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小电机外壳造型模具设计【17张图纸/16500字】【优秀机械毕业设计论文】

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小电机外壳造型模具设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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A0-小电机外壳装配图.dwg

A3-动模固定板.dwg

A3-动模垫板.dwg

A3-垫块.dwg

A3-定模固定板.dwg

A4-上模板.dwg

A4-上盖型腔.dwg

A4-上盖型芯.dwg

A4-上盖工件图.dwg

A4-下模板.dwg

A4-下盖型腔.dwg

A4-下盖型芯.dwg

A4-下盖工件图.dwg

A4-定位圈.dwg

A4-导柱导套.dwg

A4-推杆固定板.dwg

A4-推杆垫板.dwg

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关键词：: 电机机电外壳造型模具设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,33页,16500字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.

图纸共17张:
A0-小电机外壳装配图.dwg
A3-垫块.dwg
A3-定模固定板.dwg
A3-动模垫板.dwg
A3-动模固定板.dwg
A4-导柱导套.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-上盖工件图.dwg
A4-上盖型腔.dwg
A4-上盖型芯.dwg
A4-上模板.dwg
A4-推杆垫板.dwg
A4-推杆固定板.dwg
A4-下盖工件图.dwg
A4-下盖型腔.dwg
A4-下盖型芯.dwg
A4-下模板.dwg

摘要：

注射模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，是现代生产制造行业的核心，在大多数国家，注射模具设计与制造技术已经成为衡量一个国家生产制造技术先进与否的关键。
本设计以目前最先进的三维高端软件UG为核心，实现对小电机外壳的三维造型。通过对电机外壳的工艺、材料分析，选用适当的注射机，并拟定合理的注射成型工艺方案。在模具设计中，采用一模两腔的布局，二板式的模架结构。并通过对分型面、浇注系统、成型零部件、顶出脱模机构、冷却系统的设计，选用适合的标准模架及标准件，完成对电机外壳的一套完整的模具设计方案。
另外，为得到合格的塑件制品，在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟（CAE）分析，帮助分析潜在的问题，优化模具结构、工艺参数，以便及时修改制件和模具设计。结果表明，同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。

关键词：注射模具三维造型 CAE分析

Abstract:

Injection mold is an important tooling for industry products ,it is the core of the modern manufacturing industry and in most countries injection mold design and manufacturing technology have become the keywords of measuring it’s production technology.
Based on the present advanced 3D software UG , This paper realized the 3D modeling for the micromotor shell, analyzed the process and material of Micromotor shell, choosed the proper injection machine ,and roughcast reasonable injection mold design scheme .In the design process ，it used the configuration of two cavity in one plate and architecture of double-plate mould base. And through designing the parting line , running gate system, modeling parts , ejection stripping mechanism , cooling system , choosing adaptive standard mould base and standard parts ,it finished the whole mold design scheme for the Micromotor shell。
In addition ,for getting the qualitative plastic products, before the molding the CAE analysis was been done ,this assist on analyzing the potential problem , optimizing mold structure, technological parameter, so that the mold design could be modified in time. Results proved that CAE technology have great benefits in the field of improving the production efficiency, ensuring the product quality , reducing the cost and the intensity of labor.?
Keywords: Injection Mold?3D Modeling?CAE Analysis
Director signature:

1 引言------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.1 塑料简介------------------------------------------------------------------------------ 3
1.2 注塑成型及注塑模------------------------------------------------------------------ 3
2 塑料材料分析------------------------------------------------------------------------------- 5
2．1 塑料材料的基本特性---------------------------------------------------------------- 5
2．2 塑件材料成型性能------------------------------------------------------------------ 6
2．3 塑件材料成型条件------------------------------------------------------------------ 7
3 塑件的工艺分析---------------------------------------------------------------------------- 7
3．1 塑件的结构设计--------------------------------------------------------------------- 8
3．2 塑件尺寸及精度--------------------------------------------------------------------- 9
3．3 塑件表面粗糙度--------------------------------------------------------------------- 9
3．4 塑件的体积和质量----------------------------------------------------------------- 10
4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定--------------------------------------- 10
4．1 注射成型工艺过程分析----------------------------------------------------------- 10
4．2 浇口种类的确定-------------------------------------------------------------------- 11
4．3 型腔数目的确定-------------------------------------------------------------------- 11
4．4 注射机的选择和校核------------------------------------------------------------- 11
4.4.1 注射量的校核---------------------------------------------------------------- 12
4.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核--------------------------- 12
4.4.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核------------------------------ 13
5 注射模具结构设计----------------------------------------------------------------- 14
5．1 分型面的设计----------------------------------------------------------------------- 14
5．2 型腔的布局------------------------------------------------------------------------- 15
5．3 浇注系统的设计-------------------------------------------------------------------- 15
5．3．1 浇注系统组成------------------------------------------------------------- 15
5．3．2 确定浇注系统的原则---------------------------------------------------- 16
5．3．3 主流道的设计------------------------------------------------------------- 16
5．3．4 分流道的设计------------------------------------------------------------- 17
5．3．5 浇口的设计---------------------------------------------------------------- 18
5．3．6 冷料穴的设计------------------------------------------------------------- 19
5．4 注射模成型零部件的设计--------------------------------------------------------- 19
5．4．1 成型零部件结构设计---------------------------------------------------- 19
5．4．2 成型零部件工作尺寸的计算-------------------------------------------- 20
5．5 排气结构设计----------------------------------------------------------------------- 20
5．6 脱模机构的设计-------------------------------------------------------------------- 21
5．6．1 脱模机构的选用原则---------------------------------------------------- 21
5．6．2 脱模机构类型的选择---------------------------------------------------- 21
5．6．3 推杆机构具体设计------------------------------------------------------- 21
5．6．4 脱模动作原理----------------------------------------------------------- 22
5．7 模具总装图------------------------------------------------------------------------- 23
5．8 注射模温度调节系统-------------------------------------------------------------- 24
5．8．1 温度调节对塑件质量的影响-------------------------------------------- 24
5．8．2 冷却系统之设计规则--------------------------------------------------- 24
5．9 模架及标准件的选用-------------------------------------------------------------- 25
5．9．1 模架的选用---------------------------------------------------------------- 25
5．9．2 标准件的选用------------------------------------------------------------- 25
6 模具材料的选用---------------------------------------------------------------------------- 26
6．1 成型零件材料选用----------------------------------------------------------------- 26
6．2 注射模用钢种----------------------------------------------------------------------- 26
7 注射成型工艺过程模拟分析------------------------------------------------------------- 27
总结----------------------------------------------------------------------------------------------- 32
致谢----------------------------------------------------------------------------------------------- 32
参考文献----------------------------------------------------------------------------------------- 33

I、毕业设计(论文)题目：小电机外壳造型和注射模具设计及CAE分析

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

一、原始资料：
小电机外壳，UG-NX及设计所涉及的相关软件。
二、技术要求：
1．分析零件的工艺性，完成产品的UG建模并绘制产品图；
2．设计的注射模具应生产出符合图纸要求的产品并满足大批量生产要求；
3. 选用国产SZ系列卧式注射机。

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：
1．查阅资料，学习并熟悉设计中所需软件。 3.21～4.06
2．翻译外文资料，完成开题报告。 4.06～4.16
3．建立产品模型，确定注射工艺和模具结构。 4.16～5.06
4．绘制模具总装图和零件图。 5.06～5.31
5. 进行数值模拟撰写毕业论文。 5.31～6.15

Ⅳ 、主要参考资料：
1．UGNXCAD快速入门指导，清华大学工业出版社 2003年
2．塑料模具设计，秦蕊编，西北工业大学出版社 1992年
3．模具结构图册，郑大中等编机械工业出版社 1992年
4．模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社 1985年
5．Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering. November 2004, Vol.126/733
6. The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene
Films During Sequential Biaxial Drawing .Polymer Engineering and
Science ,January 2003.Vol.43 , No.1.

小电机外壳造型模具设计-三维工件示意

小电机外壳造型模具设计-装配示意

小电机外壳造型模具设计-上盖工件图

小电机外壳造型模具设计-小电机外壳装配图

小电机外壳造型模具设计-垫块

小电机外壳造型模具设计-定模固定板

小电机外壳造型模具设计-动模垫板

小电机外壳造型模具设计-动模固定板

小电机外壳造型模具设计-导柱导套

小电机外壳造型模具设计-定位圈

小电机外壳造型模具设计-上盖型腔

小电机外壳造型模具设计-上盖型芯

小电机外壳造型模具设计-上模板

小电机外壳造型模具设计-推杆垫板

小电机外壳造型模具设计-推杆固定板

小电机外壳造型模具设计-下盖工件图

小电机外壳造型模具设计-下盖型腔

小电机外壳造型模具设计-下盖型芯

小电机外壳造型模具设计-下模板

内容简介：: 南昌航空工业学院毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：小电机外壳造型和注射模具设计及析业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求：一、原始资料：小电机外壳，设计所涉及的相关软件。二、技术要求： 1 分析零件的工艺性，完成产品的模并绘制产品图； 2 设计的注射模具应生产出符合图纸要求的产品并满足大批量生产要求； 3. 选用国产列卧式注射机。业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1 查阅资料，学习并熟悉设计中所需软件。翻译外文资料，完成开题报告。建立产品模型，确定注射工艺和模具结构。绘制模具总装图和零件图。 5. 进行数值模拟撰写毕业论文。、主要参考资料： 1 速入门指导，清华大学工业出版社 2003 年 2塑料模具设计，秦蕊编，西北工业大学出版社 1992 年 3模具结构图册，郑大中等编机械工业出版社 1992 年 4模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社 1985 年 5 004, 33 6. 材料系锻压专业类 010 班学生：肖斌日期：自 05 年 3 月 21 日至 05 年 6 月 24 日指导教师：刘新宇助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：教研室主任：附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 1 学 2011 届毕业设计（论文）开题报告题目小电机外壳造型模具设计作者姓名号学专业、研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）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。因此我们必须意识到，对模具设计的研究的目的和意义在于能够跟好的认识模具工业在国民经济中的地位的重要性。因为利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对保证制品质量，缩短试用周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性的意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具视为“整个工业发展的秘密”。要使国民经济各个部门获得高速发展，加速实现社会主义四个现代化，就必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键作用。注射模具的设计过程要求我们学生综合知识和实践能力较强，它既是我们大学三年所学的机械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用，又需要我们学生了解大量的实践经验。通过毕业设计，会使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。综上所述 ,对于这个课题的设计有这很大的意义 ,不仅能检查自己学习上的不足 ,设计的成功的话还可以为厂家提供一个很好的方案。 2、研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化） 2 了解塑料模具设计与制造过程，按照步骤正确设计模具；模具的材质的选择影响产品的成型和加工。冷却水路三原则：快速冷却均匀模温加工方便 3、特色与创新之处应用模具行设计，对模具机构进行三维剖析，并有计的三维模具结构图；提供多种方案对模具的材料和设计进行经济分析和环境分析选择最合理的方案以取得最大的效益。 4、拟采取的研究方法、步骤、技术路线一接受任务书（模具设计的依据）二收集、分析、消化关于小电机的相关资料。消化塑料制品，了解制品的用途，分析塑料制品的工艺性，尺寸精度等技术要求；消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。确定成型方法（采取直压法、铸压法还是注射法。）选择成型设备根据成型设备的种类来进行设计模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。具体结构方案（确定模具类型及结构）三了解影响塑料注射模具结构及模具个别系统的因素（很复杂）四绘制塑料模具图在画总装配图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求；五整理资料归档（这对以后修理模具，设计新的模具是很有用处的） 5、拟使用的主要仪器设备、试剂和药品 1、测绘工具尺等 2、计算机 G, 机械设计绘图软件 3、绘图工具板、圆规等 6、参考文献陈桦王建文葛正浩塑料模设计手册北京：机械工业出版社王永平注塑模具设计经验点评北京：机械工业出版社郭继强塑料制品及其成型模具设计北京：清华大学出版社 3 叶久新王群塑料制品成型及模具设计长沙：湖南科学技术出版社 2004 王文广田宝善田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例北京：化学工业出版社李德群塑料成型工艺及模具设计北京：机械工业出版社 2001 塑料模具设计手册编写组塑料模具设计手册 . 第一版北京：机械工业出版社 1993 李学锋塑料模具设计与制造北京：机械工业出版社 2001 詹友刚文野火版教程通用模块清华大学出版社 2003 詹友刚文野火版础教程清华大学出版社 2005 开题报告小电机外壳造型模具设计系别：机电工程系专业名称：汽车服务工程学生姓名：学号：指导教师姓名、职称：完成日期 2010 年 04 月 20 日吉林大学珠海学院本科毕业论文（设计）开题报告选题小电机外壳造型模具设计院系专业学生姓名指导教师本选题的意义及国内外发展状况：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。因此我们必须意识到，对模具设计的研究的目的和意义在于能够跟好的认识模具工业在国民经济中的地位的重要性。因为利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对保证制品质量，缩短试用周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性的意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具视为“整个工业发展的秘密”。模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新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。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。 1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。要使国民经济各个部门获得高速发展，加速实现社会主义四个现代化，就必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键作用。注射模具的设计过程要求我们学生综合知识和实践能力较强，它既是我们大学三年所学的机械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用，又需要我们学生了解大量的实践经验。通过毕业设计，会使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。通过毕业设计，会使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。综上所述 ,对于这个课题的设计有这很大的意义 ,不仅能检查自己学习上的不足 ,设计的成功的话还可以为厂家提供一个很好的方案。我国模具生产能力和水平，与国外相比则差距颇大，造成上世纪九十年代模具进口量占全国模具销售总额的三分之一以上，达 6 自 20世纪 80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。 20 世纪 90 年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅 60亿元人民币， 1994年增长到 130亿元人民币， 1999年已达到 245亿元人民币， 2000年增至 260270亿元人民币。今后预计每年仍会以 10 15的速度快速增长。目前，我国 17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占 50（中国台湾： 40），塑料模具约占 33（中国台湾： 48），压铸模具约占 6（中国台湾： 5），其他各类模具约占 11（中国台湾： 7）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（ 1961 1981），成长期（ 19811991），成熟期（ 1991 2001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。 1981 年 1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等以台湾模具业接触成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下， 1994 年， 1998 年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。 1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（同获准入会，正式成为世界模具协会会员，整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。美国、德国进行模具标准化工作已有 100年的历史。日本在二战后，也进行了全面推行模具标准化工作。故而这些国家已全面实现了模具标准化。其中，中草药小型模具中 90%以上的零、部件，中大型模具中的 60%以上的零、部件，均已实现了标准化、通用化、系列化和商品化供应。故而，日本、美国模具的平均生产周期已缩短到我国模具的平均生产周期在 4主要原因之一是模具标准化程度和水平不高！目前，我国中小模具中，标准零、部件使用覆盖率尚不到 30%。生产供应的标准件品种、规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求。从而造成我国模具生产水平，仍基本上处于极不合理的单件生产状态。为此，应当采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，进行标准件的“快捷、适时、定点、优质、安全、配套”地对模具生产企业进行和产和商品化服务，以便全面推行模具标准化工作。一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下几个方面 : 1. 模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国标准化程度只达到 20。注射模具零部件、模具技术条件和标准模架等有一下 14个标准：当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架、精密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向标准化模块等。 2. 加强理论研究 3. 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 4. 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用各种新材料的研制和应用，模具加工技术的革新，研究内容：（ 1）塑件成型按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；（ 2）型腔布局根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本的高低等确定行腔的数量与排列方式；（ 3）选择分型面分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；（ 4）确定浇注系统包括主流道、分流道、冷料穴、浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；（ 5）选择脱模的方式考虑开模、分型的方法与循序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱摸零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分行与抽芯机构的选择与设计；（ 6）模温调节模温的测量方法，冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；（ 7）确定主要零件的结构与尺寸考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（ 8）支承与联接如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据与基础研究方法、手段及步骤：一接受任务书（模具设计的依据）二收集、分析、消化关于小电机的相关资料。消化塑料制品，了解制品的用途，分析塑料制品的工艺性，尺寸精度等技术要求；消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。确定成型方法（采取直压法、铸压法还是注射法。）选择成型设备根据成型设备的种类来进行设计模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。具体结构方案（确定模具类型及结构）三了解影响塑料注射模具结构及模具个别系统的因素（很复杂）四绘制塑料模具图在画总装配图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求；五整理资料归档（这对以后修理模具，设计新的模具是很有用处的）参考文献： 1 许鹤峰，陈言秋注塑模具设计要点与图列北京化学工业出版社 1998 2 塑料模设计手册版北京机械工业出版社 3 张克惠注塑模具设计西安西北工业大学出版社 4 李邵林，马长福实用模具技术手册上海上海科学技术文献出版社 5 屈华昌塑料成型工艺与模具设计北京机械工业出版社 6 章飞，陈国平型腔模具设计与制造北京化学工业出版社 7 周四新，和青芳级设计北京机械工业出版社 8 林清安京清华大学出版社 9 易际明，彭浩舸，吴梨华京清华大学出版社 10 机械设计手册北京化学工业出版社 11 廖念钊等互换性与技术测量北京中国计量出版社 12 大连理工大学工程画教研室机械制图北京高等教育出版社 13 夏巨谌，李志刚中国模具设计大典数据库北京中国机械工程学会，中国模具大典编委会 14 模具设计要点与图例中国模具网 ()整理 15 村上宗雄日，王旭译最新塑料模具手册海上海科学技术文献出版社 16严烈编著模具设计超级宝典冶金工业出版社 2000 17王孝培编著塑料成型工艺及模具简明手册机械工业出版社 2000 18 唐俊、龙坤、张浩等编著中文版力教程。清华大学出版社 2004 南昌航空工业学院 2005 届毕业生毕业论文第 1 页共 2 页小电机外壳造型和注射模具设计及学生姓名肖斌班级 010导老师常春刘新宇摘要：注射模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，是现代生产制造行业的核心，在大多数国家，注射模具设计与制造技术已经成为衡量一个国家生产制造技术先进与否的关键。本设计以目前最先进的三维高端软件核心，实现对小电机外壳的三维造型。通过对电机外壳的工艺、材料分析，选用适当的注射机，并拟定合理的注射成型工艺方案。在模具设计中，采用一模两腔的布局，二板式的模架结构。并通过对分型面、浇注系统、成型零部件、顶出脱模机构、冷却系统的设计，选用适合的标准模架及标准件，完成对电机外壳的一套完整的模具设计方案。另外，为得到合格的塑件制品，在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟（分析，帮助分析潜在的问题，优化模具结构、工艺参数，以便及时修改制件和模具设计。结果表明，同传统的模具设计相比，术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。关键词：注射模具三维造型析指导老师签名：南昌航空工业学院 2005 届毕业生毕业论文第 2 页共 2 页 AE 010 is an it is of in of its on D G , D In it of in of it In AE on so be in AE in of of 3D 南昌航空工业学院 2005 届毕业生毕业论文第 1 页共 2 页目录 1 引言误 !未定义书签。料简介误 !未定义书签。塑成型及注塑模误 !未定义书签。 2 塑料材料分析误 !未定义书签。 2 1 塑料材料的基本特性误 !未定义书签。 2 2 塑件材料成型性能误 !未定义书签。 2 3 塑件材料成型条件误 !未定义书签。 3 塑件的工艺分析误 !未定义书签。 3 1 塑件的结构设计误 !未定义书签。 3 2 塑件尺寸及精度误 !未定义书签。 3 3 塑件表面粗糙度误 !未定义书签。 3 4 塑件的体积和质量误 !未定义书签。 4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定误 !未定义书签。 4 1 注射成型工艺过程分析误 !未定义书签。 4 2 浇口种类的确定误 !未定义书签。 4 3 型腔数目的确定误 !未定义书签。 4 4 注射机的选择和校核误 !未定义书签。注射量的校核误 !未定义书签。塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核误 !未定义书签。模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核误 !未定义书签。 5 注射模具结构设计误 !未定义书签。 5 1 分型面的设计误 !未定义书签。 5 2 型腔的布局误 !未定义书签。 5 3 浇注系统的设计误 !未定义书签。 5 3 1 浇注系统组成误 !未定义书签。 5 3 2 确定浇注系统的原则误 !未定义书签。 5 3 3 主流道的设计误 !未定义书签。 5 3 4 分流道的设计误 !未定义书签。 5 3 5 浇口的设计误 !未定义书签。 5 3 6 冷料穴的设计误 !未定义书签。 5 4 注射模成型零部件的设计误 !未定义书签。 5 4 1 成型零部件结构设计误 !未定义书签。 5 4 2 成型零部件工作尺寸的计算误 !未定义书签。 5 5 排气结构设计误 !未定义书签。 5 6 脱模机构的设计误 !未定义书签。 5 6 1 脱模机构的选用原则误 !未定义书签。南昌航空工业学院 2005 届毕业生毕业论文第 2 页共 2 页 5 6 2 脱模机构类型的选择误 !未定义书签。 5 6 3 推杆机构具体设计误 !未定义书签。 5 6 4 脱模动作原理误 !未定义书签。 5 7 模具总装图误 !未定义书签。 5 8 注射模温度调节系统误 !未定义书签。 5 8 1 温度调节对塑件质量的影响误 !未定义书签。 5 8 2 冷却系统之设计规则误 !未定义书签。 5 9 模架及标准件的选用误 !未定义书签。 5 9 1 模架的选用误 !未定义书签。 5 9 2 标准件的选用误 !未定义书签。 6 模具材料的选用误 !未定义书签。 6 1 成型零件材料选用误 !未定义书签。 6 2 注射模用钢种误 !未定义书签。 7 注射成型工艺过程模拟分析误 !未定义书签。总结误 !未定义书签。致谢误 !未定义书签。参考文献误 !未定义书签。毕业生毕业论文第 1 页共 33 页目录 1 引言料简介塑成型及注塑模 2 塑料材料分析 2 1 塑料材料的基本特性 2 2 塑件材料成型性能 2 3 塑件材料成型条件 3 塑件的工艺分析 3 1 塑件的结构设计 3 2 塑件尺寸及精度 3 3 塑件表面粗糙度 3 4 塑件的体积和质量 0 4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 0 4 1 注射成型工艺过程分析 0 4 2 浇口种类的确定 1 4 3 型腔数目的确定 1 4 4 注射机的选择和校核 1 注射量的校核 2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 2 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 3 5 注射模具结构设计 4 5 1 分型面的设计 4 5 2 型腔的布局 5 5 3 浇注系统的设计 5 5 3 1 浇注系统组成 5 5 3 2 确定浇注系统的原则 6 5 3 3 主流道的设计 6 5 3 4 分流道的设计 7 5 3 5 浇口的设计 8 5 3 6 冷料穴的设计 9 5 4 注射模成型零部件的设计 9 5 4 1 成型零部件结构设计 9 5 4 2 成型零部件工作尺寸的计算 0 5 5 排气结构设计 0 5 6 脱模机构的设计 1 5 6 1 脱模机构的选用原则 1 毕业生毕业论文第 2 页共 33 页 5 6 2 脱模机构类型的选择 1 5 6 3 推杆机构具体设计 1 5 6 4 脱模动作原理 2 5 7 模具总装图 3 5 8 注射模温度调节系统 4 5 8 1 温度调节对塑件质量的影响 4 5 8 2 冷却系统之设计规则 4 5 9 模架及标准件的选用 5 5 9 1 模架的选用 5 5 9 2 标准件的选用 5 6 模具材料的选用 6 6 1 成型零件材料选用 6 6 2 注射模用钢种 6 7 注射成型工艺过程模拟分析 7 总结 2 致谢 2 参考文献 3 毕业生毕业论文第 3 页共 33 页 1 引言模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能 1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的 30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加毕业生毕业论文第 4 页共 33 页热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成 2 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用且还要采用计算机辅助工程（术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发 /设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的国的中科技大学的中产品优化顾问，简称注射成型模拟分析，简称注射成型过程控制专家，简称毕业生毕业论文第 5 页共 33 页采用以完全代替试模，模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义 3。 2 塑料材料分析 2 1 塑料材料的基本特性中国目前小孩比例甚多，市场也看中了这一点，为了适应小孩的需要，很多厂家开始生产以小孩为主要消费者的各种玩具，本次设计就是以此为基点，设计生产一套小电机外壳造型的注射模具，该电机外壳类似电吹风，玲珑小巧，握在掌心，在炎热夏季做清凉解暑之用，颇受小孩子喜欢，具有广阔的市场前景。设计中利用先，在三维高端软件进行产品 3后使用后将产品三维图转入定最佳的注射工艺参数，同时分析制品缺陷的原因及解决办法。图（ 1）塑件三维造型图塑件三维造型如图（ 1）所示，显示的是塑件的三维等轴侧视图，外壳分为左右两部分，整体上呈对称结构，边侧开个小孔，用于伸出小电动机的转轴部分，近侧壁一方装有类似肋板的电机固定装置，下部伸出部分各有一个锪平孔，用于装配玩具风扇手柄。且一方开一小槽，用于电池与电机的联接。外壳两部分互设有配合边缘，四周设有四个导向装置，便于快速装配使用。该电机外壳外表光滑，呈透明状。故选用材料为聚苯乙烯是一种优良的热塑性工程材料。毕业生毕业论文第 6 页共 33 页 2 2 塑件材料成型性能塑件材料对注射工艺和模具结构的适应能力叫做注射成型性能，注射成型性能的好坏直接影响到成型加工的难易程度和制品质量的优劣，同时还影响生产效率的高低和设备的辐射能损耗等。聚苯乙烯（称世界产量仅次于来高抗冲级的写宽了用途范围。无定型、非极性线性高聚物。由于在分子链上有苯环取代基，分子的不对称性增加，内旋转受到限制，为此，呈现刚性，性脆。玻璃化温度较高，为 80 100C ，分子量一般在 5万 20万。密度为，为无色透明粒状热塑性树脂。具有良好的化学稳定性，它能溶解于苯、四氯化碳、甲苯、氯仿、除丙酮以外的酮类、酯类等。能耐一般酸、碱、盐的腐蚀。热稳定性好，成型温度范围宽，在粘流态下温度的少许波动不会影响注射过程。吸湿性极小，只有所以在加工前，可以不干燥，又其比热较低，所以塑化效率高，在模具中固化快，成型周期短。缩率低，只有对模制品影响不大。有一定的力学强度，化学稳定性及电气性能都较优良，透光性好，达 88%92%，仅次于有机玻璃，折光率为有优良的电绝缘性能，一般不受温度、湿度的影响。着色性佳，并易于成形。它的特点是差不多完全能耐水。缺点是耐热性较低，而且其制品由于内应力容易碎裂，仅能于低负荷和不高的温度 (60 75 )下使用，所以在成型中一定要注意这个问题，清除内应力除调节工艺参数、模具结构等之外，还可将制品进行后处理以消除内应力，如将其置于 60 75热水浴中或烘箱中，“退火”处理 1 3小时。冷却定型温度应小于 50，可使制品表面光亮、平滑。处于粘流态的聚苯乙烯，其粘度对剪切速率和温度都比较敏感，在注射成型中无论是增大注射压力或升高温度都会使熔融粘度显着下降。因此，聚苯乙烯既可用于螺杆式也可用于柱塞式注射机成型。在此选用柱塞式注射机。料筒温度控制在 140 260之间，喷嘴温度为 170 190，注射压力为 60 150了使制品顺利脱模，模壁斜度应增大至 1 2度。毕业生毕业论文第 7 页共 33 页要用于各种仪表外壳，骨架，仪表指示灯，灯罩，汽车灯罩，化工贮酸槽、酸输送槽 (特别如氢氟酸 )，化学仪器零件，电讯零件，由于透明度好，还可用于制造光学仪器零件及透镜 4。 2 3 塑件材料成型条件确定注射工艺条件时，需要根据塑料品种选择适当的工艺参数，知道了塑料的工艺参数还能选择合适的注射机，使机型的规格大小及性能参数的范围尽量与注射工艺参数接近，只有这样才能在保证制品质量的前提下，获得最高的生产效率和经济效益。、 2和 3。表 1 注射机类型预热温度喷嘴温度料筒温度模具温度前段后段柱塞式 60 75 160 170 170 190 140 160 20 60 表 2 注射压力型时间 S 冷却时间 S 成型周期 S 后处理介质后处理温度后处理时间 S 60 100 15 45 15 30 40 90 热水浴或鼓风烘箱 70 2 4 表 3 塑料热处理介质处理温度制件厚度理时间 S 空气或水 60 70 6 30 60 70 77 7 120 360 3 塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑伯的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。毕业生毕业论文第 8 页共 33 页电动机外壳如图（ 2）所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构并不太复杂，只是几何形状有点不规则，外轮廓线由圆弧和直线组成。图（ 2）玩具小电动机外壳平面视图 3 1 塑件的结构设计（ 1）、脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取，根据文献 1，塑件材料型腔脱模斜度为 35/ 1 30/ ，型芯脱模斜度为30/ 1 （ 2）、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在 1 4最常用的数值为 2 3该小电机外壳壁厚均匀，周边和底部壁厚均为 2壳内凸出部件的壁厚均为 1（ 3）、塑件的圆角毕业生毕业论文第 9 页共 33 页为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于 1圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的圆角半径应是壁厚的该小电机外壳表面圆角半径为 2内部转弯处圆角半径为 1（ 4）、孔塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。本设计中孔都在侧面或边缘，能采用型芯直接加工成型。 3 2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献 2表 3件的尺寸与公关（塑料制件公差数值标准来确定。根据文献 2，选用一般精度等级，在文献中查到相应的公差值。 3 3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 m 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2，即 m 。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以毕业生毕业论文第 10 页共 33 页抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为 m ，内部为 0.8 m 。外部接手柄区域粗糙度加大，主要是为了装配牢固和方便，且增加摩擦力以便小孩拿紧该小电扇。 3 4 塑件的体积和质量用件对该小电机外壳进行三维实体造型，然后用分析模块对其进行质量特性分析，输入材料密度（密度为），即可以得出该塑件制品上半部分的体积为质量为。下半部分体积为质量为。 4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 4 1、注射成型工艺过程分析 5 根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。（ 1）、成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在 70 80 下干燥 2 4 h。（ 2）、料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。（ 3）、脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步 : 注射成型过程毕业生毕业论文第 11 页共 33 页完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。第三步：制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为采用退火处理 1 3小时。 4 2 浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中塑件小电机外壳外表面质量要求较高，不允许出现浇口痕迹，所以选用潜伏式浇口。潜伏浇口有自外直接接塑件表面和从内侧接于塑件的不外露部分，或从内侧接于推杆上，而在推杆上做出进料通道。潜伏浇口的侧倾角可以在较大的范围内依塑件的具体形状选择。其直径与点浇口相同。引入的圆锥角约在 10左右。潜伏式浇口具有开模时自动切断、浇口痕迹小、结构相对简单（采用两板式模具结构）并且塑料流动平衡等优点，可以有效提高生产效率，缩短成型周期，节约成型材料和塑件去浇口清理等工作，尤其是对外形尺寸较小的产品。 4 3 型腔数目的确定因为本设计中采用潜伏式浇口，且塑件的尺寸较小，电机外壳分为上下两部分，为保证一次加工过程中各种参数均衡，利于配合使用，提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模两腔，装载两部分零件，进行加工生产。 4 4 注射机的选择和校核由于两个塑件的体积和质量相差不大，故采用体积较大的塑件（作为参考由于采用一模两腔，需要至少注射量为再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为 30 注射方式为柱塞式，其有关性能参数为：毕业生毕业论文第 12 页共 33 页额定注射量 : 30 3 注射压力 : 119注射行程 : 130 注射时间 : 合模力 : 250 最大成型面积 : 90 3最大开模行程 : 160 模具最大厚度 : 180模具最小厚度 : 60 模板最大距离 : 340合模方式 : 液压注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为： 8021 式中 n 1m 3 2m 3 本设计中： 2n 1m 2m = m 30 32430% 注射量符合要求塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 21 式中 n 1A 2A A n=2 1A = 2A = A =90 221 =2 毕业生毕业论文第 13 页共 33 页投影面积符合要求注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：（ 21 ） P F 式中： P 塑料熔体对型腔的成型压力（ F 注射机额定锁模力（ N）其它意义同上根据文献 2表 5苯乙烯推荐使用的型腔压力为 15 22 此取P= （ 21 ） P= 锁模力符合要求 4 4 3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核（ 1）、模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式式中本设计中 18017060 H 符合要求（ 2）、开模行程（ S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于液压开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模应有： 0521m a x 式中 1H 2H 毕业生毕业论文第 14 页共 33 页本设计中 60 1H = 15 2H = 15 计算，符合要要求。（ 3）、顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。 5 注射模具结构设计 5 1 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑： 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2）使塑件在开模后留在动模上； 3）分型面的痕迹不影响塑件的外观； 4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排； 5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上； 6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧，如图（ 3）所示图（ 3）分型面的选择毕业生毕业论文第 15 页共 33 页 5 2 型腔的布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关 ,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力 ,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔 ,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局由图（ 4）所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用，需要心可能相同的注射工艺参数，以达到高的成功率，模具采用潜伏式浇口，设置在手柄安装处推杆上，并采用对称式布局，以求达到良好的浇注质量。图（ 4）型腔布局方式 5 3 浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通流产浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。 5 3 1 浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分，如图（ 5）所示。 1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴图（ 5）普通流道浇注系统毕业生毕业论文第 16 页共 33 页 5 3 2 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素： a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。 b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。 c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。 d)、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。 e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施 6。 5 3 3 主流道的设计不流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。（ 1）、主流道的尺寸设计中选用的注射机为喷嘴直径为 4喷嘴球面半径为 12根据图（ 6），主流道各具体尺寸如下：图（ 6）主流道尺寸示意图毕业生毕业论文第 17 页共 33 页 14 3 4212 L 2（ 2）、主流道衬套的形式选用如图（ 7）所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用67 / 图（ 7）主流道衬套及其固定形式（ 3）、主流道衬套的固定用嵌入式定位环压住主流道衬套大端，定位环与注射机模板上的定位孔之间的配合采用 1111/ 5 3 4 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中由于塑件排布比较紧凑 ,且采用潜伏式浇口，在推杆上削去一小块作为流道进行注射。在主流道设计好以后，推杆位置离它很近，故无需设置分流道而直接经浇口注入推杆而使熔体充满型腔。如图（ 8）所示。毕业生毕业论文第 18 页共 33 页图（ 8）主流道和浇口的位置 5 3 5 浇口的设计浇口出叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，潜伏式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置选择原则：浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程 (包括分支流程 )为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。 2. 有效地排出型腔内的气体。根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用潜伏式浇口。浇口一般尺寸如图（ 9）所示，根据此图结合实际选用适当值。浇口中心线偏离水平位置 32 。浇口角度 10 ， d 的值取为图（ 9）潜伏浇口的尺寸示意图毕业生毕业论文第 19 页共 33 页 5 3 6 冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料

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