加热器底座塑料模具设计【CAD图纸全套】

买文档就送全套 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论文 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 加热器底座塑料模具设计 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 04 月 I 塑料注塑模具设计 加热器底座塑料模具设计 摘 要 模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提 高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。本论文主要介绍了 加热器底座 塑料注塑模具的设计。 设计中首先通过分析塑件的形状及工艺特性，选择了合适的模具设计方案；其次是对注塑机的选择，包括注射机的初选和注射机有关参数的校核，并确定了注射机；再次完成模具的结构设计，包括分型面的选择和确定、型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统的设计、成型零件结构设计、抽芯机构设计、推出机构的选择、冷却系统的设计、标准模架的选择。最后对成型零件尺寸进行计算，确定工艺参数。 采用此模具能够保证塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、结构简 单、开模容易、效率高，具有较强的实用性。 关键词 ： 塑料注塑模具；注塑机；结构设计 is in It is an of of on of of in of is of of To of of of to 要符号表 K 安全系数 E 材料弹性模量 塑料的最大收缩率 脱模阻力 塑料的最小收缩率 C 型芯成型部分断面的平均 单位面积的包紧力 h 型芯被塑料包紧部分的长度 s 塑件公差 单位面积的包紧力 D 腔 型腔內形 尺寸 安全系数 塑料平均收缩率 S 顶 顶出行程 塑件外径基本尺寸 1 富裕量 塑件內形基本尺寸 2 顶出行程富裕量 h 腔 凸模 /型芯高度尺寸 倾斜角 塑件內形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力 动模受的总压力 P 斜导柱所受的弯曲力 F 塑件的投影面积 塑件收缩率 P 型腔压力 f 摩擦系数 K 修正系数 塑料泊桑比 B 动模垫板的宽度 L 支撑块的跨距 录 1 绪论 . 1 料成型与注塑模具 . 1 内外相关发展状况 . 1 内发展状况 . 1 外发展状况 . 2 国与国外先进技术的差距 . 2 料模具发展走势 . 2 2 塑件材料分析与方案论证 . 3 件的工艺分析 . 3 件的材 料 . 3 苯乙烯的基本特性 . 3 苯乙烯的成型特点 . 3 苯乙烯的主要用途 . 3 苯乙烯的注射成型工艺参数 . 4 件的成型工艺 . 4 射成型的原理 . 4 射成型的工艺过程 . 4 射成型工艺参数 . 6 塑模的机构组成 . 6 案论证 . 6 3 注射成型机的选择 . 8 算塑件体积 . 8 算塑件质量 . 8 塑机的注射容量 . 8 模 . 8 择注塑机及注塑机的主要参数 . 9 射机的选择 . 9 塑机的校核 . 9 大注射量校核 . 9 模力校核 . 9 具厚度校核 . 10 模行程校核 . 10 V 4 浇注系统设计 . 11 注系统的功能 . 11 注系统的组成 . 11 注系统设计原则 . 11 注系统布置 . 12 道系统设计 . 13 流道设计 . 13 料 井设计 . 14 流道设计 . 14 口设计 . 15 5 成型零件工作尺寸的计算 . 17 响塑件尺寸精度的因素 . 17 具成型零件的工作尺寸计算 . 17 形收缩率 . 17 具成形零件的制造误差 . 18 件的磨损 . 18 具的配合间隙的误差 . 18 腔和型芯尺寸计算 . 18 腔径向尺寸计算 . 18 腔的深度尺寸 . 18 芯的径向尺寸 . 18 芯的高度尺寸 . 19 心距尺寸计算 . 19 模板的强度校核 . 19 6 导向机构的设计 . 22 向机构的作用 . 22 柱导向机构 . 22 向机构的总体设计 . 22 柱的设计 . 22 套的设计 . 23 板导套导柱的结构设计 . 23 7 脱模机构的设计 . 25 本考虑和要求 . 25 出机构的确定 . 25 件板脱模机构设计的特点和基本原则 . 25 杆横截面直径校核 . 26 模力的计算 . 26 杆直径的校核 . 26 8 侧向分型与抽芯机构的设计 . 28 本考虑和要求 . 28 向分型与抽芯机构应具备的基本功能 . 28 芯机构的概述 . 28 导柱抽芯机构设计原则与确定 . 28 导柱抽芯机构的有关参数计算 . 29 芯距 . 29 导柱倾斜角 的确定 . 29 导柱直径的确定 . 30 导柱长度的计算 . 31 块的设计 . 32 滑槽的设计 . 32 块定位装置 . 32 块的作用和结构形式 . 32 紧块 . 32 紧块的作用 . 32 紧块的设计要点 . 33 紧块的结构形式 . 33 9 模具的材料 . 34 料模具用钢的必要条件 . 34 择钢材的条件 . 34 模具材料的选择 . 34 具的淬火硬度 . 35 具的表面粗糙度 . 35 处理的选择 . 35 10 模具的可行性分析 . 36 它结构零部件设计 . 36 模具的特点 . 36 场前景与经济效益分析 . 36 11 结论 . 37 考文献 . 38 致 谢 . 39 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明 . 40 绪论 1 1 绪论 料成型与注塑模具 塑料工业是由塑料原料和塑料制品生产两大系统组成，二者相辅相成，缺一不可，而塑料制品生产是实现塑料原料自身价值的唯一手段。塑料制品生产主要由成型、机械加工、表面装饰、装配等环节组成，其重要一环就是塑料成型。 塑料成型就是将各种形态的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形状的制品或胚件的过程。塑料成型的方法很多，如注塑、吹塑、挤出等等。而注塑成型以其能成型高尺寸精度、高复杂性的制品和高效率占有重要一席。 塑料注塑成型过程是，塑料原料从注塑机的料斗进入加热筒，经塑化后由柱塞或螺杆的推动，在一定压力下通过喷嘴进入模具型腔，经冷却固化后而开模获得制品（塑件）。除少数几种塑件 外，几乎所有的塑件都可以注塑成型。 塑模设计的传统方法，是依靠设计人员的经验技巧和现有的设计数据，从对塑件的工艺计算到塑模的设计制图，全靠手工劳动。对塑模的制造就更需要专业人员付出大量的繁杂劳动。所以塑件的质量和数量都远不能满足生产发展的需要。随着计算器技朮的广泛应用，塑模设计和制造采用了 统，从而大大提高了模具设计制造的效率。 塑模 应用可以提高塑模的设计制造质量和速度。采用了 用 床可以提高制造精度，节省能耗和扩大制造功能。 塑料模具材料直接影响塑模 的使用寿命加工成本及产品的成型质量，因此设计时要正确地选择模具材料。 内外相关发展状况 内发展状况 模具工业是国民经济发展的重要基础工业，也是一个国家加工工业发展的重要标志。近年来，我国模具工业的技术水平取得了长足的发展。 现在，我国模具生产厂点约有 3 万多家，从业人数 80 多万人。 “十五 ”期间，模具年平均增长速度达到 20左右， 2005 年模具销售额达 650 亿元，同比增长25；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。但是，由 于创新能力弱，行业关键技术难以突破，使得我国模具行业长期以来面临着 “低端竞争、高端进口 ”的尴尬局面。 为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，模具越 2 来越向着大型化、高精度化、多功能复合模具化等方向发展。热流道模具、气辅模具等先进的模具加工技术也将在塑料模具中得到更广泛的应用。标准件的广泛应用，将极大的影响模具制造周期，提高模具的质量，并降低模具的制造成本。 外发展状况 高新技术在欧美模具企业得到广泛应用，欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。将高新技术应用于模 具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 目前，国外注射成型技术的发展迅速，精密注射成型、注射成型中的计算机技术的广泛应用，以及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机等技术的研发及应用，都大大提高了国外模具的生产和制造水平。 国与国外先进技术的差距 中国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列几方面。国内自配率不足 80，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60。模具是制造业的 重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），专业模具厂也大多数是 “大而全 ”、 “小而全 ”的组织形式。国外模具企业大多是 “小而专 ”、 “小而精 ”。模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术。 料模具发 展走势 a. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。 b. 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 c. 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。 d. 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 。 e. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。 f. 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。 g. 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。 2 塑件材料分析与方案论证 3 2 塑件材料分析与方案论证 件的材料 此塑件的材料为聚苯乙烯 ( 苯乙烯的基本特性 聚苯乙烯是一种性能优良的热塑性工程塑料，密度为 色、无味、无毒的透明刚性固体，可见光的透光率接近 90。成型零件可达到很好的尺寸精度并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性。成型收缩率恒为 抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。脆化温度在低，长期工作温度达 120 。聚苯乙烯吸水率较低，能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。聚苯乙烯热导率较小，是良好的绝热保温材料。耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪 烃，但不耐碱、胺、酮、脂、芳香烃，并有良好的耐气候性。其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差。用玻璃纤维增强聚碳酸酯，克服了上述缺点，使聚苯乙烯具有更好的力学性能，更好的尺寸稳定性，更小的成型收缩率，并提高了耐热性和耐药性，降低了成本。 2 苯乙烯的成型特点 聚苯乙烯可以采用挤出、热成型、旋转模塑、吹塑、发泡等多种成型工艺，其中注塑、挤出、发泡是最常采用的工艺方法。聚苯乙烯吸水性很小，成型加工前一般都不需要专门的干燥工序。其流动性和成型性优良，成品率高，但容易产生内应力而出现裂纹，成型制品的 脱模斜度不宜过小，顶出要均匀，而且由于热膨胀系数高，制品中不宜有嵌件。宜用高料温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，但料温过高，容易出现银丝。 苯乙烯的主要用途 在机械上主要用作各种齿轮、涡轮、蜗杆、齿条、凸轮、心轴、轴承、滑轮、铰链、螺母、垫圈、泵叶轮、灯罩、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件等。在电气方面，用作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、拨号盘、仪表壳、接线板等。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。 4 苯乙烯的注射成型工艺参数 密度（ g/ 吸水率 (%)(24h)： 收缩率（ %）： 热变性温度 / ： 100 拉伸强度 ( 35 63； 弯曲强度 ( 61 98； 弹性模量 ( 冲击强度：无缺口，不断； 适用注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可。 件的成型工艺 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。本塑件的成型采用注射成型。 射成型的原理 注射成型是原理是将颗粒状态或粉状塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射剂柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件，这样就完成了一次工作循环。如图 示。 2 图 射成型工作循环 射成型的工艺过程 注射成型工 艺 过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段。 5 a. 成型前的准备 为确保注射过程顺利进行和保证质量，应对所用设备和塑料进行一下准备工作： (1) 成型前对原料的预处理 ： 根据各种塑料的特性及供料状况，一般在成型前对原料进行外观和工艺性能检验。 (2) 料筒的清洗 ： 在注射成型前，如果料筒内残余塑料与将要使用的塑料不一致以及需要调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对料筒进行清洗或更换。 (3) 螺杆式注射机通常是直接换料清洗 。 (4) 脱模剂的使用 ： 脱模剂是使塑件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。 b. 注射成型过程 注射过程是塑料转变为塑件的主要阶 段。它包括加料、塑化、加压、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。 (1) 加料 ： 由注射剂料斗落入一定量的塑料，以保证操作稳定、塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。 (2) 塑化 ： 塑化是指塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态，并具有良好的塑性的全过程。 (3) 加压注射 ： 注射机用柱塞或螺杆推动具有流动性和温度均匀的塑料熔体，从料筒中经过喷嘴、浇注系统直至注入模腔。 (4) 保压 ： 保压是自注射结束到柱塞或螺杆开始后移的这段过程，即压实工序。 (5) 冷却定型 ： 当浇注系统的塑料已经冷却凝固，继续保压已不再需要，此时可退 回柱塞或螺杆，同时通入冷却水或空气等冷却介质，对模具进一步冷却，这一阶段称冷却定型。 (6) 脱模 ： 塑件冷却到一定温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。 c. 塑料的后处理 塑件经注射成型后，除去浇口凝料，修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。 (1) 退火处理 ： 退火处理是使塑件在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。 (2) 调 制 处理 ： 将刚脱模的塑件放在热水中进行处理，以隔绝空气，防止塑 6 件氧 化而变色，同时，加快达到吸湿平衡的一种处理方法。 射成型工艺参数 在生产中，工艺条件的选择及控制 ， 就是保证成型顺利进行和塑件质量的关键。注射成型最主要的工艺参数是塑化流动和冷却的温度、压力，以及相应的各个作用时间。 a. 温度 ： 注射成型过程需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。 b. 压力 ： 注塑成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力。它们关系到塑化和成型的质量。 塑模的机构组成 注射模具包括动模和定模两部分，动模安装在注射机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。注射时动模与 定模闭合，构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，以便取出塑料制品。 根据模具中各个部件所起的作用，可将模具分为以下几个基本组成部分： a. 成型零部件 ： 主要用来决定制品的几何形状和尺寸 。 b. 合模导向机构 ： 主要用来保证动模和定模两大部份或模具中其它零部件之间的准确对和，以保证制品形状和尺寸的精确度，并避免模具中各种零件发生碰撞和干涉。 c. 浇注系统 ： 是将注射机射出的塑料熔体引向闭合模腔的通道，对熔体充模时的流动特性以及注射成型质量都具有重要影响。 d. 推出机构 ： 在开模过程中，需要有推出机构将塑料制 品及其在流道内的凝料推出或拉出。 e. 调温系统 ： 为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调节。 f. 排气结构 ： 注射模中设置排气结构是为了在塑料熔体充模过程中排除模腔中的空气和塑料本身挥发出的各种气体，以避免他们造成缺陷。 g. 支承零部件 ： 这类零部件在注射模中用来安装固定或支承成型零部件等上述七种功能结构，将支承零部件组装在一起，可以构成模具的基本骨架。 案论证 此次设计的塑料模具的塑件图如图 示 。 7 a 加热器底座 二维图 b 加热器底座 三维图 图 热器底座 方案一：采用强制脱模，其浇口套和浇口设在定模固定板上。 采用直接浇口，这种浇口流动阻力小，进料快。 方案二：采用弹簧抽芯，型芯将一块镶块组成，由镶块组成的型芯结构内部是实心的，实心部分加一顶杆。在锁模力解除后，顶杆抽出，在弹簧力的作用下，型芯镶块向下运动，从而实现