毕业设计（论文）-塑料电话手柄上壳的注塑模设计（全套图纸）.doc

济源职业技术学院毕业设计济源职业技术学院 毕 业 设 计全套CAD图纸，联系153893706题目 塑料电话手柄的模具设计 系别 机电系 专业 模具设计与制造 班级 模具0401 姓名学号指导教师日期 2006年12月 设计任务书设计题目：塑料电话手柄上壳的注塑模设计设计要求：1. 确定合理工艺方案2. 设计合理的模具结构3. 在模具的设计中最好有创新4. 设计要全面介绍模具的工作原理5. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高6. 模具的设计有效地体现出实用的特色设计进度要求：1. 11月28日12月 3 日 搜集模具相关资料及前期准备工作2. 12月 4 日12月13日 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算3. 12月14日12月20日 模具整体及其零件的设计和绘制结构尺寸图4. 12月21日12月26日 毕业论文的校核、修改、定稿及打印装订指导教师（签名）： 目录摘 要2前 言31 塑件的工艺分析41.1 塑件的成形工艺性分析41.2塑件的成形工艺参数确定52 模具基本结构及模架选择62.1模具的基本结构62.2选择浇注系统72.2.1主流道、主流道衬套及定位环的设计4-672.2.2 分流道的形状及尺寸82.3 选择成形设备102.4选择模架113 模具结构、尺寸的设计计算133.1 模具结构设计计算133.2 模具成形尺寸设计计算143.3模具加热、冷却系统计算184 注塑机参数校核214.1最大注塑量校核214.2锁模力校核214.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核214.4开模行程校核225 模具总装图及模具的装配、试模235.1模具总装图及模具的装配235.2模具的安装试模23结 论25致 谢26参考文献27摘 要这次的毕业设计的内容是塑料电话手柄上壳的注塑模设计。注射成形的过程是把塑料原料放入料筒中经过加热熔融塑化成为黏流态的流体，用柱塞或螺杆的高压推动下，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，冷却定形后，然后开模分型得成形塑件，得到塑料制品。塑料模具注射成形的最大特点是：成形同期短，能一次成形外形复杂、尺寸精密等的塑料工件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产。本次的毕业设计是电话机手柄外壳的注塑模的设计，电话机手柄外壳具有重量轻、易清洁、色彩丰富、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点。设计中主要进行的工作有首先是对塑料进行工艺性能的分析并画出塑件零件图，以及主、分流道的设计、模具型腔的分部以及型腔位置的选择，并要画出它们的零件图，模架的选择和校核、注塑机的选取和校核等，而其中最重要的一部就是对模具结构中型腔、型芯各径向尺寸和高度尺寸的计算，这些工作都要在查阅有关书籍后进行，总的设计，最后要画出模具设计的总装配图，并要对模具进行装配和试模，对其中出现的问题对模具进行改进，直到最后的零件符合设计要求。关键词 ：塑料电话手柄上壳 注射模具 前 言模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。其开始是从零件的材料选择择接下是成型参数、密度、收缩率的确定的模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具行腔型芯的计算及其公差的确定）、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。最后也是最重要的一部，即要画出模具的装配图，并要表示出分型面的位置和最后的的试模。这次毕业设计的设计过程得到了指导老师的大力帮助，在此表示忠心的感谢。由于本人的设计水平有限，书中难免有不足的地方，恳请各位老师能给予我批评和指正。1 塑件的工艺分析1.1 塑件的成形工艺性分析塑 件：塑料电话手柄零件图如图1产品名称： 电话听筒外壳产品材料： 产品数量： 较大批量生产塑件尺寸： 如图1所示图1 塑件图塑件质量：塑件颜色：白色塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑件允许最大脱模斜度1.1.1 塑件材料特性塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有比聚乙烯更好的使用和工艺性能。是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。塑料为无定型料，一般不透明。无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。的缺点是耐热性不高，并且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。1.1.2 塑件材料成形性能使用注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，制品的尺寸稳定性较好。1.2塑件的成形工艺参数确定查有关手册得到ABS（抗冲）塑料的成形工艺参数如下：密度： 收缩率： 预热温度： 预热时间： 料筒温度： 后段： 中段：前段：喷嘴温度： 模句温度： 注射压力： 成形时间： 注射时间： 高压时间： 冷却时间： 总周期： 2 模具基本结构及模架选择2.1模具的基本结构2.1.1确定成形方法：该产品精度及表面粗糙度要求不高,塑件采用注射成形法生产。该产品大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。2.1.2型腔布置由于该塑件较小，生产批量较大，模具采用一模二腔结构，浇口形式采用点浇口，由于塑件较大，所以采用四点进料，以利于充满型腔。2.1.3确定分型面塑件分型面的位置选择要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量要求等。 图2 零件的分型面2.1.4 确定推出方式和脱模力的计算由于塑件较小，材料工艺性能好，而且塑件较厚形状不易变形，所以采用推杆推出机构即可。脱模力可用下式计算： 式中 脱模力，单位N 型芯的脱模斜度，单位（） 塑件包容型芯的面积，单位为m 该模具为6.45x10 m 塑件对钢的摩擦系数，通常取为0.10.3 取0.2 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，模外冷却时=（2.4-3.9）x10 Pa 故 2.1.5 模具结构形式模具结构的为双分型面注射模，如图2所示。采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，方便取出浇口,分型面的打开距离，打开距离应大于，以便取出塑件。2.2选择浇注系统2.2.1主流道、主流道衬套及定位环的设计4-6主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小头孔端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大。主流道衬套的材料常用、制造，热处理后硬度为。主流道衬套与定模板采用的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用的过渡配合。由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。由文献11 式中 主浇道大头直径 流经主浇道的熔体体积 注射量为 125 因熔体材料而异的常数表1 K的取值塑料种类PSPE/PPPAPCABSCAK值2.5451.52.12.25故 图3 主流道衬套与定位环的尺寸表2 d1、d、D、SR间的关系12-15注射机喷嘴直径与注射机定位孔间隙配合注射机喷嘴球面半径由上面的叙述可得d为5mm, 主流道锥度一般取，根据设计计算可知锥角的角度为4o ,符合主流道的选取范围。2.2.2 分流道的形状及尺寸分流道的截面形状有：圆形、梯形、形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失，进浇要平衡；分流道的表面粗糙度为。表3 分流道截面形状和特征比较截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果半圆形小较难小最佳梯形较小易较小良矩形大易大不良通过以上截面形状的对比，显然半圆形截面形状效果最佳，且流动阻力小，传热面积较小，所中选择分流道断面形状时选择半圆形流道。主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。塑件采用点浇口 成形，其浇注系统如图所示。分流道直径可用经验公式估算公流道的直径。2-5.8 式中d分流道直径，;为分流道长度，;为流经流道的物流量，. 由公式得：由文献11 点浇口的直径计算公式 式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 表4 n的取值塑料种类PVCPE/PSPPPCABSPVAVn值0.90.60.80.70.30.8依塑件壁厚而异，系数为0.02型腔表面积 故 表5 点浇口尺寸参数15 塑件厚度塑料种类图4 分流道及型腔分部图点浇口直径为，点浇口长度为,头部球R，分流道采用半圆截面流道，其半径为,分流道长度为。主流道为圆锥形，其锥角为，小端直径比注射机喷嘴直径大,小端直径前面为球面，其深度为,注射机喷嘴的球面在该位置与模具球面接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴半径.上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径。2.3 选择成形设备根据塑料制品的重量查有关手册3、6、8根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积 根椐塑件的质量可计算出塑件的体积为 因为模具设计为一模二腔所以一次性注入的塑料的体积为由以上计算的数据可选定注塑机型号注射机的参数如下：注塑机型号： 注塑机最大注塑量 ： 喷嘴球面直径： 注塑机拉杆的间距： 锁模力： 注塑压力： 注射速率： 最小模厚： 最大模厚： 喷嘴移动距离： 模板最大距离： 最大开合模行程： 喷嘴前端孔直径： 最大注射面积 ： 2.4选择模架2.4.1注射模标准及模架模架结构选用4、6、10我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，、和四个品种。表6 四种模架的组成、功能及用途型号组成、功能及用途型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。型动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，型模型适用于本次模具的设计，固选用模架。模具的结构如图下图所示图5 模架图2.4.2 模架安装尺寸校核模具外形尺寸这长，宽，高，小于射机拉杆间距和最大模具厚度，可在方便的安装要注射机上。3 模具结构、尺寸的设计计算3.1 模具结构设计计算3.1.1 型腔结构 型腔由定模板、定模镶件和滑块共三部分组成。定模板和滑块构成塑件的侧壁，定模镶件在定模板原顶部，而且点浇口开在定模板上，这样可以有利加工，有利于型腔的抛光，定模镶件可以更换，提高了模具的寿命。型腔为一模两腔，两型腔的中心间距为79.5mm,两腔的中心距模板左右边的距离为82.25mm,距上下边为157.5mm。图6 模具型腔结构3.1.2 型芯结构型芯中开有冷却水孔，用来强制冷却型芯，显示在装配图上。边间距同上。图7 模具型芯结构3.1.3 斜导柱、滑块结构 长方形孔不需要用侧抽芯，用两个型销相互交错，来确定方孔的成形，以便可以简化模具。3.1.4 模具的导向结构 为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱和导套导向定位，推出制件时，导套在导柱上运动，保证了推件板的运动精度，定模板上装有导柱，为点浇口凝料推板和定模板的运动导向。3.2 模具成形尺寸设计计算 取的平均成形收缩率为，由表可查得（如下表中）1.6塑件公差和塑件的精度等级表可查得塑件的公差等级。塑件尺寸如图1所示。表7 公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值-精度等级表,表8 精度尺寸的选用2-3、5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为级精度选取。根椐选用的公差数值计算模具的型腔和型芯的设计尺寸如下：3.2.1型腔径向尺寸模具最大磨损取塑件工差的;模具制造工差;取相对于榫的凹模工作尺寸计算式中：塑件外形最大尺寸 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1) 2) 3.2.2型腔深度尺寸 模具最大磨损取塑件工差的;模具制造工差;取相对于凹模的工作尺寸计算式中： 塑件内腔的深度最小尺寸对于塑件尺寸：1) 2） 3.2.3型芯径向尺寸模具最大磨损取塑件工差的;模具制造工差;取相对于榫的凹模工作尺寸计算式中： 塑件外形最大尺寸 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的1） 2）3） 4） 5) 3.2.4型芯高度尺寸 模具最大磨损取塑件工差的;模具制造工差;取式中： 塑件内腔的深度最小尺寸1) 2) 3.3模具加热、冷却系统计算3.3.1 模具加热当注射成形工艺要求模具温度在以上时，模具必需有加热装置，由于注射成形工艺要求模具温度在，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。3.3.2 模具冷却模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分的是型芯的冷却。3.3.3冷却回路所需的总表面积计算11-14、29 冷却回路所需总表面积可控下式计算式中 冷却回总表面积，; 单位时间内注入模具中树脂的质量，; 单位质量树脂在模具内释放的热量，,的值查表得：值为； 冷却水的表面传热系数，; 模具成形表面的温度，； 冷却水的平均温度，。冷却水的表面传热系数可用下式计算式中 冷却水的表面传热系数，; 冷却水在该温度下的密度，; 冷却水孔直径，; 与冷却水有关的物理温度，值可查下表得表9 水的值与温度的关系平均温度值 3.3.4冷却回路的总长度的计算23-24、26-27 冷却回路总长度可用下式计算型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的四条的冷却水道完成，型芯的冷却如图9所示，在型芯内部开有的冷却水道，中间用隔水板-隔开，冷却水由支承板-上的冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯和支承板之间用密封圈密封。3.3.5 却水体积流量的计算15-20、28可用此式进行计算 式中 -冷却水体积流量，; -单位时间注射入模具内的树脂质量，; -单位质量树脂在模具内释放的热量，; -冷却水比热容，; -冷却水的密度， -冷却水出口处温度， -冷却水入口处温度， 。经计算得：图8 冷却水道分部图4 注塑机参数校核4.1最大注塑量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（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在注塑机的最大注塑量的。所以，选用的注塑机最大注塑量应 式中： 注塑机的最大注塑量，单位。 塑件的体积，单位，该产品 。 浇注系统体积，单位，该产品 。故 而我们选定的注塑机注塑量为： 所以满足要求。4.2锁模力校核 熔融型料在型腔内的压力， 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 注塑机的额定锁模力故 我们选定的注塑机为： 满足要求。4.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核a模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合 即模具长宽拉杆面积 模具的长宽为 注塑机拉杆的间距故满足要求。b模具闭合高度校核模具实际厚度 注塑机最小闭合厚度 即 故满足要求。4.4开模行程校核我们所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机)，故注塑机的开模行程应满足下式： 因为 故 满足要求 推出距离，单位 包括浇注系统在内的塑件高度，单位 注塑机最大开模行程5 模具总装图及模具的装配、试模5.1模具总装图及模具的装配图9 模具装配图模具的动作过程如下开模后，顶板（8）通过各顶杆将制品顶出，同时浇点被拉断的同时浇道被脱料杆（15）顶下5.2模具的安装试模5.2.1试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。5.2.2 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。5.2.3 试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。试模过程中容易出现的缺陷及原因5.2.4 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。结 论毕业设计我在大学3年中的最后一个重要的环节，是对3年中的所学知识的一个汇总和概括，它要我们每个人都用自己所学到的知识和对其的理解，充分运用到这次的设行中去，虽然还有很多知识不了解，需要进一步加深理解，但我会努力使这次毕业设计做好。 在校的这三年期间，开设的各门课程，比如机械制图及AUTOCAD、机械设计、机械制造、液压传动、数控机床及编程、PLC等课程，这些课程对我们搞好这次毕业设计有很大的帮助，我们右以综合运用所学的这些课程，加之我们平时的知识积累和老师的极大帮助和指导，为这次毕业设计提供了非常有利的保障。即将毕业的我，届即将要面对自己以后的人生，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，这时就要靠自己以前所学的知识和积累的经验去解决它。随着科学技术的高度发达，一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格低廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，加强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益。所以，在以后的工作中，需要继续学习和加深对知识的了解。在此我非常感谢任艳霞老师在设计过程中对我的指导和帮助，在此向任老师致以诚挚的谢意！因水平有限，设计中必然有许多不足之处，还望老师批评指正。致 谢三年的学习生活转眼即逝，在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟，对在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的人们我满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。 整整一个月的时间我们的毕业设计作品终于完成了。此次毕业设计的顺利完成,我要大力感谢我们的指导老师任艳霞老师，她严谨细致治学态度、一丝不苟的工作作风、渊博的学术知识、和蔼大度的学者风范一直是我工作、学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。我们对任老师耐心细致的讲解、给我们提供相关的材料表示大力的感谢。可以说,没有任老师这位负责的指导老师,我们的毕业设计也不可能这样顺利的完成。老师不仅从一开始就非常关注我们的设计,而且在她很忙的情况下还帮我们指导,我们对此衷心的感谢!同时还要感谢三年当中对我进行教育的各位老师,没有他她们的培养也不可能有今天的我们顺利完成。通过三年课程的认真学习，我们在此基础上利用所学东西顺利进行并完成了设计。在此，对任老师以及三年当中对我进行教育的各位老师，表示我最真诚的尊敬和最诚挚的感谢。 在此，感谢我们的指导老师任艳霞老师在百忙之中给予我们作品的悉心指点与帮助。感谢她为我们指点迷律、出谋划策。同时，也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助！谢谢！并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意，同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝他们工作顺利，万事如意！由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。最后向三年来教过我、帮助我