挂钩底座注塑模具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 塑料 挂钩底座注塑模具设计 系 别： 专 业： 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2014 年 5 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 I 基于塑料挂钩底座注塑模具设计 摘 要 本课题主要是针对挂钩底座的模具设计，通过对塑件工艺、结构等方面进行分析和比较，最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构结合具体情况对注塑模的浇注系统、模具成型部分、顶出机构、冷却系统等个方面进行详细 的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。在设计时主要采用了应用 用 挂钩底座进行模具设计。主要完成了对挂钩底座的工艺结构分析；塑件体积和重量的计算；注塑模的结构型式确定，浇注系统设计，推出机构的设计，型腔和型芯的结构设计，模具加热和冷却系统的计算，并按照比例绘制一张总装配图。 针对挂钩底座的具体结构，该模具是设计重点是在浇注系统及分型面的设计方面。模具采用一模两腔的单分型面点侧浇口进浇。其优点在于模具结构简单，提高制造精度， 节约材料，大大提高了生产效率以及经济利益。 关键词 ： 挂钩底座，注塑模， e 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 on at of to a of of of in in of ro/e on AD to on of to of to of of to to a to of is is in of is is e 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 I 目 录 1 绪论 . 1 言 . 1 具的发展 . 1 设计研究的主要内容 . 1 业设计的意义 . 2 2 成型工艺分析 . 3 件形状 . 3 料分析 . 3 料 成型工艺性能分析 . 4 件尺寸精度分析 . 4 件的表面质量分析 . 5 件的表面粗糙度分析 . 5 构工艺性分析 . 5 3 成型设备的选择 . 7 射机的分类 . 7 塑机的基本结构与功能 . 7 塑机类型的选用以及相关参数的校核 . 9 算塑件体积 . 9 料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 . 9 塑机型号的选择 . 10 射机相关参数的校核 . 10 4 挂钩底座注塑模具的设计 . 13 型面的选择与排气系统的设计 . 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 分型面的选择 . 13 气糟的设计 . 14 件成型方案的确定 . 14 腔数目的对比 . 15 大浇注系统的对比 . 15 案的确定 . 16 具腔数的确定 . 16 注系统的设计 . 17 定浇口位置 . 17 流道的设计 . 17 流道的设计 . 19 料穴的设计 . 19 型零部件设计 . 19 腔径向尺寸 . 19 腔深度 . 20 芯径向尺寸 . 20 芯高度 . 21 腔的设计 . 21 芯的设计 . 22 架的选用 . 23 购标准模架的优点 . 23 架的选择 . 24 架与注射机相关参数的校核 . 26 向机构的设计 . 27 向机构的功用 . 27 向机构的设计 . 27 度调节系统的设计 . 29 度调节系 统设计原理 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 模具冷却系统的设计 . 30 具材料选择 . 32 具的装配 . 33 具的装配顺序 . 33 具动作过程 . 34 5 结 论 . 36 参考文献 . 38 毕业设计（论文）知识产权声 明 . 35 毕业设计（论文）独创性声明 . 36 全套图纸加 Q 401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 1 绪论 言 现今我国模具工业呈现新的发展特点与趋势，结构调整等方面取得了不少成绩，信息社会经济全球化不断发展进程，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展。伴随着产品技术含量不断提高，模具向着信息化、数字化、精细化，自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化，产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 随着汽车、 空等相关行业领域高速发展，我国模具行业日新月异、高技术含量模具成为“十二五”发展重点。未来中国 将重点发展高技术含量模具，模具产品向轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量方向发展。 具的发展 在现代生产制造技术中，模具的使用很广泛，模具技术的水平在很大程度上反映了整个国民经济中的发展程度，随着塑料在机械，电子，国防，交通，建筑，通讯，农业，轻工和包装等各个行业的广泛应用，对塑料模具的需求量也日益增加，塑料模具在国民经济中的重要性也就越来越突出，上世纪 90年代，我国塑料技术的发展进入了一个全新的阶段。随着塑料工业的发展，塑料制品在工业及日常生活中使用越来越大，因此对塑料模具设计人员的需求也在 逐年的增加。同时对设计的人员的先进的设计思维、掌握较多先加工技术以及加工工艺也是非常必要的。作为学习模具专业的学生，我们有必须以提高自己的基础理论为前提，为促进我国模具行业的发展而努力，为促进我国工业提高标准化水平而做出自己的贡献。 设计研究的主要内容 本人设计的这副模具是塑料成型模具，是生活中比较常见的挂钩底座注塑成型模具。通过本次设计，主要完成了以下工作： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 1、使用 确定选择一模两腔的型腔布置方式。 2、进行模具设计。模具设计主要包括浇注系统的设计、冷却系 统的设计、成型零部件的设计、脱模机构的设计，滑块抽芯机构的设计。 3、用 及型腔、型芯、定模固定板等主要零件。 4、用 业设计的意义 模具毕业设计是模具专业最为重要的环节之一，同时它也是最后的一个关键教学环节。它是由学生过渡到生产的一步，由学校走向工厂的桥梁。是我们第一次系统地把所学理论应用在实际生产。 通过此次的毕业设计制造的各个环节有了更加深入明确的了解从而培养和提高设计的能力。 毕业设计的目的有两个，第一个目的是让我们掌握模具设计 的基本技能，如绘图，计算，查阅设计资料和手册。熟悉国标和各种标准的能力，能够熟练运用 二个目的是了解和掌握模具设计与制造的工艺，从而独立的设计一般的塑料模具，为走出学校走向社会打下基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 2 成型工艺分析 件形状 在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。 挂钩底座如图所示，具体尺寸详见图纸，该塑件结构简单，生产量大，要求较低的模具成 本，成型容易，精度要求一般。 图 2D 视图 一种浅黄色粒状或珠状不透明树脂，它无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，具有优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，并且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。 外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有 90%的高光泽度。 于买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 表面印刷、涂层和镀层处理。 易燃聚合物， 火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。 一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比 寸稳定性好，收缩率在 围内，若经玻纤增强后可以减少到 而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为 34 38mN/体的流动性比 比 熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。 1、干 燥处理： 80 ,2小时。 2、熔化温度： 200240C。 3、模具温度： 5080C。 4、注射压力：尽可能地使用高注射压力。 5、注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使 用高速注射。典型用途 电气和商业设备（电视、吸尘器的外壳等），器具（冰箱的内箱、容器等），空调的护珊，电话壳体等。 料成型工艺性能分析 流动性中等 ,吸湿大 ,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 803小时 . 高模温 ,但料温过 高易分解 (分解温度为 270 度 )模温宜取 50对高光泽 模温宜取 60 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 均匀，避免有尖角和缺口 件尺 寸精度分析 塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好 的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为 动买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 性较好，适用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照塑件的尺寸 与公差（ 塑料制件公差数值标准来确定。根据塑件的使用要求，本次产品尺寸均采用 件的表面 质量分析 挂钩底座是一个结构简单，表面要求较高的弧形塑件。产品尺寸为长 宽为 厚 有尺寸都未标注公差，建意采用公差等级 外观要求没有缺陷、飞边、毛刺，塑料件表面是属于外观面，模具表面要求较高，抛光要好，成型特别要注意外观质量。 经过以上分析可知，只要在合理的工艺参数下注射时，成型塑件的质量跟性能都能保证。 件的表 面粗糙度 分析 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 m 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2，即 m 。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。 该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为 m ，内部为 0.4 m 。 构工艺性分析 （ 1）、脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取 ，根据文献 1，塑件材料 1 50/ ，型芯脱模斜度为 30/ 1 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 （ 2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑 件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在 1 4最常用的数值为 1 3挂钩底座壁厚均匀，周边和底部壁厚均为 右。 （ 3）、塑件的圆角 为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于 1圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的 圆角半径应是壁厚的 挂钩底座表面圆角半径和内部转弯处圆角都足够大。 （ 4）、孔 塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 3 成型设备的选择 射机的分类 注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种 形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。 1、按塑化方式分类 1) 柱塞式塑料注射成型机：它的混炼性很差的，塑化性也不好，要加装分流梭装置。现在已很少使用。 2) 往复式螺杆式塑料注射成型机：依靠螺杆进行塑化与注射，混炼性和塑化性都很好，现在使用最多。 3) 螺杆 柱塞式塑料注射成型机依靠螺杆进行塑化与依靠柱塞进行注射，两个过程分开来。 2、按合模方式分类 1) 机械式 2) 液压式 3) 液压 机械式 塑机的基本结 构与功能 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。 （ 1）注射系统 注射系统的作用：注射系统是注塑机最主要的组成部分之一，一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式 3种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是，在注塑料机的一个循环中，能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后，在一定的压力和速度下，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。 注射系统的组成：注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。 螺杆式注 塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射咀部分组成。动力传递装买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置（熔胶马达）。 （ 2）合模系统 合模系统的作用：合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时，在模具闭合后，供给予模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制品的不良现状。 合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。 （ 3）液压系统 液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供 动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。 （ 4）电气控制系统 电气控制系统与液压系统合理配合，可实现注射机的工艺过程要求（压力、温度、速度、时间）和各种 程序动作。主要由电器、 电子 元件、仪 表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式，手动、半自动、全自动、调整。 （ 5）加热 /冷却系统 加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源；冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，导致原料不能正常下料。 （ 6）润滑系统 润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路，以便减 少能耗和提高零件寿命，润滑可以是定期的手动润滑，也可以是自动电动润滑； （ 7）安全保护与监测系统 注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、 液压阀 、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气 机械 液压的联锁保护。 监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常 情况进行指示或报警。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 塑机类型的选用以及相关参数的校核 算 塑 件体积 根据第二章中对 料的性能分析，取制件的平均密度为 均收缩率为 在 :1画出三维实体图，利用 1的数据。及体积为 量为 图 3 1塑件质量属性 料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 由于本次设计采用冷流道侧浇口浇注系统，故凝料在分型面上的投影面积为： 212A n A A 2 1 3 4 8 . 5 9 1 2 9 . 6 2 8 2 6 . 7 8 m m P 2 8 2 6 . 7 8 3 0 1 . 1 9 3 2 8 3 . 7 4 N 型 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 式中： A 塑件及流道凝料在分型面上的投影面积（ 2 1A 单个塑件在分型面上的投影面积（ 2 2A 冷流道在分型面上的投影面积（ 2 模具所需要的锁模力（ N） 型P 塑料熔体对型腔的平均压力（ 塑机型 号 的选择 根据每一生产周期的注射体积和锁模力的计算值，可初选用 式注塑机。其具体参数如下 14： 注塑机最大注塑量： 3300 注塑压力： 120 螺杆直径： 60 锁模力： 1500 注塑机拉杆间距： 400出行程： 100 最小模厚： 285大模厚： 355 模板行程： 340 注塑机定位孔直径： 100 喷嘴球半径： 射机相关参数的校核 （ 1）最大注射压力的校核 挂钩底座的原料为 需注射压力为 80 120所选注射机压力为 120以注射压力符合要求。 （ 2） 最大注塑量的校核 注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积 （包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的 80%15。所以选用的注塑机最大注塑量应满足： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 ）（流道塑件机 8 V (3 1) 式中： 机V 注塑机的最大注塑量， 3300 塑料V 塑件的体积，该产品体积为 流道V 浇注系统体积，该产品浇注系统体积为 0 . 8 3 0 0 2 5 . 7 6 1 . 5 故最大注塑量符合要求。 （ 3）锁模力校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力 推T ，该推力应小于注射机额定的锁模力 合T ，或者注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象，即有： 推合 (32) 均推(33) 式中 ： 合T 注塑机的额定锁模力； 1500 推T 型腔内塑胶熔体在注塑机轴向推力； A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和； P 型腔内塑胶熔体的压力； 30 0P 注射压力； K 压力损耗系数， 1 5 0 0 2 8 2 6 . 7 8 3 0 1 . 1 9 3 . 2 8 K N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 故锁模力符合要求。 （ 4）模具与注塑机安装部分相关尺寸校核、开模行程校核将在模架确定了在进行，以保证校核的准确性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 4 挂钩底座注塑模具的设计 型面的选择与排气系统的设计 型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则： （ 1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大 处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模 15。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。 （ 2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 （ 3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。 根据零件图结合以上原则选择在工件的开口处当分型面。根据 计 模具型腔功能绘制出分型面二维图如图 4 1。 图 4 1 分型面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 气糟的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出 16。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。 因该模具为中小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。 件成型方案的确定 根据塑件外形形状尺寸及其加工精度要求，此 模具设计关键在于采用什么浇注系统成型，初定注塑模方案如下： 方案一：采用点浇口双分型面成型，方案草图如图 4 2上： 方案二：采用侧浇口单分型面成型，方案草图如图 4 2下： 图 4 2 成型方案草图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 图 4 2 成型方案草图 腔数目的对比 方案一是是采用一模一腔结构，对于挂钩底座而言，产品结构较小，采用一模一腔，生产效率不高，成型总周期会变长，浪费生产成本，且点浇口在产品外观上会存在浇口迹。 方案二是采用一模四腔结构，生产周期短，效率较高，且采用侧浇口成型，在产品外观 无痕迹。 挂钩底座模具设计，综合以上所述，为了缩短生产周期，降低成本，达到大批量生产，且保证产品外观无瑕疵，应采用方案二。 大浇注系统的对比 （ 1）普通浇注系统优点： 模具结构简单，造价低，维护较简单。 易于使用，也能很好地满足某些美观需求 。 在冲模过程中，对温度控制要求较低。 （ 2）普通浇注系统缺点： 原材料浪费较大，生产成本价大。 产生自动化程度不高。 （ 3）无流道凝料浇注系统的优点： 节约原材料，降低成本 缩短成型周期，提高机器效率。 改善制品表面质量和力学性能。 不必用三板式模具即可以使用点浇口。 提高自动化程度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 可用针阀式浇口控制浇口封冻。 多模腔模具的注塑件质量一致。 提高注塑制品表面美观度。 （ 4）无流道凝料浇注系统的缺点： 模具结构复杂，造价高，维护费用高。 开机需要一段时间工艺才会稳定，造成开价废品较多。 出现熔体泄露、加热元件故障时，对产品质量和生产进度影响较大。 综合考虑产品性能及模具结构需要，从流道系统选择方面考虑，应该选择普通浇注系统。 案的确定 综合以上几点，结合实际生产要求，决定本次采用方案 二作为设计目标。对于前面所提到得产品精度不易保证的问题，将