【毕业设计论文】套管的注射模设计 毕业设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 套管的注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 首先，本文介绍了模具的发展和现状以及模具在现实生活中的广泛应用。其 次，文章详细的对竖笛尾段进行了注射模的分析和设计。 设计中介绍了成型机中各个零件的选择。着重阐述了注射模具浇注系统的设 计；注射模具分型面的选择；注射模具侧抽芯机构的设计等。 对零件型腔的设计采用了哈夫分型，侧抽芯机构并做到一模两腔。还对型腔 进行了严格的计算。 文中还详细的阐明了零件应采用何种加工方案。特别是孔和孔系，提到了现 代技术中的特种加工。 最后总结了在本次设计中的收获。 关键词 注射模 哈夫分型 一模两腔 本科毕业设计说明书（论文） 第 I 页 共 I 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 II 页 共 II 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e T h e I n j e c t i o n M o u l d D e s i g n o f A b s t r a c t F i r s t o f a l l , t h i s p a p e r , t h e s t a t u s q u o a n d t h e d e v e l o p m e n t o f m o l d a n d d i e i n r e a l l i f e t h e e x t e n s i v e a p p l i c a t i o n . S e c o n d , t h e a r t i c l e d e t a i l e d t h e S h u d i E n d i a n I n j e c t i o n M o u l d w a s t h e a n a l y s i s a n d d e s i g n . D e s i g n o n t h e m o l d i n g m a c h i n e s i n v a r i o u s p a r t s o f c h o i c e . F o c u s e d o n i n j e c t i o n m o l d c a s t i n g s y s t e m d e s i g n ; I n j e c t i o n M o u l d t y p e o f c h o i c e ; I n j e c t i o n M o u l d s i d e c o r e p u l l i n g t h e d e s i g n . P a r t s o f t h e c a v i t y d e s i g n u s i n g t h e H o u g h t y p e , s i d e c o r e p u l l i n g b o d i e s a n d a c h i e v e a t w o - c a v i t y . C a v i t y a l s o c o n d u c t e d a s t r i c t c a l c u l a t i o n . W e n a l s o e x p o u n d e d i n d e t a i l w h a t p a r t s s h o u l d b e p r o c e s s i n g p r o g r a m m e . I n p a r t i c u l a r h o l e a n d h o l e s , r e f e r r e d t o t h e m o d e r n t e c h n o l o g y o f s p e c i a l p r o c e s s i n g . F i n a l l y , t h e p a p e r C o n c l u d e d t h e h a r v e s t o f t h e d e s i g n . K e y w o r d s I n j e c t i o n M o u l d H o u g h t y p e T w o c a v i t y i n o n e b l o c k 本科毕业设计说明书（论文） 第 III 页 共 III 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言1 1.1 塑料模具的现代及发展.1 1.2 塑料注塑模具的设计步骤.5 1.3 课题任务要求.7 2 方案分析与设计8 3 竖笛尾段的详细设计10 3.1 塑料注塑成型机的选择.10 3.2 注射模具分型面的选择.13 3.3 模具结构设计.14 3.4 注射模具浇注系统的设计.14 3.5 塑料注射模具的温度调节系统设计.20 3.6 注射模具成型零件和模体的设计.21 3.7 注射模具侧抽芯机构的设计.23 3.8 注射模具的顶出机构的设计.25 4 注射模加工工艺设计26 4.1 模具的加工.26 4.2 模板的平面加工.28 4.3 孔及孔系的加工.28 4.4 坯料确定.31 4.5 成型零件加工.31 结束语33 致谢34 参考文献35 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1 . 1 塑料模具的现代及发展 1 . 1 . 1 模具工业的概况 在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的 发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模 具有一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺 装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要 的作用，在国际上被称为“工业之母” ，对国民经济发展起着不容质疑的作用。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高 新技术产业的重要领域， 在欧美等工业发达国家被称为 “点铁成金” 的“磁力工业” ； 美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工 业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工 业发展的秘密” ，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿 日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过 了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%， 压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%1。 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料 问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快， 它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和 玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料2。 1 . 1 . 2 国外模具技术发展及目前水平 模具工业是国民经济的基础工业之一，是产品制造的重要工艺装备。模具产品是 工业制造的基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。用模 具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其 他加工制造方法所无法比拟。近十多年来，国外先进国家的模具技术水平飞速发展， 主要表现在以下几个方面： （1 ）在模具设计制造已普遍应用 C A D / C A M / C A E 技术。该技术的应用，能极大地 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 提高模具产品的设计水平、制造水平和分析测试水平。从而达到缩短生产周期提高产 品质量和精度，降低产品成本的目的。 （2 ）快速原型法和快速制模技术（R P M / R M T ）已得到广泛的应用。R P M一项集激 光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术，其突出特点就是能直接根据产 品的 C A D 数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品，而不需要任何工装 夹具，而迭加形成三维实体。 （3 ）模具专业化生产及标准化程度高 专业化生产是现代工业生产的重要特征之一，国外工业先进的国家模具专业化生 产已达 7 5 % 以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提，能系统提高整个模具行 业技术水平和经济效益的重要手段，是机械制造业向深层次发展必由之路。 （4 ）模具敏捷制造系统发展较快 目前国外先进国家的模具敏捷制造系统发展较快。这也是我国模具行业的近期发 展目标。另外，高速铣削加工、超精加工和复合加工技术、热流道技术等已在国外先 进国家得到了很好的应用。这些先进的技术的应用极大的提高了这些国家模具产品的 质量、精度。缩短了生产周期，提高了经济效益，提高了产品的竞争力。尽快吸收， 应用国外先进技术，是我国模具行业技术发展的一个方向。 表 1 国内外塑料模具技术比较 项目 国内 国外 注塑模型腔精度 0 . 0 2 m m 0 . 0 5 m m 0 . 0 0 5 m m 0 . 0 1 m m 型腔表面粗糙度 R a 0 . 2 0 m R a 0 . 0 1 m 0 . 0 5 m 非淬火钢模具寿命 1 0 万次3 0 万次 1 0 万次6 0 万次 淬火钢模具寿命 5 0 万次1 0 0 万次 1 6 0 万次3 0 0 万次 热流道模具使用率 总体不足 1 0 % 8 0 % 标准化程度 小于 3 0 % 7 0 % 8 0 % 中型塑料生产周期 2 个月4 个月 1 个月左右 在模具行业中的占有量 2 5 % 3 0 % 3 0 % 4 0 % 1 . 1 . 3 国内模具技术发展及目前水平 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与 国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既存在着高速迅猛发展的良好势 头，又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发 展的迫切要求。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模 具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。模具行业日趋大型化， 精度将越来越高。1 0年前，精密模具的精度一般为 5 ，现在已达 2 - 3 。 不久，1 精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加 工精度公差就要求 1 以下，这就要求发展超精加工。热流道模具在塑料模具中的 比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节 约制件的原材料，这项技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。国内热流道模具也 已经生产，有些企业已达 3 0 % 左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。随着塑料成 型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展 9 。 模具 C A D / C A M / C A E技术较广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 C A D / C A M / C A E 软件。电加工，数控加工在模具制造技术发展上发挥重要作用，部分骨干企业已开始 使用这一技术。 模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。优质模具钢的应用有教大进展，但应 用面还不够广泛。国内模具钢钢种不全，不成系列，多品种，精料化，制品化等方面 尚待解决。模具标准件生产水平和模具标准化程度有较大提高，但总体来说标准化程 度还太低，模具标准件生产规模还不够大，品种有待发展，质量有待进一步提高。所 以，今后我国模具工业的发展趋势是现代设计方法与工艺设计相结合，在模具的开发 和制造过程中，采用数控精密高效加工设备、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、 虚拟技术等先进制造技术，模具工业向着集团化、规模化方向发展，走出一条自主开 发模具的成功之路。 1 . 1 . 4 对国内模具发展的建议 （1 ）管理统一化、等级化 且不说国际上一些国家如何对模具产业进行管理，仅模具技术含量就比我国高出 一筹，这是不争的事实，造成这种局面的主要因素之一就是我国没有重视并严格要求 管理；同时，市场经济也是一个不利于产品质量提高的因素，而模具产业就是在这种 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 没有管理和市场经济条件下淤积而成的自由模式与自然模式，所以难免有些扭曲。如 果我们要想向世界高水准模具看齐，必须走改革之路。改革方案很多，适合我国国情 并有利于管理、有利于模具质量的提高即可。例如：我们可以向国外模具高水准的国 家学习，进行深入了解和研究，如果他们管理模式适合我国国情的发展，则可效仿其 经验，这样我们会少走许多弯路。 模具企业管理统一化，等级化的同时，其生产产品也应专业化、针对化，专业化、 针对化是指模具企业生产产品专业性、针对性要强，例如：某模具企业适合生产汽车 某部位零配件， 那么就专业生产这个部位的零配件， 不再涉及其它设备的零配件生产， 对号入座，才能作到完美结合，完美统一。专业化、针对化生产产品，根据市场 供需在很大程度上也受到国家调控。模具企业生产产品专业化、针对化减少了模具设 计、制造和原材料的购买费用，有利于成本的降低；长期生产同一种产品，熟练度容 易提高，有利于提高生产效率；同时，由于专业性操作时间长，技术人员更容易积累 专业知识，对模具的不良结构容易发现、改进，从而提高了产品质量。 （2 ）提高人才技术水平 有资料显示：由于技术人才的缺乏及其技术水准低下，目前，我国工业产品合格 率只有 7 0 % ，不良产品每年带来的经济损失近两千亿元。这个触目惊心的数字反映 了技术的重要性。模具行业情况更是如此，我们知道，模具生产出的产品多数是用在 机器设备的首脑部位，如汽车的发动机等。一流的模具产品，需要一流的模具来生产， 一流的模具质量，需要一流的技术来制造；二战后，日本、德国等国家开始重视工业 的发展，同时，他们也看到工业的发展技术的重要性，他们纷纷在技术领域加大投资， 由于重视技术，日本和德国工业产品质量一度处在世界领先地位，二十世纪七、八十 年代国际对工业产出最高质量的口头禅： “日本造、德国造” ，它们成为标榜质量的象 征。如今，他们仍是技术量高水准我们也可拟定自己的管理模式，例如：对模具企业 实行管理统一化、等级化。管理统一化就是国家建立专门的模具产业管理机构，把模 具行业统一管理起来，其职能包括：对模具企业的管理、模具市场的管理、模具零配 件的管理、模具技术人才的管理等；等级化就是依据规模、设备状况对现有的模具企 业进行分类，从一类到三类不等，三类后，可设编外模具企业。一类模具企业为 最高，主要生产国家最高质量要求的高技术、高科技、高标准和高精密设备的零配件， 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 如：飞机、航天飞机、宇宙飞船等航天设备，还有要求最高质量的动力机器和同等质 量的加工机械。二类模具企业主要生产较次之一类企业水准的机械零配件，如：汽车、 航海设备和具有相同质量要求的动力机及加工机械设备。三类模具企业主要生产有一 定精度、一定质量要求的机器零配件，如电器、普通机动车等，编外模具企业主要生 产质量要求不高的日常消费动力、非动力设备的零配件，主要对准大众消费市场小商 品等，一、二、三类模具企业根据实力和规模无论是国企或私企都可入选，入选后， 根据国情按国家调配生产，对设备有欠缺的国家应给予扶持。实行管理统一化、等级 化有利于模具的研究和研讨会的开展；有利于相关管理制度的制定与实施，有利于模 具标准化、国际化，并很好的与国际模具市场接轨，有利于技术人才的培养和调配， 有利于质量的提高。的领跑者，他们的工业产品出口世界各地，成为工业与经济发展 的支点，这些无不说明技术的重要性。要想加强我国技术人才队伍，提高技术人才技 术含量，首先要求国家重视技术人才。加大对技术领域建设和技术人才的投资力度， 增开高质量的模具技术人才培训机构，加大、加深对技术人才的培养和再深造。提高 技术人才的社会地位、经济地位、福利待遇。 1 . 2 塑料注塑模具的设计步骤 1 . 2 . 1 塑料件的工艺性分析 本课题是对竖笛尾段的注塑模设计。首先对实体竖笛中段进行测绘，并对塑件的 使用性能和结构要求有一个基本的了解。看塑件的结构是否满足塑件结构的工艺性 能。如图 1 竖笛尾管零件图。 图 1 竖笛尾管零件图 1 . 2 . 2 竖笛尾段材料的选择 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （1 ）塑料的突出性能 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 2 . 2 范围内，在众多的材料中只比木材的相对密 度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。 塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性很高，其耐腐蚀性仅次 于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能。 （2 ）塑料材料的选择 竖笛选择的材料为聚丙烯（P P ） 。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常 温下可弯折 1 0 6次而不损坏。表面有良好的光泽并且具有优良的耐腐蚀性，良好的高 频绝缘性，不受湿度影响。聚丙烯注塑成型工艺性好，生产效率高，且价格便宜。 1 . 2 . 3 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应从绘制装配图入手，根据塑件的具体情况，经过认真思考、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。 （1 ）确定分型面的位置及结构形式 分型面是模具用以取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。确定模 具的分型面是模具设计中的重要环节。必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面 作为基本原则，并全面考虑塑件的外观质量要求、位置及尺寸精度要求、脱模方式、 浇口形式以及排气条件等其它便于加工的因素。 （2 ）确定浇口的位置及结构形式 浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、 物理性能和成型效率。一个好的浇口可以使塑料快速均匀及更好的单方向性流动 并且有着合适的浇口凝固时间。 （3 ）确定成型零件的结构形式及安装方法 成型零件的结构是注塑成型的核心部位，它直接影响塑件的质量、加工的难易程 度。选择合理的成型位置、结构形状，就是在现有的设备状况下，基本满足技术上的 需要，易于加工、易于修改和维修。 （4 ）选择成型设备 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此设计模具时，应详 细地了解注塑机的技术规范，以及注射模与设备相关部分。 注意以下几点： （a ）根据注塑机的最大注射量来确定模具所允许的型腔数目 N ； （b ）注塑机的最大注射压力应等于或大于塑件成型所需要的注射压力； （c ）注塑机的锁模力必须大于模具在模腔压力作用下产生的开模力； （d ）注射机的定位孔直径、喷嘴孔径及喷嘴球半径尺寸应与模具配套； （e ）模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，以保证模具能安装到注射机工 作台面上； （f ）模具的闭合高度应在注射机的最大闭合高度和最小高度之间； （5 ）侧抽机构确定 根据塑件塑件上有侧向孔、侧向凸凹、侧向的凸台选择合适的侧抽机构。 （6 ）顶出机构确定 定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完 全清除了平行方向上的障碍，这时顶出机构在注塑机顶杆的驱动下将成型塑件从动模 中顶出。 （7 ）确定温度调节方式 模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量，以及塑件 的生产效率，因此是模具设计中的一项重要工作。为了取得良好的模具温度，要合理 地进行冷却水道总体布局。 1 . 2 . 4 对零件进行三维造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的三维造型设计。工程图尽量按 1 ：1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、及其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分的暴露出来，经过改正修订后， 描清并正式编号，标出模具的外廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 1 . 3 课题任务要求 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本课题是竖笛尾段注塑模的设计。要求对竖笛中段进行测绘，并完成其 C A D 三维 造型设计。竖笛尾段注塑模要求一模两腔，并能自动脱模，实现自动化。完成该注塑 模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及模具全 部零件以及模具装配的三维设计。 2 方案分析与设计 竖笛尾段具有通孔，需有型芯，且上面小下面大，不均匀。成型模具还需采用哈 夫分型等成型结构。下面对模具结构方案进行分析论证。 注射模方案一（见图 2 ） ，注射模方案二（见图 3 ） 。根据比较注射模方案二结构 更紧凑，对哈夫分型的合模力较大减小哈夫分型面的接缝间隙，使制品的外观更加美 观。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 装配图方案一 图 3 装配图方案二 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 竖笛尾段的详细设计 3 . 1 塑料注塑成型机的选择 3 . 1 . 1 注塑成型机类型与结构 注塑机按结构形式可分为几种类型： （1 ）立式注塑机：它的注射装置垂直装设，并与锁模机构移动方向成一条轴线。 优点：占地面积小，拆装模具方便，易于安放嵌件等。 缺点：塑件推出后需由人工取出，不易实现全自动操作。 （2 ）卧式注塑机：它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈一条直线并水平排列。 优点：机身较低，利于操作和加料，可实现全自动操作，机床因重心低而稳定。 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 缺点：模具装拆与嵌件安放都比较麻烦，机床占地面积较大。 （3 ）直角式注塑机：其注射装置轴线与锁模机构轴线相互正交垂直。 优点：结构简单，便于自制，适于一模仅成型一件，而中心部位不留有浇口痕迹， 适用于带有自动回转脱螺纹机构的模具。 缺点：占地面积介于立式和卧式两者之间，注射量的提高也受到限制。 塑料注射机不论任何形式，均有以下主要装置组成： （a ）注射装置：它的主要作用是使固态的塑料均匀的塑化成熔融状态，并以足 够的压力和速度将融料注入模腔中。它的主要部件有：料筒、料筒加热器、料斗、计 量装置、螺杆、螺杆的驱动装置、喷嘴及其驱动装置。 （b ）合模机构：它的主要作用是保证成型模具有可靠的开合动作。因为在注射 过程中进入模腔中的融料有较高的压力，这就要求合模装置给予模具足够的夹紧力、 即锁模力，防止模具在融料高压力下推开。它的主要部件有：机架、定动模板、拉杆、 合模油缸及肘节。 （c ）顶出装置：它的作用在开模到一定距离后，驱动模具的顶出装置，将部件 从模具中顶出。 （d ）机械和液压传动及电气控制系统：注射成型是塑料塑化、模具闭合、压力、 温度调节、注射入模、保压、制品固化定型、开模、顶出塑件等多道工序连续准确的 发生过程，这些连续动作都是由机械和液压传动及电气控制的。 工作前，模具分别安装在定模及动模上，由锁模装置合模并锁紧。塑料加入料筒， 加热、塑化并将熔融的塑料注入模具中，在模具温度调节系统的冷却作用下塑件成型 冷却固化，由锁模机构开锁，由顶出装置顶出塑件。 3 . 1 . 2 注射机的选择及计算 （1 ）注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚苯乙烯时在对空注射条件下，注射 机螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定的程度上注射机的注射能力，标志 着注射机成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积( 质量) 和模孔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积， 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 再加上浇注系统中主流道、 分流道、 浇口、 冷料穴的体积， 即是一模塑料的总体积 V m 。 m V 0 . 8 z V 式中 m V 成型零件与浇注系统体积总和，c m 3 ； z V注射机最大注射容量, c m 3 ； 通过 P R O E 软件计算出单个零件的体积为 5 . 1 c m 3 ，浇注系统体积为 2 . 8 c m 3 。 估算： m V = 2 5 . 1 + 2 . 8 = 1 3 c m 3 （2 ）最大成型面积 最大成型面积是指塑料在模具分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说在 模具成型时，布局在模具成型面上的塑件机浇注系统的总投影面积 S ，只有小于这个 数据时才能正常可靠的注射。 S= 2 2 3 . 1 4 3 = 3 7 . 6 8 c m 2 （3 ）模具的闭合高度 注射机动压板的最大行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定着 所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合下 列的要求： 小 HH 大 H 式中 小 H注射机允许的最小高度 H 注射模的实际闭合高度 大 H注射机允许的最小高度 H= 2 0 + 1 5 + 6 5 + 4 0 + 4 0 + 1 5 + 2 5 + 2 0 = 2 4 0 m m （4 ）模体的截面尺寸 可安装的注射模外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的空间距，因此注 射模具的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆空间距，才能将注 射模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺 栓孔，也应与注射机压板上的标准孔一致。 （5 ）模具的顶出 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注射机的顶出装置通常有中心杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔， ，以便 于注射机顶杆通过。 （6 ）定位环与浇口套 定位环是将定模部分装入注射机压板的定位对中装置，应与注射机的定位孔采取 动配合的连接方式，以保证模具体对中。 图 4 模架型号 综合考虑以上条件，注射机选择 A 1 型 2 0 0 型号。 3 . 2 注射模具分型面的选择 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上分型面的形状有平面式分型面、 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 斜面式分型面、阶梯面式分型面和曲面式分型面。 3 . 2 . 2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：a ) 尽量使塑件在开模后留动、下模边；b ) 保证塑件外 观和质量要求；c ) 要确保塑件的精度要求；d ) 便于实现侧向分型抽芯动作；e ) 分型面 有利于排气；f ) 有利于塑件脱模；g ) 考虑溢边对塑件的影响；h ) 考虑对设备合模力的 要求；i ) 考虑脱模斜度的影响。 3 . 2 . 3 分型面的选择 由于竖笛尾段的上面有一个圆形小孔，采用最普遍的直导柱侧抽芯注塑模。根据 对竖笛中段模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择以轴心为基准平行的平面为 分型面。 图 5 分型面选择图 3 . 3 模具结构设计 模具结构设计在方案和详细设计计算的基础上采用三维 C A D 系统进行具体设计。 目前的 C A D软件很多，如工程图设计普遍采用的二唯 A u t o C A D ，功能强大的三唯设计 加工软件 U G 、P r o / E n g i n e e r 等，还有易学易用的 C A X A 等。由于实际时间限制，设计 中采用了 P R O E作为设计工具。设计采用自上而下、上下结合的设计方法。首先根据 模具结构方案进行各主要零件的三唯造型和设计，然后进行装配体装配设计，在装配 设计过程中发现的干涉碰撞等结构问题再进行修改，最后完善零件的设计。 3 . 4 注射模具浇注系统的设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 4 . 1 注射模具浇注系统的组成及其设计原则 注射模具的浇注系统由主流道， 分流道，浇口，冷却穴等部分组成. 主流道：从 注塑机喷嘴与模具接触位起，到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输 往分流道。分流道：介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是 将主流道送来的塑料分配后，输往各个浇口。浇口：连接分流道与型腔之间的一段细 短通道。冷却穴：一般在主流道的末端设置，以装纳冷却头。在注射模具设计中对浇 注系统进行合理的布局和形式的选择是一个重要的环节。在设计注射模具的浇注系统 时应注意以下几项原则： （1 ）确保塑料充满整个型腔； （2 ）保证塑料熔体流动平稳； （3 ）应尽量减短流程； （4 ）流道表壁的粗糙度要低； （5 ）防止制品变形和翘曲； （6 ）防止型芯变形和嵌件位移； （7 ）去除浇口应尽量方便，且不影响制品质量； （8 ）合理设计冷却穴。 3 . 4 . 2 注射模具主流道的设计 主流道是从注塑机喷嘴与模具接触位起，到分流道为止的这一段流道。作用是负 责将塑料熔体输往分流道。主流道常设在模具的中心位置，模腔内的塑料就以模具的 中心进行对称平衡布局。由于主流道与注射机反复接触、碰撞，一般都不将主流道直 接开在定模板上，而是将其单独设在一个衬套中，然后将衬套镶入模板内，此衬套称 为浇口套。 （1 ）主流道的设计原则 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 6 主流道图 （a ）主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成球面凹坑。通常主流道进口端凹坑 的球面半径 S r要比喷嘴球面半径 S r大 1 m m 2 m m , 凹入深度约 5 m m ，为了补偿主流 道与喷嘴的对中误差，主流道进口端的直径 D 应比喷嘴出口直径 d 大 0 . 5 m m 1 m m ； （b ）主流道的锥角取 2 4 ，对流性差的塑料可增加大到 6 左右； （c ）主流道表壁的表面粗糙度取 R a 0 . 8 R a 0 . 4 ； （d ）主流道出口端应与分流道之间呈圆滑过渡，过渡角 R 为 0 . 3 m m 3 m m ； （e ）浇口套与安装孔应为过渡配合； （f ）浇口套与定模板之间的连接力必须足够； （g ）采用定位圈定位法. 定位圈与定位孔的配合长度：中小型模具 8 m m 1 0 m m , 大型模具 1 5 m m 左右。 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）浇口套的设计 注射机 X S - X - 6 0的喷嘴球半径为 1 2 m m ，喷嘴孔径为 4 m m . 所以要使浇口套端面 的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凸球面半径取 1 3 m m ，圆锥孔的小端直 径则大于喷嘴口内径，取 5 . 5 m m。 图 7 浇口套 3 . 4 . 3 注射模具分流道的设计 分流道是介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是将主流 道送来的塑料分配后，输往各个浇口。 （1 ）分流道的设计要点 （a ）制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （b ）成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 分流道截面 要大一些； （c ）分流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴； （d ）使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合； （e ）保证熔体迅速而均匀地充满型腔； （f ）分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小； （g ）分流道要便于加工及刀具的选择； 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （h ）分流道每一节流道要比下一节流道大； （2 ）分流道的设计 竖笛尾段的注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。所谓平衡式布置 就是将通往各个型腔的分流道的断面形状、大小及分流道长度都取作一致以保证各个 型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比 圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。 3 . 4 . 4 注射模具浇口的设计 浇口是连接分流道和型腔的桥梁，是浇注系统的终端。一般这段很短的通道截面 积很小，这样可以增加物料的充模流速，产生摩擦热或增大剪切速率来提高流动性， 控制浇口封闭时间，降低模塑周期，易于平衡各型腔的进料速度，尤其是使平衡式分 流道达到各浇口同时进料，容易与塑件断离，因此它是浇注系统的关键部位。 （1 ）浇口的基本类型 （a ）直接浇口 直接浇口是熔融塑料从直流道直接注入型腔的最普通的浇口，又称主流道型浇 口，广泛应用于单型腔模具。 （b ）侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，由塑件侧面进料。广泛使用于一模多腔，适用于成 型各种形状的塑件，浇口去除方便。 A A - A 放大 A 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 8 侧浇口 （c ）扇形浇口 扇形浇口是矩形侧浇口的一种变异形式。它能使塑料充模时横向得到更均匀的分 配，降低制品的内应力和带入空气的可能性。常用来成型宽度较大的薄片状制品。 （d ）轮幅浇口 轮幅浇口又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口 容易去除和节省材料。 （e ）圆盘浇口 圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形制品。此类型浇口适用同心 且尺寸的要求严格及不容许有熔接痕生成的塑料制品。 （f ）环状浇口 使用环状浇口熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动然后熔料向下流动充 填模具。其进料均匀，流速大致相同，空气容易顺序排出，同时避免了侧浇口的型芯 对面的熔结痕。主要用于圆筒形制品或中间带有孔的制品 （g ）薄膜浇口 薄膜浇口与环状浇口类似但用于平直边缘的塑件。薄膜浇口适用于既平坦及大 面积、且翘曲要保持最小的设计。它能使物料在平行流道内均匀分配，以较低的线速 度呈平行流均匀地进入型腔，降低了制品的内应力，减少了因取向而产生的翘曲。 （h ）护耳浇口 护耳浇口就是小浇口加护耳。它可以避免喷射现象，降低速度，均匀地进入型腔， 确保制件质量。通常应用于平板状且薄的成型品以降低型腔內的剪应力。 （i ）点浇口 点浇口是一种断面尺寸很小的浇口。它能自行切断，无需修剪浇口，生产效率高。 单腔模多腔模均适用。断离后的点浇口凝料可以由手工取出或靠点浇口自动脱落机构 脱模。 （j ）潜伏式浇口 浇口位置一般选择在制品侧面不影响外观的地方，开模时浇口自动切断。 （2 ）浇口的选择 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本模具要求一模两腔，因此选择点浇口。可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周 期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口位置在分型面上，浇口截面 位置简单，容易加工，且注射效率高 3 . 4 . 5 冷料穴和钩料脱模装置 料穴设置在主流道的末端。它的作用是用来存储注射间歇期间，喷嘴前端由散热 造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并缓慢流速 度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。 推板式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出 机构联动。 3 . 5 塑料注射模具的温度调节系统设计 3 . 5 . 1 塑料注射模具的温度调节系统的重要性 模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量，以及塑件 的生产效率，因此是模具设计中的一项重要工作。 塑料品种不同则对于模具的温度要求也不同。总要求是，使模具温度达到适宜制 品成型的工艺条件要求， 能通过控温系统的调节， 使模腔各个部位上的温度基本相同； 在较长时间内，即在生产过程中的每个成型周期中，模具温度应均衡一致。 3 . 5 . 2 塑料注射模具冷却系统的设计原则 （1 ）合理地进行冷却水道总体布局； （2 ）合理确定冷却水道与型腔表壁的距离； （3 ）考虑和利用模具材料的导热性； （4 ）应加强浇口处的冷却； （5 ）控制冷却水入口处的温度差尽量小； （6 ）应使冷却水道中的水呈湍流状态流动； 3 . 5 . 3 过滤网注射模具的冷却系统设计 根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级 式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基 本形式有六种，由于过滤网为薄壁零件，且零件体积不是很大，所以热传递的热量也 不是很大，这里选用的是简单流道式。 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 6 注射模具成型零件和模体的设计 3 . 6 . 1 注射模具型腔的结构设计 （1 ）型腔的结构形式 （a ）整体式 型腔由整块材料构成，牢固、不易变形、塑件质量好。适用于形状简单或形状复 杂但型腔可用电火花和数控加工的中小型塑件。 （b ）整体嵌入式 型腔由整块金属材料加工成并镶入模套中，型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转 体，更换方便，适用于塑件尺寸较小的多型腔模具。 （c ）局部镶嵌式 将型腔中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中，使得易磨损镶件部分易加工易更 换。 （d ）大面积镶拼式 型腔由许多拼块镶制组合而成，满足了大型塑件凸凹形状的需求，便于机加、维 修、抛光、研磨、热处理以及节约贵重模具钢材，广泛应用于大型塑件上。 （e ）完全组合式 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的 型腔。它的特点是，便于加工，便于 抛光研磨局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不易加工的型腔或成型大面积 塑件的 大型型腔上。 竖笛尾段的型腔部分不是很复杂，只有一个型芯。这里选用整体镶入式型腔。 3 . 6 . 2 注射模具型芯的结构设计 型芯的结构形式大体有：整体式；整体组合式；局部组合式；完全组合式。 本模具选择的是整体组合式。整体组合式就是将主体型芯镶嵌在模板上面固定而 成。它加工简单，易修复更换，也有很高的强度和刚度。 3 . 6 . 3 注射模具成型零件的尺寸确定 （1 ）型腔尺寸计算 型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的 1 / 2 ，取负 偏差，再加上- 1 / 4 的磨损量，而型芯深度则再加上- 1 / 6 的磨损量，这样的型腔的 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 计算尺寸的表达如下。 （a ）型腔的径向尺寸的计算式： 0 D = + + 00 75. 01）（SD （3 . 1 ） 式中 0 D 型腔的最小基本尺寸； 0 D塑件的最大基本尺寸； S塑件的平均收缩率，S = 0 . 0 0 5 ； 塑件的公差，取 7 级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取。 根据（3 . 1 ）式计算各型腔的各径向尺寸： （b ）型腔的深度尺寸的计算公式： + += 000 67. 01）（SHH （3 . 2 ） 式中 0 H 型腔深度的最小尺寸； 0 H塑件的最大基本尺寸； 其余符号与（3 . 1 ）相同。 根据（3 . 2 ）式计算得型腔的各深