毕业设计（论文）- 锁套注塑模设计.doc

常州信息职业技术学院 毕业设计（论文）报告南京化工职业技术学院学生毕业设计（毕业论文）系 别： 机械系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具0821 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 08080133 设计（论文）题目： 锁套注塑 模 设 计 指 导 教 师： 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2010.10.182011.3.10 毕业设计（论文）任务书专业 模具设计与制造 班级 模具0821 姓名 一、课题名称： 锁套注射模设计 二、主要技术指标：1. 产品材料：abs 2. 产品数量：1万件 3. 塑件颜色：黑色 4. 精度要求：未注公差按gb/t144861993中mt5 5. 塑件要求：塑件外侧表面光滑，不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷 三、工作内容和要求：1在深刻领会任务内容及要求的基础上，通过查阅文献资料、调查研究和方案论证，制定工作计划，并撰写开题报告。 2拟定毕业论文（设计）研究方案，开展实验研究、理论研究、设计、研制、开发以及数据处理、分析总结、整理资料、图纸绘制等与任务书要求相应的工作。 3毕业设计报告或毕业论文应由：题名（标题）、目录、摘要（中外文）、引言（前言）、 正文、结论、谢辞、参考文献和附录等几部分构成。 4毕业论文的字数要求在1万字以上，毕业设计报告要求在0.8万字左右。 5按照工作计划，进行中期检查准备。 6. 论文经初稿、二稿后定稿，并参加答辩。 四、主要参考文献：1. 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册m.北京：机械工业出版社，2001 2. 冯炳尧.模具设计与制造简明手册m.上海：上海科学技术出版社，1998 3. 许发樾.实用模具设计与制造手册m. 北京: 机械工业出版社，2002 4. 宋志国.ug nx 4.0实例教程m. 人民邮电出版社，2009 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文题目）锁套注塑模设计一、选题的背景和意义：塑料模具在我国发展迅速，塑料模具的设计，制造都有相当规模的开发。在现代化的今天，塑料制品已经取代了人们日常生活中的绝大多数用品，而手机的使用在生活中可以说是必不可少的，而且是层出不穷，千变万化。通过三年专业的系统学习,基本掌握了有关的理论知识,选择注塑模为课题可以综合运用以前所学知识,使书本知识转化为实际运用,更有利于对注塑模的掌握和实际运用，将课堂知识运用与生产实践。通过对手机外壳注塑模的设计，不仅可以学习和研究模具设计的方法以及解决问题的方法，而且在一定程度上，可以锻炼独立工作的能力，培养自觉性，提高独立研究分析问题以及解决问题的能力。对于以后工作实习有很大的帮助。二、课题研究的主要内容：1运用pro/e或autocad软件进行外观造型2. 塑件的工艺性分析3模具结构、尺寸的设计计算4. 模具的基本结构与模架选择5模具主要零件图及加工工艺规程6模具装配图三、主要研究（设计）方法论述：1.进行市场调查，了解目前产品的情况 2.查找相关资料掌握设计要点 3.运用cam进行造型4.运用auto-cad软件对模具进行绘图，主要是装配图和零件图5.在指导老师的指导下修改完善四、设计（论文）进度安排：时 间工 作 内 容10.1810.25 市场调研、收集资料、 选择设计课题10.2611.05初步确定设计方案，完成开题报告11.0611.12对产品造型及进行塑件的工艺性分析，初步设计模具11.1311.19确定模具的基本结构及选择模架11.2011.30计算成型零件工件尺寸，完成零件图、总装配图11.012.01撰写并完成设计报告初稿2.022.15初稿审阅、修改2.162.20整理、完成图样2.213.01定稿、打印3.013.10准备论文答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日手机外壳注塑模设计目录0.引言11.市场调查12.塑件的工艺性分析2 2.1 塑件材料特性3 2.2 塑件结构精度分析3 2.3尺寸精度的选择及注意事项3 2.4 塑件材料的成型性分析3 2.5 塑件材料成型工艺参数33、模具的基本结构及模架选择4 3.1 模具的基本结构44.成型零件设计7 4.1 结构设计 7 4.2 工作尺寸计算7 4.3 型腔侧壁和底板厚度计算8 5.选择标准模架 8 5.1 确定模架组合形式8 5.2 计算型腔模板周界8 5.3 选取标准的型腔模板周界尺寸8 5.4 确定模板厚度8 5.5 选定模架96.温度调节系统97.排气系统98.绘制装配图、零件图的要求109.结束语1010.参考文献1011.附录11锁套注塑模设计摘要：本文针对日常用品手机设计一套手机外壳注塑模具。首先对塑件进行市场调查以及工艺性分析，其次使用pro/e软件对产品进行三维造型。然后确定分型面、浇注系统等，选择注射机，计算成型零部件的尺寸。浇口采用侧浇口方案。确定模具的结构方案，对模具结构与注射机的匹配进行了校核。最后用cam软件对产品进行仿真加工。在本次设计过程中使用auto cad、pro/e、cam应用软件。 关键词：手机外壳；auto cad；pro/e；注塑模具;cam 0.引言塑料模具行业是随着塑料工业的发展而飞速发展。近年来塑料模具行业都在以飞快的速度高位运行，人们对各种设备和用品轻量化、美观和手感的要求越来越高，为塑料制品提供了更为广阔的市场，而手机外壳就是其中的一种塑料制品。手机有广泛的应用，但用来制作手机外壳的材料却是不尽相同，比如说各种金属。虽然都可以制作出不同材料的手机外壳，但是这些材料制造出来的手机外壳不仅生产效率低，而且成本高，价格昂贵。因此，现如今大都采用塑料制作手机外壳，不但价格适中，而且制造方便，造型美观。手机外壳注射模设计是一个综合运用多种知识的过程，这一过程不仅运用了cam、auto/cad等软件，而且还运用了塑料模等相关专业知识。通过这次设计，不仅能进一步熟悉绘图软件，而且能提高对模具设计的认识，对于将来实习工作有很大的帮助。1. 市场调查手机是当今社会的必需品，普遍存在于每个人的手上，因此手机也就广泛应用于当今社会。而各种手机外壳的材料也不尽相同，很多手机处于坚实耐用的角度考虑，都采用金属外壳，但是从另外一个角度来说，不仅不易制作而且成本较高，而且手机换代越来越快，经网上调查发现，如今市场上大都销售的都是塑料外壳，因为它不仅轻便实用而且材料易得，而且具有生产周期短、价格便宜、易造型的优点。因此本文设计的是塑料手机外壳，塑料制品不仅造价低廉，而且制作简单，造型美观。 图1-1 各色各异的手机外壳2. 手机外壳的工艺性分析塑件尺寸图如图2-2所示。 图2-1 塑件三维图图2-2 塑件尺寸图1产品名称：手机外壳2产品材料：abs3产品数量：小批量生产4塑件颜色：黑色5未注公差尺寸按gb/t14486-1993中mt56塑件要求：塑件外侧表面光滑，不得有气孔、飞边等缺陷2.1 塑件材料特性1）基本特性：abs是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。abs无毒、无味，为呈微黄色或白色不透明颗粒，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm3abs是由于三种组分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腈使abs具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性，丁二烯使abs坚韧，苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能。abs的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯。尼龙等都高，尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电性能，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下会变硬发脆。所以，综上所述，abs不仅价格便宜，原料易得，而且是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。此外，abs与其它塑料一样，可以回收再利用。对于本次设计，abs材料正好符合其要求。2）主要用途：abs在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用abs制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可以用abs夹层板制造小轿车车身；abs还可以制作水表壳、防止器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。2.2 塑件结构精度分析结构：此制件为近似长方形制件，四边倒角光滑，中间有正方形腔体，形状较为简单。精度：该塑件上有3个尺寸标注公差。2.3尺寸精度的选择及注意事项因为手机外壳粗糙度要求较高，塑件表面不得有熔接痕、飞边、四周不得有收缩、尺寸不稳定等缺陷，所以在标注公差尺寸时可按照gb/t14486表格选择一般精度mt3级，未注公差的公差等级选择mt5级来计算。因为塑件表面要求较高，所以加工前，塑料要充分干燥，注射速度要适中，排气系统要良好，加料量要合理。为便于制作简单经济。2.4 塑件材料的成型性分析abs易吸水，使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成形加工前应进行干燥处理；在正常的成形条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小；要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热性时，应控制在6080；abs比热容底，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短。2.5 塑件材料成型工艺参数查有关手册得到abs塑料的成形工艺参数：密度 1.021.06g/cm3收缩率 0.3%0.8%喷嘴温度（ ） 180190 料筒温度（ ） 前段 190200 中段 200220 后段 170190 模具温度（） 5070 注射压力（mpa） 60100 保压压力（mpa） 3060注射时间（ s ） 35 保压时间（ s ） 1530 冷却时间（ s ） 1030 成形周期（ s ） 3070 3、模具的基本结构及模架选择3.1 模具的基本结构1）确定成形方法该塑件壁厚较薄，且壁厚均匀，其相应的模腔狭窄，熔体充模的阻力大，冷却快，所以采用注射成型方法。2）型腔布局该塑件形状较为简单，生产批量1万件，为小批量生产，所以采用一模一腔布局的方法布置。如图3-1所示：图3-1 型腔布局3）确定分型面 首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向，这个方向有利于分型，根据分型面应选在塑件外形的最大轮廓处原则，并且由于塑件的外形等因素，采用单分型面设计，为了更加容易脱模，所以此塑件分型面应在下底面处，如图3-2所示：图3-2 分型面4）选择浇注系统 型腔布局为一模二腔，浇口采用侧浇口方案。（1）主流道 本次模具设计中主流道为圆锥形，锥角为2，表面粗糙度为ra=0.8um。主流道的进口端直径d1=4.5mm，长度l由装配决定，设计成浇口套形式，以节约优质钢材，便于拆装和更换，如图3-3所示：图3-3 浇口套（2）分流道 本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。采用半圆形分流道,如图3-4所示： 图3-4 分流道（3）浇口 浇口是连接分流道与型腔的熔体通道，浇口可以分为直接浇口、中心浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口等等。针对本文设计，采用了三种方案：侧浇口方案、点浇口方案、潜伏式浇口方案，将三种方案进行对比。1测浇口方案：侧浇口一般开设在分型面上，其截面形状多为矩形，常见侧浇口如图3-5所示，侧浇口不仅可以减少浇注系统塑料的消耗量，而且浇口容易去除，不留明显痕迹。图3-5 常见侧浇口2点浇口方案：点浇口一般应用于双分型面注塑模，常见点浇口如图3-6所示，点浇口虽加工方便，但模具浇口处的强度差，而且在拉断浇口时容易使塑件表面损伤。图3-6 常见点浇口3潜伏式浇口方案：潜伏浇口的分流道位于模具的分型面上，浇口潜入分型面一侧，沿斜向进入型腔，常见潜伏浇口如图3-7所示，潜伏浇口虽可以使制品的外表面无浇口痕迹，但其浇口加工比较困难。图3-7 常见潜伏式浇口综上所述，根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选择侧浇口较为理想。对于中小型塑件，一般深度t=0.5-2.0mm，宽度b=1.5-5.0mm，浇口的长度l=0.7-2.0mm。所以取深度t=1mm，宽度b=2mm，长度l=1mm。如图3-8所示，图3-8 浇口（4）推出机构本次模具设计的推出机构主要采用推杆，其优点是：推杆不仅结构简单制造方便，而且推杆推出机构是整个推出机构中最简单最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏也便于更换。其缺点是：因推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形。因此，本次设计中采用8根直径为3mm的推杆。8根推杆分别位于塑件的边缘处，直径设为3mm可以减少推杆对塑件的推出痕迹。（5）模具的结构形式由于浇口痕迹小，不会在塑件表面留下明显的浇口痕迹，因此本设计采用侧浇口浇注系统，即两板模结构，也即是单分型面注射模模具。（6）注射机的选择根据公式vmax(nvs+vj)/k式中 vmax注射机的最大注射量（cm3） n型腔数量 vs塑件体积（cm3） vj浇注系统凝料体积（cm3） k注射机最大注射量利用系数，一般取k=0.8已知n=2，vs=5.17cm3，估计vj =10cm3则vmax(25.17+10) /0.8=16.27 cm3初步选择注射机的类型为：注射机为xs-z-60柱塞式注射机。有关规格参数：额定注射量：60cm3柱塞直径：38mm注射压力：122mpa注射行程：170mm注射方式：柱塞式锁模力：500kn最大成型面积：130cm2最大开合模行程：180mm模具最大厚度：200mm模具最小厚度：70mm喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴直径：4mm动、定模固定板尺寸：330440mm拉杆空间：190300mm（7）注射机的校核最大注射量已知vsvj=5.17+10=15.17，vmax=125，k取0.8则vsvjkvmax ，适合。注射压力已知p注= 60100 mpa，p公 =122mpa则p注 p公 ，适合。锁模力已知pq=2040mpa，a分1091 mm2， f锁= 500kn则pq a分=401091=43640n=43.64kn显然pq a分 f锁，适合。安装部分尺寸喷嘴圆弧直径为12浇口套圆弧直径为16喷嘴孔直径为4主流道小端直径为4.5定位孔直径为100定位圈外径为100 拉杆空间为190300模具外形为180150最小模厚70模具厚度160最大模厚200开模行程开模行程=19201049最大开模行程180则最大开模行程开模行程，适合。4.成型零件设计4.1 结构设计 结构设计主要是型芯结构与型腔结构。考虑到塑件大批量生产，所以本次模具设计选用优质模具钢，且为节省贵重钢材，型腔和型芯都采用整体式结构。整体式结构是由整块金属加工而成的，不仅牢固，而且不易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。此外，整体式结构主要应用于形状简单的中、小型模具上。型芯结构结构形式如图4-1示。型芯结构比较简单，所以选择盲孔式，其为最常用的方法。型腔结构结构形式如图4-2所示。型腔结构也是比较简单的，为装拆方便，所以也采用选择盲孔式。 图4-1 型芯结构 图4-2 型腔结构4.2 工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知abs的收缩率smin=0.3%，smax =0.8%scp=(smin+smax)/2 =(0.3%+0.8%) /2 = 0.55%所有尺寸未注公差，按简化公式lm=(lslsscp)计算，制造公差取mt5级。型芯径向尺寸250.02：lm=(lslsscp 3/4)z=(25250.55%+0.043/4)0.01=25.1680.01型芯横向尺寸5：lm=(lslsscp3/4)z=(550.55%+0.243/4)0.06=5.2080.06型芯圆角5：lm=(lslsscp3/4)z=（5+50.55%+0.243/4）0.06 =5.2080.06型芯圆角r7.5：lm=(lslsscp3/4)z=（7.5+7.50.55%+0.283/4）0.07=7.7510.07型芯中心距400.05：cm=(ccscp) z=（40+400.55%）0.025=40.220.025型腔深度6：hm=(hmhmscp2/3)+z=(6+60.55%-2/3*0.24)+0.06=5.873+0.06型腔深度2：hm=(hmhmscp2/3)+z=(2+20.55%-2/3*0.2)+0.05=1.878+0.05型腔圆角r15：lm=(lslsscp3/4)+z =(15150.55%-3/4*0.38)+0.095=14.798+0.095型腔圆角r10：lm=(lslsscp3/4)+z =(10100.55%-3/4*0.28)+0.07=9.845+0.07型腔圆角r6：lm=(lslsscp3/4)+z =(660.55%-3/4*0.24)+0.06=5.8530.06型腔中心距200.01：cm=(ccscp) z=（20+200.55%）0.005=3.0390.0054.3 型腔侧壁和底板厚度计算 此模具采用组合式矩形型腔，查表，已知矩形型腔短边5mm，则型腔壁厚s1=9 mm，模套壁厚s2=22mm。已知a=0.5 ，p=40mpa ，b=25mm，=300mpa代入公式t（apb2）0.5=3.33mm5.选择标准模架 此设计中模架标准采用gb/t12556.1-1990塑料注射模中小型模架。5.1 确定模架组合形式采用推杆推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择a4 型。5.2 计算型腔模板周界长度l= 22+9+30+20+30+9+22=142 宽度b= 22+9+60+9+22=122 型腔模板周界如图5-1所示：图5-1 模板周界5.3 选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，b=122最接近于标准尺寸150 ，则选（标准）150l；然后从l系列标准尺寸中选择接近于l=144的150标准。最终确定的模架规格为150x150。 5.4 确定模板厚度需要确定厚度的模板为a板（定模板）、b板（动模板）、c板（垫块）。1. a板（定模板） 主要用来固定型腔镶块，由于型腔镶块的厚度为20mm，所以选取标准中a板厚度ha=40mm。2. b板（动模板） 主要用来固定型芯镶块，由于型芯镶块的厚度为20mm，型芯高度为6mm，所以选取标准中b板厚度ha=40mm。3. c板（垫块） 主要用于支撑动模板以上的模板，从而使推出机构能有足够的空间将塑件推出型芯，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离。此模架推杆垫板厚度=15mm，推杆固定板厚度=13mm，塑件推出距离=型芯高度+（510）=6+10=16mm，则c板厚度=151316=44，选标准hc=60mm。5.5 选定模架模架标记：lkm ci-1515-a40b40c60 标准模架如图5-2所示： 图5-2 标准模架检验模架与注射机的关系模具外形尺寸180180拉杆空间190300，适合。最大模具厚度200模具厚度180 最小模具厚度70 ，合理。开模行程= 131516=44 最大开合模行程180，合理。 6.温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。由于此塑件为小型塑件，质量为41g,壁厚较薄为2mm，且成形工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。所以此模具设计中采用人工冷却。7.排气系统由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.020.03mm ，不必设排气槽。8.绘制装配图、零件图的要求（1）装配图此装配图采用的是两板模多型腔的结构。模架在合模状态下，塑料熔体从浇注系统注入型腔后，在冷却系统的作用下冷却成型。锁套成型之后在导柱、导套的导向作用下对模架进行分模，最后通过推杆推出机构将锁套从模具中推出。具体结构请参照a3图纸上的附录1。（2）零件图 零件图中包括塑件图、浇口套、定模座板、定模板、型腔镶块、型芯镶块、动模板、垫块、推板固定板、推板、动模座板。具体结构请参照附录212。9.结束语锁套的成型设计是本次毕业设计的主题。设计中采用注塑模具的方法，该模具采用多型腔注射模设计，这样可以更高效、快速的生产加工塑件。本套模具为单分型面注塑模结构，设计过程中主要难点就是浇口的选择，对此，先做了三种浇口方案：点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。后经反复比较得出结论：点浇口主要用于双分型面，本设计为单分型面，且点浇口的位置大都位于塑件的中心，而本次设计的塑件中心为孔；潜伏式浇口不仅制作困难，而且造价比较昂贵，故而不选择潜伏式浇口；侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上，而本设计正好符合条件，此外，侧浇口不仅容易去除，而且不留明显痕迹。最后根据实际情况确定本套模具浇口位置开设在分型面处，所以此套模具采用侧浇口比较合适。此外，导套与导柱的相对位置在设计时需要合理的安排好各自的尺寸。动模板和定模板之间应该有1mm的间隙，这个间隙主要是用来排气，但在装配图中，为了美观就没画，在实际制作时，需要留有1mm的间隙排气。致谢辞本设计是经过较长时间的探讨、分析、改