资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共33页)
编号：503518
类型：共享资源
大小：23.77MB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-09
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
20
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计全套
- 资源描述：
-
MJZSW01-009@带柄水杯模具设计,机械毕业设计全套
- 内容简介：
-
带柄水杯 模具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生： 指 导 教 师： 完 成 日 期 ： 2014/6/2 学院 nts I 摘 要 模具是工业的重要工艺装备，是许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业 广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为 效益放大器 。 本设计为 带柄 水杯模具制作设计，它系统的介绍了 带柄 水杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用 CAD 绘制了零件图和装配图 。 本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。 关键词 : 模具； 注射机； 塑料 。 nts II Abstract The mould is an important technical equipment industry, is an indispensable partin the production of many industrial products. Plastic as one of the modern social and economic development of the basic materials, is an important material foragricultural, industrial, energy, transportation and other areas of the economyindispensable, its use has penetrated into all fields of economic and social life,and the iron and steel, wood, cement has become the four pillar materials field.Mold is the foundation of industrial production technology and equipment, the industry was widely used in the production of the final product, its value is oftenseveral times the value of the mold itself, a hundred times, known as the benefitamplifier. The design for the shank cup mould design, it introduced the system of assemblyand machining process of each parts of shank cup in the mold and die package.The injection machine, relates to the selection of various parameters, parts of the processing method, the structure of the injection mould and the relatedcomputational problems and special processing technology. In the design, to draw the part drawing and assembly drawing with CAD. This design in the premise of ensuring the processing quality, as far as possible to minimize the cost of production while improving the productivity. Keywords: mould;injection machine; plastic. nts III 目 录 摘要 Abstract 第一章 绪论 . 1 1.1 模具及模具工业的发展与现状 . 1 1.2 塑料成型模具的种类 . 1 1.3 注射模具的发展方向 . 2 第二章 塑料成型工艺 . 错误 !未定义书签。 2.1 塑件材料的选择 . 错误 !未定义书签。 2.2 确定成型方法 . 错误 !未定义书签。 2.3 注塑成型工艺过程 . 4 2.3.1 成型前的准备 . 4 2.3.2 注塑成型过程 . 4 2.3.3、塑件的后处理 . 错误 !未定义书签。 2.4 塑件的结构工艺性 . 6 2.5 塑件成型工艺参数 . 7 2.5.1 温度 . 7 2.5.2 压力 . 8 2.5.3 成型周期 . 9 第三章 带柄水杯注射模具设计 . 10 3.1 注塑成型设备 . 10 3.1.1 注塑机结构组成 . 10 3.1.2 注塑机的分类 . 10 3.1.3 注塑机的型号规格 . 10 3.2 注射模具分类及典型结构 . 11 3.2.1 注射模分类 . 11 3.2.2 注射模典型结构 . 11 3.3 带柄水杯模具的结构设计 . 错误 !未定义书签。 3.3.1 分型面位置的确定 . 14 3.3.2 型腔数量的确定 . 错误 !未定义书签。 3.3.3 浇注系统设计 . 15 3.3.4 成型零件设计 . 16 3.3.5 合模导向机构设计 . 17 3.3.6 推出机构设计 . 18 3.3.7 模具温度调节系统设计 . 20 3.3.8 标准模架的选用 . 20 3.3.9 模架的尺寸计算 . 21 nts IV 3.4 注射模具与注射机的关系 . 22 3.4.1 最 大注射量的校核 . 22 3.4.2 注射压力的校核 . 22 3.4.3 锁模力的校核 . 23 3.4.4 开 模行程的校核 . 23 第四章 带柄水杯模具三维设计 . 25 4.1 带柄水杯三维造型及模具设计 . 25 4.2 模架设计 . 27 4.2.1 定义模具模架 . 27 4.2.2 添加设备 . 28 4.2.3 设计顶出机构 . 29 4.2.4 设计冷却系统 . 29 第五章 带柄水杯注射仿真分析 . 31 5.1 Pro/e 塑料顾问的简介 . 31 5.2 塑料顾问模块的进入 . 31 5.3 分析功能应用 . 31 5.4 分析结果 . 31 5.5 分析结果的输出 . 33 5.6 注射仿真分析的优缺点 . 33 第六章 小结与展望 . 34 6.1 小结 . 34 6.2 展望 . 34 致 谢 . 35 参考文献 . 36 附 录 . 37 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 1 第一章 绪论 1.1 模具及模具工业的发展与现状 整体来看，中国塑料模具无论是在数 量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/5 1/3，加入 WTO 后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量 则加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在 2006 年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实 有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有 13%，而未达 17%。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。 1.2 塑料成型模具 的种类 1. 注射模 注射模又称注塑模。塑料注射成 型是在金属压铸成型的基础上发展起来的，成nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 2 型所使用的设备是注射机。注射模通常适合于热塑性塑料的成型，目前部分热固性塑料也可以采用该方法。塑料注射成型是塑料成型生产中自动化程度最高、采用最广泛的一种成型方法。 2. 压缩模 压缩模又称压塑模或压胶模。塑料压缩成型是塑件成型方法中较早采用的一种方法。成型所使用的设备是塑料成型压力机，是热固性塑料通常采用的成型方法之一。与塑料注射成型相比，压缩模成型周期较长，生产效率较低。 3. 压注模 压注模又称传递模。压注成型所使用的设备和塑料的适应性与压缩成型完全相同，只是模 具的结构不同。 4. 挤出模 挤出模是安装在挤出机料筒端部进行生产的，因此也称为挤出机头。成型所使用的设备是塑料挤出机。只有热塑性塑料才能采用挤出成型。 5. 气动成型模 气动成型模是指利用气体作为动力介质成型塑料制件的模具。气动成型包括中空吹塑成型、抽真空成型和压缩空气成型等。与其他模具相比较，气动成型模具结构最为简单，只有热塑性塑料才能采用气动成型。 除了上述介绍的几种常用的塑料成型模具外，还有浇铸成型模、泡沫塑料成型模、聚四氟乙烯冷压成型模和滚塑模等 。 1.3 注射模具的发展方向 1.开发新的塑料成 型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 2.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件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。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 。气体辅助注射成型可在nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 3 保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型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，而且其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。另一方面为了确保塑料件精度，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也非常重要。 4.应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 因此，放眼未来，模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、 更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 4 第二章 塑料成型工艺 2.1 塑件材料的选择 考虑到水杯的工作环境及作用来看，聚碳酸脂（ PC）具有工作环境所需的性能 。 PC 属于热塑性塑料。（热塑性塑料 在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。） PC 的性能： 综合性能较好，无毒，化学稳定性好，耐水、油 等；吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。 PC 的用途： 适于制作传递中、小负荷的零部件；因 PC 无毒无味，可以制造医疗器械，小型日常用品等；因透光率较高，可制造大型灯罩、门窗玻璃等等透明制品。 PC 是非结晶型的线型结构的高聚物 为此确定使用材料为：聚碳酸脂： PC 2.2 确定成型方法 塑料的种类很多，其成型的方法也很多，有注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、气动与液压成型、泡沫塑料的成型等，其中前四种方法最为常用。其中，注射成型所用模具称为注射成型模具，简称注射模。注射模主要应用于成型热塑性塑料，因此根据对零件 的分析，该 PC 材料的塑料水杯用注射成型为最佳 2.3 注塑成型工艺过程 2.3.1 成型前的准备 为使注塑成型过程顺利进行和保证塑件质量，成型前应该对所用塑料原料和设备作好一些准备工作。 （ 1）检验塑料原料的色泽、颗粒大小、均匀性等；测定塑料的工艺性能；如果来料是粉料，则有时还需要对其进行染色和造粒；对易吸湿的塑料进行充分的干燥和预热。 （ 2）对料筒进行清洗或拆换。 （ 3）塑件带有金属嵌件时，应对嵌件进行预热，防止嵌件周围产生过大内应力。 （ 4）脱模困难的塑件，要选择合适的脱模剂。脱模剂是使塑料制件容易从模具中 脱出而覆在模具表面的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等 2.3.2 注塑成型过程 注塑过程如图 2-1，首先将准备好的塑料加入注塑机的料斗，然后送进加热的料nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 5 筒中，经过加热熔融塑化成粘流态塑料，在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在型腔中冷却、硬化、定型，压力撤消后开模，并利用注塑机的顶出机构使塑件脱模，最后取出塑件。这样就完成了一次注塑成型工作循环，以后是不断重复上述周期的生产过程。由上面的说明可以知道，注塑成型过程包括加料、塑化、注射、脱 模等几个步骤。 塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热达到粘流状态并且具有良好可塑性的过程。对塑料的塑化要求是：塑料熔体在进入型腔之前，既要达到规定的成型温度，并要在规定的时间内提供足够量的熔融塑化料各处的温度尽量均匀一致，不发生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。螺杆式注塑机对塑料的塑化比柱塞式注塑机好得多。不管是何种形式的注塑机，注射过程均可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却四个阶段。 充模阶段是从柱塞或螺杆开始向前移动起，到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满型腔时为止。 塑料熔体充满型腔后，熔 体开始冷却收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态，料筒内的熔料会向模具型腔内继续流入进行补缩，以形成形状完整而致密的塑件。这一阶段称为保压阶段。 倒流阶段是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道内的高，因此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处熔料冻结倒流才结束。如果保压结束之前浇口已经 冻结或者在喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不会存在。 浇口冻结后的冷却是从浇口的塑料完全冻结时开始，这一阶段型腔内塑料继续进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有 少量的流动。应该指出，塑料从注入型腔后即被冷却，直至脱模时为止。 脱模是塑件冷却到一定温度后开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外的过程。 图 2-1 注塑成型原理示意图 1-料斗 2-螺杆 3-注塑模具。 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 6 2.3.3 塑件的后处理 （ 1）退火处理 退火处理是将塑料制件放在定温的加热液体介质中（如热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。目的是减少或消除塑件的内应力。 （ 2）调湿处理 调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中隔绝空气进行防止氧化的退火，同时加快达到吸湿平衡的一种后处理方法。目的是使塑件的颜色、性能、尺寸得 到稳定。聚酰胺类塑料制件通常需要进行调湿处理。 2.4 塑件的结构工艺性 要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结 工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷及开裂等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。塑件结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、斜度、加强筋、支承面、圆角、 1、壁厚 塑料制品的壁厚对制品质量有至关重要的影响。壁厚过后，不但用料多，成本高还容易产生气泡、缩化、凹陷等缺陷，而且冷却时间长生产效率低（对热塑性塑料制品而言）。壁厚过薄，成型困难，流动阻力大，尤其是大型制品和形状复杂制品。 制品最小壁厚的确定原则：（ 1）脱模时受顶出零件的推力不变形；（ 2）能承受装配时紧固力。 壁厚因制品大小和塑料品种的不同而异。热塑性塑料制品的最小壁厚可达到0.25mm，但一般在（ 0.60.9） mm 之间。常用壁厚为（ 24） mm。塑料水杯就取壁厚为 3mm 2、制品的精度 影响制品精度的因素较多。首先是模具的制造精度和模具的磨损量，其次是成型工艺条件的变化所引起的塑料收缩率的波动。另外，成型后的实效率变化和模具结构形式对尺寸精度也有 一定的影响。因此，对塑料制品的精度要求不能过高，应在保证使用性能的情况下，尽可能选用低精度等级。 3、制品的表面粗糙度 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 7 塑料制品的表面粗糙度主要取决于成型模具型腔表面的粗糙度。另外，塑料品种，成型工艺以及成型模具型腔表面的磨损和腐蚀对制品的表面粗糙度也有一定的影响。一般情况下，模具型腔表面的粗糙度也有一定的影响。一般情况下，模具型腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低 1-2 级。 本课题可选用 Ra（ 3.20.2） m 2.5 塑件成型工艺参数 2.5.1 温度 在注塑成型时需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度 、模具温度等。 （ 1）料筒温度 料筒温度应控制在塑料的粘流温度 Tf（对结晶型塑料为熔点Tm）和热分解温度 Td 之间。 料筒温度直接影响到塑料熔体充模过程和塑件的质量。料筒温度高，有利于注射压力向模具型腔内传递，另外，使熔体粘度降低，提高流动性，从而改善成型性能，提高生产率，降低制品表面粗糙度。但料筒温度过高，时间过长时，塑料的热降解量增大，塑件的质量会受到很大影响。选择料筒温度时，应考虑以下几方面的影响因素： 塑料的特性 热敏性塑料如聚甲醛、聚氯乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间；玻璃 纤维增强的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒温度；对于热固性塑料，为防止熔体在料筒内发生早期硬化，料筒温度倾向于取小值。 注塑机类型 螺杆式注塑机由于螺杆转动时的剪切作用能获得较大的摩擦热，促进塑料的塑化，因而料筒温度选择比柱塞式注塑机低 10 20 。 塑件及模具结构特点 薄壁塑件的型腔比较狭窄，塑料熔体注入时的阻力大，冷却快。料筒温度应选择高一些，反之则低一些。对于形状复杂或带有嵌件的制件，或者熔体充模流程曲折较多或较长时，料筒温度也应选择高一些。 料筒温度并不是一个恒温，而是从料斗一侧开 始到喷嘴为止是逐步升高的，这样可使塑料温度平稳上升达到均匀塑化的目的。 （ 2）喷嘴温度 选择喷嘴温度时，考虑到塑料熔体与喷孔之间的摩擦热能使熔体经过喷嘴后出现很高的温升，为防止熔体在直通式喷嘴可能发生的 流涎现象 ，nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 8 通常喷嘴温度略低于料筒的最高温度。但对于热固性塑料一般都将喷嘴温度的取值高于料筒温度，这样一方面使其自身具有良好的流动性，另一方面又能接近硬化温度的临界值，即保证了注射成型，又有利于硬化定型。 料筒温度和喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动，由于其影响因素很多，一般都在成型前通过 对空注射法 或 塑件的直观分析法 来进行调整，以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。 （ 3）模具温度 模具温度主要影响塑料在型腔内的流动和冷却，它的高低决定于塑料的结晶性、塑件的尺寸与结构、性能要求以及其他工艺条件（熔料温度、注射压力及注射速度、成型周期等）。如对于熔体粘度高的非结晶型塑料应采用较高的模温；塑件壁厚大时模温一般要高，以减小内应力和防止塑件出现凹陷等缺陷。对于热固性塑料模具温度一般较高，通常控制在 150 220 度范围，另外动模温度有时还需要比定模高出 10 15 ，这样会更有利于塑件硬化定型。 模具温度根据 不同塑料的成型条件，通过模具的冷却（或加热）系统控制。 对于要求模具温度较低的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、 ABS 塑料、聚氯乙烯等应在模具上设冷却装置；对模具温度要求较高的塑料，如聚碳酸脂、聚砜、聚甲醛、聚苯醚等应在模具上设加热系统。 2.5.2 压力 注塑成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种。 （ 1）塑化压力 塑化压力又称背压，是注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时受到的压力。一般操作中，塑化压力应在保证塑件质量的前提下越低越好，具体数值随所选用的塑料品种而变化，通常很少超过 6 MPa。但要注意的是 ，背压力如果过小，物料易充入空气，使计量不准确，塑化不均匀。 （ 2）注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆头部注射时对塑料熔体所施加的压力。它的作用：一是克服塑料熔体从料筒流向型腔时的阻力，保证一定的充模速率；二是对塑料熔体进行压实。注射压力的大小，取决于塑料品种、注射机类型、模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程大小等多种因素。确定注射压力的原则是： 对于热塑性塑料，注射压力一般在 40 130 MPa 之间。熔体粘度高，冷却速nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 9 度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件，采用高压注射有利于 充满型腔；成型玻璃纤维增强塑料时采用高压注射有利于塑件表面光洁。其他均应选用低压慢速注射为宜。但要提醒的是，如果注射压力过高，塑件易产生飞边使脱模困难，另外使塑件产生较大的内应力，甚至成为废品。注射压力过低则易产生物料充不满型腔，甚至根本不能成型等现象。 对于热固性塑料，由于熔料中填料较多，粘度较大，且在注射过程中对熔体有温升要求，注射压力一般要选择大一些，常用范围约为 100 170 MPa。 在其他条件相同的情况下，柱塞式注塑机作用的注塑压力应比螺杆式的大，因为塑料在柱塞式注塑机料筒内的压力损失比 螺杆式的大。 2.5.5 时间（成型周期） 完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。它包括以下几部分： （ 1）注射时间 注射时间包括充模时间、保压时间和合模冷却时间。其中保压时间和冷却时间合计为总的冷却时间。充模时间直接反比于充模速率，生产中约为3 5 s。保压时间就是对塑料的压实时间，在整个注射时间中所占比例较大，约为20 120 s。冷却时间以保证塑件脱模时不引起变形为原则，一般约为 30 120 s。生产中注射时间一般在 0.5 2min，厚大件可达 5 10 min。 （ 2）其他时间（辅助时间）包括开 模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、合模等时间。 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 10 第三章 带柄 水杯 注塑 模具设计 3.1 注塑成型设备 注塑机是利用塑料成型模具将热塑性塑料或热固性塑料原料制成塑料制件的注射成型设备，也是应用最广的塑料成型设备。 3.1.1 注塑机结构组成 注射成型机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成，如图 2-2 所示。注射装置使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔。合模装置也称锁模装置，保证注射模具可靠地闭合，实现模具开、合动作以及顶出制件。液压和电器控制系 统保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温度、速度和时间）和动作程序准确有效工作。 3.1.2 注塑机的分类 注塑机的分类方法很多，目前使用较多的是按注塑机外形特征分类，这种分类方法主要是根据注塑机的合模装置和注射装置的相对位置进行分类的。 1、卧式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列，具有机身低，操作、维修方便，自动化程度高等特点。所以这种形式应用最广，对大、中、小型都适用，是目前注塑机最基本的形式。 2、立式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并垂直排列，具有占地面积小，模具拆装 容易，模具内安放嵌件方便等优点。但制品顶出后不易脱落，不易实现全自动化操作，且机身高，加料、维修不方便。目前小型注塑机常采用这种形式。 3、角式注塑机 合模装置和注射装置的运动轴线互成垂直排列，其优缺点介于立式和卧式之间，使用也较普遍，大、中、小型注塑机均有。 3.1.3 注塑机的型号规格 注塑机型号规格是用来表示注塑机加工能力的，而反映注塑机加工能力的主要参数是公称注射量和锁模力。因此常用公称注射容积数量和锁模力大小来表示注塑机型号规格。公称注射量是指注塑机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射 装置所能达到的对空注射量。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的，它反映了注塑机成型制品面积的大小。 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 11 一般用注塑机的公称注射量和锁模力同时来表示注塑机的加工能力，并以此作为注塑机的系列规格。国产注塑机的型号表示为： XS-ZY-125/90，型号中： X 表示（成）形（机）， S 表示塑料， Z 表示注射， Y 表示预塑式， 125 表示公称注射量为125 cm3， 90 表示最大锁模力为 9010 kN。 3.2 注射模具分类及典型结构 3.2.1 注射模分类 注射模具的分类方法很多。按其所用注射机的类型可分为卧室注射机用 的模具、立式注射机用的模具、角式注射机用的模具；按所成型的塑料制品材料分，可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。按注射模的整体结构分，可分为单分型面注射模、双分型面注射模、垂直分型面注射模、有侧面分型和抽芯结构的注射模、定模有定距推板结构的注射模、直角注射成型机上用的专用注射模、有活动向镶件的注射模等。按浇注系统的结构分，可分为浇注系统为热流道结构的注射模、浇注系统为绝热流道结构的注射模、浇注系统为温流道结构的注射模。 3.2.2 注射模典型结构 1、单分型面注射模 单分型面注射模也称二板式注射模，如图3-1 所示。它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面。单分型面注射模具可以根据需要，既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模，应用十分广泛。 其工作原理为：合模时，在导柱的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板上是凹模与固定在动模板上的凸模组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模板上的浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机合图 3-1 单分型面注射模 1 动 模板 2 定模板 3 冷却水道 4 定模座板 5 定位圈 6 浇口套 7 凸模 8 导套 9 导套 10 动模座板 11 支 12 支承柱 13 推板 14 推杆固定 15 拉料杆 16 推板导柱 17 推板导套 18 推杆 19 复位杆 20 垫块 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 12 模系统带动动模后退，模具从分型面分开，塑料件包在凸模上随动模一起后退，同时拉料 杆将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板，推出机构开始动作，使推杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。 2、双分型面注射模 双分型面注射模具有两个分型面，如图 3-2 所示。第一个分型面 A-A 是定模板与中间板的分型后浇注系统凝料由此脱出，第二个分型面 B-B 是中间板与推件板之间的分型，分型后塑件由此脱出。与单分型面注射模具比较，双分型面注射模具在定模部分增加了一块可以 局部移动的中间板，所以也叫三板模（动模板、中间板、定模板）注射模具。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具，开模时，中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离，以便在这两模板之间取出浇注系统凝料。 其工作原理为：开模时，注射机开合模系统带动动模部分后移。由于弹簧的作用，模具首先在 A 分型面分型，中间板随动模一起后移，主流道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触，使中间板停止移动。动模继续后移， B 分型面分型。因塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料在浇口处 自行拉断，然后在 A 分型面之间自行脱落或由人工取出。动模部分继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出，塑件在 B 分型面之间自行落下。 3、斜导柱侧向分型与抽芯注射模 当塑件侧壁有通孔、凹穴或凸台时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。如图 3-3所示为斜导柱侧向抽芯的注射模，其中的侧向抽芯机构是由斜导柱和侧型芯滑块所图 3-2 双分型面注射模 1 支架 2 支承板 3 型芯固定板 4 推件板导柱 5 导柱 6 限位销 7 弹簧 8 定距拉板 9 推板 10 推杆固定板 11 推杆 12 导柱 13 中间板 14 定模座板 15 导套 16 浇口套 17 型芯 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 13 组成的，此外还有楔紧块、挡块、滑块拉杆、弹簧等一些辅助零件。 其工作原理为：开 模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱作用于侧型芯滑块，迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件脱开，完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位，斜导柱使侧型芯滑块向内动复位，最后由楔紧块锁紧。 斜导柱侧向抽芯结束后，侧型心滑块应有准确的位置，以便在合模时斜导柱能顺利插入滑块的斜导孔中使滑块复位。图 3-3 的定位装置是由挡块、滑块拉杆、螺母和弹簧组成的。楔紧块是防止注射时熔体压力使侧型芯滑块 产生位移而设置的，其上面的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致，在设计时应留有一定的修正余量，以便装配时修正。 4、带有活动镶件的注射模 有些塑件上虽然有侧向的通孔及凹凸形状，但还有更特殊的要求，如模具上需要设置螺纹型芯或螺纹型环等。这样的模具有时很难用侧向抽芯机构来满足侧向抽芯的要求。为了简化模具结构，将不采用斜导柱、斜滑块等机构，而是在型腔的局部设置镶件。开模时，这些活动镶件不能简单的沿开模方向与塑件分离，而是必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外，然后通过手工或专门的工具将它与塑件分离，在下一 次合模注射之前，再重新将其放入模内。 采用活动镶件结构形式的模具，其优点不仅省去了斜导柱、滑块等负责结构的设计与制造，图 3-4 带有活动镶件的注射模 1 定模板 2 导柱 3 活动镶块 4 型芯座 5 动模板 6 支承块 8 弹簧 9 推杆 10 推杆固定板 11 推板 图 3-3 斜导柱侧向分型与抽芯注射模 1 动模座板 2 垫块 3 支承板 4 动模板 5 挡块 6 螺母 7 弹簧 8 滑块拉杆 9 楔紧块 10 斜导柱 11 侧型芯滑块 12 型芯 13 浇口套 14 定模座板 15 导柱 16 定模板 17 推杆 18 拉料杆 19 推杆固定板 20 推板 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 14 使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些无法安排斜滑块等结构的场合，必须使用活动镶件形式。这种方法的缺点是操作时安全性差，生产效率较低。 如图 3-4 所示的是带有活动镶件的注射模。开模时，塑件包在型芯和活动镶件上，随动模部分向左移动而脱离动模板，分型到一定距离，推出机构开始工作，设置在活动镶件上的推杆将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模，由人工将活动镶件从塑件上取下。合 模时，推杆在弹簧的作用下复位，推杆复位后动模板停止移动，然后人工将活动镶件重新插入定位孔中，再合模后进行下一次的注射动作。 3.3 塑料水杯模具的结构设计 进行塑料水杯模具结构方案设计，需要考虑以下几个方面，包括分型面位置的确定、型腔数量的确定、浇注系统设计、成型零件设计、合模导向机构设计、推出机构设计、模具温度调节系统、标准模架的选用及模架的尺寸计算。 3.3.1 分型面位置的确定 分型面是模具上用于取出塑件和（或）浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。 分型面的设计原则：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以 便顺利脱模。 塑件分型面决定了模具的基本结构和飞边产生的位置，根据该塑料水杯的形状要求，外表面要求精美、无明显的毛刺，另外，水杯手柄部位形状比较复杂，所以，将分型面选择在水杯中间剖切面上。这样，不致影响塑件外观，既有利于脱模（注：分型面应使塑料件在开模时留在有脱模机构的一边，通常是在动模一侧。），又使模具的加工制造更容易。 3.3.2 型腔数量的确定 型腔的布置形式有很多，在布置型腔时，要求塑料通过流道那能够顺利到达型腔。通过对塑件结构分析，进行一模一腔和一模两腔对比设计，考虑浇口位置的设计，由于塑件中等尺寸 ，产量不大，采用一模一件即可满足生产需要，采用直浇口，塑件质量容易保证，从零件上端中心进料，料流比较顺畅，不易产生熔接痕与气泡缺陷。而一模两件或一模多件的对称布置，生产效率较高，采用侧浇口，从分型面进料，模具结构简单，但浇口位置不是进料的最佳位置，塑件容易产生熔接痕。 nts吕云涛 带柄水杯 模具设计 15 3.3.3 浇注系统设计 浇注系统是指模具中塑料熔体由注射机喷嘴至型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致 1 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）前期工作材料 学生姓名： 吕云涛 学号： 100007124 系 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目： 带柄水杯模具 设计 指导老师： 高 征 兵 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备注 1 毕业设计（论文）选题、审题表 1 2 毕业设计（论文）任务书 1 3 毕业设计（论文）实习调研报告 1 4 毕业设计（论文）开题报告（含文献综述） 1 5 毕业设计（论文）外文资料翻译（含原文） 1 6 毕业设计（论文）中期检查表 1 2014 年 2 月 17 日 注： 毕业设计（论文）中期检查工作结束后，请将该封面与目录中各材料合订成册，并统一存放在“毕业设计（论文）资料袋中（打印件一律用 A4 纸型）。 nts 2 扬州大学 广陵 学院毕业设计选题、审题表 学 院 广陵学院 选 题 教 师 姓名 高征兵 专 业 机械设计制造及其自动化 专业技术 职务 讲师 申报课题名称 课题性质 课题来源 A B C D 课题简介 了解注塑模具，对模具的结构认识，使用现代 CAD、 CAM 技术设计 模具。 设计（论文） 要 求 （包括应具备的条件） 1、实习报告 2、毕业设计（论文）开题报告 3、外文翻译 4、设计塑料模具三维造型、模具型腔、模架 5、毕业设计（论文）说明书 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 一般 易 所在专业审定意见： 负责人（签名）： 年 月 日 院主管领导意见： 签名： 年 月 日 说明： 1、该表作为本科学生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经所在专业 有关人员讨论，负责人签名后生效； 2、有关内容的填写见背面的 填表说明 ，并在表中相应栏打“” 课题一旦被学生选定，此表须放在“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 nts 3 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）任务书 系 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 吕云涛 学号： 100007124 毕业（论文）题目： 带柄水杯模具 设计 起 迄 日 期： 2014-02-17 2014-06-01 设计（论文）地点： 指 导 老 师 ： 高 征 兵 专 业 负 责 人： 发任务书日期： 2014 年 2 月 17 日 nts 4 毕业设计（论文）任务书 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： (1)熟悉塑料模具的理论知识 (2)了解塑料模具的设计方法 (3)运用 Pro/E 软件设计塑料零件的上下模 (4)撰写毕业设计说明书 2、本毕业设计（论文）课题任务的内 容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： (1)内容： 设计塑料件成型模型 模具三维造型 绘制模具零件图、装配图 撰写毕业设计说明书 (2)要求： 充分阅读文献，搜集相关资料 在了解塑料加工工艺的基础上，应用 Pro_E 软件设计塑料件成型模具 完成模具装配图、凹模、凸模、垫板的零件的三维工程图 nts 5 3、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括毕业设计论文、 图表、实物样品等）： （ 1） 带柄水杯上、下模； （ 2） 注射模装配图； （ 3） 注射模主要零件的零件图； （ 4） 注塑模模架设计； （ 5） 注射模设计 说明书； 4、主要参考文献： (1)范崇洛主编 机械加工工艺学 东南大学出版社 2009 年 (2)胡兆国主编 机械加工基础 西南交大出版社、 2007 年 (3)傅水根主编 机械制造工艺学基础 清华大学出版社 2011 年 (4)冯辛安主编 机械制造装备设计 机械工业出版设 2004 年 (5)黄虹主编 . 塑料成型加工与模具 .北京 :化学工业出版社 .2002 (6)王善勤主编 .塑料注射成型工艺与设备 .北京 :中国轻工出版社 .2000.3 (7)屈华昌 塑料成型工艺与模具设计 .北京 :机械工业出版社 1996.4 (8)何忠保等编 .典型零件模具图册 .北京 :机械工业出版社 .2000.11 (9)钱可强 机械制图 .北京 :高等教育出版社 .2003.6 (10)廖念钊，古莹庵等 .互换性与技术测量 .北京 :中国计量出版社 .2000.1 (11)伍先明，王群等 .塑料模具设计指导书 .国防工业出版社 .2008.2 (12)廖月莹，何冰强主编 .塑料模具设计指导与资料汇编 .大连理工大学出版社 .2007.8 (13)冯新爱主编 .塑料模具工 程师手册 .北京：机械工业出版社 .2009.1 (14)何忠保等编 .典型零件模具图册 .北京 :机械工业出版社 2007.8 (15)陈淑岭 .插座注射模设计 .模具制造 2008 年第 3 期 nts 6 毕业设计（论文）任务书 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划 起止日期 工 作 内 容 第 13 周 了解相关知识、完成实习调研，作开题报告 第 4、 5 周 完成模具结构设计，包括凸凹模具、模架的三维造型 第 6、 7 周 完成相关的零件图、装配图。中期检查 第 810 周 撰写毕业设计说明书 第 11、 12 周 完善相关资 料、答辩 所在专业审核意见： 负责人： 年 月 日 学院意见： 院长： 年 月 日 nts 7 实习报告 终于等到了实习的时候了，很早以前就从老师和学姐学长那里打听到了有毕业实习，那时候可以说是急切地期盼着这一天的到来，因为大家再也无法满足于课堂教学，尽管从同学朋友那里了解到实习并非像想象中的那样是一件快乐的事情。 在实习期间虽然很累、很苦，但我却感到很快乐 !因为我们在学到了作为一名机制专业学生所必备的知识的同时还锻炼了 自己的动手能力。而且也让我更深刻地体会到伟大的诗人李白那一名言：只要功夫深，铁杵磨成针的真正内涵 ! 在刚刚到达实习单位的时候，我的心情是既兴奋又激动同时还有点担心，兴奋激动是因为我看到了成摞的零件图、装配图、电路图等等，这是在学校见不到的，可以说我们在学校见到的图和这些图比起来简直就是小巫见大巫。当然，刚才说了，我的心中同时还有些担心，担心是因为我的师傅是什么样的人呢？让我干什么呢？我能干得好么？我要是干得不好会怎么样呢？一系列的问号一直不停的我的脑子中浮现着。于是，我推开了我要去的办公室的门，我的毕业实习 之路也就此开始！ 一 、实习过程 在我推开办公室门的同时，我看到了我的师傅，我的实习老师。我万万没想到的是，我的老师居然是个女的。我一直都认为，搞机械的一般都会是男的，而且是那种上岁数的老师傅，没想到我的师傅是个四十来岁女的，顿时我的压力就少了很多。刚到了单位，老师带着我们这些实习生在单位到处逛了逛，哪里有什么，哪里是什么，都给我们认真讲解。同时也跟我们说了很多生活上的事情，比如说工作时间，午休时间等等，一点都没有老师的架子，就像是家里人，家里的长辈一样，很亲切。在我们都熟悉了解了我们的实习单位之后，老师对我 们进行了分组同时分配了个人的任务。当老师分配了工作岗位之后，我很幸运的被分到了院材料室，从事零件测绘以及文件的收集整理工作。自认为自己的机械制图学的还不错，本来以为会很简单，没想到跟自己想象的很不一样。在学校的时候，作为一名机械设计专业的一名学生，掌握机械的制图与测绘的必要性可想而知。 测绘实训是我们机械设计专业的一个重要实践环节，学校也根据专业情况学校开设了很多的测绘的实训课，上课期间我坚持听从老师的安排，按计划完成每天的实训任务，从中也更加深刻的了解机械的设计，制造与研发 ，认真的完成好每一次实训，为学 好更深层次的专业知识打好基础。然而在实际的工作岗位中，跟学校的学的还是不太一样。当我看到桌子上的很多零件图，测绘图的时候，还是很傻眼。因为图纸都很大很大，在学校我见过最大的图纸是A0 的，我们平时也很少会用到 A0 的图纸，但是，实习单位的图纸基本上都是 A0 的图纸，甚至nts 8 还有更大的。当然不仅仅是机械制图的图纸，也有很多是电路图，线路图等等，让我顿时就就得很凌乱，都不知道应该干什么好。估计这时候老师有看出来了我的疑惑，给我讲解之后给我安排了我的工作任务： 1、结合在学校学到的知识，了解测绘的一般方法和步骤，掌握测绘技 能及绘图能力，并为后以后的工作扎下初步基础； 2、通过零件草图，装配图和零件工作的绘制，培养自己实际动手能力和零部件测绘能力。使自己能恰当选择表达方案、合理布图，正确绘图，并在老师指导下完成尺寸标注及各项技术要求注写； 3、了解简单机器的装配工艺。通过全面、系统的零部件测绘训练，培养自身初步的工程设计能力； 4、熟悉运用有关资料（如国家标准，规范及规定画法等）。初步培养查阅标准资料的能力； 5、培养自己团结协作的工作作风和严谨的学习态度，增强责任感。 看到了自己的工作任务，我也就开始我的工作了。在开始测绘之 前，我看了看办公室书架上面的书，基本上都是关于机械的东西，机械制图，机械原理等等，同时还有很多关于机械设计各项参数的书，也有很多是关于国家标准的书。看完了书之后又看了看桌子上已经画好的图发现，很多的手绘图基本上都是草图很少有表表准准的零件图或者装配图。我们在学校的时候，基本上都是用手画装配图或者零件图啊。后来问了老师才知道，原来现在的很多单位都是用手画出草图，标出相应的尺寸，装配方式等相关参数，最后用电脑绘画出标准的零件图装配图等等。而且像我们在学校使用的测绘软件是 Auto-CAD、 PRO-ENGINEER 这两个软件，我在单位用的也是这个软件，因为我知道怎么用 Auto-CAD 以及 PRO-ENGINEER 绘图，然而老师告诉我现在单位用电脑绘图很少使用 Auto-CAD、 PRO-ENGINEER，大多用的都是 SOLIDWORK、 UG、 CAXA 等等。 作为一名机械专业的学生，我不光要进行测绘也要去院车间进行实习，于是在实习最后几天的时候，老师带着我来到了院车间，学习铣工。我在车间实习的第一天看了关于铣工实习的有关的知识与我铣工实习过程中的注意事项的碟片。看到那飞转的机器、飞溅的铁花，令我既担心又激动。担心的是，如果那 飞转的机器隆隆声让人心惊肉跳和那鲜红的铁花四处飞溅的发出耀眼的的光芒令人眼花缭乱激动的是，我终于可以亲自动手操作了，我想每一个工科的学生都想一试身手吧！其实，对我们这些工科的学生来说这是一次理论与实习相结合的绝好机会，又将全面地检验我们知识水平。铣工实习是机械类各专业学生必修的实习性很强的技术基础课。学生在铣工实nts 9 习过程中通过独立地实习操作，将有关机械制造的基本工艺知识、基本工艺方法和基本工艺实习等有机结合起来的，进行工程实习综合能力的训练及进行思想品德和素质的培养与锻练。其实，现在的工厂加工车间都是大批量生 产加工零件，换句话说，很多的地方人工铣或者说是手工铣逐渐被数控铣所代替，所以编程也就越来越重要了。也就是在这个时候，我发现我自己要学的还有很多，单凭借学校学的知识肯本不够用，要是想让自己更优秀只能用知识武装自己了。 二 、经验总结 时光转瞬即逝，两个月的实习时间转眼就过去了，我想我在这段时间里学到了很多也懂得了很多。通过现场实习、观察，我知识面扩大了。实习使我们获得了基本生产的感性知识，同时又锻炼和培养了我们大学生吃苦耐劳的精神，也我们接触社会、了解机械行业状况、了解就业行情的一个重要途径，逐步实现由学生到社 会的转变，并且让我们初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。在实习期间也知道了学校和单位的差别，学校是学习的地方，而单位则是工作的地方，任何单位都是以获利为主，如果说我们的设计成本昂贵或者不容易生产，任何单位都是不会生产的。当然，我们同时也学到单位各位老师、各位师傅的敬业、严谨精神。老师们不耐其烦地帮我们查找工作中的错误，一遍又一遍。可能有的错误对于老师来讲十分的幼稚，但是老师还是能够认真的讲解，直到我们真正搞清楚弄明 白为止，因此在这里我要再次感谢我的实习老师陈宏，她的谆谆教诲让我至今年难以忘记，我会拿她当作标尺，在今后的生活和工作中严格要求自己。 nts 10 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）开题报告 学 生 姓 名： 吕云涛 学号： 100007124 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目： 带柄水杯模具 设计 指 导 老 师： 高 征 兵 2014 年 4 月 06 日 nts 11 毕业设计（论文）开题报告 1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 本次毕业设计的课题为注塑模具设计，模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经是衡量一个国家制作业水平高低的重要标志之一，此次的设计将涉及一些二维及三维软件软件 的应用，如 Pro/E、 AutoCad 、 MasterCAM 等，以及相关软件的应用。 通过本次设计可以使我掌握注射模的模具结构机构的设计， 培养自己综合运用所学基础和专业基本理论、基本方法分析和解决测量与控制及其它相关工程实际问题的能力，同时 在独立思考、独立工作能力方面获得培养和提高。随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、农业、等各个行业广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。因此通过本次设计将对我所学的知识巩固及灵活运用所学知识来解决解决实际问题有着深远的意义。 1.我国塑 料模具的现状 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的 1/5 1/3，加入 WTO 后，国外同 类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在 2006 年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有 些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有 13%，而未达 17%。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。 2.国外研究现状及发展 趋势 近二十多年间，国外注塑模 CAD/CAE技术发展相当迅速。 70年代许多研究者对一维流动进行了大量研究，由最初的 CAD技术和 CAM技术以图纸为媒介传递信息向 CAD/CAM一nts 12 体化方向发展。 80年代初开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域。 80年代中期注塑模 CAD/CAE进入实用阶段，出现了许多商品化注塑模CAD/CAE软件，比较著名的有 :1.澳大利亚 MOLDFLOW公司的 MOLDFLOW系统； 2.美国 PTC公司的 Pro/Engineer 软件； 3.美国 UG公司的 UGllUNIGRAPHICSl系统等等 .这些先进软件的熟练掌握极大地促进了国外模具行业的发展。因此，未来的一段时间内，他们将朝着 大型、精密、复杂与长寿命模具的方向发展。 3.塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 （ 1） 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 (2)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 （ 3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压 注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件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。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。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型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，而且其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。另一方面为了确保塑 料件精度，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也非常重要。 （ 4）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 因此，放眼未来，模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 nts 13 毕业设计（论文）开题报告 2、本课题要研究或解决的问题和拟采 用的研究手段（途径）： 一、本课题需要研究或解决的问题： （ 1）设计塑料件成型模具； （ 2）模具三维造型； （ 3）绘制模具零件图、装配图； 二、研究手段（途径） （一）、 带柄水杯 三维造型 应用 Pro/E 中拉伸、拔模、倒圆角、抽壳、边界混合等相关命令生成的相机面壳， 如下右图所示。 （二）、模具设计 1、上、下模的设计 （ 1）调入模具参照模型 （ 2）设置收缩率 （ 3）设置毛胚工件 （ 4）设计分型面 （ 5）分割体积块 （ 6）抽取模具元件 （ 7）浇口设计 （ 8）铸模 （ 9）开模 2、模架的选用 根据对零件的体积、质量估计可以计算出公称注射量和锁模力，从而可以根据公称nts 14 注射量和锁模力选择注射机。 由于在 Pro/E 中没有我国标准模架库，在此选择与标准模架库中相近的模架，然后作适当修改。 （三）、模架的设计 （ 1）载入模具装配元件 （ 2）定义模具模架 （ 3） 添加定位环和浇口套 （ 4）设计顶出机构 （ 5）设计冷却系统 （ 6）加载所有组件 （四）注射机选用后基本参数的校核 (1)最大注射量的校核； （ 2）注射压力的校核； （ 3）锁模力的校核； （ 4）最大注射成型面积的校核 （五）出图 从 Pro/E 系统转出以下文件的 dwg 文件，并打印出来 （ 1） 模具装配图 （ 2） 水杯三维图 （ 3） 凹模 （ 4） 凸模 （ 5） 定模板 （ 6） 定模座板 （ 7） 动模板 （ 8） 动模座板 （ 9） 动模垫板 （ 10） 推件板 （ 11） 推杆固定板和推杆垫板 nts 15 毕业设计（论文）开题报告 指导教师意见 ： 1、对“文献综述”的评语： 2、对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果 的预测： 指导老师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 nts 16 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）外文资料翻译 系 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 吕云涛 学 号： 100007124 外 文 出 处： Environmentally Conscious Design and Manufacturing 附 件： 指导老师评语 签名： 年 月 日 nts 17 第一篇译文（中文） 2.3 注射模 2.3.1 注射模塑 注塑主要用于热塑性制件的生产 ，它也是最古老的塑料成型方式之一。目前，注塑占所有塑料树脂消费的 30%。典型的注塑产品主要有杯子器具、容器、机架、工具手柄、旋钮（球形捏手）、电器和通讯部件（如电话接收器），玩具和铅管制造装置。 聚合物熔体因其较高的分子质量而具有很高的粘性；它们不能像金属一样在重力流的作用下直接被倒入模具中，而是需要在高压的作用下强行注入模具中。因此当一个金属铸件的机械性能主要由模壁热传递的速率决定，这决定了最终铸件的晶粒度和纤维取向，也决定了注塑时熔体注入时的高压产生强大的剪切力是物料中分子取向的主要决定力量。由 此所知，成品的机械性能主要受注射条件和在模具中的冷却条件影响。 注塑已经被应用于热塑性塑料和 热固性塑料、泡沫部分，而且也已经被改良用于生产反应注塑过程，在此过程中，一个热固树脂系统的两个组成部分在模具中同时被注射填充，然后迅速聚合。然而大多数注塑被用热塑性塑料上，接下来的讨论就集中在这样的模具上。 典型的注塑周期或流程包括五个阶段（见图 2-1）： （ 1）注射或模具填充； （ 2）填充或压紧； （ 3）定型； （ 4）冷却； （ 5）零件顶出。 图 2-1 注塑流程 塑料芯块（或粉末）被装入进料斗，穿过一条在注射料筒中通过旋转螺杆的作用下塑料芯块（或粉末）被向前推进的通道。螺杆的旋转迫使这些芯块在高压下对抗使它们受热融化的料筒加热壁。加热温度在 265 至 500 华氏度之间。随着压力增强，旋转螺杆被推向后压直到积累了足够的塑料能够发射。注射活塞 迫使熔融塑料从料筒，通过喷嘴、浇口和流道系统，最后进入 模具型腔。在注塑过程中，模具型腔被完全充满。当塑料接触冰冷的模具表面，便迅速固化形成表层。由于型芯还处于熔融状态，塑料流经型芯来完成模具的填充。典型地，在注塑过程中模具型腔被填充至 95%98%。 然后模具成型过程将进行至压紧阶段。当模具型腔充满的时候，熔融的塑料便开始冷却。由于塑料冷却过程中会收缩，这增加了收缩痕、气空、尺寸不稳定性等瑕疵。为了弥补收缩，额外的塑料就要被压入型腔。型腔一旦被填充，作用于使物料熔化的压力就会阻止模具型腔中的熔融塑料 由模具型腔浇口处回流。压力一直作用到模具型腔浇口固化。这个过程可以分为两步（压紧和定型），或者一步完成（定型或者第二阶段）。在压紧过程中，熔化物通过补偿收缩的保压压力来进入型腔。固化成型过程中，压力仅仅是为了阻止聚合物熔化物逆流。 nts 18 固化成型阶段完成之后，冷却阶段便开始了。在这个阶段中，部件在模具中停留某一规定时间。冷却阶段的时间长短主要取决于材料特性和部件的厚度。典型地，部件的温度必须冷却到物料的喷出温度以下。 冷却部件时，机器将熔化物塑炼以供下一个周期使用。高聚物受剪切作用和电热丝的能量 情况影响。一旦喷射成功，塑炼过程便停止了。这是在冷却阶段结束之前瞬间发生的。然后模具打开，部件便生产出来了。 2.3.2 注塑模具 注塑模具与它们的生产出来的产品一样，在设计、精密度和尺寸方面各不相同。热塑性模具的功能主要是把可塑性聚合物 制成人们想要的形状，然后再将模制部件冷却。 模具主要由两个部件组成：（ 1）型腔和型芯，（ 2）固定型腔和型芯的底座。模制品的尺寸和重量限制了模具型腔的数量，同时也决定了所需设备的能力。从模具成型过程考虑，模具设计时要能安全合模、注射、脱模的作用力。此外，浇口和流 道的设计必须允许有效的流动以及模具型腔均匀填充。 图 2-2 举例说明了典型注射模具中的部件。模具主要由两部分组成：固定部分（型腔固定板），熔化的聚合物被注入的旁边；在注塑设备结尾或排出旁边的瓣合（中心板）部分。模具这两部分之间的分隔线叫做分型线。注射材料通过一条叫做浇口的中心进料通道被转运。浇口位于浇口轴套的上面，它逐渐缩小（锥形）是为了促进模具打开时浇注材料的释放。在多型腔模具中，主流道将高分子聚合熔化物提供到流道系统中，流道系统通过浇口流入每个模具型腔。 中心板支撑主型芯。主型芯的用途是确立部件的内部结 构。中心板有一个支持或支撑板。支撑板反过来被背对注塑模顶杆空间的 U 型结构的柱子支撑，注塑模顶杆空间由背面的压板和垫块组成。被固定在中心板上的 U 型结构，为也被叫做脱模行程的顶出行程提供了空间。在固化的过程中，部件从主型芯周围收缩以至于当模具打开的时候，部件和浇口随着瓣合机构一起被带出来。接着，中央的起模杆被激活，引起脱模板向前移动以至于顶杆能够推动部件离开型芯。带有冷却通道的上下模被提供，冷却通道通过冷却水循环流通来吸收热塑性高分子聚合熔融物传递给模具的热量。模具型腔也包含好的通风口（对于 5 毫米而言，通风口应 该为 0.02 到 0.08 毫米）来确保填充过程中没有空气滞留在模具型腔内。 1-顶杆 2-顶出板 3-导套 4-导柱 5-下顶针板 6-脱件销 7-复位杆 8-限位杆 9-导柱 10-导柱 11-型腔板 12-浇口套 13-塑料工件 14-型芯 现在使用的有六种基本注 射模具类型。它们是：（ 1）双板模；（ 2）三板模；（ 3）热流道模具；（ 4）绝热保温流道模具；（ 5）温流道模具；和（ 6）重叠压塑模具。图 2-3 和图 2-4 阐明了这六种基本注射模具类型。 nts 19 1.双板模 nts 20 一个双板模具由每块都带有型腔和型芯的两块平板组 成。平板被固定在压板上。瓣合机构包含工件自动拆卸机构和流道系统。所有注射模具的基本设计都有这个思想。双板模具是用来制作要求大型浇口制品的最合理的工具。 2.三板模 这种类型的模具由三块板组成：（ 1）固定板或压板被连接到固定压盘上，通常包含主流道和分流道；（ 2）当模具打开的时候，包含分流道和浇口中间板或型腔固定板是被允许浮动的；（ 3）活动板或阳模板包含模制件和用来除去模制件的顶出装置。当按压进行打开的时候，中间板和活动板一起移动，因此释放了主流道和分流道系统和清除了浇口处模制品的赘物。当模具打开的时候，这种设计类 型的模具使分离流道系统和模制件变成了可能。这种模具设计让点浇口浇注系统能够运用。 3.热流道模具 在这个注射模具的流程中，分流道要保持热的，目的是使熔融的塑料一直处于流动的状态。实际上，这是一个“无流道”模具流程，有时候它也被叫做无流道模具。在无流道模具中，分流道被包含在自己的板中。热流道模具除了模塑周期中模具的分流道部分不被打开这点外，其他地方与三板注射模具相似。加热流道板与剩下的冷却部分的模具是绝缘的。分流道中除了热加板，模具中剩余部分是一个标准的两板模具。 无流道模具相比传统的浇口流道模具有几个优点。无流 道模具没有模具副产品（浇口，分流道，主流道）被处理或者再利用，也没有浇口与制件的分离。周期仅仅要求制件被冷却和从模具中脱离。在这个系统中，从注射料筒到模具型腔，温度能够达到统一。 4.绝热保温流道模具 绝热流道模具是热流道模具的一种演变。在这种类型的模具中，分流道材料的外表面充当了绝缘体来让熔融材料通过。在隔热的模具中，通过保留自己的温度使模具中的物料一直是熔化的。有时候，一个分料梭和热探测器被加入模具中来增加柔韧性。这种类型的模具对于多孔中心浇口的制件来说是理想的。 5.温流道模具 它是热流道模具的一种演变。在这 种模具中，流道而不是流道板被加热。这是通过电子芯片嵌入探测器实现的。 6.重叠压塑模具 重叠压塑注射模具顾名思义。一个多重两板模具其中的一块板被放在另一块板的上面。这种结构也可以用在三板模具和热流道模具上。两板重叠结构使单一的挤压输出量加倍，与一个型腔数量相同的两板模具相比，还减少了一半的合模压力。这种方式也被叫做“双层模塑”。 2.3.3 压膜机 1.传统的注塑机 在这个流程中，塑料颗粒或粉末被倒入一个机器料斗中，然后被送入加热料筒室。一个活塞压缩物料，迫使物料渐进地通过加热料筒中物料被分料梭慢慢散开的加热区域。分 料梭被安装在料筒的中心，目的是加速塑料体中心的加热。分料梭也有可能被加热，以便塑料能够内外一起被加热。 物料从加热料斗流经喷嘴进入模具。喷嘴是料斗和模具之间的密封装置它被用来阻止因为剩余压力而引起的物料泄露。模具在注塑机的末端被夹具夹紧闭合。对于聚苯乙烯而言，机器末端两三吨的压力通常用在之间和流道系统中每个小的投影面积上。传统的活塞式机器是唯一能生产斑点部分的类型的机器。另一种类型的注塑机将塑料材料充分地混合，以至于仅有一种颜色被生产出来。 2.柱塞式预塑机 nts 21 这种机器使用了分料梭活塞加热器来预塑塑料颗粒。塑料颗 粒变成熔化状态之后，液态的塑料被倒入一个蓄料室，直到塑料准备好被压入模具。这种类型的机器比传统的机器生产零件的速度更快，因为在制件冷却的时间中，模具腔被填满进行喷射。由于注射活塞在流动的物料中工作，因此在压缩颗粒的时候没有压力损失。这种现象能够应用在带有更多投影面积的大型制件上。柱塞式预塑机的其他特点与传统的单一活塞式注塑机是一样的。图 2-5 举例说明了柱塞式预塑机。 3.螺杆式预塑机 在这种注塑机中，用挤压机来塑化塑料物料。旋转的螺杆使塑料芯块向前，提供给挤压机料筒的加热内壁。熔融的，塑化的物料从挤压机移动到一个蓄料室，然后通过注射活塞移动到模具中。螺杆的应用有以下优势：（ 1）便于物料更好的混合及塑料溶化后的剪切作用；（ 2）流动物料硬度的范围更广及热敏材料可以流动；（ 3）能在更短的时间内进行色泽改变；（ 4）模具制件中的应力更小 4.往复式螺杆注塑机 这种类型的注塑机使用了一个水平的挤压机来代替加热室。螺杆的旋转使塑料物料向前移动通过挤压机料筒。随着物料流经带螺杆的加热料筒，物料从颗粒状态变为塑料熔融状态。螺杆往复的过程中，传递给模制物料的热量是由螺杆和挤压机的料筒壁之间的摩擦和传导引起的。当物料向前移动的时候，螺杆返回到在挤压机料筒前方决定物料容量的行程开关处。 在这个时候，与典型挤压机类似的挤压过程结束了。当物料注射到模具中 ，螺杆向前移动来转移料筒中的物料。在这个注塑机中，螺杆既充当活塞，又充当螺杆。模具中的浇口截面冻结阻止回流之后，螺杆开始旋转并且向后移动，进行下一个周期。图 2-5 展示了往复式螺杆注塑机。 这种形式的注塑有几个优点。它更有效地塑化热敏感材料，由于螺杆的混合作用更快地混合色泽。给材料加热的文都能够更低，并且整个周期时间可以更短。 nts 22 第一篇英文原文 2.3 Injection Molds 2.3.1 Injection Molding Injection molding is principally used for the production of thermoplastic parts, and it is also one of the oldest. Currently injection-molding accounts for 30% of all plastics resin consumption. Typical injection-molded products are cups, containers, housings, tool handles, knobs, electrical and communication components (such as telephone receivers), toys, and plumbing fittings. Polymer melts have very high viscosities due to their high molecular weights; they cannot be poured directly into a mold under gravity flow as metals can, but must be forced into the mold under high pressure. Therefore while the mechanical properties of a metal casting are predominantly determined by the rate of heat transfer from the mold walls, which determines the grain size and grain orientation in the final casting, in injection molding the high pressure during the injection of the melt produces shear forces that are the primary cause of the final molecular orientation in the material. The mechanical properties of the finished product are therefore affected by both the injection conditions and the cooling conditions within the mold. Injection molding has been applied to thermoplastics and thermosets, foamed parts, and has been modified to yield the reaction injection molding (RIM) process, in which the two components of a thermosetting resin system are simultaneously injected and polymerize rapidly within the mold. Most injection molding is however performed on thermoplastics, and the discussion that follows concentrates on such moldings. A typical injection molding cycle or sequence consists of five phases (see Fig. 2-1): (1) Injection or mold filling; (2) Packing or compression; (3) Holding; (4) Cooling; (5) Part ejection. Fig. 2-1 Injection molding process Plastic pellets (or powder) are loaded into the feed hopper and through an opening in the injection cylinder where they are carried forward by the rotating screw. The rotation of the screw forces the pellets under high pressure against the heated walls of the cylinder causing them to melt. Heating temperatures nts 23 range from 265 to 500 F. As the pressure builds up, the rotating screw is forced backward until enough plastic has accumulated to make the shot. The injection ram (or screw) forces molten plastic from the barrel, through the nozzle, sprue and runner system, and finally into the mold cavities. During injection, the mold cavity is filled volumetrically. When the plastic contacts the cold mold surfaces, it solidifies (freezes) rapidly to produce the skin layer. Since the core remains in
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号