【ZM056】对讲机外壳注射模设计[抽芯]【KT+ZS】[侧浇口]
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【ZM056】对讲机外壳注射模设计[抽芯]【KT+ZS】[侧浇口],zm056,对讲机,外壳,注射,设计,抽芯,kt,zs,浇口
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毕 业 论 文 论 文 题 目 对讲机外壳注塑模设计 学科、专业 名 指导老师及 姓名 授 1 西安工业 大学 2005 级 毕业设计（论文）开题报告 题 目 对讲机外壳注射模设计 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 近年来在我国工业化快速推进的同时，在国民经济中占有重要地位的模具工业也得到了迅速发展。统计显示， 1996 至 2001 年，我国模具制造业的产值年均增长 14%到 15%。 2001 年我国模具总产值 就 已突破 300 多亿元人民币，排名跃居世界第四位 。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。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。 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） 此次的设计任务即 对讲机 注射模具设计， 零件模型 摆在面前，如何才能以最快的速度设计出 模具 来，并降低成本，首先应考虑技术如何才能在设计中发挥其主要优势，因此，我使用了 强大的模具设计软件 最初的零件 3D 建模到最后的 控编程，都完全依靠各个模块，因此设计的关键就是 计软件在注射模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，使得分模与型腔及型芯的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务， 我对该软件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助 设计工作达到事半功倍的效果！ 3、 特色与创新之处 根据当前注射模具 的 发展要求，设计工作应 广泛 运 用技术，提高 模具 精 度 、延长 模具 寿命、降低模具制造成本 ，提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 。为达到这一设计目标，此次设计完成了以下工作 :由 产品 的 3D 建模 ， 借助 计软件 创建型腔、镶件以及其他零件 ，并 自动生成所需要的零件工程图 ；使用草图和厚度检测，评估零 件；直接参照产品 三维模型 ,创建分模曲面 及滑块 ， 再生成 模具型腔 组件 （动模、定模） ； 此外 ,还 利用 分析功能 ,进行拔模检测 ,仿真模具开模顺序 ,计算填充容积、型腔曲面面积等 ，其中型腔组件的实体模型与产品模型相关联，并且可用于数控加工 ； 对于模架的设计 ,利用 座专家 完成 ,从标准模架选择到产品输出 ,全部采用 3D 化设计 ,可大大 缩短模具 设计 周期 。我在 对讲机 模具设计过程中， 从零件建模到型腔、型芯的设计 、模架设计及模具开模动作模拟 ,直至最后的 控 加工指令编程 ， 都充分 发挥了 计 软件 的各个模块 和插件 的优势 ，基本做到了无图纸化设计 ， 这样 不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计时间 ， 以确保 我在较短的时间内完成设计。 2 4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线 我在 此次 模具设计过程中，应用 件，拟定新的模具设计路线： 模具结构设计模具型腔、型芯 三 维设计模具型腔、型芯 二维出图 工艺准备数控加工指令编程 控加工。 我根据指导老师所给 零件实物 ， 测绘的同时， 应用 件， 创建零件的 3D 模型并生成二 维工程图 ， 然后 自动创建分模曲面，并把模具划分成动模部分和定模部分， 接下来 创建型腔、镶件 及侧抽芯等零件 ， 然后使用 件 分析模块 的草图和厚度检测功能，评估零件，看所设计出的零件是否合格 ；选择注塑机时，应用 件计算填充容积、型腔曲面面积等， 很快得以完成 ，避免了大量烦琐的计算 ；当各零件以实体绘出时，使用组装模块将各零件仿真组装起来，并可以仿真模具开模，生成可交付使用的模具产品图，其中型腔组件的实体模型与产品模型相关联，并且可用于数控加工；应用模具 控模块进行仿真加 工时，简单的设置各种参数后，便可看到数控加工刀具轨迹路线，直观明了，同时，也生成了 序。 5、 拟使用的主要仪器设备、试剂和药品 根据产品所生成模具尺寸拟定注塑机 根据产品的用途、工作环境、经济角度考虑选材： 、 参考文献 1 黄虹主编 塑性成型加工与模具。 北京：化学工业出版社 2002 2 陈锡栋等主编 实用模具技术手册。北京：机械工业出版社 2001 3 张有树等主主编 图学基础教程 北京：高等教育出版社 2001 4 廖念钊等主编 互换性与技术测量 北京 :中国计量出版社 2001 5 章飞主编 型腔模具设计与制造 北京：化学工业出版社 ,2003 6 陈万林等主编 实用塑料注射模设计与制造 北京：机械工业出版社 2000 7 王爱珍主编 工程材料及成形技术 北京：机械工业出版社 2003 8 纪名刚主编 机械设计 北京：高等教育出版社， 2001 9 陈文琳等主编 塑性成型工艺与模具设计 北京：机械工业出版社 2001， 10 申开智 叶淑静主编 塑料成型模具 北京：轻工业出版社 1982 11 王 兴天主编 注塑成型技术 北京：机械工业出版社 1992 12 奚永生主编 精密注塑模具设计 北京：中国轻工业出版社 1997 ， 13 陈嘉真主编 塑料成型工艺及模具设计 北京：机械工业出版社 1995 14 黄锐主编 塑料成型工艺学 北京：轻工业出版社 1997 15 李德群主编 塑料成型工艺及模具设计 北京：机械工业出版社 1994， 对讲机外壳 注射模设计 摘要： 本文详细介绍了 射模具的设计。基于 建模，在完成塑件结构分析后，确定采用一模 一 腔、点浇口进料的三 板式模具。根据基体尺寸，模架从标准模架库中调用。针对塑件两侧有 侧凹，特优化设计了斜顶机构，并对该机构的加工工艺、使用效果进行了阐述。同时，本文对浇注系统、成型零件、脱模机构、斜顶杆侧抽芯机构、合模导向机构、温度调节系统、排气系统和部分零件的加工工艺也做了完整的设计计算。 关键词： 注射模； 侧 浇口；斜顶杆机构 of in of a a to D in of so in At in of of of 文献综述 具的简介 近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造出来的，所以，越来越多的人开始从事模具行业的设计，因此，我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长，模具工业快速发展，必然会带来模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。 模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成。不同的模具是通过所成型材料物理状态的改变来实现，模具是由不同的零件所构成的。它主要是通过所成型材料的物理状态改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工 程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。对于冲裁、成形冲压、模锻、冷模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁，用内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。模具一般分为动模和定模两个部分，或着称为凸模和凹模两个部分，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上。零件的构成形式是多样的 ，不同的模具由不同的零件构成。模具在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等，施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。模具是用来成型物品的工具，这种工具有很多种。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型，适用于一定范围的不同模具，它的精度比较高，尺寸也比较准确。甚至在对于有些冲裁模的凸模与凹模的间隙能够近于 0，冲压速度快，每分钟冲压数十次至上千次，而且模具的寿命也比较长。 模具是用来成型物品的工具，这种工具有许多种。模具有多个形式复杂的型腔，工作条件恶劣， 1000以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷，镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压力，在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性，热锻时还须有高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。 模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有 很高的技术水平。模具的及时供应及其质量会直接影响到产品的质量、成本和新产品研制。 模具设计制作的要求是尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化、制造容易、寿命高、成本低、设计符合工艺需要，经济合理。 模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量 生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。 冲压模应采用多工位级进模，可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具，如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计 (即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。 模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3 个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造困难。模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。 平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削，坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床，或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控 (续轨迹坐标磨床磨削任何 曲线形状的凸模和凹模。 型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。 计算机数控多轴铣床加工、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨如抛光轮和研磨膏粉，也可采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。 国模具行业发展简介 众所周之中国模具工业在过去的几 年中取得了飞速的发展，但是许多模具设计加工方面与工业发达国家相比仍然有非常大的差距。例如，对于精密加工设备的模具设计在模具加工中就处于比较落后的阶段，而这些软肋正是这些年困惑我过模具设计的主要原因，在我国由于这方面的模具设计达不到设计的要求，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具都依赖与从国外进口。这不仅影响了我国的经济发展也给我国的模具行业带来了前所未有的压力和打击，所以，我们不断的努力奋斗，用我们国家人民的聪明才智去开发模具行业，使我国的模具设计得到进一步的发展，逐渐缩短与发达国家的差距。 近年来， 模具行业迅猛发展，其地域分布特色也日渐成形。从地区分布来看，以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。 广东 广东是中国现在最主要的模具市场，而且还是中国最大的模具出口与进口省。全国模具产值有 40%多来自广东，而且模具加工设备数控化率及设备的性能、模具加工工艺、生产专业化水准和标准程度领先国内其它省市。 目前在全国排序前 10 名的企业中，广东占有 5 家，世界最大的模架供货商和亚洲最大的模具制造厂都在广东。 随着广东工业产业结构进一步优化，石化、汽车、高新技术等多个产业的发展都对广东的模具制造提出了更高要求。 未来几年广东的模具制造将日趋精密、复杂。 上海 上海现有模具企业 1500 余家，从业人员 7 万多人，年产值近 100 亿元，年平均增长率超过 20%。到 2010 年总产值将达到 200 亿元左右；元基础上压缩 30%，将为行业增加 7 亿元左右产值，出口额达到 美元，又将为行业增加 6 亿元产值。 上海模具产业将面向 6 大产业和重点行业，特别是信息（ 业和汽车行业，大力发展 业的精密镁合金压铸模、精密注塑模；汽车业的覆盖件模具、大型零件压铸模、精密冲压件多任务位级进模。 2010 年， 业的 模具实现 85%国产化，汽车模具实现 90%国产化。 据初步统计，上海生产汽车中冲压、塑料、压铸等模具企业近 70 家，年产值约 20 亿元，民营企业如华庄、千缘、屹丰、黄燕，合资企业如荻原、伟世通、小纟，台资企业如联恒、宏旭、台丽通等大多年产值在 5000 万元以上，其中有近 7 家企业达亿元的年产值，有个别企业年增长率达 100%，成为上海汽车模具工业中的主力军。 浙江 浙江省模具工业主要集中在宁波市和台州市，宁波市的宁海、余姚、慈溪及鄞州主要生产塑料模具，北仑以压铸模为主，象山和舟山以铸造和冲压模具为主。台州市主要模 具生产企业集中在黄岩和路桥，塑料模具占大多数。 浙江模具工业具有一些明显的特点。一是模具生产企业几乎都是私营企业；二是模具企业相对集中，已形成模具市场；三是模具在可满足不同层次用户需求的同时，高水平的模具快速发展，并已占有较大比例；四是通过多次创业，已涌现出了一批高素质的骨干重点企业；五是已自然形成专业化分工，主要企业特色明显；六是模具工业发展对当地和周边地区工业发展的拉动作用明显。 江苏 江苏苏州目前有各类模具厂 1000 多家，模具加工点 1000 多个，模具年销售额约 50 亿 60 亿元，模具业成为该市新兴 工业之一。 日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多，民营模具企业也不少；苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸模，昆山中大模架、昆山精密模具标准件、昆山华星模具导向件等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件。 安徽 目前安徽省拥有一批国内知名度较高的模具产品，如洗衣机和空调器大型腔注塑模、电冰箱吸塑发泡模、电机定转子叠片高速级进冲模等，有的市场占有率高达 30以上；汽车结构件和内饰件模具已稳定用于上海大众新车型开发；橡 胶轮胎模具被国内各大轮胎企业认可；模具标准件、模具材料基地也已形成。 一批有活力的民营模具企业正在崛起，模具制造的聚集区域正在形成。滁州市已成为冰箱吸塑发泡模具的重要制造基地；宁国市是橡胶模具的聚集区；宣州市和芜湖市以薄板冲压模具为主，是汽车零部件的重要制造和供应基地；蚌埠市的厚板冲压级进模独具特色；合肥市在注塑模、汽车模具和快速制模上有一定优势。 来我国模具设计的发展 中国是一个模具设计制造的大国，但是我们的基础工作做的并不是那么的好，在未来的模具设计过程中我们首先要注重模具设计的质量。从最基本 的工作做起，只有我们的模具设计达到了质量上的合格，才有可能跟国外的模具行业进行比拼。 其次，我国模具行业的发展在有了质量上的保证外，逐渐的自主研究创新，改革。设计出有中国特色的产品，进而可以在国际上有立足的余地。中国有句老话叫物以惜为贵，这个道理是所有人都明白的。所以，有了自己在模具行业的独特设计，就有了自己的立足之地。 再次，模具设计同样是随着社会的发展而逐渐更新的，我们在模具设计的过程中要坚持不懈的努力，不能有松懈的想法，因为社会是发展的大家都在努力的探索研究，如果我们松懈下来就会被别人给甩在身后面，那 么我们与别人的距离就会差的更远，相反只要我们坚持不懈的努力，相信总有一天我国的模具行业可以达到世界的先进水平行列。 模具的设计是需要每个人的努力，只要我们每个人都尽心尽力的去努力，相信不久的将来中国的模具一定会有比较显著的进步。 射模简介 塑料注射成型所用的模具称为注射成型模 ,简称注射模 由于，本次毕业设计是采用注射模设计来完成指示灯灯罩的模具设计，所以，这里介绍一下注塑模。注射模的设计，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后 ，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。 注射模根据结构与使用的目的可以分为很多种类 ,一般分为普通注射模具和特种注射模具。 普通注射模具有可分为 :单分型面结构注射模具和双 分型面注射模具。 特种注射模具又可分为 :滑动型芯式注射模 ,瓣合式注射模具 ,螺纹注射模具 ,滑动型芯与瓣合块相结合注射模具。 塑模设计的意义 本次对讲机外壳注塑模具设计采用 e 辅助设计，运用 术能有效地对整个设计制造过程预测评估通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，再现能力强，整体水平容易控制，能够迅速获得样品，有利于争取定单，赢得客户；同时节省大量的模具试制材料费用，减少模具返修率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。 1、本课题的研究内容及基本要求 （ 1）独立拟定斜齿轮塑件的成型工艺 ，正确选用成型设备。 （ 2）合理地选择模具结构。根据塑件图及技术要求，提出模具结构方案，并使其结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的要求，提出修改塑件图纸的要求。 （ 3）正确的确定模具成型零件的形状和尺寸。 （ 4）所设计的模具应当制造方便、造价便宜。 （ 5）充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工。 （ 6）设计的模具应当效率高，安全可靠，如要求浇注系统充型快，冷却系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高。 （ 7）要求模具零件耐磨、耐用、使用寿命长。 2、本课题的研究目的及意义 （ 1）熟悉拟 定塑料成型工艺和模具设计原则、步骤和方法。 （ 2）学会查阅有关技术文献、手册和资料。 （ 3）培养分析问题和解决问题的能力。 此次设计过程中参考了大量的文献资料，得到了老师与同学的帮助，在此对老师和同学表示感谢，谢谢你们对我的支持和帮助。 此次设计涉及较多的模具方面的专业知识，由于本人水平有限，而且是第一次接触模具方面的知识，难免在设计过程中出现错误，希望老师可以谅解，我一定会虚心的接受老师的教导，并改正设计中的错误，给老师一个满意的结果。 目 录 前言 . 错误 !未定义书签。 1 塑件材料分析 . 错误 !未定义书签。 本特性 . 错误 !未定义书签。 型特点 . 错误 !未定义书签。 要技术指标 . 错误 !未定义书签。 注射工艺参数 . 错误 !未定义书签。 2 型腔数目的决定及排布 . 错误 !未定义书签。 3 分型面的选择 . 错误 !未定义书签。 型面的设计原则 . 错误 !未定义书签。 4 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 浇道设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 计原则 .未定义书签。 料穴的设计 . 错误 !未定义书签。 口的设计 . 错误 !未定义书签。 置选择原则 .未定义书签。 口剪切速率的校核 .未定义书签。 5 注射机的型号和规格的确定 . 错误 !未定义书签。 6 成型零部件的工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 模径向尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 模高度尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 模径向尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 模型腔深度尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 模型芯 加工工艺卡 . 错误 !未定义书签。 7 模架的确定和标准件的选用 . 错误 !未定义书签。 模座板 . 错误 !未定义书签。 模固定 板 . 错误 !未定义书签。 模固定板 . 错误 !未定义书签。 模垫板 . 错误 !未定义书签。 块 . 错误 !未定义书签。 模座板 . 错误 !未定义书签。 8 导柱导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 柱导向机构的作用 . 错误 !未定义书签。 柱导套的选择 . 错误 !未定义书签。 9 排气槽的设计 . 错误 !未定义书签。 10 推出机构的设计 . 错误 !未定义书签。 用原则 . 错误 !未定义书签。 出机构的分类 . 错误 !未定义书签。 西安工业 大学毕业设计说明书 2 出机构的组成 . 错误 !未定义书签。 模力的计算 . 错误 !未定义书签。 芯机构设计 . 错误 !未定义书签。 11 温控系统设计 . 错误 !未定义书签。 温对塑件质量的影响 . 错误 !未定义书签。 温对生产效率的影响 . 错误 !未定义书签。 热系统 . 错误 !未定义书签。 却系统 . 错误 !未定义书签。 却介质 .未定义书签。 却装置的理论计算 .未定义书签。 却装置的结构形式 .未定义书签。 12 模具零部件材料选择 . 错误 !未定义书签。 料模选用钢材的原则 . 错误 !未定义书签。 具的选材及热处理要求 . 错误 !未定义书签。 12 模具工作过程 . 错误 !未定义书签。 13 注射模与注射机的关系 . 错误 !未定义书签。 射压力的校核 . 错误 !未定义书签。 模力的校核 . 错误 !未定义书 签。 模行程与推出机构的校核 . 错误 !未定义书签。 装部分相关尺寸校核 . 错误 !未定义书签。 14 经济性与环保性分性 . 45 15 设计小结 . 45 致谢 . 46 参考文献 . 47 目 录 前言 . 3 1 塑件材料分析 . 5 本特性 . 5 型特点 . 5 要技术指标 . 5 . 6 2 型腔数目的决定及排布 . 9 3 分型面的选择 . 11 型面的设计原则 . 11 4 浇注系统的设计 . 12 浇道设计 . 12 . 14 计原则 . 15 . 16 置选择原则 . 浇口剪切速率的校核 . 注射机的型号和规格的确定 . 17 6 成型零部件的工作尺寸计算 . 18 模径向尺寸计算 . 19 模高度尺寸计算 . 19 模径向尺寸的计算 . 20 模型腔深度尺寸的计算 . 21 模型芯 加工工艺卡 . 23 7 模架的确定和标准件的选用 . 24 模座板 . 24 模固定 板 . 24 模固定板 . 25 模垫板 . 25 块 . 25 模座板 . 25 8 导柱导向机构的设计 . 26 柱导向机构的作用 . 26 柱导套的选择 . 26 9 排气槽的设计 . 27 10 推出机构的设计 . 27 用原则 . 27 出机构的分类 . 28 出机构的组成 . 28 模力的计算 . 28 芯机构设计 . 29 西安工业 大学毕业设计说明书 2 11 温控系统设计 . 32 温对塑件质量的影响 . 32 温对生产效率的影响 . 32 热系统 . 33 却系统 . 33 却介质 .却装置的理论计算 .却装置的结构形式 .2 模具零部件材料选择 . 36 料模选用钢材的原则 . 36 具的选材及热处理要求 . 36 12 模具工作过程 . 37 13 注射模与注射机的关系 . 39 射压力的校核 . 39 模力的校核 . 39 模行程与推出机构的校核 . 39 装部分相关尺寸校核 . 40 14 经济性与环保性分性 . 45 15 设计小结 . 45 致谢 . 46 参考文献 . 47 西安工业 大学毕业设计说明书 3 前言 一、 概述 模具工业是国民经济的基础工业，被成为“工业之母”。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀，发展极为迅速。自从 1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步，愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。 在现代化工业生产中， 69%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业 已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。我国自改革开放以来，塑料工业发展很快，表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多，其产量已上升到居世界第四位，由此可见，塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国 家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、 术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化； 立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。 近年来，随着科学技 术的进步以及对塑件质量要求的提高，塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展，具体表现在以下几个方面： 1、塑料成型理论研究的进展。 2、新的成型方法不断涌现。 3、塑件更趋向精密化、微型化及超大型化。 4、开发出新型模具材料。 5、模具表面强化热处理新技术应用。 6、模具 7、模具大量采用标准化。 在工业发达的国家，模具工业已经从机床工业中分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已经超过机床工业的产值。目前国内模具行业的基本 情况是，随 西安工业 大学毕业设计说明书 4 着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万 约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。 二、 本课题的研究内容、要求、目的及意义 本次 对讲机外壳注塑 模具设计采用 e 辅助设计，运用 术能有效地对整个设计制造过程预测评估通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，再现能力强，整 体水平容易控制，能够迅速获得样品，有利于争取定单，赢得客户；同时节省大量的模具试制材料费用，减少模具返修率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。 1、本课题的研究内容及基本要求 （ 1）独立拟定斜齿轮塑件的成型工艺，正确选用成型设备。 （ 2）合理地选择模具结构。根据塑件图及技术要求，提出模具结构方案，并使其结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的要求，提出修改塑件图纸的要求。 （ 3）正确的确定模具成型零件的形状和尺寸。 （ 4）所设计的模具应当制造方便、造价便宜。 （ 5）充分考虑塑件设计特色，尽 量减少后加工。 （ 6）设计的模具应当效率高，安全可靠，如要求浇注系统充型快，冷却系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高。 （ 7）要求模具零件耐磨、耐用、使用寿命长。 2、本课题的研究目的及意义 （ 1）熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计原则、步骤和方法。 （ 2）学会查阅有关技术文献、手册和资料。 （ 3）培养分析问题和解决问题的能力。 西安工业 大学毕业设计说明书 5 1 塑件材料分析 该塑件选用塑料为 丙烯腈 苯乙烯共聚物英文名 ： 本特性 二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性 ， 使 烯腈使 二烯使 乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度在 收缩率为 湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于 流动性一般，溢料间隙约在 在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性 、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于部分醇类及烃类溶剂，但于烃长期接触会软化溶胀， 物油等化学药品的侵蚀会硬气放映开裂。 于成型加工。经过调色可陪成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70左右，热变形温度约为 93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 型特点 以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；易 产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阴力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080 要技术指标 比重： 比容 ： g 吸水性 ： (24h)。熔点： 130160 热变形温度： 10530160 1050108 抗拉屈服强度 (105 500 拉伸强度模量： 104 曲强度： 800 105西安工业 大学毕业设计说明书 6 注射工艺参数 注射机类型： 螺杆式 螺杆转速： 3060 r/嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 190200筒温度： 前 200210 中 210230 后 180200温 ： 5080注射压力 ： 70120压力 ： 5070射时间 (s)： 35 保压时间 (s)： 1530 冷却时间 (s)： 1530 成型周期 (s)： 4070 西安工业 大学毕业设计说明书 7 塑件图 1 西安工业 大学毕业设计说明书 8 塑件立体图 1件的工作条件对精度要求较低，根据 级精度。 经计算得塑件的曲面面积为： 塑件的体积为： 件的质量为： = g)。 西安工业 大学毕业设计说明书 9 2 型腔数目的决定及排布 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定： 1、塑件制品的批量和交货期，以及塑料制件的成本。该制品是大批量生产，若采用多型腔可提高生产效率，但根据生产经验在模具每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。 2、所选用注射机的技术规则，因为上面只进行了结构及工艺成型的分析，还没确定注射机，也可暂时不予考虑。 3、质量控制要求。制品属于精度不高，对质量要求比较高且制品较小，因此可设成一模四腔，以保证质量要求。 4、成型的塑件品种与塑件的形状尺 寸。该制品有内螺纹。为了提高生产效率采用自动脱螺纹的齿轮传动机构，因而模具结构较复杂。根据品种和形状尺寸特点及要求，设置成一模四腔注射成型。 本次设计根据制件的结构特点、形状尺寸、产品批量、模具制造难易及其寿命、成本高低再加上设计和加工制造的复杂性，综合考虑 ，一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方 式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。 多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度，截面形状及均对应相同，可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的 ，各浇口的截面尺寸要制作得不相同。因此在设计时要注意以下几点： 1） 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。 2） 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 3） 尽量使排列的紧凑，以便减少模具的外形尺寸 通过软件分析得到体积 质量 ，又因为此产品属大批量生产的塑件，属于仪表外壳，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，确定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。 西安工业 大学毕业设计说明书 10 2型腔数目布局图 2西安工业 大学毕业设计说明书 11 3 分型面的选择 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件浇口形式有关。制品成型的分型面不仅影响到制品的脱模困难程度及美观程度，还影响成型零件的加工工艺性，另外合适的分型面位置还有利于模具加工、排气、脱模、提高塑件的表面质量及方便工艺操作等。 型面的设计原则 1、分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔。 2、分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。以使得模具零件易于加工。 3、分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。 4、分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位，而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工，从而有利于保证塑件的外观质量。 5、应满足塑件的使用要求，即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕迹等工艺缺陷影响塑件功能。 6、为便于塑件脱模，应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分，易于设置和 制造简便易行的脱模机构。若塑件有侧孔时，应尽可能地将侧型芯设在动模部分，避免定模抽芯 7、考虑锁模力，分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。 8、考虑侧向抽拔距，一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。 9、尽量方便浇注系统的布置。 10、为了有利于气体的排出，分型面应尽可能与料流的末端重合。 11、考虑注塑机的技术规格，是模板间距大小合适。 12、选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料，要考虑飞边在塑件上的部位。 13、选择分型面时，应考虑减小由于脱模 斜度造成塑件的大小端尺寸差异。 总而言之，分型面形状应尽可能的简单，以便于模具的制造和塑件的脱模。综合考虑以上的设计原则，结合该塑件的特性，其分型面的选择如图 ： （如下图） 西安工业 大学毕业设计说明书 12 分型面示图 3 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴。设计时应该遵循以下原则： 1、排气良好。 2、流程要短。 3、避免料流直冲型芯或嵌件。 4、要求热量及压力损失最小。 5、修整方便，保证 塑件外观质量。 6、防止塑件变形，浇注系统设计要结合型腔布局同时考虑。 7、了解塑料的成型特性。 8、塑料耗量要少，应利于消除冷料。 9、型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。 10、尽可能选用平衡式分流道。 浇道设计 主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入，开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出，主浇道的形状设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面光洁度一般应有 8。 主流道一般是由浇口套构成，浇口套的作用： 1、与注射机喷 嘴孔吻合，将料筒内的塑料过渡到模具内。 2、使模具在注射机上很好的定位。 3、作为浇注系统的主浇道。 主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘，其高度为 5 10 与注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取 3 5 西安工业 大学毕业设计说明书 13 1）根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） =流道球面半径为 嘴尺寸半径 +（ 1 2） =12+1=13）主流道衬套形式 本设计虽然是小型模具，但为了仅于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈 还是设计成分 体式，主流道长度取 45图）所示，材料采用 2 56主流道衬套图 4 主流道圆锥角可取 30 60，内壁粗糙度为 主流道大端呈圆角，半径 r=1 3减小料流转向过渡时的阻力。 在模具结构允许的情况下，主流道应尽量可能短，一般小于 60长则会影响熔体的顺利充型。 主流道衬套与定模座板采用 H7/定位圈的配合采用 H9/ 3）定位圈如下图所示，材料选用 45钢 西安工业 大学毕业设计说明书 14 定位圈 示意图 4流道设计 主流道与浇口之间的通道称为分流道。采用直接浇道的模具可以省去分浇道，但在多型腔模具中分流道是必不可少的。常见的分流道的截面形式有圆形、半圆形、梯形、 方形和正六角形。从分流道设计的要点出发，即应尽可能的使流动阻力减小，各型腔能够均衡进料。 计原则 （ 1） 尽可能减小熔体的流动阻力。所以，在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提 下，分流道的截面积与长度尽量取小值。 （ 2） 分流道转折处应以圆弧过渡。 （ 3） 表面粗糙度要求以 为佳。 （ 4） 分流道较长，所以将分流道的端部沿料流前进方向延长，作为分流道冷料井，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的 倍。 1） 根据型腔的布置，可知分流道采用平衡式布置，采用半圆形均布，既可满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑件熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔又便于制造加工，以保证精度。 2） 分流道的形状裁面尺寸以及凝料体积 西安工业 大学毕业设计说明书 15 即 B=* =481/2 * 451/4 =6中制件 m 制件质量； L 分流道长度。 分流道 分流道的形状裁面尺寸图 4)、分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度 般取 此取 料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动 模板上，其作用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝，冷料穴的直径尺寸宜稍大于主流道大端的直径，该模具取 10度约为主流道大端直径的 3/4，约为 6图）所示，鉴于制件采用推板、推杆共同推出，并采用 形状及裁面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分 型面定模一侧，截面形状采用半圆形截面，一般采用下面的经验公式来确定裁面尺寸。 西安工业 大学毕业设计说明书 16 冷料穴 4口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一条通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 置选择原则 浇口应该能使型胶各个角度问时充满的位置。 浇口应没在制品壁厚较厚的部位，以利用可补缩。 浇口位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口位置应选择能避免制品产生熔合纹的部位。 对于带组长型芯的模具，宜采用中心吹部进料方式，以避免急型芯受冲击变形。 浇口应没在不影响制品外观的部位。 根据以是原则，以及制件的工艺分析采用如上图的半圆形测浇口。 其中 h=1 L 浇口长度（为了去除方便取 L= 考虑浇口推荐值取 h=1中 n 塑件系数（ n= f 塑件型 厚（ (平均略为 口剪切速率的校核 由点浇口剪切的经验公式得 r= 酰胺 90 101 101 140 140 西安工业 大学毕业设计说明书 40 射机移动模板的最大行程 S。 机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程 决定，而与模板无关 H=2+（ 5 10） 式中 塑件推出距离（ 包括浇注系统在内的塑件高度（ H 所需塑件开模行程（ 将各值带入上式，得： H=30+55+5 =90 装部分相关尺寸校核 模具与注射机安装部位的的相关尺寸主要有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、最大模具厚度与最小模 具厚度以及模具与注射机的安装关系。 1） 喷嘴尺寸：注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）关系主要有：主流道始端的球面半径 0大 1 2流道小端直径 1防止主流道口部积存凝料而影响脱模。 R=132 即 31 2 2） 定位圈与注射机固定板的关系：模具定模座板上的定位圈要求与主流道同心，并与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。定位圈的高度，对小型模具为 810大模具为 10 15外，对中、小型模具一般只在定模座板上设定位圈，而对大型模具，可在动模座板、定模座板上同时设定位圈。 模具为下型模具，定位圈高度 H=108 10）模板规格与拉杆间距的关系：模具的安装有两种方式，即从注射机上方直接吊装入机内进行安装，或先吊到侧面再由侧面推入机内安装。而模具的外形尺寸受到拉杆间距的限制，因以重视。 注射机拉杆间距为 345 模具的外形尺寸为 315 4） 模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之间关 系应满足： H 式中， 模具闭合后总厚度（ 注射机允许的最大模具厚度（ 西安工业 大学毕业设计说明书 41 注射机允许的最小模具厚度（ H 注射机在模具厚度方向的调节量（ 当 ，则模具无法闭合，尤其是机械 液压式锁模的注射机，因其肘杆无法撑直。 002000200 320 400） 模具与注射机的安装关系：模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。当用压板固定时，只有模具座板以外的附近有螺孔就能固定，很灵活方便，当用螺钉直接固定使，模具座板上必须设安装孔，同时还要与注射机模板上的安装孔完全吻合，并且很麻烦，固生产中广泛采用前者。使用压板时，动模、定模各用 2 4个压板即可。 西安工业 大学毕业设计说明书 42 14 经济性与环保性分性 影响模具 成本的因素很多，包括产品的材料，设计与分析效率，制造工艺，加工制造效率，工辅具消耗，产品精度，管理水平等。但主要的因素有三个：材料，设计和制造加工效率。 在设计和制造加工效率上，模具制造者是完全可以控制和掌握的。设计是决定模具模具以及成本结构的关键，一旦设计定型，所需的材料和加工路线已基本确定，可以说它是成本控制的决定性因素。加工制造效率也是内部控制成本的关键因素，它所带来的加工时间长短，加工质量，工辅具消耗等都会对成本带来影响。综上所述，影响模具成本的可控关键因素为设计，加工制造效率和材料。要设计所涉及的 经济性与环保性的分析也是从上述三个方面着手 . 本次设计根据制件的结构特点、形状尺寸、产品批量、模具制造难易及其寿命、成本高低再加上设计和加工制造的复杂性，综合考虑 ，一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每 个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。 分型面形状应尽可能的简单，以便于模具的制造和塑件的脱模。综合考虑以上的设计原则，结合该塑件的特性，其分型面的选择 见 3它设计上应注意问题，在每章节里面有具体的说明，在此不再重述。 在模具的加工制造上面主要有以下几种常见加工方式：铣，磨，线割，电火花加工。 铣床一般加工顶针孔，定位槽，水路
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