蜡烛座注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 塑料制品的成型方法很多，其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等。而注射模，挤出约占成型总数的 60%以上。注射成型分为加料，熔融塑料，注射制件冷却和制件脱膜等五个步骤。当然如利用电气控制，可实现半自动化或自动化作业。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理。对注射产品提出了基本的设计原则，详细介绍了 冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。 关键词 ： 模具设计； 型面； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 he is of in is to to of of is a of to 0% is in to to to to to if or of is to is of of of of of to to to a of D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目录 第一章 前言 . 1 料的概述 . 1 塑模具的现状和发展趋势 . 2 第二章 设计及计算 . 3 件成型成型工艺分析 . 3 件的分析 . 3 性能分析 . 4 注射成型及工艺参数 . 5 定模具的结构形式 . 5 型面位置的确定 . 5 腔数量和排列方式的确定 . 6 射机型号的确定 . 6 注系统的设计 . 7 流道的设计 . 7 流道的设计 . 8 口的设计 . 9 核主流道的剪切速率 . 10 型零件的结构设计及计算 . 10 型零件的结构设计 . 10 型零件钢材的选用 . 11 型零件工作尺寸的计算 . 11 架 的确定 . 12 模板尺寸的确定 . 12 架各尺寸的校核 . 13 气槽的设计 . 14 膜推出机构的设计 . 14 模机构的选择 . 14 膜力的计算 . 14 核推出机构作用在塑件上的单位压应力 . 15 向分型与抽芯机构的设计 . 15 却系统的设计 . 15 度调节对塑件质量的影响 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 却介质 . 16 却系统的简单计算 . 16 却水道在动模和定模中的位置 . 17 装图跟塑件图 . 17 第三章 毕业设计心得体会及 总结 . 18 谢 辞 . 20 参考文献 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第一章 前言 料的概述 塑料是以合成树脂为基本成分，再加入各种添加剂，如填充剂、稳定剂、增塑剂、固化剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、稀释剂等，经一定的温度和压力塑制成形， 且在常温下能保持形状不变。 (1)塑料的主要特性 大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀 ,。一般塑料均具有一定的抗酸、碱、盐等化学腐蚀的能力。其中最突出的代表是聚四氟乙烯，它对强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质都完全稳定。由于质量轻，塑料特别适合制造轻巧的日用和家用电器。 耐冲击性好，可由于制造一些高速运转的仪表齿轮、滚动轴承的保护架、机构的导轨等。 具有较好的透明性和耐磨耗性。 绝缘性好，导热性低。其相对介电常数低至 高值可达十几甚至更高。被广泛用于电机、电器、电子工业中。 一般成型 性、着色性好，加工成本低。 大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧。 尺寸稳定性差，容易变形。 多数塑料耐低温性差，低温下变脆。 容易老化。 某些塑料易溶于溶剂。 (2)塑料的主要成型方法 随着加工温度的逐渐升高，塑料将经历玻璃态、高弹态、粘流态直至分解。处于不同状态下的塑料表现不同的性能，这些性能在很大程度上决定了塑料对加工的适应性、可模塑性、可延性、可机加工性等。一般的，塑料成型方法很多，主要有八种： 注射成型 注射成型是通过注射机的螺杆或柱塞的作用，将熔融塑料注入闭合的模具型腔，经过保压 、冷却、硬化定型后。即可得到模具成型出的塑件。 压塑成型 是将预热过得塑料原料放在经过加热的模具型腔内，凸模向下运动，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后固化成型。 压铸成型 压铸成型时指通过压料柱将加料室内受热熔融的塑料经过浇注系统压入加热的模具型腔，然后固化定型。 挤出成型 挤出成型时利用挤出机的螺旋杆加压，连续地将熔融塑料从料筒中挤出，通过特定的截面形状的机头模成型并借助于牵引装置讲挤出的塑料均买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 匀挤出，同时冷却定型，获得截面形状一致的连续型材。 吹塑成型 它是将挤出的熔融 塑料毛坯，置于模具内，借助压缩空气吹胀而贴于型腔壁上，经冷却硬化为塑料。此方法主要用于成型空心塑件。 压延成型 它将塑化的热塑性塑料，通过两道或多道旋转的滚筒间隙挤压延展，连续生产塑料薄膜或片材。 发泡成型 将发泡性树脂直接填入模具内，使受热熔融，形成气液饱和溶液。 真空及压塑空气成型 把热塑性塑料板片固定在模具上，用辐射加热器进行加热，加热到软化温度后，用真空泵把板材和模具间的空气抽掉，靠大气的压力使板材贴合在模具的型腔表面，冷却后固化成型。 塑模具的现状和发展趋势 模具生产技术水平的 高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差 10 年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。 模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中， 80%以上都要依靠模具成形，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。因此，我们应该认清形势，认准方 向加快发展速度，而不是永远依靠进口产品。当然，近年来我国的注塑模行业发展速度也不可小觑，我们应该以此为契机，在最短的时间内赶上发达国家。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 第二章 设计及计算 件成型成型工艺分析 件的分析 (1)外形尺寸 该塑件平均壁厚为 14件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型，如图 22 图 2件实体图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 图 2件二维图 (2)精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差计算。 (3)脱模斜度 无定型塑料，成型收缩率较小，参考塑料成型工艺及模具设计书中的表 2。 性能分析 (1)使用性能 综合性好，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，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 (2)成型性能 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方法及成型条件。 2）吸湿性强。含水量应小于 质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。溢边料 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。 5） 性能指标见表 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 表 2密度 /g 8 屈服强度 /0 比体积 / 8 拉伸强度 /8 吸水率 (%) 伸弹性模量 /10 熔点 / 130弯强度 /0 计算收缩率 (%) 压强度 /3 比热容 /( )470 弯曲弹性模量 /10 注射成型及工艺参数 (1)注射成型过程 1）成型前的准备。对 色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 型前应进行充分的干燥。 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔进行成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3）塑件的后处理。处理的介质 为空气和水，处理温度为 60处理时间为 16 (2)注射工艺参数 1)注射机：螺杆式，螺杆转数为 30r/ 2）料筒温度（）：后段 150段 165段 180）喷嘴温度（）： 170）模具温度（）： 50）注射压力（ 60）成型时间（ s）： 30（注射时 间取 却时间 助时间 8） 定模具的结构形式 型面位置的确定 该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了分型面的设计原则，同时通过塑件塑件图样可以看出该塑件外面多圆弧形曲面，内为阶梯型通孔，所以分型是需进行轴向抽芯和侧向抽芯分型，且选择分型面注射模。所以分型面确定为下图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 图 2型面 腔数量和排列方式的确定 型腔数量的确定 该塑件采用的精度一般在 2为大批量生产，可采取一模多腔的结构模式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及 制造费用和各种成本等因素，初步定为一模一腔结构形式。 射机型号的确定 (1)注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得：塑件体积： 件质量： m 塑 =V 塑 =中， 参考表 1可取 (2)浇注系统凝料 体积的初步估算 浇注系统的凝料体积在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为 V 总 =V 塑 （ 1+ 1=3)选择注射机 根据第二部计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 V 总=结合式 V 公 =V 总 /有： V 总 /据以上计算，初步选定公称注射量为 200射机型号为 80 卧式注射机，其主要技术参数见表 2 2射机主要技术参数 理论注射容量 /50 移模行程 /00 螺杆柱塞直径 /0 最大模具厚度 /50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 47 最小模具厚度 /00 注射速率 /g 14 锁模形式 液压 塑化能力 /g 5 定位孔径 /00 注射方式 螺杆式 喷嘴球直径 /8 锁模力 /800 喷嘴移出量 /0 拉杆间距 /95 373 (4)注射机的相关参数的校核 1）注射压力校核。查表 1 可知， 需注射压力为 80里取00注射机的公称注射压力 p 公 =147射压力安全系数，这里取 ： 100=130p 公 ，所以，注射机注射压力合格。 2)锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 = (80 /4=4982浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 ，即流道凝料在分型面上的投影面积A 浇 的值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑 的 。由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积适当取小一些。这里取 A 浇 = 。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 A 总 ，则 A 总 =n（ A 塑 +A 浇 ） =n（ ） = =4982模具型腔内的胀型力 则 A总 35N=209244N=中， p 模 是型腔的平均计算压力值。 p 模 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的 20%大致范围是 25于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。 p 模 取 35 查表 2 可得该注射机的公称锁模力 F 锁 =1800模力安全系数为 这里取 = =F 锁 ，所以，注射机锁模力合格。 对 于其他安装尺寸的校核要等模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 注系统的设计 流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 (1)主流道尺寸 1）主流道的长度：小型模具 L 主应尽量小于 60次设计中初取 50 2）主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） 3+ 3）主流道大端直径： d=d+2L 主 /2) 7中 =4。 4）主流道球面半径： 射机喷嘴球半径 +（ 1 2） 8+2=20 5）球面的配合高度 ： h=3 (2)主流道的凝料体积 V 主 =3L 主（ R主 +r主 +R 主 r 主） =3（ (3)主流道当量半径 = (4)主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（ 10A），热处理淬火表面硬度为 50 55 流道的设计 （ 1） 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑小分流道的容积和压力平衡。 （ 2） 分流道的长度 由于流道设计简单，根据型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度 5 （ 3） 分流道的当量直径 因为该塑件的质量 m 塑 = V 塑 =200g,根据公式 D= 4L 得 D=35 4） 分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形，梯形， 角形等，为了加工和凝料的脱膜，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。 （ 5） 分流道截面尺寸 设分流道的直径为 D，则横截面积为 A 分= D/2=可得 D= 6） 凝料体积 1)分流道的长度 35 1=35 2）分流道截面积 D/2= 3）凝料体积 分 =35 (7)校核剪切速率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 1）确定注射时间： 查塑料成型工艺及模具设计中表 4取 t= 2）计算分流道体积流量： （ V 塑） /2=（ /s。 3）由塑件成型工艺及模具设计中 式（ 4得剪切速率 =分 分（ 0 10分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5 10 5 10以，分流道内熔体的剪切速率合格。 （ 8）分流道的表面粗糙度和脱膜斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 2.5 m 即可，此处取 m 脱膜斜度一般在 510之间，这里取脱膜斜度为 8。 口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模一腔注射，为便于调整充模时间的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口，其截面形状简单，易于加工，便于试模后的修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。 （ 1） 侧浇口尺寸的确定 计算侧浇口的深度 根据塑件成型工艺及模具设计中表 4得侧浇口的深度 h=3=中， 里 t=3于 成型系数n= 计算侧浇口的深度。根据塑件成型工艺及模具设计中表 4得侧浇口的宽度 B 的计算公式为 B=300 =3计算侧浇口的长度。根据塑件成型工艺及模具设计中表 4得侧浇口的长度 L 浇 一般选用 里选 L 浇 为 2)校核浇口的剪切速率 1）确定注射时间：查表 2，可取 t= 2）计算浇口的体积流量： t/塑V =s 3)计算浇口的剪切速率： = 浇浇 R/104s 该侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 10 5 104间，所以，浇口的剪切速率校核合格。 （ 3） 冷却穴的设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 冷却 穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔融体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。 浇口套如图 2 2浇口套 核主流道的剪切速率 根据设计要求，选取侧浇口，尺寸详见图纸校核主流道的剪切速率 （ 1）计算主流道的体积流量 q 主 = t 分主 V = s （ 2）计算主流道的剪切速率 主q = 流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 10 5 10以主流道的剪切速率校核合格。 型零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 （ 1）凹模的结构设计 凹模是成形制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采镶嵌式凹模。 （ 2）凸模的结构设计（型芯） 凸模是成形塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 型。通过对塑件的结构分析知 ，型芯有一个，采用整体式。 型零件钢材的选用 根据对成型塑件的整体分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用 国牌号）。对于成型塑件型芯来说，由于脱膜时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢 型零件工作尺寸的计算 （ 1）凹模径向尺寸的计算 由于该塑件采用侧向抽芯结构，型芯由左右瓣合模组成，结构复杂，具体参考零件装配图。 径向尺寸 已知 该塑件的公差等级为五级，根据零件的型芯尺寸为 13m， 1=32= 333 =264 = 275 =386 =97s , ; L , 8 根据凹模模径向尺寸 (1+z X:数随塑件精度和尺寸变化，一般在 间，此处取 M 凹模径向尺寸（ 塑件径向基本尺寸（ 塑料的平均收缩率（ %） 塑件公差值（ z 凹模制造公差（ 般为塑件公差的 1/3 1/6该处选 1/6 ; M 26)0 0 5 27)0 0 5 29)0 0 5 凹模高度尺寸 已知塑件的公差等级为五级，根据参考文献的型芯尺寸为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 凹模深度尺寸 X:数随塑件精度和尺寸变化，一般在 间，此处取 H 凹模深度尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ z 凹模深度制造公差（ )1( 3 4)0 0 5 1 2)0 0 5 9 0)0 0 5 架的确定 模板尺寸的确定 模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机联系成一个整体，也可以说塑料的模架起装配、定位和安装作用。塑料模架现已标准化和系统化了，因此在设计时只需塑件的结构和尺寸来直接选用即可，也可以自己设计。 由于该模具采用侧浇口，且需要抽芯，结构较为复杂，参照标准选 模架。已知该塑件在分型面上的投影宽度为： W=80 90合考虑抽芯机构 的横向移动距离，查知，选 4应模架为 W=160杆直径 d=10 已知塑件在分型面上的投影长度为 L=80据经验公式 L 120 22应的模架宽度为 L=160选模架为 标准模架，其规格为 W L=160 160 标准模架选完后，查塑料成型工艺及模具设计中表 4以得到，00度 0向抽芯滑块厚度由型芯计算可知 A=104模板厚度 5模厚度 B=16据动模 和型腔板厚度可确定垫块的厚度，又垫块宽度 2垫块尺寸， C=3280杆固定板尺寸为4板尺寸为 416图 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 图 2架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 （ 1）模具平面尺寸 160160295373杆间距），校核合格。 （ 2）模具高度尺寸 265200265350具的最大厚度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 和最小厚度），校核合格。 （ 3）模具的开模行程 S=2+(5 10)20+20)5 50500模行程），校核合格。 气槽的设计 排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦。 一般情况下，模具不开设专门的排气槽，气体也能有分型面的间隙中排出。由于本课题设计的是塑料蜡烛座的模具，有一个分型面，型腔内的气体是完全可以由分型面与动模之间的轴向间隙排出。又因为此塑件的厚度较小，所以该模具适合利用配合间 隙直接进行排气，不需要开排气槽。 膜推出机构的设计 塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。 模机构的选择 脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。 本设计中采用推杆推出和侧向抽芯机构使塑料制件顺利脱 模。 推杆如图 2 图 2杆 膜力的计算 中心型芯脱模力 因为 1063/18r/t ，所以此处应视为厚壁塑件，根据公式 )c o ss i t a 1()t a n(103 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 可得脱膜力 F= 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 （ 1）推出面积 A 2222 4)(4 （ 2）推出应力 合格（抗压强度） a5 3M 5 7 向分型与抽芯机构的设计 （ 1）该套模具采用导杆导 滑，利用限位板与导杆力的传导使滑块沿着弯销斜度方向运动，同时实现侧向抽芯的目的。为了滑块的位置，采用了限位板，限制了滑块水平方向上的运动距离。 （ 2）由于滑块侧向抽芯距离较大，弯销侧向抽芯机构的优点就是斜度最大可达 30，通过计算，该套模具弯销的倾斜度为 20。 弯销如图 2图 2销 却系统的设计 在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为 C200 左右，熔体固化成为塑件后，从 C60 左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于 C80 ）的塑料，如本设计中的 需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。 模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 度调节对塑件质量的影响 注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸 精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内