机械毕业设计（论文）-电话机听筒下壳注塑模具设计【全套图纸】 .doc

毕业设计（论文）毕业设计（论文） 毕毕业业设设计计说说明明书书 题目题目 电话机听筒下壳注塑模具设计电话机听筒下壳注塑模具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 学生姓名 专业名称模具设计与制造 指导教师 20112011 年年 5 5 月月 3131 日日 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 河源职业技术学院毕业设计河源职业技术学院毕业设计 电话机听筒下壳注塑模具设计电话机听筒下壳注塑模具设计 指导教师： 专业名称： 模具设计与制造 论文提交日期： 2011 年 6 月 6 日 论文答辩日期： 2011 年 6 月 6 日 论文评阅人： 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 1 目 录 摘 要 .3 abstract .3 前 言 .5 第一章第一章 零件工艺性分析零件工艺性分析 .6 1.1 塑料产品分析及选用材料.6 1.2 塑料结构和尺寸精度及表面质量分析.6 第二章 模具与注射机的关系 .7 21 注射机的选用7 2.2 注射压力的校核.8 2.3 锁模力的校核.8 2.4 选标准模架.8 2.5 开模行程与推出机构的设计.9 2.6 推出机构的设计.9 图 2-2 10 第三章 模具结构的设计 11 3.1 分型面的选择.11 3.2 确定型腔的数量及排列方式.12 第四章 浇注系统的设计 13 4.2 分流道的设计14 第五章 成型零件的工作尺寸计算 .16 第六章 导柱导向机构的设计 18 第七章 脱模机构的设计 19 7.1 何为脱模机构19 7.2 脱模机构的设计原则19 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 2 第八章 温度调节系统的设计 .21 8.1、冷却系统设计 21 8.2、冷却系统设计原则 21 8.3、冷却系统的结构形式 21 第九章 模具草图 .23 结论 24 参考文献 25 致 谢 26 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 3 摘 要 大专三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识 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和人民生活水平的不断 提高，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大专三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了模具材料及表面 处理、金属工艺学机、机械设计基础、公差配合与技术测量基础、master cam 造模与 数控编程、ug 和 pro/e 造模与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、模具制造工艺学、 数控加工工艺与编程、冲压与塑压设备等专业基础课和专业课方面的知识，对模具制 造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个 实践性非常强的设计课题，我进行了大量的实习。经过在河源职业技术学院实训中心 的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了进一步的认识，丰富了各种 模具的结构和动作过程方面的知识。在指导老师的协助下和班里同学们的帮助下，也 同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些模具实体，明确了模具的一般工作 原理、制造、加工工艺。并在图书馆、网上查阅了许多相关手册和书籍，设计中，将 充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力作好本次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相 信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处 在所难免，恳请各位老师指正。 关键词 模具技术；塑料；制品 abstract the three-year university study specialist coming to an end, graduation 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 4 design is the last session, of the previous school with the knowledge and skills mastered by the integrated use and testing. with chinas rapid economic development, the use of mold production technology to be widely used. the completion of a three-year university courses and learning courses, internship, i skillfully mastered the mold materials and surface treatment, metal technology, mechanical design basis, with tolerances and measuring technology foundation, master cam model and nc programming, pro / e modeling and mold design, plastic molding process and mold design, mold manufacturing technology, processing technology and cnc programming, stamping and plastic pressure equipment and other professional courses and specialized courses based on the knowledge to mold manufacturing, the technology has a systematic and comprehensive understanding to achieve the purpose of the study. die design for the highly practical nature of the design issues, we conducted a lot of training. after the river vocational technical school training center production internship especially in panyu district, guangzhou yong die limited attachments, i die especially plastic mold design steps with a brand new understanding, die enriched the various movements of the structure and process knowledge, as for the mold manufacturing process is achieved a breakthrough. the instructor and with the assistance of the factory on the master, design, will make full use of and access to various kinds of information, and with the students to fully discuss and make the greatest efforts to improve the current graduation design. in the design process, there will be some difficulties, but there instructor and the guidance of their efforts, i believe the successful completion of the graduate design tasks. as students is limited, but the lack of experience, design wrong with this unavoidable, the teachers are willing to please correct me. keywords mold technology； plastics； products 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 5 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 6 前 言 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。 模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。 尤其是塑料模具，在所有模具的总产量中所占的比例越来越大，对经济的发展起着十 分重要的作用。 近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，在工业生产中对塑料模具的要 求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。 第一，制品方面要求精度高，外观美，性能好。第二，制造方面要求结构合理，容易 制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作简单方便，效率高，容易实现自动化， 还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展，塑料成型模具将趋向于高 效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。 塑料制品的表面状态的改善除了成型工艺上尽可能避免冷疤、云纹等缺陷外，模 具型腔的粗糙度起着决定性的作用。有的制品表面要求很高，型腔表面粗糙度要求达 ra0.020.4um。模具使用中由于型腔磨损而使表面变粗糙，应随时予以维护。透明制 品要求型腔和型心的粗糙度相同，不透明制品则应根据情况分别考虑，非配合表面和 隐蔽的面可取较大的表面粗糙度。还可利用表面粗糙度的差异来使塑件在开模时留在 表面粗糙度较大的型心上或留在凹模中。应指出制件的光亮程度并不完全取决于型腔 的表面粗糙度，而和塑料品种有关，有时可在原料中加入光亮剂来提高亮度。与此相 反有的制品设计时有意增大塑件表面粗糙度，达到闷光的效果，或在型腔表面通过放 电腐蚀或化学腐蚀生成均匀的麻纹，更能增加塑件高雅的质感。 第一章 零件工艺性分析 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 7 1.1 塑料产品分析及选用材料 图图 1-11-1 本产品为电话听筒下壳，材料要求抗热无毒，该产品表面要求不用太光滑。 根据产品的塑料性能和用途确定材料，选用 abs 料，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共 聚物。收缩率为 0.30.8%。平均收缩率 s（0.3%+0.8%）/2，取 0.55%。 abs 料的注塑工艺条件： 干燥处理：abs 材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为 8090下最少干燥 2 小时。 熔化温度：210280；建议温度：250。 模具温度：5060。 （模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 。 注射压力：5001000bar。 注射速度：中高速度。 1.2 塑料结构和尺寸精度及表面质量分析 从塑料外型观看，该塑料产品结构简单，是我们生活中经常见到电话听筒中的下 壳，为中空外壳，从加工工艺性考虑，有四个倒扣，需要作四个斜顶，才能分模，使 模具能更好地加工制造。 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 8 第二章 模具与注射机的关系 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注 射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内。 21 注射机的选用 公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模 板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。 1、确定型腔数目：一模两腔。 2、根据模具型腔能否充满与最大注射量关系，算： v塑件：=43345.6633707082 43345.662（在 ug4.0 中的分析质量属性命令可得） =86691.32 mm3 20%塑件=86691.3220%17338.26 mm3 v塑件（总）=(86691.32+17338.26)/0.8=83223.664mm383.2 mm3 查模具设计指导书 212 表 6-24，选注塑机 xs-zy-125，此型号表示液压注 射成型机，其额定注射量为 125 mm3. 符合 v塑件（总）80%v机。具体注射机规格如 下： 螺杆直径（mm） 42 锁模力（kn） 900 注射容量（cm3） 125 最大成型面积 （cm2） 320 注射压力（mpa） 120 注射行程（mm） 160 最大 300 注射方式螺杆式模 具厚度 （mm） 最小 200 模板最大行程 （mm） 260 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 9 喷嘴圆弧直径（mm） 12 喷嘴孔直径（mm） 4 2.2 注射压力的校核 查模具设计指导书表 6-5 可得：abs 塑料成型时的注射压力 p07090mpa。而该型号注塑机公称压力 p 为 120mpa。符合 pp0。 2.3 锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充 填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大 于该胀型力，即：f锁fp成型 f锁-注射机的额定锁模力（n） ； p成型-模具型腔内塑料熔体平均压力（mpa） ；abs 塑料的型腔压力 p=30mpa。 f-塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm）. f196462+235=18147 mm f锁= fp成型 =1814730 =544410（n） 544.41（kn） 而 f锁900kn，所以 f 锁fp成型成立。 2.4 选标准模架 根据以上分析,计算以及型腔尺寸及位置尺寸确定模架的结构形式和规格。 选用龙记大水口：2535 系列。 定模板厚度：a60 动模板厚度：b90 垫块厚度：c80 模具厚度：h模280 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 10 模具外形尺寸：250350280 图图 2-1 2.5 开模行程与推出机构的设计 开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用 h 表示，它必须小于 注射机移动模板的最大行程 s。 s 2h件 + h浇 + （510）mm 式中，h件塑料制品高度（mm） ； h浇浇注系统高度（mm） ； s 注射机移动板最大行程（mm） ； 通过我们的塑件产品分析：h件32.5mm，h浇80 mm 符合 sh，可得该注射机符合要求。最终确定选用注射机 xs-zy-125。 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 11 2.6 推出机构的设计 1推件力的计算：推件力 fta p (u cosa-sina)+qa1 a：塑件包络型芯的面积（mm） p：塑件对型芯单位面积上的包紧力，p 取 0.8071.2107pa a：脱模斜度 q：大气压力 0.09 mpa u：塑件对钢的摩擦系数 u，约为 0.10.3 a1：制件垂直于脱模方向的投影面积（mm） a39770（mm） （在 ug4.0 中的分析质量属性命令可得） ft397701.2107（0.3cos1。sin1。）/106+0.0919646n 135632.65n 2确定顶出方式及顶杆位置 根据产品的特点，确定在产品的四个倒扣用斜顶，其它一些地方用顶针顶出，顶 针位置如下图所示。选用 5 mm 150 mm27 根，3mm 150 mm18 根。 图图 2-22-2 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 12 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 13 第三章 模具结构的设计 注射模的结构设计包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔排列方式和 冷却水道布局以及浇口位置的设置、模具工件零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构 的设计等内容。 3.1 分型面的选择 我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、 曲线分型面。 选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1尽量避免侧凹或内凸，尽量选用平面垂直分型面。 2尽量采用简单分型面。 3.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 4.便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，有利于设推出机构。 5.保证塑件的精度要求。 6.满足塑件的外观质量要求。 7.便于模具加工制造。 8.把抽芯或分型距离长的置于开模方向上。 9.对成型面积的影响。 10 .对排气效果的影响。 11.分型面设在台阶或转角处，以免显现分型痕迹。 12 对侧向抽芯的影响。 根据以上几点原则，结合本产品的具体特点，本产品结构简单，为中空塑料外壳， 但两侧面为凹曲面，塑料壳内顶端有间隙狭小，如果只是单一在该塑料外轮廓最大面 积上分型，分为凹模跟凸模，则凹模在成型塑料壳内顶端部位形状时，由于太小不利 于刀具加工，所以此两侧凹曲面在定模上拆分成两小镶件使之成型，这样利于模具在 制造过程中的加工，选择曲线分型面，具体如下图： 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 14 图图 3-1 3.2 确定型腔的数量及排列方式 该塑件产品精度要求不高，采用一模两腔，浇注系统在两个产品的中间，采用这 样的平衡浇注系统，能使两个型腔的产品同时浇满，达到同时冷却的目的，有利于产 品的生产。具体排样如上图所示。 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 15 第四章 浇注系统的设计 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大， 而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设 计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则： 1.了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性 2.采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失 3.浇注系统设计应有利于良好的排气 4.防止型芯变形和嵌件位移 5.便于修整浇口以保证塑件外观质量 6.浇注系统应结合型腔布局同时考虑 7.流动距离比和流动面积比的校核 4.1 主流道的设计 浇注系统采用普通流道的浇注系统,材料采用碳素体工具钢 t8a 1、主流道尺寸 由注射机型号,查得注射机的喷嘴直径为 4mm,喷嘴球面半径为 12mm d 注流道小端直径=注射机喷嘴直径+（0.51）=4+0.6=4.6mm sr 主流道球面半径=喷嘴球面半径+（12）=12+1=13mm a 主流道锥角取 26，这里取 4 h 球面配合高度取 35，这里取 4.5mm l 主流道长度尽量60，这里根据实际情况取 84mm d 主流道大端直径=d+2ltga/2=8.5，这里根据实际情况取 7.5mm 2、主流道衬套采用相应的定位环固定 具体结构如下图所示： 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 16 图图 4-14-1 4.2 分流道的设计 分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作 用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分 流道。 1.分流道的截面 分流道的截面有圆形,半圆形,u 形和梯形.两板模一般采用圆形截面分流道, 2.分流道的尺寸 由于主流道衬套的下面大径为 5mm.根据相关资料,取圆形分流道直径 5mm. 3.浇口的设计： 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 17 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口 的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试 模过程中逐步加以修正。一般情况下我们有下面规定: 对于浇口的高一般设计为 0.251.5mm,我们常用的高度为 0.5mm,0.8mm,1mm,1.2mm.为了加工和维修,这个尺寸偏低一点好.对于浇口的宽一般可 设计为 0.52mm,我们通常的为 0.8mm,1mm,1.2mm,1.5mm,2mm.同样,这个尺寸应偏小 一点.对于流道至产品边沿之间的距离一般可设计为 0.33mm.常用尺寸为 1.2mm,1.5mm,2mm,2.5mm,3mm.这个尺寸应偏大一点为好.终上所述,选择浇口高 1.4mm, 宽 1.8mm,流道至产品边沿之间的距离 2.4mm.详细结构如下图： 图图 4-24-2 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 18 第五章 成型零件的工作尺寸计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、 成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲 刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺 寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度 及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体 结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加 工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键 的成型零件进行强度和刚度校核。 5.1 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 abs 塑料的收缩率是 0.3%0.8%。平均收缩率 s（0.3%+0.8%）/20.55%。制 造公差 z=(1/3 1/4)，取 1/3。修正系数 x 取 0.50.75，取 0.6。 型腔径向尺寸 (m) 0 +z=（1+s）lsx 0 +z ls46.15，s0.55，由 4 级精度及基本尺寸。查表 3-8、得=0.48mm 制造公 差z=(1/3 1/4)=1/3=0.16mm (m) 0 +z=（1+s）lsx 0 +z = （1+0.55%）46.150.60.48 0 +0.16 =46.115825 0 +0.16 ls196.08，s0.55，由 4 级精度及基本尺寸。查表 3-8、得=0.82mm 制造公差 z=(1/3 1/4)=1/30.27mm (m) 0 +z=（1+s）lsx 0 +z =（1+0.55%）196.080.60.82 0 +0.27 =196.66644 0 +0.27 2.型腔深度尺寸 (h)0+z =(1+)hsx0+z s=25.811mm,s=0.55%，由 4 级精度及基本尺寸，查表 3-8.得 =0.36mm 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 19 制造公差z=(1/3 1/4)=1/3=0.12mm (h)0+z =(1+)hsx0+z =(1+0.55%)25.811+0.60.320+0.12 =25.76096050+0.12 3.型芯径向尺寸 (lm)0-z=(1+s)ls+x 0-z ls=191.1,s=0.55%,由 4 级精度及基本尺寸，查表 3-8、得=0.82mm 制造公差z=(1/3 1/4)=1/30.27mm (lm)0-z=(1+s)ls+(0.5 0.75) 0-z =(1+0.55%)191.1+0.60.820-0.27 =192.643050-0.27 ls=41.26,s=0.55%,由 4 级精度及基本尺寸，查表 3-8、得=0.48mm 制造公差 z=(1/3 1/4)=1/3=0.16mm (lm)0-z=(1+s)ls+(0.5 0.75) 0-z =(1+0.55%)41.26+0.60.480-0.16 =41.774930-0.16 4.型芯高度尺寸 (hm)0-=(1+s)hs+x0z hs=15.336mm,s=0.55%,由 4 级精度及基本尺寸，查表 3-8.得 =0.28mm 制造公差 z=(1/3 1/4)=1/3=0.093mm (hm)0-=(1+s)hs+x0z =(1+0.55%)15.336+0.60.280-0.093=15.5883480-0.093 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 20 第六章 导柱导向机构的设计 为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。 向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。 导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离， 以保证模具的强度。 1.导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出 68mm，以免型芯进入凹模时与 凹模相碰而损坏。 2.导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。 3.为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应 该倒角。 4.导柱的设置应根据需要而决定装配方式。 5.一般导柱滑动部分的配合形式按 h8/f8，导柱和导套固定部分配合按 h7/k6，导 套外径的配合按 h7/k6。 6.一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。下 图为导柱在动模板、定模板之间的配合。 图图 6-16-1 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 21 第七章 脱模机构的设计 7.1 何为脱模机构 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这 种出塑件的机构称为脱模机构。 7.2 脱模机构的设计原则 1.推出机构应尽量设置在动模一侧，由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机 构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型 面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。 2.保证塑件不因推出而变形损坏，为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设 计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位 置。推力点应该作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽 量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制 件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。 3.机构简单动作可靠，推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要 有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。 4.良好的塑件外观，推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面， 对于透明塑件，尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外 观质量。 5.合模时的正确复位，设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保 证不会与其他模具零件相干涉。 因此，为了这更好的脱模，达到我们所说的脱模效果，应设制拔模斜角，定模型 腔部分取 75，动模型芯部分取 45。使用推杆推出产品。推出机构如下图大概所示： 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 22 图图 7-17-1 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 23 第八章 温度调节系统的设计 8.1、冷却系统设计 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件 质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。 一般注射模内的塑料熔体温度为 200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在 60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件 可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性 比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则 模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则 需要对模具进行人工冷却。 8.2、冷却系统设计原则 1、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡 2、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。 3、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。 4、浇口处加强冷却。 5、应降低进水与出水的温差。 6、合理选择冷却水道的形式。 7、合理确定冷却水管接头