【毕业设计论文】进水阀盖注射模设计-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: 进水阀盖注射模设计 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 本论文根据工程实际的需要完成进水阀盖注射模设计。在设计中采用 A B S塑 料注射成型, 成型方式为一模两腔, 该论文具体分析了产品的工艺性, 确定了所采 用塑料的工艺参数和所采用的成型设备, 确定了模具制作的总体方案, 分析并解决 了模具的总体结构和各工作部分的具体结构, 并进行了一些必要的尺寸计算和强 度的校核。该论文还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析 设计，完成了模具三维模型和工程图设计，最后进行了 零件加工工艺设计，圆满 完成了模具设计所要求的各项工作。 通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系， 掌握了应用 P r o / E n g i n e e r 进行塑料模具的设计方法和技巧，熟悉了工程应用设 计。 关键字：注射模 成型 工艺设计 工程设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 47 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 5 页 共 47 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 D e s i g n o f P l a s t i c I n j e c t i o n M o u l d o f J i n s h u i f a g a i A b s t r a c t T h e p l a s t i c i n j e c t i o n m o u l d o f j i n s h u i f a g a i b a s e d o n p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g w a s d e s i g n e d . I n t h e d e s i g n t h e p l a s t i c i n j e c t e d a n d f o r m e d w i t h A B S , a n d t h e r e w e r e t w o c a v i t i e s i n t h e m o u l d . T h e t e c h n o l o g y o f m a n u f a c t u r e p a r t i c u l a r l y w a s a n a l y z e d . T h e t e c h n o l o g y p a r a m e t e r o f t h e p l a s t i c , t h e f o r m i n g m e t h o d , f o r m i n g e q u i p m e n t i n t h e c o u r s e o f u s i n g t h e m o u l d a n d t h e c o l l e c t i v i t y b l u e p r i n t o f m o u l d d e s i g n w e r e c o n f i r m e d . T h e c o l l e c t i v i t y s t r u c t u r e o f t h e m o u l d a n d t h e p a r t i c u l a r s t r u c t u r e o f a l l t h e w o r k s e c t i o n w e r e a n a l y z e d a n d r e s o l v e d . E s p e c i a l l y , s i d e - l o o s i n g c o r e a n d c o n s t i t u t e c o r e s s t r u c t u r e , c o n d u c t s s o m e n e c e s s a r y d i m e n s i o n c a l c u l a t e a n d i n t e n s i o n i n s p e c t w e r e a d o p t e d . T h e i r r i g a t e s y s t e m 、s h u c k i n s t i t u t i o n a n d t e m p e r a t u r e a d j u s t s y s t e m w e r e a l s o d e s i g n e d . T h e t r i a x i a l i t y m o d e l s a n d t h e s c h e d u l e d r a w i n g s o f t h e m o u l d w e r e d o n e . A l l t h e w o r k o f t h e m o u l d d e s i g n w a s f i n i s h e d . T h r o u g h t h i s d e s i g n , t h e k n o w l e d g e o f m o r e b a s i c a n d s p e c i a l t y w a s s y n t h e t i c a l l y a p p l i e d . T h e s y s t e m o f k n o w l e d g e w e l e a r n e d w a s i n t e n s i f i e d . T h e m e t h o d s a n d s k i l l s o f d e s i g n i n g p l a s t i c m o u l d w i t h P r o / E n g i n e e r w e r e m a s t e r e d , t h e d e s i g n o f e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n w a s k n o w n w e l l . K e y w o r d s P l a s t i c i n j e c t i o n m o u l d , F o r m i n g , P r o c e s s d e s i g n , E n g i n e e r i n g d e s i g n 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，日本称模具工 业是“进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度, 当今“模具就是经济效 益”的观念已被越来越多的人所接受。我国模具行业也经过由小到大、由弱变强的发 展过程。2 0 年来，模具水平有了较大提高。据不完全统计, 中国模具工业以年均 2 0 % 的速度持续快速增长。截止 2 0 0 6 年年底, 中国模具销售额达 7 2 0 亿元, 跃居世界第三。 随着塑料工业的不断发展, 塑料模具占模具总量的比例逐渐提高。2 0 0 0年中国塑料模 具产值约 1 0 0亿元人民币, 2 0 0 6年已发展到 3 0 0多亿元人民币, 年均增长率超过 2 1 % , 高于模具行业总体发展速度。塑料模具的发展潜力是不可低估的，我国模具总量虽然 已位居世界第三, 但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家, 模具 商品化和标准化程度也低于国际水平。现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进 行综述 1 。 1 . 1 模具工业的现状及发展趋势 1 . 1 . 1 我国模具工业的现状 在大型模具方面已能生产 4 8 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6 . 5 k g 大容量洗衣机 全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生 产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限 公司和烟台北极星 I . K 模具有限公司制造的多腔 V C D 和 D V D 齿轮模具，所生产的这类 齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采 用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿 形要求。还能生产厚度仅为 0 . 0 8 m m的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗 挤出模等。 注塑模型腔制造精度可达0 . 0 2 m m 0 . 0 5 m m 表面粗糙度R a 0 . 2 m 模具质量、 寿命明显提高, 非淬火钢模寿命可达 1 0万次3 0万次, 淬火钢模达 5 0万次1 0 0 0万 次, 交货期较以前缩短, 但与国外相比仍有较大差距 2 。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模 机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青 岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2 9英寸3 4英寸电 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C - M O L D气辅 软件， 取得较好的效果。 如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。 热流道模具开始推广，有的厂采用率达 2 0 % 以上，一般采用内热式或外热式热流道装 置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有 世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 1 0 % ，国 外的 5 0 % 8 0 % 相比，差距较大。 在制造技术方面，C A D / C A M / C A E技术的应用水平上了一个新台阶，国内陆续引进 了相当数量的 C A D / C A M 系统，如美国 E D S 公司的软件 U G - 、美国 S O L I D W O R K S 公司的 S O L I D 2 W O R K S软件、美国 C V公司的 C A D D S 5软件、美国 S D R C 公司集成化软件、美国 P T C 公司的 P r o / E n g i n e e r 、日本 H Z S 公司的 C R A D E 、以色列 C I M A T R O N 公司的三维软件 C I M A 2 T R O N 、法国 M A T R A 2 D A T A V I S I O N 公司的集成化软件、英国 D e l t a c a m 公司的 D O C T 5 及澳大利亚 M O L D F L O W 公司分析软件 M F 。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金， 但在我国模具行业中，实现了 C A D / C A M 的集成，并能支持 C A E 技术对成型过程，如充 模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 C A D / C A M技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 C A D / C A M系统有了很大发展， 主要有北航华正软件工程研究所开发的 C A X A系统、华中理工大学开发的注塑模 H S C 5 . 0 系统及 C A E 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用 且价格较低等特点，为进一步普及模具 C A D / C A M 技术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如: P 2 0 、3 C r 2 M o 、P M S 、S M 、S M 等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。 塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的 商品化的热流道系统元件。 但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 3 0 % 以下， 和国外先进工业国家已达到 7 0 % 8 0 % 相比，仍有很大差距 3 。 1 . 1 . 2 模具工业的发展趋势 据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑 料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业 的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、 长寿命塑料模具的发展将高于其他发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类 高档模具在市场上的份额也将逐步增大。 建筑业的快速发展， 使各种异型材挤出模具、 P V C塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽 车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将 高于总平均水平; 以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量 巨大; 家用电器行业的发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需 求很大; 而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将 有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将: （1 ）模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生 产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、 设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展； （2 ）模具 C A D / C A E / C A M / P D M正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方 向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代； （3 ）模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放 在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短； （4 ）大力提高开发能力，将开发工作尽力往前推，直至介入到模具用户的产品 开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发，变被动为主动。以及“你给我 一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势； （5 ）随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺 的现象已有了很大变化。在某种意义上说： “模具是一种工艺品”的概念正在被“模 具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装 不配”的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这 不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一 趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比 例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高； （6 ）高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将 不断得到发展 4 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 . 2 塑料模具的生产过程 1 . 2 . 1 塑件的工艺性分析 本课题是对实体进水阀盖注射模设计。首先对实体阀盖进行测绘，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。 进水阀盖是对水流控制的装置。在使用过程中受到一定的力。经分析其工艺性，其厚 度足以满足其机械强度，并在适当位置设有加强筋，增加了注射模的刚度和强度，且 节省了材料。塑件上的各种形状的孔，开设在不减弱进水阀盖机械强度的位置，节省 了材料。总言之，该进水阀盖具有良好的结构工艺性。 1 . 2 . 2 进水阀盖的材料选择 （1 ）塑料是一种高分子材料，在珠江三角洲地区一般又称为塑胶。由于塑料具 有质量轻、绝缘性好、抗腐蚀性好、减摩性好、吸震性好、无噪声、易成型等诸多优 点，顾在工业生产中已被广泛用来代替金属材料制造机械零件或日常生活用品，而用 做工业制品的塑料，特称为工程塑料。 （2 ）进水阀盖选用 A B S 塑料成型， A B S 树脂是丙烯腈（A ） 、丁二烯（B ）和苯乙 烯（S ）三种单体的共聚物，A B S 树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又 增加了弹性、强度（丁二烯的特性） 、耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能） ，且表面 硬度高、耐化学性好。A B S无毒、无味，原料易得，价格便宜，使之成为进水阀盖的 首选材料 5 。 1 . 2 . 3 模具结构设计草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图入手， 根据塑件的具体情况， 经过认真考虑、 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 ）选定分型面 选择分型面应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形式、脱模方式、 嵌件位置以及排气条件、易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑。 （2 ）确定型腔的布置 型腔的布置实质上是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕， 浇注系统的走向和类型便已确定。冷却系统和推出机构在配置型腔时也必须给予充分 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 的注意，若冷却管道布置与推杆孔、螺栓孔发生冲突时要在型腔布置中进行协调，当 型腔、浇注系统、冷却系统、推出机构的初步位置决定后，模板的外形尺寸基本上就 已确定，从而可以选择合适的标准模架。 （3 ) 确定浇注系统 浇注系统的平衡及浇口位置和尺寸是浇注系统的设计重点。浇口位置则是在保证 塑件表面不受损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排 气方法等，使注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注塑料。 （4 ）确定脱模方式 在确定脱模方式时首先要确定制品和流道凝料滞留在模具的那一侧，必要时要设 计强迫滞留的结构（如拉料杆等），然后再决定是采用推杆结构还是推件板结构。特 别要注意确定侧凹制品的脱模方式，因为当决定采用侧抽芯结构时，模板的尺寸就得 加大，在型腔配置时要留出侧抽芯机构的位置。 （5 ）冷却系统和推出机构的细化 为了能使达到较好的冷却效果，冷却系统设计应先于推出机构。 冷却系统和推 出机构的设计同步进行有助于两者的很好协调。 （6 ）确定凹模和型芯的结构和固定方式 采用镶块式凹模或型芯时，应合理地划分镶块并同时考虑到这些镶块的强度、可 加工性及安装固定。 （7 ）确定排气方式 由于在一般的注射模中注射成形时的气体可以通过分型面和推杆处的空隙排出， 因此注射模的排气问题可以不考虑。 （8 ）校核模具与注塑机 模具与注塑机必须配套使用，根据塑件的具体情况，先选择注塑机并进行模具设 计。成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是在于注射方向相垂直的 最大投影面积。根据这两个参数及可选用合适的成型设备。在选用时，成型设备的两 个参数应略大于这个模具所用塑料的体积以及他的投影面积，只有这样才能顺利成 型。 其次还应注意以下几点： 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （a）测算核实模板所受注射压力应小于注塑机的锁模力； （b）模具的闭合高度应在注塑机的最大闭合高度和最小高度之间； （c）模体外形尺寸应能从注塑机的拉杆空间安装； （d）应了解注塑机的定位孔直径、喷嘴孔径及喷嘴球半径尺寸，使模具与之配 套； （e）模具采用的顶出方式应适应注塑机的顶出方式和顶出距离，注塑机的模板行 程应满足在开模时能去除塑件时所需要的距离69。 1 . 2 . 4 对零件进行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造型设计，零件图的绘制顺序 应按照，先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。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，必须严格按比 例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 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暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 1 . 3 课题任务要求 本课题是进水阀盖注射模的设计。要求对进水阀盖实物进行测绘，并完成其 C A D 三维造型设计。进水阀盖注射模要求一模两腔，并能自动脱模，实现自动化。完成进 水阀盖注射模具方案设计和相关设计计算，注射模具装配设计，模具成型零件 C A D 三 维造型设计，以及完成全部零件及装配图纸设计。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 方案分析与设计 进水阀盖是具有侧孔的非对称工件，如图 2 . 1 。根据塑料件的结构特点，成型模 具需采用侧向抽芯成型结构， 通过筛选， 具体考虑了两套模具结构方案进行分析论证。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 进水阀盖 2 . 1 设计方案一 方案一动模板与动模板座固定在一起， 如图 2 . 2 所示。 侧型芯 7 安装在滑块 6 内， 挡块 4 起锁紧作用。开模时，从处分型，斜导柱 5 带动滑块 6 滑动，滑块带动 侧型芯 7 水平移动，抽芯动作完成。工件将留在定模部分，不利于工件出模。 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 - 定模板座；2 - 固定螺钉；3 - 定模板；4 - 挡块；5 - 斜导柱；6 - 滑块；7 - 侧型芯 图 2 . 2 注射模方案一 2 . 2 设计方案二 方案二为定模固定板与定模板不用固定螺钉固定，如图 2 . 3 ，模具注射成型完成 后，由于弹簧 7和开闭器 8的作用，模具先从- 分型面打开，定模斜导柱 3带动 滑块 5 抽出侧面型芯 6 ，随着动模继续运动，由于定距螺杆 9 的限制，模具沿主分型 面- 分开，工件在顶杆的作用下被顶出型腔，达到自动脱模的效果。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 - 定模板座；2 - 定模板；3 - 斜导柱；4 - 挡块；5 - 滑块；6 - 侧型芯； 7 - 弹簧；8 - 开闭器；9 - 定居螺杆； 图 2 . 3 注射模方案二 2 . 3 设计方案的确定 综上所述，方案二优于方案一，采用方案二来实施进水阀盖注射模具生产。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 进水阀盖注塑模的详细设计 3 . 1 注射成型设备的选择 3 . 1 . 1 注射成型设备的分类和结构组成 （1 ）注射成型设备主要是指注塑成型机，简称注塑机，也叫注塑机。它是利用 塑料成型模具将热塑性塑料或热固性塑料制成各种塑料制品的主要成型设备。 （a ）注塑机按其外形可分为立式、卧式、角式三种，立式注塑机的柱塞或螺杆 与合模机构是垂直于底面安装的，而卧式注塑机是沿水平方向布置的，角式注塑机的 注射柱塞或螺杆与合模机构运动方向相互垂直，因而又称为直角式注塑机。实际生产 中应用较多的是卧式注塑机（如图 3 . 1 ） ，这类注塑机重心低、稳定，加料、操作及维 修都很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产。 （b ）注塑机按注射方式分为柱塞式注塑机、螺杆式注塑机。柱塞式注塑机结构 比较简单，但存在塑料塑化不够均匀，塑化能力低，注射压力损失达，注射速度不稳 定，料筒清洗困难等缺点。螺杆式注塑机的应用已居主要地位。 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 1 卧式注塑机结构 （2 ) 各种注塑机尽管外形不同，但基本上都是由下列三个部分组成。 （a ）注射系统 由加料装置（料斗）2 、定量供料装置 3 、料筒及加热器 4 、注塑油缸 1 等组成， 其作用是使塑料塑化和均匀化，并提供一定的注射压力，通过柱塞或螺杆将塑料注射 到模具型腔内。 （b ）合模、锁模系统 由固定模板 6 、移动模板 8 、顶杆 7 、锁模机构 9 和锁模油缸 1 0 等组成，其作用 是将模具的定模部分固定在固定模板上，模具的动模部分固定在移动模板上，通过合 模锁模机构提供足够的锁模力使模具闭合。完成注射后，打开模具顶出塑件。 （c ）操作控制系统 安装在注塑机上的各种动力及传动装置都是通过电气系统和各种仪表控制的，操 作者通过控制系统来控制各种工艺量（注射量、注射压力、温度、合模力、时间等） 完成注射工作，较先进的注塑机可用计算机控制，实现自动化生产。 注塑机还设有电加热和水冷却系统用于调节模具温度，并有过载保护及安全门等 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 附属装置 1 0 。 3 . 1 . 2 注射成型机的技术参数及选用 （1 ）注塑机的规格及主要参数 在注塑机的标准中，大多数以注射量/ 锁模力为主要参数来表示注塑机的规格型 号。注塑机型号中用字母 S 表示塑料机械，Z 表示注塑机，X 表示成型，Y 表示螺杆注 塑式。注塑机的主要技术参数包括公称注射量、螺杆直径及有效长度、注射行程、注 射压力、注射速度、塑化能力、合模力、开模力、开模合模速度、开模行程、模板尺 寸、推出行程、推出力、空循环周期、机器的功率、体积和重量等。 （2 ）注塑机有关工艺参数的校核 注塑机的选用包括两方面的内容：一是根据塑料品种、塑件结构、生产批次、注 射工艺和现有注塑机类型等确定注塑机的规格型号，使注射模和注射工艺所要求的注 塑机规格参数在所选注塑机规格参数可调范围内；二是进行注塑机有关参数的校核。 主要包括以下内容： （a ）注射量的校核 注塑机公称注射量有两种表示方法，一是用容量( c m 3 ) 表示，一是用质量( g ) 表示。 国产标准注塑机的注射量多采用以容量( c m 3 ) 表示。 模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需的塑料熔体的容积或质量在注 塑机额定注射量的 8 0 % 以内。 在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容积或质量，应为塑件和 浇注系统两部分容积或质量之和，既 gsVnV8 .0+ ( 3 - 1 ） 式中，n行腔数目； VS( ms) 单个塑件的容积或质量， 3 cm或 g ； Vj( mj) 浇注系统凝料的容积或质量， 3 cm或 g ； Vg( mg) 注塑机额定注射量， 3 cm或 g 。 估算：()18535 . 314. 328 . 0 2 g V 3 cm （b ）最大注射压力的校核 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 最大注射压力是指注塑机料筒内柱塞或螺杆对熔融塑料所施加的单位面积上的 压力，它用于克服熔体流经喷嘴、浇注系统和行腔时的流动阻力。注塑机的最大注射 压力必须大于成型塑件所需要的注射压力。 成型塑件所需的注射压力与塑料品种、注塑机类型、喷嘴形式、塑件形状的复杂 程度、塑件的壁厚、精度、塑化方式、塑化温度、模具温度及浇注系统等因素有关。 在确定塑件成型所需的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺等 数据，一般塑件的成型压力在 7 0 M P a 1 5 0 M P a 范围内。 （c ）安装部分的尺寸校核 （i ）模具厚度 注塑机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时动模板 和定模板间的最大与最小距离。因此，所设计模具的厚度应处在注塑机规定的模具最 大与最小的厚度范围内，即 maxmin HHH m （3 - 2 ） 式中 min H注塑机允许的最小厚度，m m ； m H 注射模的实际闭合高度，m m ； max H注塑机允许的最小厚度，m m ； m H = 3 3 4 m m 如果模具厚度太大，则无法将其安装在注塑机上；反之，如果模具厚度太小，需 要增加垫板。 （i i ）模具长度与宽度 模具的长度与宽度要与注塑机拉杆间距相适应，使模具安装时，可以穿过拉杆空 间在动、定模板固定板上固定。 （i i i ）定位环尺寸 模具安装在注塑机上必须使主流道中心线与注塑机喷嘴中心线重合，为此注射模 定模板上的定位圈或主流道衬套的外形尺寸应与注塑机固定模板上的定位孔呈较松 动的间隙配合。 （i v ）喷嘴尺寸 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注塑机喷嘴球头的球面半径 R1应与主流道衬套的球半径 R2相吻合， 以避免高压熔 体从缝隙处溢出，一般 R2应比 R1大 1 m m 2 m m ，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。 （v ）螺孔尺寸 注射模动、定模板固定板上的螺孔尺寸应分别与注塑机移动模板和固定模板上的 螺孔尺寸与位置相适应。模具在注塑机上的安装方式有螺钉固定和压板固定两种。 通常模具在注塑机上的安装方式采用灵活性较强的压板固定。 （d ）开模行程的校核 开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。各种注塑机的开模行程是 有限的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离，否则 塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况：一是当注塑机采用液压机械 联合作用的锁模机构时，其最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚 度的影响，即注塑机最大开模行程与模厚无关；二是当注塑机采用角式或全液压锁模 机构时，其最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响，即注塑 机最大开模行程与模厚无关。 （e ）顶出装置的校核 注塑机顶出装置的形式有多种，就国产注塑机而言，顶出装置有下列四种形式： 中心顶杆机械顶出；两侧双顶杆机械顶出；中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出 联合作；中心顶杆液压顶出与其他开模辅助液压缸联合作用。 模具设计时需根据注塑机顶出装置的形式，顶杆的直径、配置和顶出距离，校核其与 模具的推出装置是否相适应。 综合上述因素的考虑后，选用 G 5 4 - S - 2 0 0 型号的注塑机。 3 . 2 注射模具分型面的选择 为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要，将模具型腔适当地分成两个 或更多部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。分型面是决定模具结构 的重要因素。 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 （1 ）制件全部在上模（或定模）内成型。 （2 ）制件全部在下模（或动模）内成型。 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （3 ）制件同时在上模、下模内成型。 一副模具根据需要可能有一个或两个以上分型面。分型面可能是垂直于合模方向 或倾斜于合模方向，也可能是平行于合模方向。 分型面有四种形状即平面、斜面、阶梯面、曲面，在选择分型面时应尽量采用平 面形状，但为了适应塑件成型的需要和便于塑件脱模，也可以采用后三者 1 1 , 1 2 。 3 . 2 . 2 分型面选择的一般原则 （1 ）分型面应便于脱模 为了便于塑件脱模，当已初步确定塑件脱模方向后，分型面应选在塑件外形最大 轮廓处，即通过该方向上塑件的截面积最大，否则塑件无法从型腔脱出。 （2 ）分型面的选择应有利于侧向分型与抽芯 塑件有侧孔或侧凹时，应尽可能地将侧型芯设在动模部分，以便于抽芯。一般的 侧向分型抽芯机构的抽拔距较小，所以在选择分型面时，应将抽芯或分型距离较大的 放在开模的方向上，而将抽芯距离较小的放在侧向。 （3 ）分型面的选择应保证塑件的质量 为了保证塑件的质量，对有同轴度要求的塑件，应将有同轴度要求的部分设在同 一模内。分型面的选择应尽可能选在不影响塑件外观和不易产生飞边，且容易修整的 部分。 （4 ）分型面的选择应有利于防止溢料 （5 ）分型面的选择应有利于排气 （6 ）分型面的选择应尽量使成型零件便于加工 （7 ）选择分型面时，应尽量减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异 1 3 3 . 2 . 3 分型面的选择 由于进水阀盖有侧孔，采用具有侧抽芯的二板注射模。根据对进水阀盖模型的观 察 和 分 型 面 选 择 的 基 本 原 则 。 现 选 择A A 平 面 作 为 分 型 面 （ 3 . 2） 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3.2 进水阀盖分型面 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴射出后到达行腔之前在模具内流经的通道， 分为普通浇注系统和无流道浇注两大类。无流道浇注系统又称热流道浇注系统，是指 在注塑成型时不产生流道凝料的浇注系统，其原理是采用加热或绝热的方法，使整个 生产周期从主流道入口到型腔浇口为止的流道中塑料一直保持熔融的状态，因而在开 模时只需取出产品而不必取浇注系统凝料。浇注系统的设计合理与否直接关系到塑件 的成型质量和生产效率。 无论用于何种类型注塑机的模具，其浇注系统一般均由主流道、分流道、浇口、 冷料穴四部分组成。 3 . 3 . 1 主流道设计 （1 ）主流道尺寸 在卧式或立式注塑机上使用的注射模，主流道垂直于模具分型面。为了使塑料凝 料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成具有 2 6 锥角( ) 的圆锥形，内壁 表面的粗糙度为8 . 0 a Rm ；主流道球面半径比喷嘴球面半径大 1 m m 2 m m ；球面配 合高度 3 m m 5 m m ；主流道小端直径比喷嘴直径大 1 m m 2 m m ；流道长度由定模板厚 度确定，一般不超过 6 0 m m 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）主流道衬套 主流道部分的零件在工作过程中，与注塑机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体冷 热交替地反复接触，属于易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常单独 设计成可拆卸更换的主流道衬套， 选用优质钢材如碳素钢 T 8 A 、 T 1 0 A 等单独进行加工， 要求淬火热处理， 硬度为 H R C 5 3 H R C 5 7 。 主流道衬套又叫浇口套， 一般都采用标准件， 其常用结构形式如图所示中的件 2 ，为了保证模具安装在注塑机上后，主流道与注塑 机喷嘴对中，必须凭借定位零件来实现，通常采用定位环（圈）定位。对于小型注射 模具，直接利用浇口套的台肩作为模具的定位环，对于大中型模具，将模具的定位环 和浇口套分开设计， 然后配合固定在定模板上。 主流道衬套的固定形式如图 3 . 3 所示。 定位圈外径按注塑机的定位孔确定，由 M 6 M 8 的螺钉固定在定模座板上。 1 定模板座；2 主流道衬套；3 定位圈；4 定模板 图 3 . 3 主流道衬套的固定形式 （3 ）主流道选择 注射机 G 5 4 - S 2 0 0 / 4 0 0 的喷嘴球半径为 1 8 m m , 喷嘴孔径为 4 m m . 。所以要使浇口套 端面的凹球面与注塑机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 2 0 m m ，圆锥孔的小端 直径则应大于喷嘴口内径，取 5 m m ，如图 3 . 4 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 4 主流道衬套 3 . 3 . 2 分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体流动的通道。用于一模多腔或 单型腔多浇口的场合。在分流道的设计时，应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽 可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。 （1 ）分流道的横截面形状及尺寸 常用的分流道横截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形、矩形等。分流道横截面 形状和尺寸应根据塑件的结构和分流道的长度等因素来决定。由分流道的效率（流道 的横截面积与周长的比值）分析可知，圆形和正方形流道的效率最高，既具有压力损 失减少的最大截面积和热流量损失减少的流道最小面积，因此从压力损失和热量损失 方面考虑，圆形和正方形是分流道比较理想的截面形状，但由于圆形截面分流道是以 分型面为界分成两部分进行加工， 加工困难， 且模具闭合后难以精确保证两半圆对准， 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 故生产实际中不常使用； 正方形截面的分流道不易与凝料的推出， 生产中也比较少用。 综合考虑，由于梯形和 U 形截面分流道在分型面一侧加工，加工容易，且塑料熔体的 热量散失及流动阻力均不大，所以实际生产中常采用梯形和 U 形截面的分流道。 （2 ）分流道的长度 为了便于机械加工及凝料脱模，分流道一般设置在分型面上，长度尽可能短，且 少弯折，以利于最经济地使用原料和减少注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失。 若分流道设计得比较长时，其末端应设计有冷料穴，以防止分流道前锋冷料堵塞浇口 或进入型腔而影响塑件质量。 （3 ）分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度一般取 1 . 6 m左右，不需要很低，这样可增加对外层塑料 熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于中心塑料熔体的流 动充模。 （4 ）分流道的选择 进水阀盖注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。平衡式分流道的特 点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、断面尺寸及其形状都完全相同，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圆形截面。 3 . 3 . 3 浇口设计 （1 ）浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道，它是浇注系统的关键部分。 浇口的形状、尺寸和位置对塑件的质量影响很大。 （2 ）浇口的作用 （a ）熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注塑机螺杆抽回时可防止熔体向流道 回流。 （b ）熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。 （c ）易于切除浇口尾料，二次加工方便。 （d ）对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单型腔模具，浇口既 能用来平衡进料，又能用以控制熔合纹在制品中的位置。 浇口的理想尺寸很难用手工的方法计算出来，一般根据经验，浇口断面积约为分 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 流道断面积的 3 % 9 % ，断面形状常为矩形或圆形，浇口长度为 1 m m 1 . 5 m m 。在设计 浇口时往往先取较小的尺寸值，以便在试模时逐步加以修正。 小浇口最适合于填充薄壁和壁厚均匀的型腔，能有效地防止制品发生变形、翘曲 和裂纹等弊端，而大浇口对补缩有利，能提高制品的尺寸精度，因此当制品壁厚不均 匀时，应适当增大浇口的尺寸。 （3 ）浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐 式浇口和爪形浇口。 （a ）直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单 型腔模具，直接浇口的形式如图 3 . 5 所示。特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩 时间长等；有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的 投影面积最小，模具结构紧凑，注塑机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除 浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 （b ）中心浇口 图 3 . 5 直接浇口 图 3 . 6 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔 处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式， 如图 3 . 6 所示。它具有直接浇口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变 形等缺陷。 （c ）侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状 多为扁槽，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上，侧浇口的形 式如图 3 . 7 所示。特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 100347