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活动圈注塑模具设计【一模两腔优秀课程毕业设计含proe三维19张CAD图纸+带外文翻译】-zsmj11

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活动 流动 注塑 模具设计 一模两腔 活动圈 注塑模具
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活动圈注塑模具设计【一模两腔优秀课程毕业设计含proe三维19张CAD图纸+带外文翻译】-zsmj11

【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

活动圈注塑模具设计【一模两腔含19张CAD图纸及proe三维】

当今塑料成型是塑料加工中最位普遍的方法，作为塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具，在质量、精度、制造周期，以及注射过程中的生产效率等很多方面影响着产品的质量、产量、成本。产品的更新换代对模具有了更多的要求，同时也意味着对注塑模具设计水平有了更高标准。

课题的任务是活动圈注塑模具设计。根据课题的要求，使用POM材料进行注塑。本文详细的介绍了注塑模具设计的流程：根据材料特性、工件结构特点进行工艺分析，最终确定选取注射机。选定分型面，并针对工件特点对型腔数量以及型腔排列进行了规划。计算成型零件后，再根据型腔分布等因素选取模架。因为塑件结构形状和所用塑件的缘故，不能采用普通脱模机构，型零件的采用利用成脱模机构,通过推杆推出成型滑块。计算并设计了浇注系统，采用了侧浇口。计算冷却系统，布置冷流道。最后利用Creo PTC4.0软件建模，三维转二维使用AutoCAD绘制图纸。

关键词：活动圈  POM  成型零件脱模

ABSTRACT

Today's plastic molding is the most common method of plastic processing. As one of the plastic molding tools, plastic injection mold, in terms of quality, precision, manufacturing cycle, as well as the production process of injection and many other aspects of the impact of product quality, Production and cost. Product replacement on the mold with more requirements, but also means that the level of injection mold design has a higher standard.

The task of the task is to design the injection mold. According to the requirements of the subject, the use of POM materials for injection molding. This article describes in detail the process of injection mold design: According to the material characteristics, the characteristics of the workpiece structure analysis, and ultimately determine the selection of injection machine. Select the parting surface, and for the workpiece characteristics of the cavity number and cavity arrangement were planned. Calculate the molding parts, and then according to the cavity distribution and other factors selected mold. Because the shape of plastic parts and the use of plastic parts of the reason, can not use ordinary stripping mechanism, the use of parts used as a stripping mechanism, through the putter launch slider. Calculated and designed the gating system, using the side gate. Calculate the cooling system and arrange the cold runner. Finally, the use of Creo PTC4.0 software modeling, three-dimensional two-dimensional use of AutoCAD drawing drawings.

Key words：Activity circle  POM  Molding part stripping

目  录

摘   要 1

ABSTRACT 1

目  录 1

第一章 本设计的研究内容要求及目的 1

1.1 本设计的研究内容 1

1.2 本设计的研究要求 1

1.3 本设计的研究目的 1

第二章塑件成型工艺分析 2

2.1塑件分析 2

2.1.1外形尺寸 2

图2-1  塑件图 2

2精度等级 2

3脱模斜度 2

2.2  POM的性能分析 2

2.2.1POM主要性能指标 3

2.2.2材料注塑工艺参数 3

2.3成型工艺分析 4

第三章拟定模具的结构形式 5

3.1分型面位置的确定 5

3.2型腔数量和排列方式的确定 5

3.3注射机型号的确定 6

3.3.1注射量的计算 6

3.3.2浇注系统凝料体积的初步估算 6

3.3.3选择注射机 6

3.4注射机的相关系数校核 6

3.4.1注射压力校核 6

3.4.2锁模力的校核 7

4注塑系统的设计 8

4.1主流道的设计 8

4.1.1主流道的尺寸 8

4.1.2主流道凝料体积 8

4.1.3主流道当量半径 8

4.1.4主流道浇口套形式 8

4.2分流道设计 9

4.2.1分流道的布置形式 9

4.2.2分流道的长度 9

4.2.3分流道的当量直径 9

4.2.4分流道截面形状 9

4.2.5 9

4.2.6凝料体积 10

4.2.7校核剪切速率 10

4.2.8分流道的表面粗糙度 10

4.3浇口的设计 10

4.3.1侧浇口尺寸的确定 10

4.3.2测浇口的剪切速率 10

4.4 校核主流道的剪切速率 11

4.4.1计算主流道的体积流量 11

第五章成型零件的结构设计及计算 11

5.1成型零件的结构设计 12

5.1.1凹模的结构设计 12

5.1.2型芯的结构设计 12

5.2成型零件钢材的选用 13

5.3成型零件的工作尺寸的计算 13

6.2.2 型芯高度的计算 15

6.2.3 凹模径向尺寸的计算 15

6.3 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 16

6.3.1 凹模侧壁厚度的计算 16

第六章模架的选择 16

第七章  导向与脱模机构的设计 17

7.1 合模导向机构的设计 18

7.1.1 导向机构的作用 18

7.1.2 对导柱结构的要求 18

7.1.3 导柱与导套的配合 18

7.2 脱模推出机构的设计 20

第八章 冷却系统和排气槽的设计 20

8.1冷却介质     21

8.2冷却系统的简单计算 21

8.2.1单位时间内注如模具中的塑料熔体的总质量W 21

8.2.2确定单位质量的塑件在凝固时缩放出的热量 21

8.2.3)计算冷却水的体积流量qv   21

8.2.4 确定冷却水路的直径d 21

8.2.5冷却水在管内的流速v 22

8.2.6 求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 22

8.2.7 计算冷却水通道的热导总面积A 22

8.2.8 计算模具所需冷却水管的总长度L 22

8.2.9 冷却水路的根数x 22

8.3排气槽的设计 23

谢  辞 23

参考文献 24

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大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 of 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 1 is a in is at a is of s a is by an or an by a or or to of is a of to of is of is of to T of 14. of or a or of to in as or as on it is by of a of be to or of of of to n 1868 to a He an a 872, or 946, 5% of to as in by of 000 in 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 is to to in to in of or of to a is of to a of or is 8on by in of 0 0 be or of of is in of or be by NC or by at a to to be a in or to to of to of a is a a an or a in in To of in of to of of in to of of to to is is so on B) of it of A) B) of at of so is of s), be on on of be on if on of to To or By of 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 a to to to to be by in by of to be to a to is to as of 2or a be on or be by of of of is on to in is is is of of a or be is or A of in a in of is to as A be a A or of be to as 28 In a of in as of a of to be in DM in of of in or in As as of to to be so no is to a by to by to it is a in a of or is a of is in A 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 of in of he of on a of of of of or to be is as as a of is It of be to is is to to is is to is to as of be on to of is on of of is of in be to a to of is to is in is is in is a At of is to as an a is to a to in of a or be to is by on is is on is as as if to to be A of be to of to a is a 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 is as s) by of or a of in in is is of or is in or a is to of a A is by a up s of of As in of to to of in an is of is of of to of to to s), or s) of be or to so is of a or is a a 5 9% is a of be is of a is to in is by to if to at or to A is to 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 is a be by in or by 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 注塑模具设计与制造 1注射成型 注塑成型（英国：模塑）是制造热塑性塑料和热固性塑料生产零件的生产技术。熔融塑料在高压下注入模具，这个模具是与产品形状相反。 产品设计后，通常由工业设计师或工程师，模具由模具制造商（或工具制造商）由金属制成，通常为钢或铝，并进行精密加工，以形成所需零件的特征。注塑成型广泛用于制造各种零件，从最小部件到整个车身面板。注射成型是最常用的生产方法，一些常用的产品包括瓶盖和户外家具。注塑成型通常公差相当于 14。 最常用的热塑性材料是聚苯乙烯（成本低， 缺乏其他材料的寿命和强度 ）、烯腈 苯乙烯（聚合物或混合物，用于从乐高零件 到 电子外壳一切物品 ）、聚酰胺（耐化学性、耐热性、坚韧和灵活的 用于梳），聚丙烯（坚韧 用于容器）、聚乙烯、聚氯乙烯或聚氯乙烯（更常见于挤压型材，用于管道、窗框，或作绝缘布线，它是由高比例的增塑剂包含提供灵活的）。 注射成型也可用于制造铝或黄铜零件（压铸）。这些金属的熔点远远高于塑料，这使得模具寿命大大缩 短，尽管使用专门的钢。然而，成本相 对于 砂型铸造 更为合适 ，特别是对较小的部分。 1868年 约翰卫斯理凯悦成为 第一个人向 模具中 注入 热的赛璐珞 来 生产台球。他和他的兄弟 872获得 柱塞 的 注塑机 的专利 ，和过程或多或少仍然直到 1946， 在这段时期 革命性的塑料工业。 现在 大约 95%的注塑机使用螺丝有效地加热，混合，并注入塑料模具。 注塑机，也称为压力机，配套的模具是工件的形状。压力机按吨位计算，表示机器所能产生的夹紧力的大小。这种压力使模具在注射过程中保持关闭。吨位可从少于 5吨到 6000吨不等，较高的数字用于相对较少的生产操作。 模具（工具和 /或模具）是用来描述用于生产塑料零件成型的工具共同术语。 传统上，模具制造成本很高。它们通常只用于大规模生产，生产成千上万的零件。模具通常由淬火钢、预硬化钢、铝和 /或铍铜合金制造。模具的选材是最重要的经济之一。钢模一般造价较高，但其较长的使用寿命将由在磨损前的较高的零件数量抵消较高 的初始成本。预硬化钢模具耐磨性低，用于较低的体积要求或更大的组件。钢的硬度通常在 38火钢模具经热处理后加工。在耐 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 磨性和寿命方面这些方面都很优越。典型的硬度范围 50和 60之间（ 氏硬度。铝模具可以大大降低成本，当设计和加工与现代计算机化设备，可以节省成型几十甚至上千件。铍铜用于需要快速散热或看到最剪切热产生的区域的模具领域。该模具可以通过数控加工或使用放电加工工艺制造 模具在分型线， 侧分离成两侧，以允许部件被抽出。塑料树脂通过过称为流 道的通道在两侧之间分支，并通过一个或多个专门的浇口进入每个零件空腔。在每个空腔内，树脂围绕突起（称为芯）流动，并符合腔体几何形状以形成所需的部分。填充模具的浇道，浇道和模腔所需的树脂量是一次。当芯体相对于相对的模腔或芯体切断时，产生孔。当模具闭合时，腔中的空气通过板和销之间的非常轻微的间隙而逸出，进入称为通风口的浅气室。为了允许去除零件，其特征不得沿着模具打开的方向彼此突出，除非模具的部件被设计成当模具打开时从这种突出部移动。与牵引方向平行的部件的侧面（芯部和腔体彼此分离的方向）通常与（拔模）稍微倾斜，以便 部件从模具中释放，并检查大多数塑料家用物体会显露出来。具有铲斗状特征的部件倾向于在冷却时收缩成形的芯，并且在空腔被拉开时粘附到这些芯上。模具通常被设计成使得模制部件在其打开时可靠地保持在模具的喷射器（ B）侧上，并且与部件一起将流道和浇口从（ A）侧拉出。当从（ B）侧弹出时，该部分自由地下降。流道口在每个流道的尖端处突出的塑料在 得当两者都弹出时，流道口的塑料被剪切掉。顶针是用于从 是根据应用，也可以使用空气喷射和剥离板。大多数喷射板位于工具的移动一半上，但如果弹 簧加载，它们可以放在固定的半部上。对于热塑性塑料，冷却剂（通常为具有腐蚀抑制剂的水）通过穿过模具两侧的主板的通道循环，以实现温度控制和快速部件凝固。 为了便于维修和排气，型腔和型芯分块，称为插入组件，也被称为镶块。通过替换可互换的插入件，一个模具可以使同一个零件产生一些变化。 更复杂的部分形成使用更复杂的模具。这模具可能有滑块部分，移动到一个型腔垂直于拉伸方向，形成悬垂部分功能。然后取出滑块，使模具打开时能取出零件。滑块通常是引导和保留的轨道称为滑到， 并在开模时移动由被称为角销的斜杆和锁块锁住。 有些模具允许在成型零件上再生成新的塑料层。这是通常被称为二次成型。该系统可以生产单件轮胎和车轮。 双次注塑或多点模具设计二次成型在同一个注射周期，必须在专业的注塑机有两个或多个注射单元处理。这可以实现通过具有相同的芯和对不同的腔内的模 大连交通大学 2013届本科毕业生（论文）外文翻译 具。在注射第一材料后，该部件在型芯上从一个空腔旋转到另一个空腔上。第二个腔与第一个不同，包括第二材料的细节。然后将第二材料注射到附加腔的细节中，然后将完成部分从模具中推出。常见的应用包括“软握“牙刷和路虎的把手。 型芯和腔，以及注射和冷却软管形成模具工具。虽然大型工具重量非常重 ，有时甚至上千磅，但它们通常需要使用叉车或桥式起重机，它们可以被悬挂到成型机上进行生产，在成型完成或需要修理时取出。 模具可以在同一个注射中产生相同的零件的多个副本。该模具工件的数量常常被错误的大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 摘 要 当今塑料成型是塑料加工中最位普遍的方法，作为塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具，在质量、精度、制造周期，以及注射过程中的生产效率等很多方面影响着产品的质量、产量、成本。产品的更新换代对模具有了更多的要求，同时也意味着对注塑模具设计水平有了更高标准。 课题的任务是活动圈注塑模具设计。根据课题的要求，使用 料进行注塑。本文详细的介绍了注塑模具设计的流程：根据材料特性、工件结构特点进行工艺分析，最终确定选取注射机。选定分型面，并针对工件特点对型腔数量以及型腔排列进行了规划。计算成型零件后，再根据型腔分布等因素选取模架。因为塑件结构形状和所用塑件的缘故，不能采用普通脱模机构，型零件的采用利用成脱模机构 ,通过推杆推出成型滑块。计算并设计了浇注系统，采用了侧浇口。计算冷却系统，布置冷流道。最后利用 件建模，三维转二维使用 制图纸。 关键词： 活动圈 成型零件脱模 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 s is of As of in of as as of of of on of a of is to to of OM in of to of of of to of of of of as a 连交通大学 2017 届本科生毕业设计 1 目 录 摘 要 . 1 . 1 目 录 . 1 第一章 本 设计 的 研究 内容要求 及 目 的 . 3 设计的研究内容 . 3 设计的研究要求 . 3 设计 的研究目的 . 3 第二章塑件成型工艺分析 . 4 件分析 . 4 形尺寸 . 4 图 2塑件图 . 4 2 精度等级 . 4 3 脱模斜 度 . 4 性能分析 . 4 要性能指标 . 5 料注塑工艺参数 . 5 型工艺分析 . 6 第三章拟定模具的结构形式 . 7 型面位置的确定 . 7 腔数量和排列方式的确定 . 7 射机型号的确定 . 8 射量的计算 . 8 注系统凝料体积的初步估算 . 8 择注射机 . 8 射机的相关系数 校核 . 8 射压力校核 . 8 模力的校核 . 9 4 注塑系统的设计 . 10 流道的设计 . 10 流道的尺寸 . 10 流道凝料体积 . 10 流道当量半径 . 10 流道浇口套形式 . 10 流道设计 . 11 流道的布置形式 . 11 流道的长度 . 11 流道的当量直径 . 11 流道截面形状 . 11 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 2 . 12 料体积 . 12 核剪切速率 . 12 流道的表面粗糙度 . 12 口的设计 . 12 浇口尺寸的确定 . 12 浇口的剪切速率 . 13 核主流道的剪切速率 . 13 算主流道的体积流量 . 13 第五章成型零件的结构设计及计算 . 14 型零件的结构设计 . 14 模的结构设计 . 14 芯的结构设计 . 14 型零件钢材的选用 . 15 型零件的工作尺寸的计算 . 16 芯高度的计算 . 17 模径向尺寸的计算 . 17 型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 . 18 模侧壁厚度的计算 . 18 第六章模架的选择 . 19 第 七 章 导向与脱模机构的设计 . 20 模导向机构的设计 . 20 向机构的作用 . 20 导柱结构的要求 . 20 柱与导套的配合 . 20 模推出机构的设计 . 22 第 八 章 冷却系统 和排气槽的设计 . 23 却介质 . 23 却系统的简单计算 . 23 位时间内注如模具中的塑料熔体的总质量 W . 23 定单位质量的塑件在凝固时缩放出的热量 . 23 算冷却水的体积流量 . 23 定冷却水路的直径 d . 24 却水在管内的流速 v . 24 冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h . 24 算冷却水通道的热导总面积 A . 24 算模具所需冷却水管的总长度 L . 24 却水路的根数 x . 24 气槽的设计 . 25 谢 辞 . 26 参考文献 . 27 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 3 第一章 本 设计 的 研究 内容要求 及 目 的 设计的研究内容 （ 1）活动圈塑件注射成型的工艺分析与参数设计； （ 2）凸模、凹模等重要工作零件的设计； （ 3）导向机构、脱模机构、和 冷却 系统的设计计算； （ 4）编制主要零件 (凸模、凹模等 ) 的加工工艺； （ 5）绘制主要零件图及总装配图。 设计的研究要求 （ 1）达到塑件精度要求； （ 2）要使注塑模结构简单合理； （ 3）流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料； （ 4）了解 性能、特性和设计时的要求。 设计 的研究目的 （ 1） 检验 本科专业 理论知识掌握情况，将理论与实践结合。 （ 2）初 步掌握进行模具设计的方法 、 过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作打好基础。 （ 3） 培养 个人的 动手能力 、思维 创新能力 和 计算机 及各种软件的 运用能力。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 4 第二章塑件成型工艺分析 件分析 形尺寸 该塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型，如 2所示 图 2塑件图 2 精度等级 每个尺寸公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。 3 脱模斜度 择该塑件型芯和凹模的统一脱模斜度为 1 性能分析 具有很低的摩擦系数和几何稳定性， 料特别适合制作齿轮和轴承。具有耐高温特性，因此还用于管道器件。 坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性，还有很好的几何稳定性和抗冲击性。 高结晶程度导致它有很高的收缩率， 料可高达到 2%对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。 017 届本科生毕业设计 5 属于结晶性塑料， 料熔 点明显，一旦达到熔点， 料熔体粘度迅速下降。有良好的综合性能，在热塑性塑料中是最坚硬的，是塑料材料中力学最接近金属的品种之一， 抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度以及耐磨性和电性都十分优良，可在40 度到 100 度之间长期使用。 要性能指标 要性能指标如表 2 2要性能指标 名称 参数 单位 数值 物理特性 相对密度 g/ 型收缩率 % 吸水率 %（ 24 小时长时间） 学性能 断裂伸长率 % 40 弯曲强度 8 拉伸强度 2 拉伸弹性模量 160 热学性能 线膨胀系数 10C 变形温度 C 124 料注塑工艺参数 材料注塑工艺参数见表 2 2料注塑工艺参数 注射机类型 螺杆式 喷嘴形式 直通式 螺杆转速（ r/ 10140 模具温度 C 30 60 注射压力（ 150 保压力（ 40 50 注射时间 /s 压时间 /s 15 60 冷却时间 /s 15 60 成型周期 /s 40 140 理论注射容量/125 拉杆内间距/60*290 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 6 型工艺分析 活动圈内部结构复杂，势必为注射带来一定麻烦。由于制件结构复杂，且在注射过程中有一定摩擦阻力，则会产生充填不满的缺陷。此时，可以考虑采用多浇口注射。但用多浇口注射，必定会产生熔接痕，可以考虑开设冷料穴。 制件需要有一定的强度和刚度，因此顶出位置设置必须合理。该产品壁厚大约为24厚均匀，过渡平缓，在 料的的壁厚要求范围内，可顺利成形，脱模斜度为 ，脱模斜度取 1 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 7 第三章拟定模具的结构形式 型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图 3 3分型面 腔数量和排列方式的确定 为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和降低成本，并保证塑件的精度、刚度以及强度，最后确定模具的型腔数为 2 腔 ， 其布置方式如图 3 图 3腔分布 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 8 射机型号的确定 射量的计算 通过三维软件建模设计分析得 塑件体积： 9 9 4 1 6 6 6 6 3m 塑塑 V注系统凝料体积的初步估算 31 5 . 9 9 9 26 . 6 6 6 6 320 . 21 ）（塑总 择注射机 其主要技术参数 表 3射机 主要技术参数 额定注射量( 30 螺杆直径(28 注射压力(119 注射行程(130 注射方式 柱塞式 电动机 功率(模力（ 250 模具最小厚度 60 最大开合模行程 (160 模具最大厚度 (180 注射时间（ s） 模方式 液压 射机的相关系数校核 射压力校核 需的注射压力为 85100里取 80注射机额定压力为 119射压力系数 k 取 p=0=100119100此满足条件 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 9 模力的校核 塑件在分型面的投影面积 塑A 取 塑浇 23 0 1 4 . 4 m 1 . 2125622 ）（）（ 浇塑总 磨具型腔的 型胀力 锁模力安全系数取 锁胀 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 10 4 注塑系统的设计 流道的设计 主流道设计成可拆换的浇套口 流道的尺寸 主流道长度 L 尽量小于 60 L=50流道小端直径 d=注射机喷嘴直径 +（ ） =4+1=5主流道大端直径 1 2 m ta n +d=D ， 4 主流道球面半径 嘴球面半径 +(12)=12+2=14面配合高度 h=3 主流道凝料体积 22222 7 561 . 7 565033 . 1 4（）（ 主主主主主主 33 2 . 5 9 c 9 3 . 7 7 流道当量半径 3 . 87 5 m 1 . 75n R 流道浇口套形式 浇口套结构形式如图 4示定位圈结构如图 4示 图 4口套结构如图 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 11 图 4位圈 流道设计 流道的布置形式 采用平衡式分流道 流道的长度 单边分流道取 20 分流道的当量直径 该塑件的质量 塑 5 D 流道截面形状 采用半圆截面 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 12 r= 凝料体积 分流道的长度 4 0 m m L 分流道的横截面积 222 1 9 5 m 1 4 m 5 分3 0 . 7 9 5 m . 6 2 540 分分 核剪切速率 1 注射时间为 1s 2 计算分流道的体积流量 / 4 5 6 c . 6 6 60 . 7 9 塑分分 切速率 152. 53. 14107. 4563. 33. 3q 分分分 R 处与 32 105105 与 之间 分流道内的熔体的剪切速率合格 流道的表面粗糙度 粗糙度取 .6 m 口的设计 浇口尺寸的确定 2 . 4 m m3 m 8 荐浇口厚度为 里取 算侧浇口的宽度 1 . 5 m 4 n B 计算侧浇口的长度 L 取 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 13 浇口的剪切速率 计算浇口的当量半径： r=1 计算浇口的体积流量： / 6 6 6/ 6 6 6 c 6 6 633 塑浇 17107073. 6106. 6663. 33. 3浇浇浇 R 浇口的最佳剪切速率为 05 之间 浇口的剪切速率校核合格 核主流道的剪切速率 算主流道的体积流量 / . 7 1 2 c m/ . 6 6 620 . 7 92 . 5 9t 3 塑分主主 算主流道的剪切速率 15328753. 141016. 7123. 33. 3主主主 R最佳剪切速率为 05 之间 主流道的剪切速率校核合格 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 14 第五章成型零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构不同可将其分为整体式，整体嵌入式，组合式和镶拼式四种。根据塑件结构分析，本次设计采用整体嵌入式凹模。如图5示。 图 5凹模（成型滑块） 芯的结构设计 凸模是成型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型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有两个 : 如图 55示 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 15 图 5型芯 图 5型芯 图 5型芯组装 两个型芯组装在一起如图 5型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，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成产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用 芯采用 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 16 型零件的工作尺寸的计算 在型腔和型芯工作尺寸计算之前，对塑件各重要尺寸应按最大实体原则进行转换。 型腔径向尺寸的计算公式为： S ( 1L 式中件平均收缩率，其值为 2S m a xm S 0 . 0 1 5 0 . 0 3 0 0 . 0 2 2 52 ； 件外形长度尺寸（ ； 塑件公差值（ ， z 制造公差，取 16 ； x 修正系数。 型腔深度尺寸的计算公式为： 0M )1(H 塑件外形长度尺寸（ 。 其余同上。 型芯径向尺寸的计算 0zx)( 1l 式中 件外形长度尺寸（ ； 塑件公差值（ 其余同上。 型芯深度尺寸的计算 0M )1(h 式中 h 塑件外形长度尺寸（ ； 塑件公差值（ 其余同上。 采用平均尺寸法计算成型零件的尺寸 塑件内部径向尺寸的转换如下 0 00 0 3 2 3 L 0 00 0 6 1 6 L 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 17 0 00 0 9 L 0 00 0 1 22s L 相应的塑件制造公差 1= 2 = 3= 4=(1+1 10 -&1 =(1+ (1+2 20 -&2 =(1+ (1+4 40 -&4 =(1+ (1+4 40 -&4 =(1+ 芯高度的计算 塑件内部径向尺寸的转换 10+ 相应的塑件制造公差 1= 2= 3=式（ (1+1 10 -&1 =(1+ 13+ (1+2 20 -&2 =(1+ (1+3 30 -&3 =(1+ 2+ 凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向尺寸的转换 0 0 1 80 1 31s L 0 0 2 00 3 23s L 0 0 1 80 1 31s L 0 0 3 60 0 40s L 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 18 相应的塑件制造公差 1= 2 = 3= 4 =式（ (1+1+&1 0 =(1+ = (1+2 +&2 0 =(1+ + = =(1+3 +&3 0 =(1+ + = =(1+4 +&4 0 =(1+ + = =型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 模侧壁厚度的计算 模具在注塑成型过程中，型腔内承受一定的压力，因此对于凹模侧壁的厚度有一定的要求，其厚度与型腔内的内压强及凹模的深度有关。其计算公式 14 3 （ 14 33 5 0 2 4 . 7 5S ( ) 1 8 . 2 6 m 1 0 0 0 0 0 . 0 2 215p 2 5 i 2 5 ( 0 4 5 2 4 . 7 5 0 . 0 0 1 2 4 . 7 5 ) 0 . 0 2 2 m m 凹模采用的是整体式的结构，型腔的布局为直线型，取分流道的单边长度为 20模外侧壁厚为 25虑冷却水道或加热棒的布置空间以及侧抽时是否与导柱的干涉现象），初步可估算凹模模板平面尺寸为 180全能够满足强度与刚度要求。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 19 第六章模架的选择 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 20 第 七 章 导向与脱模机构的设计 注塑模的导向机构用于定、动模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注塑机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可以采用模架本身所带的定位结构 模导向机构的设计 向机构的作用 导向机构是塑料模具中必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构 通过导向机构可以保持动模与定模的正确配合，以免使得型腔错位而生产出不合格塑 件，同时，导向机构还可承受一定的侧向力防止型芯在合模过程中被损坏。 导柱结构的要求 （ 1） 长度 及直径 为了避免凸模先进入型腔而与其碰撞， 导柱的长度必须比凸模端面要高出 约6 8直径的大小可以参考模架数据选取。 （ 2） 材料 导柱 与导套经常性滑动，因此必须 应具有硬而耐磨的表面、不易折断的内芯，多采用低碳钢经渗碳淬火处理 或碳素工具钢（ 10淬火处理硬度 5055 （ 3） 配合 要求 导柱与导套之间需满足间隙配 H7/配合长度通常取配合直径的 倍。 柱与导套的配合 导柱导套之间需要经常性的相对运动，因此必须采用间隙配合。 由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，结构简图如下 图 7示 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 21 带肩导柱 带头导套 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 22 模推出机构的设计 因为塑件结构形状和所用塑件的缘故，不能采用普通脱模机构。选择利用成型零件来脱模，如图所示。利用推杆推出成型滑块，塑件与成型滑块一起取出，在模具外利用卸模架打开成型滑块，将塑件取出。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 23 第 八 章 冷却系统 和排气槽的设计 对热塑性塑料 ,注射成型后必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽可能的传给模具，以使塑料可靠冷却定型并迅速脱模。对于黏度低，流动性好的塑料 (如聚乙烯、聚丙烯等 )，因成型工艺要求模温不太高，所以常用温水进行冷却。 却介质 冷却介质有水和压缩空气，但用冷却水较多 ,因为水的热量大，传热系数大，成本低。决定用水冷却，即在模具型腔周围开设冷却水道。 却系统的简单计算 位时间内注如模具中的塑料熔体的总质量 W 1)塑料制品的体积 / . 7 1 2 6 6 620 . 7 92 . 5 9n 3塑分主 料制品的的质量 塑3)塑件的壁厚为 4以查表得 冷。取注射时间 4注，脱模时间8脱 ，则注射周期： 4 0 脱冷注 。由此得每小时注射次数 N= 次次 903600/40 4)单位时间注入模具中的塑料熔体的总质量： W=h。 定单位质量的塑件在凝固时缩放出的热量 查表得 单位热流量kj/算冷却水的体积流量 冷却水道入水口的水温问哦 C222 ，出水口的水温为 C251 ，取水的密度为31000kg/m ，水的比热容 c= C 4s 101 . 2 322 1 8 71 0 0 060 4 2 00 . 2 2 017 届本科生毕业设计 24 定冷却水路的直径 d 当 /v 时，查表可得，取模具冷却水孔的直径 d=0.0大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 1 调研报告 一、 课题的来源及意义 制造业是一切生产和装配制成品的企业群体的总称，是工业的主体，是现代社会的基石，在当前各国经济发展中占有举足轻重的作用。科技的进步，促使新技术、新材料、新能源、特别是计算机技术的发展，推动了制造业的变革，促进了先进制造技术的产生和发展。 先进制造技术 (在 20 世纪 80年代末在美国首次提出的概念。先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销 售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。先进制造技术的出现正急剧改变着制造业的产品结构和生产过程，对注塑模具制造也是如此。质量、成本 (价格 )、时间 (工期 )已成为现代工程设计和产品开发的核心因素，现代企业大都以高质量、低价格、短周期为宗旨来参与市场竞争。注塑模具设计与制造技术也在设计技术、制造工艺、生产模式等诸方面加以调整以适应这种要求。 二、 我国注塑模具行业的现状及国外的发展趋势 1 我国注塑模具工业概况 改革开放以来，我国模具工业发生了翻天覆地的变化。在各大企业中，各种数字化设备，高速加工的先进技术及模具 术逐渐增多。在模具标准件的使用率与模具商品化率也也有了极大的提高 ,对于热流道技术的应用比例也在逐步增加 1 。 我国注塑模具在量和质方面也有较快的发展，单套重量达 50 吨的注塑模具，精度高达 2 微米注塑模具我国都能自己生产。还有对于制件精度很高的小模数齿轮模 具及达到高光学要求的车灯模具等也都能自己生产，多腔塑料模具已能生产一模 7800 腔的塑封模，高速模在 术得到普及的同时，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果也不断涌现，使得注塑模的发展十分迅速2 。 除此之外，注塑模具应用更加广泛，在航空航天、汽车、机电、生物及日用品等领域得到了应用 3 ，特别是在生物方面的应用，微型注塑成型机可以 应用在大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 2 医学上，而且其原料的成本低，目前寻找和研制适合微型塑料制件生产的塑料原料，以及开发相应的检测仪器设备，已经成为国内外的研究热点 4 ,但我国注塑模今后的最终发展都离不开向两个方向发展：高速、精密、长寿命；短周期、低成本、高产出 5 。 整体来说，我国塑料模具无论是在数量上，还是质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与西方发达国家相比，差距仍很大。 国内对于在一些大型、精密、复杂的中高档塑料模具仍需依靠大量进口。而对于一些低档的塑料模具却供过于求。 2 我国注塑模具发展存在的问题 尽管目前国内模具行业十分流行，模具设计制造已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、制造周期长、寿命短、品种少、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万、上千万美元从国外进口，制约了工业的发展速度 6 。 为了提高模具企业的设计水平 ,我们目前正在向信息化转型，中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 统 。 但 国 内 优 秀 的统很少，只有少数适合模具行业应用。而从国外购买具有强大的三维曲面造型能力，强大的计算机辅助制造能力，产品数据管理能力的软件等，价格昂贵，一般企业难以支持 7 。 除了许多高新技术及软件应用技术都要依靠进口，自主开发的 辅助软件质量不高，人才缺乏外，有的是凭师傅 经验进行设计和加工 , 因此模具结构比较落后 8 。在制度管理方面，国内大多数模具企业都是一些中小型的企业，不具备一定的国际竞争能力，还沿用过去作坊式管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。 3 国外塑料模具的发展趋势 目前，国外的注塑机发展主要表现在以下几个方面： (1)微型化与大型化 目前在塑料模具的微型化方面达到的成绩有：万分之一克的注射制品成型加工技术装备与直径为 1塑料管生产设备；在医 学方面，用于替代人体血管大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 3 的直径小于 塑料管生产设备，已为一些国家在研发中。当然，大型化也是今后产品的发展方向之一。 目前，用于小轿车车身板生产用的 8000模力的注射机， 2000塑料管以及宽 10m 的片材等大型塑料制品生产设备已有商品出现。但是，工业用各种大型塑料制品的生产需求仍很明显，比方说洲际长途输液输气超大直径塑料管的生产。 (2)个性化 随着模具的发展，塑料机械的机型、功能、规格划，已经不能完全满足市场的需求。在实际生产中，塑料制品生产要求经常变化。比如，有时要求 注射机行程最大、注射量小的却要求大合模力大或者大合模力却是小注射量。这不仅要求企业在技术人才、技术创新方面要具有过硬的实力，同时也要求企业能准确及时的把握客户的个性化需求 8 。 (3)节能化 节能降耗已经成为注塑机主要的研发趋势，未来在全电动、两板式注塑机方面的开发成为国际主流。 三、 注塑模具的基本结构 注塑模具是通过特定形状复制成型塑料制品的一种工艺装备。其注塑成型原理为 :将注塑机料筒中的塑料塑化成塑料熔体，然后通过注塑机 喷嘴将其注入成型模腔，并经过保压和冷却，固化成一定形状的塑件。注塑模具的结构与塑件结构、注塑机种类、注塑工艺等有很大的关系。一般而言，注塑模具可以分为定模和动模。根据各部分功能的不同，注塑模具可以分为成型模腔、流道系统、导向部件、顶出装置、温控系统、排气系统等等。 (1)成型模腔。成型模腔一般由型芯、凸模、凹模等部分组成。根据制作工艺和塑件的不同，型芯、凹模等组合或材料的选用不同。 (2)浇注系统。流道系统又称为浇注系统，它主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴等组成，其功能是将塑料熔体引向型腔。 (3)导向部 件。导向部件通常由导柱、导套、导孔等组成，其功能是提高合模过程的准确性。 (4)顶出装置。顶出装置一般由推杆、顶管、推板、卸料板、卸料块等构成，它的作用是将塑件或凝料从模具中推出。 (5)温控系统。注塑过程对模具的温度具有很高的要求，温度控制系统又可以大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 4 称作冷却加热系统，其功能就是对模具温度进行调节。 (6)排气系统。排气系统是将型腔内的气体排出，其常被设在分型面。 注塑模具作为注塑成型的一项重要设备，其设计水平、技术含量的高低对塑料制品的性能有着重要的意义，因此，对模具结构的设计与研究不容忽视，要不断提高模 具的制作水平，加快其自动化生产。 四、 先进技术在注塑模具中的应用 许多欧美工业发达国家将模具比作“金钥匙”“效益放大器、“进入富裕社会的原动力”、“印钞机”等，可见其对模具行业的重视。注塑模具在整个塑料模具的总量中占 50%以上，从目前的发展趋势可以看出，在未来模具市场中，注塑模具的发展将远高于其他模具。随着热流道、逆向工程、高速铣削等新技术在注塑成型中的应用，注塑模具逐渐向标准化、复杂化、自动化、精密化方向发展。新技术的应用对注塑模具的发展产生了重大的影响，同时，注塑模具的发展也对制造技术不断提出了新的要求 。 （ 1） 高速切削技术 高速切削 (概念最早由德国的 士提出，高速切削技术是一种是通过特定方法和生产设备进行高效、高精度的数控加工方式。使用高速切削技术的注塑模具具有加工平稳、精度高、效率高等优点，因而，随着对注塑模具精度越来越高的需求以及微电子、计算机数字控制机床 (技术的发展，高速切削技术被广泛应用于注塑模具的加工，如 :德国、日本等 85%左右的模具采用高速加工代替电火花加工成型技术。我国 20 世纪 90年代开始高速切削技术的研发与应 用。 (2)快速成型技术 快速成型 (术产生于 20 世纪 90 年代，它是集数控、激光、新材料、分层制造等现代先进制造技术于一体的科技成果，被称为自数控技术以来的又一次技术革命。快速成型技术通过利用 据，将一层层的材料叠加形成三维实体。目前，使用比较广泛的快速成型技术有 :激光立体光刻技术、熔丝沉积成型技术、叠层成型技术、激光诱发热应用成型技术等。快速成型技术对于低成本、高精度、快速的模具制造具有重要的意义，目前已被广泛应用于汽车、家电、航空等 领域。 (3)微注射成型技术 大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 5 微注射成型 (过螺杆将高聚物塑化，然后将熔体注入计量室，利用计量室对熔体进行精确计算后，将其射入模具。随着高技术和精密技术的快速发展，微注射成型被广泛应用于尺寸小，形状特殊，功能复杂的塑件的生产中。随着电子通讯、精密机械等产业的发展，微注射成型技术也得到了越来越广泛的应用，每年以大约 20 %的速度增长。 (4)热流道技术 热流道技术在注塑模具中的广泛应用是制造业的一大变革。热流道模具是最早由美国的 司开发 出来，在工业发达国家已有几十年的应用历史。它具有生产成本低、成型周期短、工作效率高等优点，热流道模具在工业发达国家的应用发展较快，很多国家的应用率达到 70%以上。同时，热流道模具的制作成本、技术要求、维护费用都比普通模具的要高，因此，需要进一步的研发与改进，使其更广泛地应用于注塑模具的生产中。 五、 注塑模 统 模具 术的应用是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程技术。模具 以计算机软件的形式，为企业提供一种行之有效的辅助 工具，使工程技术人员借助于计算机对注塑产品的性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。特别是在进入本世纪以来，模具 技术的高度集成，更能显著缩短模具设计与制造周期，降低新产品开发创新的生产成本并提高产品质量，增强企业的市场竞争力 R&M 技术主要包括以下几个方面 : 指工程技术人员以 计软件和计算机为工具，用自身的专业知识，对模具进行总体设计、绘图、分析等设计活动的总称，是一 项综合性技术。 以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，是实现模具优化设计的主要支持模块。模具 要是指用计算机对塑料模具产品进行性能与安全可靠性的分析，对其未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计中可能存在的缺陷
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