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加热器底座塑料模具设计【15张图纸/19500字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-加热器底座模具装配图.dwg
A2-动模板.dwg
A2-垫块.dwg
A2-定位圈.dwg
A2-定模座板.dwg
A2-定模扳.dwg
A2-推杆固定板.dwg
A2-推杆支撑板.dwg
A3-交口套.dwg
A3-加热器底座工件.dwg
A4-导套.dwg
A4-拉料杆.dwg
A4-推杆.dwg
A4-斜导柱.dwg
A4-水嘴.dwg
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加热器 底座 塑料 模具设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
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文档包括:
说明书一份,48页,19500字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。

图纸共15张,如下所示
A0-加热器底座模具装配图.dwg
A2-动模板.dwg
A2-垫块.dwg
A2-定位圈.dwg
A2-定模座板.dwg
A2-定模扳.dwg
A2-推杆固定板.dwg
A2-推杆支撑板.dwg
A3-交口套.dwg
A3-加热器底座工件.dwg
A4-导套.dwg
A4-拉料杆.dwg
A4-推杆.dwg
A4-斜导柱.dwg
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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 
Plastic Injection Mold Design Heater Base Plastic Mold Design
Abstract
Mold is widely used in industrial production the main technological equipment, It is an important means of modern industrial production and process development direction ,Many modern industrial development and the improvement of the technical levels ,Largely depends on the development of die and mould industry level. This paper mainly introduced the plastic injection mold insurance seat of design.
First through analysis in the design of plastic parts, process characteristics and shape ,choose the proper mould design,Second is the choice of injection, mcluding injection machine of primaries and injection machine related parameter respectively ,To determine the injection machine;Complete the die structure design again ,Enclose the choice and determination parting ,Cavity number of determining and cavity arrangement ,The design of gating system ,Molding parts structure design ,Core-pulling mechanism design, selection of launch institutions, cooling system design, standard formwork choice ,Finally calculated for molding parts size, determine the process parameters.
Using this mold can guarantee plastics dimension appearance and surface requirements , And low cost, simple structure and easy to open mold, high efficiency, with strong practicability.

Keywords: Plastic injection mold; injection machine; Structure design

主要符号表
K 安全系数 E 材料弹性模量
Smax 塑料的最大收缩率 P1 脱模阻力
Smin 塑料的最小收缩率 C 型芯成型部分断面的平均
P0 单位面积的包紧力 h 型芯被塑料包紧部分的长度
Δs 塑件公差 P0 单位面积的包紧力
D腔 型腔內形尺寸 Φ 安全系数
Qcp 塑料平均收缩率 S顶 顶出行程
ds 塑件外径基本尺寸 1 富裕量
Ds 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 α 倾斜角
Hs 塑件內形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力
P1 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 ε 塑件收缩率
P 型腔压力 f 摩擦系数
K 修正系数 μ 塑料泊桑比
B 动模垫板的宽度 L 支撑块的跨距 

目 录
1 绪论 1
1.1塑料成型与注塑模具 1
1.2国内外相关发展状况 1
1.2.1国内发展状况 1
1.2.2国外发展状况 2
1.2.3中国与国外先进技术的差距 2
1.3塑料模具发展走势 2
2 塑件材料分析与方案论证 3
2.1塑件的工艺分析 3
2.1.1塑件的材料 3
2.1.2聚苯乙烯的基本特性 3
2.1.3聚苯乙烯的成型特点 3
2.1.4聚苯乙烯的主要用途 3
2.1.5聚苯乙烯的注射成型工艺参数 4
2.2塑件的成型工艺 4
2.2.1注射成型的原理 4
2.2.2注射成型的工艺过程 4
2.2.3注射成型工艺参数 6
2.3注塑模的机构组成 6
2.4方案论证 6
3 注射成型机的选择 8
3.1估算塑件体积 8
3.2估算塑件质量 8
3.3注塑机的注射容量 8
3.4锁模 8
3.5选择注塑机及注塑机的主要参数 9
3.5.1注射机的选择 9
3.6注塑机的校核 9
3.6.1最大注射量校核 9
3.6.2 锁模力校核 9
3.6.3 模具厚度校核 10
3.6.4开模行程校核 10

4 浇注系统设计 11
4.1浇注系统的功能 11
4.1.1浇注系统的组成 11
4.1.2浇注系统设计原则 11
4.1.3浇注系统布置 12
4.2流道系统设计 13
4.2.1主流道设计 13
4.2.2冷料井设计 14
4.2.3分流道设计 14
4.2.4浇口设计 15
5 成型零件工作尺寸的计算 17
5.1影响塑件尺寸精度的因素 17
5.2模具成型零件的工作尺寸计算 17
5.2.1成形收缩率 17
5.2.2模具成形零件的制造误差 18
5.2.3零件的磨损 18
5.2.4模具的配合间隙的误差 18
5.3型腔和型芯尺寸计算 18
5.3.1型腔径向尺寸计算 18
5.3.2型腔的深度尺寸 18
5.3.3型芯的径向尺寸 18
5.3.4型芯的高度尺寸 19
5.3.5中心距尺寸计算 19
5.4动模板的强度校核 19
6 导向机构的设计 22
6.1导向机构的作用 22
6.2导柱导向机构 22
6.2.1导向机构的总体设计 22
6.2.2导柱的设计 22
6.2.3导套的设计 23
6.3推板导套导柱的结构设计 23
7 脱模机构的设计 25
7.1基本考虑和要求 25
7.2推出机构的确定 25
7.3推件板脱模机构设计的特点和基本原则 25
7.4顶杆横截面直径校核 26
7.4.1脱模力的计算 26
7.4.2推杆直径的校核 26
8 侧向分型与抽芯机构的设计 28
8.1基本考虑和要求 28
8.1.1侧向分型与抽芯机构应具备的基本功能 28
8.2抽芯机构的概述 28
8.3斜导柱抽芯机构设计原则与确定 28
8.4斜导柱抽芯机构的有关参数计算 29
8.4.1抽芯距 29
8.4.2斜导柱倾斜角 的确定 29
8.4.3斜导柱直径的确定 30
8.4.4斜导柱长度的计算 31
8.5滑块的设计 32
8.6导滑槽的设计 32
8.7滑块定位装置 32
8.7.1滑块的作用和结构形式 32
8.8锁紧块 32
8.8.1锁紧块的作用 32
8.8.2锁紧块的设计要点 33
8.8.3锁紧块的结构形式 33
9 模具的材料 34
9.1塑料模具用钢的必要条件 34
9.2选择钢材的条件 34
9.3本模具材料的选择 34
9.4模具的淬火硬度 35
9.5模具的表面粗糙度 35
9.6热处理的选择 35
10 模具的可行性分析 36
10.1其它结构零部件设计 36
10.2本模具的特点 36
10.3市场前景与经济效益分析 36
11 结论 37
参考文献 38
致 谢 39
毕业设计(论文)知识产权声明 40
毕业设计(论文)独创性声明 41

1.毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)
1.1题目背景与研究意义:
我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高,尤其是塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。本设计题目涉及目标均为工程实际零件,通过对塑件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用《塑料模具设计》《塑料成型工艺》等知识,指导学生利用CAD等软件完成模具结构的设计,并进行相关的计算。本设计旨在锻炼学生在技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。
1.2 国内外相关研究情况:
塑料模具增长迅速,比重不断提高。目前,塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,在未来模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其他模具。模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米,现已达到2-3微米,1微米精度的模具也将上市。多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求越来越高。热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,还能提高模具的质量和降低模具制造成本。快速经济模具的前景十分广阔。以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快,塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高,对塑料模具的要求也越来越高。模具技术含量将不断提高。
2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1主要内容:
2.1.1 本设计是以工程实际零件——加热器底座塑料模具设计为对象,用于电热器元件的固定支撑放置,该零件一边有横向侧孔,必须考虑测抽芯机构才能完成,因此需要学生充分运用所学知识进行模具结构设计;
2.1.2 确定模具的设计方案,进行整体设计; 
2.1.3 主要部件设计计算及校核; 
2.1.4 绘制塑料件零件图与模具装配图; 
2.1.5编写设计说明书。 
2.2研究方法和步骤: 
本设计题目涉及目标均为工程实际零件,通过对塑件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用《注塑模具设计》、《塑料模具设计》、《塑料成型工艺》等知识,利用AutoCAD和Pro/E或soildworks等软件完成模具结构的设计,并进行相关的校核计算,完成包括选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。本设计旨在锻炼我们在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。

图1.加热器底座零件图

2.3拟采用的研究方案:
方案一:选用卧式注射机,压块加螺钉固定,浇注系统选用侧浇口;
方案二:选用立式注射机,螺钉固定,浇注系统选用点浇口。
方案比较:卧式注射机适合于高速化生产,模具装拆及调整容易,采用螺钉加压块固定更加安全,侧浇口形状简单,尺寸容易掌握。综上所述,初步选用方案一。
3.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作
3.1本课题研究的重点及难点:
此制品用于电热器元件的固定支撑放置。制品材料为:ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物),此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。制品的壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS有较强的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工,经过调色可配成任何颜色。
此制品是批量生产,所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特点。制品的主要特点是该零件一边有横向侧孔,两侧有两个上下通孔,且上下孔形状不规则,注塑时很复杂。塑件的尺寸精度有一定的要求,外型需光洁不得有划伤,总体尺寸大小适中。取塑件的最大截面为分型面,底座上面的左右小孔和主体上左右相同的不规则通孔需要抽芯。开模后,塑件包紧动模型芯的力比较大,采用推管推出,推出力比较平稳,塑件不易发生变形。
3.2前期已开展工作:
3.2.1已简单查阅了资料,对注塑模具设计的流程有了一定的了解;
3.2.2已对塑件结构有了了解,并绘制了CAD图。
4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
第1周:查阅和收集资料,初步了解课题; 
第2-4周:塑件结构分析与绘制,初步计划了设计方案,完成开题报告;
第5-8周:浇注系统等结构的选择和尺寸计算,完成中期报告;
第9-12周:绘制装配图及零件图;
第13-14周:编写论文;
第15周:提交论文并进行终期答辩。

参考文献
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加热器底座塑料模具设计

























内容简介:
1 外文翻译 at he is in as is in as 5%, 0% 0% be 00 at of 0 %; to 0 by in ; 0 %; T 0 , to 0 of to is in . S. . S. 00 . S. by 5% to 005 50% 995. by in in 5% to 005 50% 995. by at 002 ( 996 , 4% , 5% 003. 003 5 a to 36,800,000 U. S. up in of of . S. 00 . S. mu 000 kN ; mm At to a a a in at 0% of a to a in a to a on 2 in in .1 1) be to 2 2) a 3) 4) 2.2 to ) 2) 50%, a by DM a 3) is is , 4) DM 0%; 5) an AM is is to an 3 to a n in as a be in to as as of to is is to to be a s a up at a of 0% of a to a in 80% is a MB to At 0%, 5%. to a 000 40000 s to 1 to to 5000 20000 0000 no to 00 m/2 of a ) is is 2) is 3) of to to a 3 AM n of . 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,对模具的需求占模具市场的 20 %。 2004 年中国机床工具工业产值将继续增长。我国模具制造市场潜力巨大。根据资料统计,近年来,我国模具的年总产值达到 30亿美元,进口超过 10亿美元,出口超过 1亿美元。增长从 1995年的25% 增加到 2005年的 50%。国外专家预言:亚洲在全球模具制造中占据的份额,将从 1995年的 25%增加至 2005年的 50%。 中国模具工业发展迅速,形成了华东和华南两大基地,并且逐渐扩大到其他省份。 (山东 ,安徽 ,四川 ) 1996 年 2002 年,模具制造业产值年平均增长 14%, 2003 年增长 25%。 2003 年我国模具产值为 450 亿人民币。总产量位居世界第 3,出口模具 上年增长 但是,我国技术含量低的模具已供过于求,精密、复杂的高档模具很大部分依靠进口。每年进口模具超过 10亿美元。出口超过 1亿美元 精密模具精度要求在 2 3 m,大型模具需要满足 8000模力注塑机的要求 ;小型模具需满足直径 1前,采用高速切削生产模具已经成为模具制造的大趋势,在国外一些模具生产厂 家,高速机床大面积取代电火花机床,高速切削大大提高了模具生产效率。机床企业瞄准模具生产企业,有的加工中心生产厂机床的 60%以上卖给模具加工企业。高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用,高速切削生产模具已经成为逐渐模具制造的大趋势,大大提高了模具生产效率和质量。采用高速切削替代电火花生产模具,可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。 2高速加工在模具制造中的应用 2 1高速切削的优点: 1) 刀具的高转速和机床的高进给以及高加速度,大大提高金属切除率; 2) 高速切削减小切削力; 3) 高速切削热大部分由切屑带走,工件发热少; 4) 高速切削减少振动,提高加工质量; 2 2高速加工应用于模具加工的效益 1) 快速粗加工和半精加工,提高加工效率; 2) 高速高精度精加工硬切削代替光整加工,表明质量高,形状精度提高,比 0%,减少手工修磨; 3) 硬切削加工最后成型表面,提高表面质量、形状精度, (不仅是表面粗糙度低,而且表面光亮度高 ),用于复杂表面的加工更具优势; 4) 避免 高模具寿命 20%; 5) 结合 别是形状复杂、薄壁类电极。 3 采用高速切削加工模具需要解决的问题 在国内,由于资金、技术等方面的原因,应用高速切削生产模具还处于初期阶段。 还存在机床、刀具、工艺以及其他方面的一些问题需要逐步解决。 缺点是加工成本高,对刀具的使用有较高的要求,不能使用过大的刀具,要有复杂的计算机编程技术做支持,设备运行成本高。 二、加工模具的高速加工机床 模具精加工和硬切削加 工需要数控高速机床 毕业设计(论文)中期报告 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 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 20 日 1. 设计(论文)进展状况 次设计的塑料件为一长方形半封闭样式的加热器底座,产品特点为:底座必须棱廓分明且外表面光滑,底部有两个 空心圆柱,顶部有两个不规则柱孔且对称分布,两侧壁有圆孔,分模时要考虑侧向抽芯,最后要求外表无明显浇口痕迹;座体内部不规则柱体要求与侧壁之间光滑过度,在结构设计时需整体考虑模具的合理性。 图 1 加热 器底座零件二维图 图 2 加热器底座零件三维图 开题的基础上进行了部分零件的计算和设计,已调整了结构方案,修改了零件图的不合理结构,并进一步的完成了模具装配草图的绘制。 过计算塑料件 的体积及查阅相关模具设计手册完成了注塑机的选择。选型为:00 型。相关参数如下: 理论注射量: 200/400 最大注射面积: 645大模具厚度: 406 锁模力: 2540小模具厚度: 165 定位孔直径: 125板行程 : 260 拉杆空间: 290 368嘴球半 径: 18 喷嘴孔径: 4定主流道、分流道的形式和尺寸。其浇口套的尺寸如图 3 所示。 分流道截面形状及尺寸如图 4 所示。 图 3 浇口套形式与尺寸 图 4 分流道截面形状 定模腔数量及其排列方式、浇口形式。 加热器底座的尺寸不太大,为了降低注射成本,根据所选注塑机的注射量,采用一模两型腔的模具。为了满足较高的外观要求,确定采用侧浇口。其选用的侧浇口结构形式如图 5 所示。 图 5 侧浇口结构形式 算并校核型腔部分的强度和刚度,根据圆形端盖的高度确定型腔板的侧壁厚度,型芯固定板的厚度。并确动模板、顶出板,支块厚度及其模具安装方法。 成了对模具工作部分尺寸进行设计计 算。 成了模具零件结构设计。比如:导柱、导套、拉料杆、复位杆、顶 杆、滑块、推板导柱导套等等。 步绘制模具装配图如图 6 所示。 图 6 模具装配图 注: 1. 正文:宋体小四号字,行距 22 磅;标题:加粗 宋体四号字 2. 中期报告由各系集中归档保存,不装订入册。 2. 存在问题及解决措施 考虑到模具冷却问题。 解决措施:在模具内添加了冷却系统。 间型芯的固定存在问题,未限制周向转动。 解决措施:在老师的指导下,查阅了相关手册,在动模固定板和型芯的交界处安装骑缝螺钉,防止其周向转动。 3. 后期工作安排 12 周 13 周:完善模具结构装配图,并完成所有零件图的绘制工作。 14 周 15 周:完成模具零件的选材、工艺规程的编制。 16 周 17 周:对所有图纸进行校核,编写设计说明书,所有资料提请指导教师检查。 18 周:准备答辩; 指导老师签字: 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 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 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 24 日 文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况) 目背景与研究意义: 我国塑 料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高,尤其是塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。本设计题目涉及目标均为工程实际零件,通过对塑件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识,指导学生利用 软件完成模具结构的设计,并进行相关的计算。本设计旨在锻炼学生在技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。 内外相关研究情况: 塑料模具增长迅速,比重不断提高。目前,塑料 模具在整个模具行业中所占比重约为 30%,在未来模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其他模具。模具的精度将越来越高。 10 年前精密模具的精度一般为 5 微米,现已达到 2米, 1 微米精度的模具也将上市。多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求越来越高。热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极 大地影响模具制造周期,还能提高模具的质量和降低模具制造成本。快速经济模具的前景十分广阔。以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快,塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高,对塑料模具的要求也越来越高。模具技术含量将不断提高。 2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 要内容: 设计是以工程实际零件 加热器底座塑料模具设计 为对象,用于电热器元件的固定支撑放置,该零件一边有横向侧孔,必须考虑测抽芯机构才能完成,因此需要学生充分运用所学知识进行模具 结构设计; 定模具的设计方案,进行整体设计; 要部件设计计算及校核; 制塑料件零件图与模具装配图; 写设计说明书。 究方法和步骤: 本设计题目涉及目标均为工程实际零件,通过对塑件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用注塑模具设计、塑料模具设计、塑料成型工艺等知识,利用 或 软件完成模具结构的设计,并进行相关的校核计算, 完成包括选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。本设计旨在锻炼我们在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。 图 采用的研究方案 : 方案一:选用卧 式注射机,压块加螺钉固定, 浇注系统选用侧浇口; 方案二:选用立式注射机,螺钉固定,浇注系统选用点浇口。 方案比较:卧式注射机适合于高速化生产,模具装拆及调整容易,采用螺钉加压块固定更加安全,侧浇口形状简单,尺寸容易掌握。综上所述,初步选用方案一。 期已开展工作 课题研究的重点及难点: 此 制品用于电热器元件的固定支撑放置。制品材料为: 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物),此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。制品的壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 较强的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。 一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工,经过调色可配成任何颜色。 此制品是批量生产,所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特点。制品的主要特点是该零件一边有横向侧孔,两侧有两个上下通孔,且上下孔形状不规则,注塑时很复杂。塑件的尺寸精度有一定的要求,外 型需光洁 不得有划伤,总体尺寸大小适中。取塑件的最大截面为分型面,底座上面的左右小孔和主体上左右相同的不规则通孔需要抽芯。开模后,塑件包紧动模型芯的力比较大,采用推管推出,推出力比较平稳,塑件不易发生变形。 期已开展工作: 简单查阅了资料,对注塑模具设计的流程有了一定的了解; 对塑件结构有了了解,并绘制了 。 周次填写) 第 1周:查阅和收集资料,初步了解课题; 第 2件结构分析与绘制,初步计划了设计方案,完成开题报 告; 第 5注系统等结构的选择和尺寸计算,完成中期报告; 第 9制装配图及零件图; 第 13编写论文; 第 15周:提交论文并进行终期答辩。 参考文献 1 曹宏深,赵仲治主编 .塑料成型工艺与模具设计 械工业出版社, 1993 2 李秦蕊主编 .塑料模具设计 北工业大学出版社, 1995 3 洪慎章主编 .实用注塑模具结构图集 2009 4 孙玲主编 .塑料成型工艺与模具设计 2008 5 孙锡红 .我国塑料模具发展现状及发展建议 2010 6 我国模具发展趋势 2003 7 蒋继宏,王效岳主编注射模具典型结构 100 例 2000 8 颜智伟主编塑料模具设计与结构设计 防工业出版社 9 廖念钊,莫雨松互换性与技术测量 M2000 10 宋满仓主编 .注塑模具设计 子工业出版社 11 王永平主编 .注塑模具设计经验点评 3003 12 张中元编 . 塑料成型工艺与模具设计 . 北京:航空工业出版社 13 徐进编 . 模具材料应用手册 . 北京:机械工业出版社 14 . og 15 E, of a K. 16 in 见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 系主管领导: 年 月 日 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 1 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
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本文标题:加热器底座塑料模具设计【15张图纸/19500字】【优秀机械毕业设计论文】
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