卫浴塑料架注塑模具设计【一模一腔-滑块抽芯-带三维图-模流分析】
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卫浴
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滑块抽芯
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分析
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型腔.dwg
型芯.dwg
塑件图.dwg
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定模板.dwg
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滑块2.dwg
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目 录
摘要 VI
Abstract VII
第1章 前言 1
1.1注塑成形的概述 1
1.1.1我国注塑成形的发展情况 1
1.1.2国外注塑成形的发展情况 2
1.1.3我国注塑成形中存在的问题以及未来发展分析 3
1.2本课题研究内容 4
第2章卫浴塑料架的工艺性分析 5
2.1概述 5
2.2塑件分析 5
2.3 塑件材料的确定 6
2.3.1 塑件材料的选择 6
2.4 材料各项的性能 6
2.4.1 主要特性 6
2.4.2 技术指标 6
2.4.3 制件壁厚 7
2.4.4 精度 7
2.4.5 尺寸公差 7
2.4.6卫浴塑料架的工艺参数 7
2.5卫浴塑料架的体积计算和型腔的分布 8
2.5.1 体积 8
2.5.2质量 8
2.5.3型腔布局 9
2.6 脱模斜度 9
2.7 注塑设备的选择和主要参数的确定 10
2.7.1卫浴塑料架注塑机的选择 10
2.7.2卫浴塑料架选择注塑机的的详细参数 10
2.8注塑机重要参数的校核 10
2.8.1最大注射量的校核 11
2.8.2卫浴塑料架注射压力 11
2.8.3锁模力的校查 11
2.8.4校核卫浴塑料架开模的行程 12
2.9 选择卫浴塑料架标准的模架 12
第3章卫浴塑料架分型面的设计 13
3.1概述 14
3.2选择卫浴塑料架分型面 14
3.3 本章小结 15
第4章卫浴塑料架浇注系统 15
4.1卫浴塑料架主流道设计 16
4.1.1卫浴塑料架浇口套设计 16
4.1.2浇口套的固定形式 16
4.2卫浴塑料架分流道的设计 17
4.2.1 分流道的设计 17
4.2.2浇口的尺寸 17
4.3 冷料穴 18
第5章 设计卫浴塑料架模具成型零部件 19
5.1卫浴塑料架型腔的设计 19
5.2卫浴塑料架型芯的设计 19
5.3成型零部件工作尺寸 20
第6章 脱模机构的设计 22
6.1概述 23
6.2顶杆顶出机构 23
6.3 脱模力的计算 24
6.4推出机构的导向与复位 25
第7章 冷却系统与排气系统的设计 26
7.1 冷却管道的工艺 27
7.2 冷却水道的结构设计 29
7.3 排气系统的设计 29
第8章 侧向分型以及侧向抽芯机构 30
8.1原理 31
8.2组成 31
8.3 抽芯距S 31
8.4 斜导柱倾斜角α的确定 31
8.5滑块的设计 31
8.6导滑槽设计 33
8.7楔紧块设计 33
第9章 模具相关机构零部件设计 33
9.1机构相关零件的概念 34
9.2标准模架的选择 34
9.3支承作用的部件 34
9.4（动、定）模板 34
9.5合模过程中的导向机构 35
9.5.1导柱导向机构的作用 35
9.5.2 导柱的设计 36
9.5.3导套的设计 36
9.6螺栓 36
9.7螺钉（紧固、限位） 37
9.8支承钉 37
第10章 模具零部件材料选择 37
10.1模具的选材及热处理要求 38
10.2模具的装配图 38
10.3过程分析 39
10.4 成型零件材料选用 40
10.5注射模用钢种 40
第11章 经济分析 40
第12章 总结 42
致 谢 43
参考文献 44
摘要
20世纪塑料材料的制品如雨后春笋一样涌现，当然这样的兴起是因为它本身的特点，包括有价格低廉、易塑型、强度大等等。就现在来说，塑料制品已经在很多的方面得到了应用，诸如日常的生活、医疗所使用的设备、电子电器制品方面、汽车内部设备等。
塑料制品有很多种成型的方法，本设计使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，进行卫浴塑料架注塑模模具设计。
本设计的模具设计对象为卫浴塑料架，前期对于设计对象进行了相关的测量，数据的记录等；中期主要是使用UG三维设计软件根据前期测量的数据建立立体模型，并在塑件模型的基础上利用UG制造内的模具型腔模块对卫浴塑料架作出相应的注塑模模具设计，包括有塑件元件、滑块分型面、主分型面、浇口等，并且加入相应的模架、浇口、流道等；后期则是以之前作出的成果为基础使用CAD软件绘制出相应的二维图，也就是工程图，更加清晰的显示出塑件的结构以及模具的机构。
关键词：注塑成型；模具设计；UG；三维结构图
- 内容简介：
-
*学院 毕业设计 (论文 ) 题 目： 卫浴塑料架 注塑模具设计 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2016 年 3 月 21 日 目 录 摘要 . I . 1 章 前言 . 1 塑成形的概述 . 1 国注塑成形的发展情况 . 1 外注塑成形的发展情况 . 2 国注塑成形中存在的问题以及未来发展分析 . 3 课题研究内容 . 4 第 2 章 卫浴塑料架 的 工艺性分析 . 5 述 . 5 件分析 . 5 件材料的确定 . 6 件材料的选择 . 6 料各项的性能 . 6 要特性 . 6 术指标 . 6 件壁厚 . 7 度 . 7 寸公差 . 7 浴塑料架 的工艺参数 . 7 浴塑料架 的体积计算和型腔的分布 . 8 积 . 8 量 . 9 腔布局 . 9 模斜度 . 10 塑设备的选择和主要参数的确定 . 10 浴塑料架 注塑机的选择 . 10 浴塑料架 选择注塑机的的详细参数 . 10 塑机重要参数的校核 . 11 大注射量的校核 . 11 浴塑料架 注射压力 . 12 模力的校查 . 12 核 卫浴塑料架 开模的行程 . 13 择 卫浴塑料架 标准的模架 . 13 第 3 章 卫浴塑料架 分型面的设计 . 15 述 . 15 择 卫浴塑料架 分型面 . 15 章小结 . 16 第 4 章 卫浴塑料架 浇注系统 . 17 浴塑料架 主流道设计 . 17 浴塑料架 浇口套设计 . 17 口套的固定形式 . 17 浴塑料架 分流道的设计 . 18 流道的设计 . 18 口的尺寸 . 19 料穴 . 19 第 5 章 设计 卫浴塑料架 模具成型零部件 . 23 浴塑料架 型腔的设计 . 23 浴塑料架 型芯的设计 . 24 型零部件工作尺寸 . 25 第 6 章 脱模机构的设计 . 27 述 . 27 杆顶出机构 . 27 模力 的计算 . 28 出机构的导向与复位 . 29 第 7 章 冷却系统与排气系统的设计 . 30 却管道的工艺 . 30 却水道的结构设计 . 32 气系统的设计 . 32 第 8 章 侧向分型以及侧向抽芯机构 . 34 理 . 34 成 . 34 芯距 S . 34 导柱倾斜角的确定 . 34 块的设计 . 35 滑槽设计 . 36 紧块设计 . 36 第 9 章 模具相关机构零部件设计 . 41 构相关零件的概念 . 37 准模架的选择 . 37 承作用的部件 . 37 、定）模板 . 38 模过程中的导向机构 . 38 柱导向机构的作用 . 38 柱的 设计 . 39 套的设计 . 39 栓 . 39 钉（紧固、限位） . 40 承钉 . 40 第 10 章 模具零部件材料选择 . 41 具的选材及热处理要求 . 41 具的装配图 . 41 程分析 . 42 型零件材料选用 . 43 射模用钢种 . 43 第 11 章 经济分析 . 44 第 12 章 总结 . 46 致 谢 . 47 参考文献 . 48 I 摘要 20 世纪塑料材料的制品如雨后春笋一样涌现，当然这样的兴起是因为它本身的特点，包括有价格低廉、易塑型、强度大等等。就现在来说，塑料制品已经在很多的方面得到了应用，诸如日常的生活、医疗所使用的设备、电子电器制品方面、汽车内部设备等。 塑料制品有很多种成 型的方法，本设计使用的是最常使用的注塑方式 注射成型，进行 卫浴塑料架 注塑模模具设计。 本设计的模具设计对象为 卫浴塑料架 ，前期对于设计对象进行了相关的测量，数据的记录等；中期主要是使用 维设计软件根据 前期测量的 数据建立立体模型，并在塑件模型的基础上利用 浴塑料架 作出相应的注塑模模具设计，包括有塑件元件、滑块分型面、主分型面、浇口等，并且加入相应的模架、浇口、流道等；后期则是以之前作出的成果为基础使用 件绘制出相应的二维图，也就是工程图，更加清晰的显示出塑件的结构以及模具的 机构。 关键词： 注塑成型；模具设计； 维结构图 up in 0th as as of of of to so in as of of of is of of of of G 3 d to of is on of G to to of is on of AD to is of 1 第 1 章 前言 塑成形的概 述 注塑成形是指，在一定的温度下，利用螺杆对高温液化后的塑料进行搅拌或者柱塞的作用，再使用高压将熔融的塑料压入模具型腔中，经过一定时间的保压、冷却使得液态塑料凝固硬化定型，从而最终获得所需要塑件制品的方法。 可以大致将注射过程分为 6 个阶段来看： (1)加料：将塑料原料加入到料斗中，这里的原材料最好预先进过加热。 (2)塑化：通过对温度的控制使得加入的原材料融化，即塑料成为液态，可流动。 (3)充模：这个过程需要具有一定的压力才能使液态原料填入磨具型腔中。 (4)保压：在充模即将结束的时候，注射机的喷嘴不断的 向型腔补料的过程，一般情况下，保压的压力为最大的填充压力的 85%左右，保压过程时间的长短不同也会对塑件造成各种不同的影响，所以要控制好保压的时间长度。 (5)冷却：从浇口到型腔内的液态塑料原料都冷却凝固，方便后续将塑件取出的过程。 (6)脱模：最后是将硬化之后的塑件从型腔中脱离取出的过程 1。 根据相关数据表明，在日本冲压模和塑料膜的生产企业各自占有百分之四十的比例；而韩国塑料膜就有 比重，冲压模是 新加坡塑料膜占有的比例都已经到了百分之六十。 注射成型技术作为最常用的塑料成型工艺方法 ，但是自身也存在一定的缺陷，随着高新技术的快速发展，现在也存在一些新型的技术，比如微型注塑、泡沫型注塑、水辅形式的注塑、仿真技术等等 2。 国注塑成形的发展情况 目前，塑料模工业在我国已经大概经历了半个多世纪的发展，从起步到现在，模具的水平也已经相应有了非常大的提高。 塑料工业的不断发展致使对塑料模具的要求也越来越高标准 3。 与此同时，由于今年进口模具中，对于高精密、大型、形状复杂、使用寿命长的 2 模具的需求量占大多数，所以，从减少进口数量和提高国产化率等角度出发，这一类高档模具在市场上的份额 将会进一步增加 4。 塑料工业也随着国民经济的增长有了更进一步的增长，企业技术装备、市场开发能力、市场竞争力等方面也随着经济增长也都有了相应的提高，同时也因为经济的增长，对于注塑产品的配套服务需求量也有了一定幅度的增大，这给注塑行业带来了一定的机遇和发展。 现今，我国在注塑行业的加工能力已经上达到 350 万吨了，而单机注塑加工容量的范围也扩大到了 4g 5计超过 6目前 我国 内蒙古生产最大容量 的 注塑机的容量 已超过 10 万克，像 是 挤出加工储料缸、机械 方式的 传动、销钉 和 锁模，但 仍然不能注塑成型 高 精密 型的 产品 ）。在第三世界国家之中，可以说是名列前茅，已经能够基本满足我国注塑行业的生产需求，但是总的技术水平在国际上只能算得上是三、四档次。计算机辅助设计的应用包括本文笔者用到的 及 在注塑模具设计与制造过程中起到了很大的作用，不仅提高了生产的效率，也改变了原先的仅仅只能依靠传统经验进行设计的弊端，也能减少实际制模过程中制模造成成本提高的问题的下降，虽然如此，我国注塑模具方面相对来说还是比较薄弱。 外注塑成形的发展情况 1872 年，海雅特同他的兄弟艾塞亚注册了第一部柱塞式注射机的专利权。 20 世纪 40 年代，由于第二次世界大战的爆发，造成了市场上对于价格便宜以及大量生产的产品的巨大需求。 1946 年，第一台注塑机由美国一名名叫詹姆斯德利的发明家制造出来，这使得能够更精确地控制注射速度以及质量产生的物品。 1951 年，第一台螺杆式注射机在美国被研制出来，虽然他没有进行相关的专利申请，但是这种装置的使用一直持续到现在。 在上世纪年代，亨德利紧接着就开发了首个气体辅助型的注射成型技术，并且能够允许生产。 形状复杂的或者中间有孔（并不是完全实体）的产品，并且能够迅速冷却。不仅提高了设计方面的灵活性，更是 减少了生产时间和成本上的浪费。 近年来，由于家电汽车、日常生活用品、机械精密加工等工业的迅速发展给注射 3 成型技术的发展带来了强大的推动力。 国注塑成形 中 存在的问题以及 未来 发展 分析 我国的注塑行业在设计制造等方面和德国、美国、法国等工业发达的国家相比还是落后许多，主要体现在一下几点： （ 1）国内的自配率不足，中低型模具处于供过于求，中高档模具则是处于供小于求的情况，在模具的精度高低、寿命长短、成本高低、制造周期长短等方面与大部分发达国家还存在差距。 注塑成型设备 ，目前我国模具的 容量范围 2克量范围从最少的 最大 160精密 范围也能到 内容量范围最小 4g，最大 50000g、微克量 密： 在 着相当大的 差距， 不仅仅是 模具精密加工制造技术， 和发达国家相比之下连 大型模具 的设计 和产品创新设计 也 存在 着一定的 差距，精密模具高档模具 绝 大部 分现在 仍 然是 依靠进口 提供5。 （ 2）模具设计技术方面的人才不足，模具方面的科研开发以及技术攻关投入较少。缺乏产品自主开发 生产的 能力， 其中很大一部分都是 以仿制为主，能 做到的只有相对的“ 国 产化 ”，而不是完全，具 有国际竞争能力的 知名产品几乎没有 5。 （ 3）工艺装配水品还远远不够，使需要修复的情况增多，造成钳工比例过高。与国外相比而言，我国的 制品深加工技术 ， 具体表现在产品的表面加工、喷涂、多点超波 焊接 、热焊接等等 。 （ 4）标准化生产和设计的水平相较之下低，商品化的程度也是一样。 （ 5）材料的质量和性能差，技术不够，对生产成本和周期等方面有很大影响。 国外成型技术发展动向 “ 多层 三明注塑成型技术 ”、“ 超声波辅助成型技术 ”、“ 细微孔成型技术 ” 和 “ 注塑减压成型技术 ” 等等， 我国市场和技术上 尚属空白 5。 另外，模具产业的大能耗、低生产率、高污染是当务之急。 我国注塑模具的发展方向：根据现在存在的问题也可以知道现在应该往大型、微型和精密化的方向发展，这样才能弥补现在注塑模具存在的问题与不足；其次，致力于发展热流道技术，提高塑件的生产率和质量，节约原材料；发展气辅模具，降低成本，当然这样的前提是必须要保证产品的质量 6；以及发展高压直射成型技术，减小局部应力应变从而提高塑件的质量；注重节 能环保，保护环境；注重快速经济模具的 4 发展，缩短产品的生产周期；重视在材料的选择上尽量优质和相应先进的表面处理技术的运用 7。 课题研究内容 研究对象是 卫浴塑料架 。 注塑模具的设计步骤：塑件工艺性分析；主要从材料、几何形状、尺寸精度和表面粗糙度五个方面进行；分型面的确定。分型面指的是，模具上用来取出塑件和凝料的 可以将其 分离 出来 的接触表面 2；型腔的布局。型腔的数量一般是由注塑机的最大注射量和最大锁模力确定的；浇注系统的确定，包括有流道 （主、分） ，浇口 （本设计使用的是点浇口） 以及冷料穴；排气系统的设 计；型腔和型芯的结构设计；脱模机构的设计；模架尺寸和类型的确定；注塑机的选择和参数校核；模具温度调节系统的设置 1。 本设计的主要内容： （ 1） 测绘塑件的尺寸 ； （ 2） 熟练运用 合测绘的尺寸建立三维模型 ； （ 3） 熟悉模具设计的具体过程和相关原则 ； （ 4） 利用 件对最后设计出的模具进行装配图以及零件图等的绘制 ； （ 5）在 维软件中建立塑件的实体模型； （ 6）在 画出模具设计之后的装配图以及零件图； （ 7）编写毕业设计论文和相关报告。 这次我的毕业设计是通过对 卫浴塑料架 的塑料的模具设计及其 其他各成型零件的工艺设计，锻炼了我对塑料得制品设计及注射塑料工艺的选择能力、各种工艺的改进和解决、塑模结构改进能力，深刻的学习了各种三维和 维软件。 通过了这一次 卫浴塑料架 课题，我运用已学各种知识，独立进行塑模的研究，学会分析和解决 卫浴塑料架 塑模具出现的问题。这既是对我四年以来所学各方面知识的一次全面总结，也是一次提高自己综合能力和解决实际问题能力的机会，为以后在塑模等这类工作奠定了很好的基石。 5 第 2 章 卫浴塑料架 的 工艺性分析 述 本设计是以 卫浴塑料架 为例子 ，使用 制造模块中的模具型腔对塑件进行的模具设计，包括有收缩率，塑件元件，参考工件，滑块分型面，主分型面，型芯，型腔等等最后还进行了制模过程进行相关的检验。本章将 卫浴塑料架 的工艺设计分析，确定本文的 卫浴塑料架 材料收缩的性质和密度。通过三维体积计算 ,然后确定的 卫浴塑料架 腔数量及其布置，从而选择 卫浴塑料架 对应型号的注塑机和模具基架。 件分析 图 制品的三维立体图。该 卫浴塑料架 工件它的图上面可以见到，这个是生活中很好见到的塑件工件，使用在各个领域中，因为这个塑件制作是以 料为材料的，所以这 个模具的浇注系统应当是粗和短，熔料的时间不需要很长 ,结合零件的外表要求，模具采用侧浇口。这样确保了零件的精度 ,也能提高 卫浴塑料架 的效率和性能。从零件 大致可以将该塑件看成一壳体，有 四 个方向需要脱模，上下脱模，前后脱模，左右也需要脱模，如何将塑件脱模是现在最主要的问题 。 图 件三维 6 件材料的确定 件材料的选择 通过对 卫浴塑料架 零件使用环境与用量的考量，最终决定使用 料作为 卫浴塑料架 的材料。 的、没有任何味道，表面呈现略黄色，形成的塑料制件具有很强的强度， 它的密度是 的 收缩率为 间 。 它的流动性不是很强。 对于 般的打击不会使它变形的，并且，它的温度很缓慢变化的有良好的保温性和耐低温性。它而且有优秀的机械强度。和物理性能例如，一些酸，温度高低对它几乎没有影响，它的化学性能也非常优秀。 一般的材料比它在硬度方面有着良好的优越性。材料的吸水性很低。这个它的缺点也是显而易见的它不抗热，不适合连续工作，因为它连续工作温度为 70上下当它的温度超过 93时它的形状就 会发生变化。它在夏天因为紫外线很高特别轻易变的表面干硬从而使它干裂脆化。 料各项 的 性能 要特性 当 温度升高时它的粘度也随着升高，故而成型时它的压力也很高。它的塑料上的坡度应该要大一点，非常容易出现熔接痕的情况，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如侧边面厚度，和它的表面变化对于零件来说没有什么大的影响。在需求塑料制件要有很高的精度时，模具的温度要把握好大概 50到 60之间就好了。 术指标 表 2术 的 指标见下 2 密度 3/ ( ) 体积 31/ ( )v dm 水率 (24) 100 缩率 s 7 熔点 130 160 硬度 121 拉强度b 0 拉伸弹性模量1E 0 体积电阻率 ()V 0 弯曲强度w 0 热变形温度 t/c 0 108 冲击韧度 2()n 2()k 无缺口 261 3 103 缺口 11 件壁厚 卫浴塑料架 的平均壁厚为 厚是比较均匀的。 度 卫浴塑料架 精度不是固定不变的，它会受到各个其他方面的引导而变得和以前相比有很大的不同。注塑的环境温度等外部原因。和模具的结构也都会影响精密塑胶零件生产。精密塑胶 卫浴塑料架 的精度水平 ( 1978),使用 5 级的精度水平。 寸公差 卫浴塑料架 上其尺寸的精度公差：精密塑胶 卫浴塑料架 的精度水平 ( 1978),使用 5 级的精度水平。 浴塑料架 的 工艺参数 表 2射的工艺参数 8 浴塑料架 的体积计算 和 型腔 的分布 积 根据 卫浴塑料架 的测量 可得制件的体积为 V=图 积计算 9 量 根据 件的分析可得： 体积 =并由已知 密度 = g/可得： 质量 =虑 材料特性， 卫浴塑料架 的尺寸精度， 卫浴塑料架 的结构、生产成本和批量等等 各种因素，将模具型腔设计成一个模一腔。 卫浴塑料架 模具一次注射成型可加工 1 个 卫浴塑料架 塑件，塑件的总质量为： 1 型腔布局 型腔分部情况的不同也会影响到相应的脱模机构的选定、分型面的选定、流道的分部等等的变化。根据本设计来说， 卫浴塑料架 内部结构是比较复杂的，四面都有孔型结构，需要四面抽芯，所以采用一模一腔，为了节约成本也保证了 卫浴塑料架 平衡浇注系统的性能。 卫浴塑料架 型腔图： 图 腔分布图 10 模斜度 由于热胀冷缩的原理制作好的塑件经过冷却会变小，从而 使里面的零件相互挤压，挤压在一块抱住在一起，使成型后的零件不容易取出来，会损坏塑料制件。破坏成型的塑料制件。 为了能更好的从模具中取出塑件，在设计模具时要在取出塑件方向的平行内外表面更加的仔细。本设计采用 脱模角度 塑设备的选择 和 主要参数 的确定 浴塑料架 注塑 机的选择 因为这个 卫浴塑料架 是一次性
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