MJZ01-197@电视遥控器后盖注塑模设计
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机械毕业设计全套
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MJZ01-197@电视遥控器后盖注塑模设计,机械毕业设计全套
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洛阳大学机电工程学院 2002 级毕业设计（论文） 课题名称 ： 模 具 设 计 专 业： 数控技术及应用 设 计 人： 尤 乐 林 指导老师 : 吴 锐 职 称： 副 教 授 2005 年 5 月 1 日 nts设计任务书 课题名称： 电视遥控器后盖注塑模设计 设计要求 ： （ 1） 掌握塑料成型工艺的基本原理及类型 （ 2） 了解模具设计在社会发展中的重要性 （ 3） 画出遥控器后盖的零件图 （ 4） 设计并画出遥控器后盖零件的装配图 （ 5） 逐个画出典型部件的零件图 （ 6） 写出不少于 30000 字的毕业论文 nts洛阳大学机电工程学院毕业设计 指导教师评语： 建议此次毕业设计成绩为： 指导教师签名： 年 月 日 nts洛阳大学机电工程学院毕业设计 答辩委员会组成人员名单 答辩委员会意 见 姓 名 性 别 职 称 单 位 答辩评语： 成绩： 答辩委员会主任： _(签名 ) 年 月 日 nts 第 1 页 共 24 页 绪 论 模具在国民经济中所占据的地位日益显著，可以说人类的衣、食、住、行，没有哪一方面离得开模具。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，属于高新技术产品。作为基础工业，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，在国际上称为 “工业之母”。随着我国国民经济的快速发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。 模具工业不但在国民经济中占捬重要地位，在世界市场上也是独树一枝。世界模具市场总体上供不应求，市场需求在 600 到 650 亿美元。如今 ，模具工业的发展甚至已经超过了新兴的电子工业。 模具按制造的产品分类，可以分为塑料模具（又分为注塑模具、铸压模具和吹塑模具）、冲压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据的比重大。 伴随着我国国民经济的高速发展对模具工业也提出了越来越高的要求。汽车、摩托车、家电行业等是模具最大的市场，占整个模具市场的 60%以上。例如，一种型号的轿轤生产线共需要模具 4000-6000 套，价值达2 亿 -10 亿元；一台电冰箱需要模具生产的零件约 150 个 ，共需要模具约350 套， 价值约 400 万元；单台彩电大约有 150 个零件需用模具生产，共需模具 140 套，价值达 700 万元。其中所需模具大部分为注塑模具和冲压模具。预计 2005 年，仅 汽车行业就需要各种塑料制件 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调年产量均超过 1000 万台；彩电的产量已超过 3000 万台。到2010 年，在建筑和建材行业方面，塑料门窗的普及率达到 30%，塑料管的普及达到 50%，这些都会大大增加对模具的需求重。 近年来，我国的模具工业一盶以每年 13%左右的增长速度快速发展。据预测，我国模具行业在 “ 十五 ” 期间的增长速度将达到 13% 15%。模具钢的需求量也将以 每 年 12%的速度递增，全国年需求量约 70 万吨左右，而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种的 60%，每年进口模具钢约 6 万吨。我国每年进口模具约占市场总量的 20%左右，已超过 10 亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具 50%以上；冲压模具占全部进口模具约40%。 由此可见我国的模具工业的发展潜力是巨大的。 虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备还很少，许多先进的技术如 CAD/CAE/CAM 技术的普及率还不高，特 别是大型、精密、复杂和长寿命模具远远不能满足国民经济各行业的发展需要。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈nts 第 2 页 共 24 页 旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求 效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。 现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。 21 世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。 可 见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是： 可见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是： 大力普及、广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向集成化。现代模具设计制造 不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。 提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术，满足产品的成型需要。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度咎使用性能，大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于 30%，而先进国家均高于 70%，每年我们要从国外 进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3% 8%。 发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出产品的原型与模具，降低成本推向市场。 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料，满足特殊产品的需要。 推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺，满足模具制造的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。 开发新的 成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。 nts 第 3 页 共 24 页 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。 模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济吆部门发展的重要基础之一，模具讼计水平的高低，加工设备的好坏，制造能力的强弱，模具质量的优劣，直接影响着许多新老产品的开发和老产品的更新换代。影 响着产品质量和经济效益的提高。工业先进的发达 国家，其模具工业的年产值早已超过机床行业的产值。 美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石”； 日本模具协会认为：“模具是促进社会繁荣富裕的动力”； 国际模具专家认为：“模具是金属加工业的帝王”。 难怪模具工业赢得了“不衰亡工业”之称。在对模具、模具产品、模具工业有了比较全面的认识之后，我们可以得出 一个很明确的认识：在科技飞速发展的今天，模具作为一个高科技产业对国民经济、人们生活和国防建设都起着极其重要的作用。我国的模具工业在近年来得到了长足的发展，但是总体上和 国际先进水平比起来还存在较大的差距。我国经济的高速发展给模具工业的发展提供了一个广阔的空间和巨大的发展潜力。 选择了模具设计的毕业论文对我现在的学习和将来的工作都有极大重要的意义。 大学三年的专科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟绁地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理 解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困 难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。 nts 第 4 页 共 24 页 设计者：尤乐林 二 OO 二 年 五 月 目 录 一 . 对塑料成型模具的认识 . 5 1. 我国模具技术的现状 . 6 2. 我国模具技术与国外的差距 . 10 二 . 设计过程 . 13 1 塑料成型制品的分析 2 模具结构的设计 （ a） .注射模的结构 （ b） .模具的结构设计 （ c） .模具结构零件设计 三 .体会与感受 27 四 .参考文献 28 nts 第 5 页 共 24 页 一 对塑料成型模具设计的认识 随着工业的发展，模具所占的地位越来越重要，尤其是 塑料模具，其应用更加广泛，技术含量更高，我们每天都在享用着它带来的成果。塑料制件在工业中的应用日益 普及，这是由于他们具有一系列特殊优点决定的：1.重量轻：塑料是一种轻质的材料。一般塑料的相对密度为 0.83-2.2，最轻的塑料 相对密度只有 0.83，比水还轻；最重的塑料是聚四氟乙烯，相对密度 2.2。总的来说，塑料的平均相对密度约为铝的 1/2，钢的 1/5，铅的 1/8。以空气或其他气体为填料而制得的泡沫塑料相对密度更小，几乎只有软木的 1/10；木材的 1/30。塑料相对密度小，这对于要求减轻自重的汽车 、 飞机 、 船舶 、 宇航工业等，具有特别重要的意义。 2.比强度高：比强度是强度与密度之比。许多塑料的比强度相当高 ，其中玻璃纤维增强塑料的比强度达到甚至超过拉钢材的水平。在空间技术上使用 的结构材料，不但要求高强度高刚性，而且要求质轻，因此衡量一种材料的强度和刚性更常用的是比强度和弹性模量。 3.优良的耐磨 、自润和吸震性能：由于塑料具有磨擦系数小、 耐磨性高 、 自润滑性好等特点，并且具有一定的机械强度。 4.粘结能力强：一般塑料都有一定的粘结能力。 5.优越的化学稳定性：一般塑料对酸 、 碱 、 盐等化学物质均具有一定的抗腐能力 。 6.优良的电绝缘性能 . 所以注塑模具发展的特别的快是本次模具设计的重点。 一我国模具技术的 现状 我国 模具 工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密 、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件 模具 为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产 34、 48大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全 套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术 日 臻成 熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具 CAD/CAM/CAE 技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 CAD/CAE 软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术 (RPM)进展很nts 第 6 页 共 24 页 快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料 方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高 ，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。 模具的分类方法很多，按制造的产品分类，可以分为塑料模具、冲压模具、锻压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据比例大。 二、我国模具技术与国外的差距 1、产需矛盾 工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以 来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到 70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM 技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。 2、产品结构、企业结构等方面 模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占 模具 总 量的主要部分。按产值统计，我国目前冲压 模 占 50%-60%，塑料模占 25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占 30%-40%。国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占 20%左右，国外为 50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的模具分厂 (或车间 )内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达 70%以上。国外， 70%以上是商品化的。 3、产品水平 衡量模具产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等。国 内外模具产品水平仍有很大差距。 4、工艺装备水平 我国机床工具行业已可提供比较成套的高精度模具加工设备，如：加工中心、数控铣床、数控仿形铣床、电加工机床、座标磨床、光曲磨床、三座标测量机等。但在加工和定位精度，加工表面粗糙度，机床刚性，稳定性，可靠性，刀具和附件的配套性方面，和国外相 比，仍有较大差距。 三、我国模具技术的发展趋势 nts 第 7 页 共 24 页 当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋 势是非常明显的。 1、模具产品发展将大型化、精密化 模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔 (如塑封模已达到一模几百腔 )使模具日趋大型化。 随着零件微型化，以及模具结构发展的要求 (如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高 )精密模具精度已由原来的 5m 提高到 2 3m ，今后有些模具加工精度公差要求在 1m 以下，这就要求发展超精加工。 2、多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件 外，还 可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多 功 能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 3、热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达 80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到 10%，个别企业已达到 20%-30%。制 订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 4、气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展 气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体 (一般均采用氮气 )注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助 注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。 为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在锁模力保持中压或低压，模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行压缩成型， 其效果是： (1)成型件局部内应力小； (2)可得nts 第 8 页 共 24 页 到缩孔 小 的厚壁成型件； (3)对于塑件狭窄的部件也可注入树脂； (4)用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是： (1)注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔； (2)充填完后能立即遮断浇口部； (3)压缩作用应 仅限于型腔部。 5、模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高 标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 8、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20% 30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大 和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件 及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型 器件 玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、 型 芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完 善普及常用表面处理方法，即扩渗 ， 如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积 (TiN、 TiC 等 )、等离子喷涂等技术。 9、在模具设计制造中将全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普 及CAD/CAM/CAE 技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低 到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具 CAD/CAM 技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 nts 第 9 页 共 24 页 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大 CAE 技术的应用范围。对于已普及了模具 CAD/CAM 技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具 CAD/CAM 技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP PDM CIMS VR，逐步深化和提高 。 二、 设计过程 2 1 塑料成型制品的分析 （ 1）制品的设计要求 本次设计的塑料制品是日常生活中的 电视机遥控器的 后盖，形状并不复杂，形状基本对称，精度要求不高。 （ 2）制品的生产批量 本制品由于是日常生活用品所以属于大批量生产，为了缩短生产周期，提高生产效率，制品使用一模两腔和全自动生产。利用侧抽芯机构，在开模的时候进行侧抽芯运动，然后由脱模机构把塑件和凝料从模具脱出。为了提高生产效率，制品在模具中直接成型。 （ 3）制品的质量和体积 1塑件的基本尺寸和基本数据： 塑件长 a=107.5 mm 塑件宽 b=50 mm 塑件高 h=14 mm 塑件质量 m=28.5mm (电子天平称 ) 塑件密度 p=1.04 mm （ ABS 塑料） 塑件体积 v=68.6 mm 因为：注射一次消耗塑料的总质量 =单个塑件的质量 *塑件个数 +浇道口和浇道的质量 （估算浇道口和浇道质量取 15-30g） 所以 ： 总质量 M=28.5*2+15 =72 g 2根据注塑的总质量选注塑机 由于注塑机的注射量 必须大于或等于总质 量 M(51 .8 g)，所以根据课本 P96 的表 3-4，初选 SZ-100/500。 SZ-100/500 的各项参数为 ： nts 第 10 页 共 24 页 理论注射量： 80 110 螺杆注塞直径： 30 35 注射压力： 200 150 螺杆转速： 10 150 合模力： 500 拉杆内间距： 280*250 移模行程： 300 最大模具厚度： 250 最小模具厚度： 150 模具定位孔直径： 125 喷嘴球半径： 15 大注射量的校核： 利用 课本 102 页的公式： K 利 *G 公 G 件 +G 废 式中： G 公 -注射机公称质量注射量（ g） K 利 -注射机最大注射量的利用系数，一般取0.75-0.85 G 件 -塑件的质量 G 废 -浇注系统等废料的质量 0.75*110=82.551.8 g （合适） 注射压力的校核： 利用课本 102 页的公式： P 公 P 注 式中： P 公 -注塑机的最大注射压力 P 注 -塑件成型所需的实际注射压力 根据 ABS 塑料注射压力在 60-120MPa,而壁薄流道较长时，注射注射压力可提高到 130-150MPa。而本塑料的壁只有 1mm，属于壁薄件所以 P 注取 140MPa,P 公 =200MPa P 公 P 注 (合适 ) 合模力的校核： 利用课本 103 页的公式： F 锁 K 损 p 注 A 分 式中： F 锁 -注塑几的额定合模力 （ N） P 注 -塑件成型所需的 实际注射压力 （ Pa） K 损 -注射压力达到型腔的压力损失系数，一般取0.34-0.67 A 分 -塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积 (M2) 1.5 * K 损 p 注 A 分 nts 第 11 页 共 24 页 =1.5*0.5*（ 140*1000000） *（ 0.06*0.065*2） =0.75*140*1000000*0.06*0.065*2 =1.5*140*6*65*10 =819 KN 500KN (不合适，需要重选注塑 机 ) 根据合模力改选 注塑机 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下： SZ-160/100 的各项参数： 理论注射量： 160 螺杆注塞直径： 40 注射压力： 150 注射速率： 105 塑化能力： 45 螺杆转速： 0-220 合模力： 1000 拉杆内间距： 345*345 移模行程： 325 最大模具厚度： 300 最小模具厚度： 200 模具定位孔直径： 100 喷嘴球半径： 15 大注射量校核： 0.75*160=12051.8 g （合适） 注射压力的校核： P 公 =150MPa P 注 =140MPa P 公 P 注 （合适） 合模力的校核： F 锁 =1000KN819KN （合适） 开模力的校核： 额定开模力一般取（ 1/10-1/20 的合模力） nts 第 12 页 共 24 页 液压顶压力： 额定液压顶出里一般取 2%的合模力。 2.2 模具结构的设计 一通用注射线型系统 是指热塑料的通用注射成形系统其包括用来成型的和最后成型好的塑件以及用来保证塑件成型的注射机和 注射模待组成。 常用注射成型系统 1.机身 2.电同及油泵 3.注射油缸 4.齿轮箱 5.齿轮传动电同 6.料斗 7.螺杆 8.加热器 9.料筒 10.喷嘴 11.定模固定板 12.模具 13.导柱 14.动模固定板 15.合模机构 16.合模油缸 17.螺杆传动齿轮 18.螺杆花键 19.油箱 重点 1.料斗 干燥储料作用（一般在成型之前要对塑料作干燥） 2.螺杆 核心部位起混料碾料产生压力推料等作用 3.喷嘴 与模具上的主胶道相连 接 二塑料成型种类射出成型压铸成型吸塑成型吹塑成型发泡成型挤压成型等。 三工作循环 计量 塑化 注射充模 保压增密 制品冷却 开模 顶件 取件 闭模 后加料 四 注射机的分类 1.单色模具注射机分立式卧式角式等。 2.单色多模注射机。 nts 第 13 页 共 24 页 3.多色单模注射机。 4.多色多模的注射机。 立式注射机料斗在上面母模在上公模在下开模时母模上开公模不动。 四注射机装置部分技朮参数 1.公称注射量 (g 或 m3) 2.注射压力 (Pa) 3.注射速度 4.线型时间 5.指压 6.螺杆转速 7.注射行程 8.喷嘴接力 9.加热功率 10.喷嘴温度 11.料筒温度 12.喷嘴球半径 13.喷嘴孔直径 14.螺杆直径 15.螺杆有效长度 16.螺杆长径比 17.螺杆的压缩比 五合模装置部分技朮参数 1.锁模力 (合模力 )是指注射机的合模 机构对模具所能施加的夹紧力 (KN)。 2.合模速度 (m/s) 动模转动最高速度。 3.开模力 (KN) 为取出制品模具开启最大力。 4.开模速度 (M/S) 开模时动模移动速度。 5.顶出力 (KN) 顶出装置的最大推力。 6.模温控制参数 ( )模具要求恒定的温度值。 7.合模装置的基本尺寸。 二 .模具的结构设计 1.强度计算 a.凹模型腔的强度 分为 :中小行模具的的凹模强度 nts 第 14 页 共 24 页 大型模具的凹模强度 根据本零 件结构选择中小型模具的凹模强度 ,这类模具的强度只要模板的有效使用面积不大于其长度和宽度的 60%.深度不超过长度的 10%.可以不必通过计算 . 根据设计要求 ,本塑件是两腔凹模 ,由于底部有支撑板 ,所以底部厚度无须计算 . 根据公式 : b=(cph/E01y1)1 4 (参考同上 ) 式中 :b-凹模侧壁的理论宽度 (cm) h-凹模型腔的深度 (cm) p-凹模型腔内的熔体的压力 (MPa) y1 凹模边长侧壁的允许的弹性变形量 (cm) 一般 塑件 y1=0.005 精密塑件 y1=塑件厚壁的成型收缩量 呢绒塑件 y1=0.0025-0.003 C-系数 Q-系数 E-钢材的抗拉弹性模具 (MP) 一般中碳钢 E=2.1*100000 预强化塑料模具钢 E=2.2*100000 P=140MPa; E=2.2*100000MPa; h=25cm L1=320cm; L2=320cm; y1=0.005cm h/L1=0.08 L2/L=0.04 由于深度和长度之比过小可以不必校核 .选 取 模 具 结 构 为320*320mm B.支撑板的强度 常规结构的凹模做在定模板上 ,型芯固定在动模板上 .支撑板于垫块成桥形 ,承受型芯投影面上的注射压力 ,因此支撑板的弹性变量必须控制在允许的范围之内 . 2.分型面的选择 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方 法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 nts 第 15 页 共 24 页 2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。 3.浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及 尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 4.浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。 我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分 型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 详图见图 a 图 a 5.浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修 改浇口尺寸，无论采用何种浇口，nts 第 16 页 共 24 页 其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： (1).尽量缩短流动距离。 (2).浇口应开设在塑件壁厚最大处。 (3).必须尽量减少熔接痕。 (4).应有利于型腔中气体排出。 (5).考虑分子定向影响。 (6).避免产生喷射和蠕动。 (7).浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 (8).注意对外观质量的影响。 根据本塑件的 特征，综合考虑以上几项原则， 浇口的位置 选择在塑件中心位置。 6.脱模斜度 脱模斜度主要是为了便于脱模 .脱模斜度的大小和塑件的形状 ,脱模方向的长度 ,塑件的表面质量有密切的关系 . 热塑性塑料在脱模时有较大的弹性 ,即使在较小的脱模斜度 ,也可以顺利脱模 .但是为了减小脱模阻力 ,一般在产品没有特殊要求的条件下 ,应该选用 2 度的脱模斜度 . 当 空较深的时候 ,其两端的尺寸公差较小是 ,可以用推板 .推杆等进行强制脱模 .但是型芯的表面必须作成镜面 ,而且不低于HRC52 的硬度 . 塑料的性质不同 (是指硬度 .表面的摩擦系 数 .弹性等 ),所必须的脱模斜度也不一样 ,一般规定为 : 硬质塑料要比软质塑料的脱模斜度大 ,如热固性塑料的脱模斜度应该大于热固性塑料 热塑性塑料中 ,有机玻璃的脱模斜度应大于聚议席的脱模斜度 . 塑件的壁厚度大时 ,成型收缩率大 ,脱模斜度也要大 . 形状复杂的部分要比形状简单的部分需要的斜度大 . 型腔的深沟槽的部分 ,比如强筋 .突脐 ,需要较大的脱模斜度 ,一般取 3-5 度 . 根据模具手册之二 -塑料模具设计手册 第二版第 186 页表5-27 可以取得 ABS 塑料 ,凸模和凹模的 脱模斜度各为 1 度 . 脱模斜度的标准是 : 凹模由大端为准 ,斜度由小端取的 . 凸模以小端为准 ,斜度以大端取得 . nts 第 17 页 共 24 页 7.成型零件的设计 模具零件按起作用可以分为成型零件和结构零件 .成型零件如凸模 (型芯 ).凹模 (型腔 ).镶件 .成型杆 .螺纹成型杆和型环等 .结构零件如导柱 .导套 .斜销 .滑块 .导板 .锁紧快 .定位圈 .浇口套 .推杆 .推管 .推件板 .复位杆 .拉料 杆 .垫块 .垫板 .固定板等 . 成型零件的大部分表面积直接和塑件接触 .其形状往往叫复杂 .精度和表面粗糙度要求也比较高 ,因此在设计时除要考虑保证塑件成型外 ,还要求便于 加工制造和维修 . a.凸 .凹模的结构形式 对于极为简单的形状可以采用整体式的凸模或凹模外 ,往往采用拼镶的方法组合成凸模或凹模 .本模具采用凹模通孔镶入法 :模板制成通孔 ,型腔镶块镶入 .用于型腔镶块采用特种加工方法的场合 ,或采用特殊材料并 淬硬的型腔 .此外 ,凹模板通孔可以和凸模板通孔合在一起加工 ,以保证型芯和型腔的同心度 . 本模具凹模的拼镶方式也采用通孔镶入法 :模板制成通孔 ,型芯镶入 .可以使加工方便 ,减轻型芯的重量 .可以凹模板通孔和在一起加工保证同心 . b.凹模凸模的工艺性 为了凸模凹模加工的简化 ,主要的方 法是合理得采用拼镶结构 . 8.型腔尺寸的计算 型腔的制造尺寸收缩是受到多方面影响的 ,如塑料品种 ,塑料尺寸大小 ,几何形状 ,熔体的温度 ,模具的温度 ,注射时间 ,充模时间 ,保压时间等 ,其中影响最大的是塑料的壁厚和几何形状的复杂程度 . a.塑料的成型收缩率 理论的成型收缩率是型腔在 20度的温度下的容积和塑料在 20度下的体积之比 ,即 : 塑件在 20 度 下的体积 /型腔在 20 度下的容积 =成型收缩率也就是体积的收缩 ,在设计是 ,要按线性收缩来计算 -即长度收缩计算 . 各种塑料的收缩率是依品种而不同的 .在同一品种中 ,又因为塑料的组成不同而存在差异 .塑料厂家提供的成型收缩率 ,是在自由收缩的条件下测的到 .试件为一平板 .收缩时 不受任何约束 .实际塑件的形状是很复杂 ,收缩受到各方面的约束 ,所以由一般厂家提供的成型收缩率资料是不能够直接引用的 . 成型收缩最大的收缩率是结晶收缩 .结晶性塑料 (聚乙烯 ,聚丙烯 ,聚铣 胺 ,聚甲醛等 )的收缩又因结晶程度而异 .非结晶性塑料的收缩小 ,基本上是热胀冷缩的收缩 .由模具手册之二 -塑料模nts 第 18 页 共 24 页 具设计手册第二版 193 页表 5-33 可以查的 ,ABS 的收缩率为03.-0.8. b.型腔尺寸的计算原则 型腔 尺寸包括凹模和凸模及中心距三类尺寸 .这三类尺寸的性质不同 . 凹模尺寸 凹模为成型塑件外行或外轮廓 ,凸出部的 .从塑件上看 ,这一尺寸的公差一般为负偏差 ,而制造凹模是的公差按习惯为正偏差 ,正好相反 ,凹模在使用的时候有磨损 ,磨损厚度的尺寸增大 ,也等于正偏差 . 凸模尺寸 凸模为成型塑件的内轮廓 ,孔 ,沟槽的 .从塑件上看 ,这一类尺寸的公差一般为正偏差 ,而制造凸模时的公差按习惯为正偏差 ,也正好相反 ,凸模在使用时有磨损 ,磨损后的尺寸减小 ,也等于负偏差 . 中心距尺寸 这一类尺寸为不受磨损影响的尺寸 ,它仅和加工精度和收缩 率有关 .因此型腔尺寸的计算基本公式为 : 凹模 L=L *(1+S)-X + M 凸模 L=L *(1+S)+X - M 中心距 L=L *(1+S) M/2 其中 L :塑件的基本尺寸 L:模具成型塑件 L部分的相应尺寸 :塑件公差 M:模具制造偏差 C:模具磨损量 c.型腔的制造公差 型腔的制造公差 M 依塑件尺寸精度而定 .由于是一般塑件 ,则 由模具手册之二 -塑料模具设计手册第 二版第 196 页表5-35 选得 M= /4 d.型腔尺寸的计算方法 因为 ABS 为结晶塑料 ,则所以要考虑其收缩率的变动和塑件公差的关系 . 本塑件为 ABS塑件 ,其孔径为 52mm,按 SJ1372-786 级精度要求 ,公差为 0.20mm.壁厚为 1mm,预计收缩率在 0.30%-0.80%之间 . A:成型收缩率的变动率 S S=(Smax-Smin)*100=(0.008-0.003)*100=0.5 B:单位尺寸下的塑件公差 =( /L)*100=(0.20/52)*100=0.38 S=0.5 S =0.38 根据模具手册之二 -塑料模具设计手册第二版第 197 页nts 第 19 页 共 24 页 得 ,使用公式 5-45 到 5-47 计算凹模 M= /4=0.20/4=0.05 L=L *(1+Smax)- - M+ M =52*(1+0.0080)-02.0-0.05+0.05 =52.116+0.05 =52.17+0.05 (把制造公差规范化 )成型厚 ,由于收缩率的波动 ,可能出现以下两种情况 : 凹模加工成最大极限 ,而收缩率为最小 .此时 ,塑件尺寸为52.22/1.008=51.806=52-0.194,合格 .但这种情况出现的可能性很小 .凸模加工成最小极限 ,而收缩率为最大 ,此时 ,塑件尺寸为 :52.12/1.004=57.912=52-0.008,合格 .但是 ,这种情况出现的几率也不多 .一般情况为凹模加工成中值 ,即 : 52.17-(0.194-0.088)/2=52.117 收缩率的平均值是 0.6% 于是成行的尺寸为 : 因此中心距范围为 : 52.287mm L 52.337mm 因此凹模的尺寸 52.8mm 凸模 = M/4=0.20/4=0.05 合格 L=L (1+Smin)+ + M- M =52*(1+0.004)+0.20+0.05-0.05 =52.458-0.05 mm 当凸模为最大 ,收缩率为最小是 ,Smax=0.008,成行尺寸为 : 52.458/(1+0.004)=52.25 可以修模 当凸模为最小 ,收缩率为最大是 ,Smax=0.008,成行尺寸为 : 52.458/(1+0.008)=52.04 可以修模 因此 ,凸模的尺寸为为 52.12mm 中心距 : L=L (1+S) M/2 上述的各式计算中 : L-型腔尺寸 (mm) L -塑件相应部分尺寸 52mm S-平均收缩率 0.006 Smax-最大收缩率 0.008 Smin-最小收缩率 0.004 M-模具制造公差 0.005mm 当收缩率为平均收缩率 S=0.006 是 ,Lmin 为 : L=L (1+S)- M/2 =50*(1+1.006)-0.05/2 =52.287 mm 当收缩率为平均收缩率 =0.06 是 ,Lmax 为 : L=L (1+S)+ M/2 =52*(1+0.006)+0.05/2 nts 第 20 页 共 24 页 =52.337 mm 三 .模具结构零件设计 结构零件是指用于安装 .定位 .导向以及成型是完成各种动作的零件。 （一） 导柱和导套 作用：保证模具在进行装配和调模试机时，保证公 母模之间一定的方向和位置。导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。 导向机构零件包括导柱和导套等。 1.导向结构的总体设计 （ 1） 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。 （ 2） 根据模具的形状和大小，一副模 具一般需要 2-4 个导柱。如果，模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。 （ 3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。 （ 4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽 （ 5） 导柱 导套及导向孔的轴线应保证平行 （ 6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。 2.导柱的设计 导柱具有定模和动模之间的导向作用，同时也具有保护模具作用。导柱的导向部分应具有较好的滑动性能，一般应有润滑油槽。其硬度应在 50HRC 以上，采用铜为原料，经淬火后导柱的滑动配合 部分再进行磨削加工，表面粗超度应达到 RA0.63 m。 （ 1） 有单节与台阶式之分 （
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