度为 5 级，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可满足要求。因为塑件是大批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。 江苏大学本科毕业设 计 10 塑件工艺 分析 塑件分析 1 外形尺寸 该塑件壁厚为 1件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型。 2 精度等 级 塑件每个尺寸的公差不一样，任务书中已给定未注尺寸公差为 3 脱模斜度 于无定型塑料，成型收缩率较小，其脱模斜度 根据参考文献可知在 35 1 30,选择统一脱模斜度为 1 。 图 1 为塑件图 如图所示，塑件选择材料为 缩率为 所示区域为制品在使用时的可见部位，生产批量为 20 万件。 塑件材料分析 由于塑件外壳较小，生产中常用 料生产。 江苏大学本科毕业设 计 11 料，化学名称， 丙烯腈 苯乙烯共聚物， 五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定，表面光泽性好等优点。容易涂装 、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广 泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程材料。 脂是目前产量较大，利用最广大的聚合物。它将 各种性能有机的统一起来，兼具韧、硬、刚相当优良的力学性能。 丙烯腈 、丁二烯 和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈 ， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 在这里选用 料的真正原因正是在于 它具有较好的冲击力，硬度较高，耐磨，流动力好，不易变形等特点。 总结： 升温时粘度增高，成型压力较高， 所以塑件上的脱模斜度较大， 型前进行干燥 处理和调适，模具设计时注意减少浇注系统对料流的阻力，模具温度控制在 50 60 度，在酮、醛、酯、氯代 烃中会成型后应进行调湿处理。 一般性能 观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。 右，吸水率低。 其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。 氧化指数为 18 20，属易燃聚合物， 火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。 力学性能 优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低温度下使用， 耐磨性优良以 及尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和低转速下的轴承。 耐蠕
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