【ZM110】电话机底座注塑模具设计【FY】[抽芯][侧浇口]
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【ZM110】电话机底座注塑模具设计【FY】[抽芯][侧浇口],zm110,电话机,底座,注塑,模具设计,fy,抽芯,浇口
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AD . J. 1993, 37, to in of to lo AD it he AD is an is in 5 ur AD AD is to to AD of he t in AD 1， AD he of of of to ， , go to a he of to AD to a to of to 2， AD of he he he of U a is a to of s to to on to a of a ts to is a on of of f， ,to to to to of to a as to a of AD of in to up of of at of of to of of AD s he -s of in -s E 10, of l-s E, in of s is to of AD s is a it an be to he of in is of to is a ll is of of of of is a to to It is an go a of is to or to to to of to AD or a A to a tis to is of or U a to up AD of to AD AD is he as to to or of 3， AD of AD of to to of 3A， a a of E, om 3A . a a of of as to it of of to in U a ), to U a to to of of to to a an”t ; to or or is ii to or he U of AD at to to if is in as a on or a an to at of of tnd of a is a of to of is an of in in in 4， AM of lo of in of to Iu to to AM in of of 1) O， 3A he to C 2) to (3) + to 4)to + 5) 6) of +， (7) NC of AD in AM - of to of of to as , V of in In AM E) of to e,of to is by is he he of at is to of EE it at of to of 5, AD is of a of It is up a of a of or up to by in to t is a to to in a 987. of is to to do of of be to up I is a to to to to of he LA is at of is of is he by DM of he is in of is of OM of or is is as a ut is LS to if A is in to to in he on to to in of in of of in is at to an of s a to ， *e U to in or us in or to or in y or in lo to of to to of 0 to or is to on a or f ND to TL to AD LI to of AD to of to 6, AD or AD is in on xU he is a of is to in a is a AD DM eme模具 成技术 内容提要：通过分析计 算 机辅助注射模设计和制造的各个环节中共享的技术和信息 。 本义揭示了注射模 集成技术的根本内涵 引言 模具 成技术是 一 项重要的模具先进制造技术，是一项用高技术改造模具传统技术的重要关键技术。从六五计划开始 ,我 国 有许多模具企业采用 特别是近年， 术的应用越来越普遍和深入，人大缩短了模具设计周期 ,提 高 了制模质量和复杂模 具 的制造能力 。 然而，由于许多企业对模 具 资带有盲目性，不能很好地发挥作用 ,造 成了很大的浪费。本文就塑料模具 成技术及其应用发表 一 些观点，供大家参考。 成技术 塑料模 具 的制造 ， 包括塑料产品的造型设计、模 具 的结构设计及分析、模具的数控加 工 (铣削、 电 加工、线切割等）、抛光和 配 试模以及快速成形制造等各个环节所涉及的 元技术有 :造型和结构设计 ( 产品外形的快速反求 ( 结构分析 与 优化设计 ( 辅助制造 ( 加工过程虚拟仿真(产品及模具的快速成形 (辅助工艺过程 (产品数据管理技术 (等。 塑 料模 成技术 ，就是把塑料模具制造过程所涉及的各项单元技术集成起来 ,统 一 数据库和文件传输格式，实现信息集成和数据资源共享 ,从而大大缩短模具的设计制造周期 ,提高制模质量。 计与外形的快速反求 进行塑料模具设计制造的第一步是塑件产品的设计。传统产品设计方法是设计者对产品的 三 维构思用二维平面图纸表达出来，图纸上标明 :工艺及施 工 方法 ,这种方法决定了所设计图形的简单性及不能直接控制制造质量 。 现代设计方法是设计者在电脑直接建立产品的三维模型 ,根据产品 三 维模型进行模具结构设计及优化设计 ,再根据模 具结构设计三维模型进行加工编程及编制工艺计划 。这种方法使产品模型设计、模具结构设计、加 工 编程及 工 艺设计都以 3D 数 据 为基础 ,实现数据共享 ,不仅能快速提高设计效率 ,而且能保证质量，降低成本。电脑塑件产品模型的来源有三种 :利用 统软件进行产品模型设计、利用实物测量进行快速反求建模、利用其它 统的标准格式文件。 针对这三种产品模型的来源方式， 目 前已研究出各种技术来提高产品模型的设计效率和质量。下面进步分析各种技术的内涵和特点 （ 利用 统软件进行产品模型设计 ,其技术主要包括 维几何图形的绘制、二维参数化 图形的设计、三维实体造型设计、 三 维特征造型设计、三维参数化实体造型设计、三维曲面造型设计、空间自由造型设计、产品的外观渲染、产品的动态广告设计等等。这些软件有许多典型的代表。二维软件有 : ； 三维软件有 :、 ； 产品自由造型及广告设计的软件有 : 。二维几何图形的绘制是利用平面 件绘制零件图形，即用计算机代替 手工绘图； 而二维参数化，即计算机实现了图形的变 量设计 ,使修改更 加 方便； 三 维造型设计是数字化的产品的真实形状设计，它完全表达了产品，能够进 一 步为模具设计、分析和加工提供必要的数学模型：空间自曲造型设计是产品外形的艺术设计 ,使产品不仅是功能产品，也是艺术品 ;产品的外观渲染是产品的效果设计 ， 使产品更加美观、颜色更加能迎合人们的各种需求：产品的动态广告设计是将产品设计的结果直接制作宣传广告 ,进行市场推广。利用实物测量进行快速反求建模是 目 前研究的热点之一 ,它是产品仿型基础上进行产品修改设计的重要技术。其基本原理是通过三座标测量机、激光测量机或电子抄数仪对实物进行 扫描测觉，把测量所获得的数字 化的大量数据点送入高级 件的反求模块或专用的反求软件中 ,反求软件可直接读取点数 据 群 ,并可对点数 据 群进行编辑、过滤、整理、求精、排序、局部修改与重组 ,然后自动生成曲面 ,最终获得同实物精确一致的或经改造的电脑塑件产品模型。这 一 方式可极大提高新产品设计速率。 目 前较成熟的曲面反求建模软件有： 。 利用其它 统的标准格式文件来建模，这 一 方式较方便。由于市场的全球化和 络技术的发展 ， 模 具 企业的 术交 流和合作 有 许多通过 件方式进行。由于 统种类较多 ,因此文件的格式就必须遵循国际标准，如 。通过读取标准格式文件来 直 接建立或修改后建立产品模型，既可加快、加深用户与模具厂家的交流，也可缩短产品设计周期。 计与分析 模具的 计、分析，包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如 、 很容易地确定分型面 ， 生成上下模腔和模芯，再进行流道、浇 道 以及冷却水管的布置表确定了这些设计数据以后，再利用模具分析软件，如 行塑料的成形过程分析 。 根 据件和它的丰富的材料、工艺数据库 ,通过输入成形 工 艺参数 ,可动态仿真分析塑料也注塑模腔内的注射过程流动情况 (含多浇口注射时的塑料汇流纹分析） 、 分析温度力变化情况、分析注塑件残余应力等 , 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否在浇注系统不合理，出现流道和浇 口 位置尺寸不当，无法 平 衡充满型腔：是否存在产品结构不合 理 或模具结构不合理 ,出现产 品充不满 (即短射现象 ） ：是否冷却不均匀 ,影响生产效率和产品质量 :是否 存在注塑 工 艺不对 ,出现产品的翘曲变形等。模 具通 过 计和分析，就可以将错误消除在设计阶段，提高一次试模成功率。在塑料模 具 设计和分析这一阶段应用 了 许多新的电脑辅助技术 ,如参数化技术、特征造型技术、数据库技术等。塑料模具中对许多标准件 ,如标准模架、顶出机构、浇注系统、冷却系统等都可以采用基于数据库管理的参数化特征造型设计方法进行设 计 或建立标准件库， 这样既可以实现数 据 共享，又可以满足用广对设计的随时修改，使模具的设计分析快速 、 准确 、 高效。 参数化特征造型不仅可以完整地描述产品的几何图形信息，而且可以获得产品的精度，枓料及装配等信息 ,其所建立的产品模型是 一 种易于处理、能反映设计意图和加工特征的模型。因此 ,参数化特征造型技术是模 具 制造过程最重要的技术之一。 术的应用、加工仿真及制造 模具的计算机辅助制造 (术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面 。 术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工 中起着更加重要的作用。其主要的技术特点包括： （ 1)粗、精加工刀具轨迹的优化规划和 令的产生， （ 2)刀具 种类、特性和材料库的建立， （ 3)切削加工工艺参数的确定， （ 4)普通切削和髙速切削加工的特性控制， （ 5)过切检查与加工表面的精度控制， （ 6)加工过程的电脑实体仿真切削， （ 7)电脑控制数控机床的 术及群控技术的应用等等。在 术的应用中特别需要 产品模型数据。较多的专业电脑编程软件如 在多曲面的编程加工时对产品曲面模型有较高的要求 ,如相邻曲面的 U、 V 方向的 一 致性、曲面与曲面的高精度拟合、曲面斜率连续变化等。在高级 体化系统中（ 如 ),由于利用了参数化特征造型设计和同 一 数据库技术 ， 使得产品模型数据、 模具的型腔和型芯模型数据、刀典轨迹数据有着内在的联系 ， 产品模型的修改刀具轨迹亦自动修改 。 模具加工实体仿真技术越来越成熟 ,也越来越受到人们的重视。加工实体仿真是在电脑上模仿机床的加工过程 ,能直观反映加 工 的结果 ,能直接评估加 工 后零件的质量，能检查出加工的错误。在检查加工后零件的质量时，可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切， 直接测量其尺寸和精度。因此，它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段 ， 减少加工后的修补和返工，大 大提高模具的制造效率和质量。 塑料产品及 其 模具用电脑 术设计完成后，可通过快速成形技术来制造。这是一种全新概念的制造技术 ,它摒弃了传统的机械加 工 方法。期成形原理是将 三 维 体模型离散成设定厚度的 一 系列片层数据，利用激光成形机或其它成形设备读取这些数据 ,用材料添加法技术 ,依次将每层堆积起来成形。这 一技术称为快速 自动 成形技术 ( 它也是 成技术的重要组成部分。 第 一 台快速成形设备于 1987 年在美国 3D 公司诞生 ,由于其特点是与制造 的产品的复杂程度无关 , 给制造业带来巨大的震动。此后十年，快速成形技术得到飞速发展，设备的种类也层出不穷，从材料固化方法可分为激光和非激光烧结法 ( 固体表层造型法 ( 层片制造法 (熔化沉积 法 (选区粘结法 (激光气相沉积法 (。各种方法特点是 :是最早应用的快速成形技术，初期市场占有较大的分额 ,但由于材料范闱窄 ,成本较高 ,成形件耐热、耐负荷和着色能力低，近年逐渐被其它方法所代替。 F D 于 速度 快 ,， 成本低，在塑料产品行业中得到较好的应用 ， 由 于零件的尺寸小 ， 精度 差 ,也受到 一 定的限制。 由于釆用纸或者是薄片塑料，成本低，且激光只照射每一层的轮廊边缘，因而成形速度快，但产品表面质量差。 是用激光进行烧结 ， 采用的材料较广，如塑料、蜡料、陶瓷、金属等均可成形，成形件耐热、耐负荷和者色能力较强 ,具有广泛的应用前景。其它方法也在某些特种加工中得到应用。根据上述成形法特点 ,快速成形技术的作用主要在于 :制造用于设计和试验的产品模型、制造用于小批量生产的模具和小批量特殊零件的加工。快速成形技术制造的产品模型在材质方面比传统加工方法制造的产品模型有所差别，但在外形及尺寸方面几乎完全一样，而且有 一 定的机械强度 ， 可作功能性试验，同时经过表面处理，看起来与 真 实产品 一 样，可作广告宣传品。快速成形技术制造的模具，目前主要是软材料的成形模 (蜡模、 环氧树脂模、硅橡胶模、低熔点合金铸造模等 )和陶瓷或金属基合成材料硬型腔模。制造硬模时可用快速成形零件作母模，先制作环氧树脂模或其它村料的软模，在软模中浇注陶瓷或石膏模，然后浇铸钢成钢模 ;或者在软模中浇注混合打化学粘结剂的钢粉，进行烧结成钢模。快速成形技术制造的钢模需进一步做抛光等后加工 ,制成小批量生产的注塑模。由于模具是 用钢粉浇注或烧结而成 ,材质与 普 通模 具 钢有一定的差距 ,因此，寿命较短 ， 只能做试制产品成小批量生产。另外 ， 快速成形技术也可以制作特殊的零件 密铸造法制作铜电极、研模法制作石墨电极等。快速成形技术制作模具和产品的成型设备，均是读取 不同的文件格式数据对制作的产品精度有较大的差距 。 因此，研究 统对快速成形设备的文件格式输出有相当重要的意义。 成技术的发展趋势 综上所述，模具 成技术就是应用于模具制造各个环节的计算机 辅助技术和实现各环节信息集成的技术 。 显然 ， 信息集成与数据统一管理是关键。产品的信息是贯穿于设计、分析、加工、检测、装配等各个阶段 ,实现各环节信息的流畅、解决数据格式的标准化及数据维护与共享是未来 成 技术发展的重点。 统的出现为解决这一问题带来了曙光。 统的实施是模具企业应用 成技术的重要课题。在模 具 的设计制造 方面 ， 含有丰富专家知识的智能化模具 统的研究、 高 速切削加 工 及其编程等是未来研究发展的趋势。 毕业设计（论文）中期报告 题目： 电话机底座模具设计 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 21日 1 本次设计的塑料件为一 电话机底座 ，产品特点为：端盖外表面必须光滑，且无明显浇口痕迹； 底座上部 有一侧抽芯 。 在 结构设计时需考虑型芯在 侧抽芯 处的脱模，及模具 总体结构的合理性 。 1. 设计（论文）进展状况 （ 1）在开题的基础上进行了更详细的计算和设计，已优化了结构方案， 进 一步的完成了模具装配草图的绘制。 （ 2） 通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。 （ 3）确定主流道、分流道的形式和尺寸 。 其浇口套的尺寸 如图 1所示。 分流道截面形状 及尺寸如图 2所示。 图 1浇口套形式与尺寸 图 2 分流道截面形状 （ 4）确定模腔数量及其排列方式、浇口形式。 底座 外形尺寸 较大 ，根据所选注塑机 的注射量， 采用一模 一 腔的模具 。采用直 浇口。 （ 5）计算并校核型腔部分的强度和刚度，根据导管 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。 （ 6）完成了对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算。 （ 7）完成了模具零件结构设计。比如：导柱、导套、拉料杆、复位杆、顶 侧抽芯 2 杆、 滑块、推板导柱导套等等。 （ 8）初步绘制 电话机底座 的模具装配图如图 4所示。 图 4 模具装配图 （ 9） 绘制 了部分 零件图。 2. 存在问题及解决措施 （ 1） 没有将螺钉和弹簧进行安装和校核 。 解决措施：进行螺钉和弹簧的安装和校核 。 （ 2）没有考虑模具在注塑机上的安装 。 解决措施：查阅相关资料学习安装 。 （ 3） 中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。 3 注： 1、正文：宋体小四号字，行距 20磅。 2、中期报告装订入毕业设计（论文）附件册。 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 话机底座注塑模具设计 摘要 模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。它在工业生产中使用极为广泛，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。因此，模具技术发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。 本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先，讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了 方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性可行性分析。 此次设计中，最关键的是确定型芯和型腔的结构，此外还分析了模具受力，脱模机构的设计、冷却系统的设计等。 总的来说，所设计的这套模具经济合理，可行性强，生产方便，是一套实用性较强的模具。 关键词： 注射模；定模；动模；抽芯；斜导柱 3 he is a to it a no in of is in is it an to in be by in to a of is to of in a is a of to to of of of a a to to to a of is it a in a of 4 目 录 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 目背景意义 . 错误 !未定义书签。 料工业简介 . 错误 !未定义书签。 国塑料模具现状 . 错误 !未定义书签。 料模具发展趋势 . 错误 !未定义书签。 2 制品的特性分析 . 错误 !未定义书签。 品（电话机底座）的简介 . 错误 !未定义书签。 对制品的分析主要包括以下几点 . 错误 !未定义书签。 本设计中塑件各项要求 . 错误 !未定义书签。 品的工艺性及结构分析 . 错误 !未定义书签。 结构分析 . 错误 !未定义书签。 成型工艺分析 . 错误 !未定义书签。 材料的性能分析 . 错误 !未定义书签。 射成形过程 . 错误 !未定义书签。 注射工艺参数 . 错误 !未定义书签。 主要性能指标 . 错误 !未定义书签。 艺条件 . 错误 !未定义书签。 3 注射成型机的选择 . 错误 !未定义书签。 算塑件体积 . 错误 !未定义书签。 算塑件质量 . 错误 !未定义书签。 塑机的注射容量 . 错误 !未定义书签。 模力 . 错误 !未定义书签。 择注塑机及注塑机的主要参数 . 错误 !未定义书签。 注射机的选择 . 错误 !未定义书签。 20 型注塑机的主要参数 . 错误 !未定义书签。 塑机的校核 . 错误 !未定义书签。 4 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 注 系统设计原则 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 主流道尺寸 . 错误 !未定义书签。 主流道衬套的形式及尺寸 . 错误 !未定义书签。 定位圈的结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 5 主流道衬套的固定 . 错误 !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。 浇口的主要作用 . 错误 !未定义书签。 浇口尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 浇口位置的选择 . 错误 !未定义书签。 浇口结构的形式 . 错误 !未定义书签。 注系统凝料的脱出机构 . 错误 !未定义书签。 普通浇注系统的凝料的脱出 . 错误 !未定义书签。 点浇口式浇注系统凝料的脱出 . 错误 !未定义书签。 模推出机构的确定 . 错误 !未定义书签。 脱模推出机构的设计原则 . 错误 !未定义书签。 制品推出的基本方式 . 错误 !未定义书签。 5 成型零部件的设计 . 错误 !未定义书签。 型面的设计 . 错误 !未定义书签。 型零件应具备的特性 . 错误 !未 定义书签。 型零件的结构设计 . 错误 !未定义书签。 模（型腔）结构设计 . 错误 !未定义书签。 芯的结构设计 . 错误 !未定义书签。 型零件工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 影响塑件尺寸和精度的因素 . 错误 !未定义书签。 成型零件工作尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 . 错误 !未定义书签。 6 导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 向机构的作用 . 错误 !未定义书签。 柱导向机构 . 错误 !未定义书签。 导向机构的总体设计 . 错误 !未定义书签。 导柱的设计 . 错误 !未定义书签。 导套的设计 . 错误 !未定义书签。 7 侧抽芯机构的设计 . 错误 !未定义书签。 向分型与抽芯机构的分类 . 错误 !未定义书签。 导柱侧向分型与抽芯机构设计要点 . 错误 !未定义书签。 正确选择主型芯位置 . 错误 !未定义书签。 斜导柱的设计计算 . 错误 !未定义书签。 6 滑块和导滑槽的设计 . 错误 !未定义书签。 8 冷却系统 . 错误 !未定义书签。 具冷却系统的设计原则 . 错误 !未定义书签。 具冷却系统的结构 . 错误 !未定义书签。 9 总结 . 错误 !未定义书签。 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 . 错误 !未定义书签。 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 电话机底座 注塑模具设计 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 05 月 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 电话机底座 注塑模具设计 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 05 月 话机底座注塑模具设计 摘要 模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。它在工业生产中使用极为广泛，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。因此，模具技术发 展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。 本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先，讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性可行性分析。 此次设计中，最关键的是确定型芯和型腔的结构，此外还分析了模具受力，脱模机构的设计、冷却系统的设计等。 总的来说，所设计的这套模具经济合理，可行性强 ，生产方便，是一套实用性较强的模具。 关键词： 注射模；定模；动模；抽芯；斜导柱 he is a to it a no in of is in is it an to in be by in to a of is to of in a is a of to to of of of a a to to to a of is it a in a of 录 1 绪论 . 1 目背景意义 . 1 料工业简介 . 1 国塑料模具现状 . 2 料模具发展趋势 . 3 2 制品的特性分析 . 4 品（电话机底座）的简介 . 4 对制品的分析主要包括以下几点 . 4 本设计中塑件各项要求 . 5 品的工艺性及结构分析 . 5 结构分析 . 5 成型工艺分析 . 5 材料的性能分析 . 5 射成形过程 . 7 注射工艺参数 . 7 主要性能指标 . 8 艺条件 . 8 3 注射成型机的选择 . 9 算塑件体积 . 9 算塑件质量 . 9 塑机的注射容量 . 10 模力 . 10 择注塑机及注塑机的主要参数 . 10 注射机的选择 . 10 20 型注塑机的主要参数 . 10 塑机的校核 . 11 4 浇注系统的设计 . 13 注系统设计原则 . 13 流道的设计 . 13 主流道尺寸 . 13 主流道衬套的形式及尺寸 . 14 定位圈的结构尺寸 . 15 V 主流道衬套的固定 . 15 料穴的设计 . 15 口的设计 . 16 浇口的主要作用 . 16 浇口尺寸的确定 . 16 浇口位置的选择 . 16 浇口结构的形式 . 17 注系统凝料的脱出机构 . 17 普通浇注系统的凝料的脱出 . 17 点浇口式浇注系统凝料的脱出 . 17 模推出机构的确定 . 18 脱模推出机构的设计原则 . 18 制品推出的基本方式 . 18 5 成型零部件的设计 . 20 型面的设计 . 20 型零件应具备的特性 . 21 型零件的结构设计 . 21 模（型腔）结构设计 . 21 芯的结构设计 . 22 型零件工作尺寸计算 . 22 影响塑件尺寸和精度的因素 . 22 成型零件工作尺寸的计算 . 23 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 . 25 6 导向机构的设计 . 27 向机构的作用 . 27 柱导向机构 . 27 导向机构的总体设计 . 27 导柱的设计 . 28 导套的设计 . 28 7 侧抽芯机构的设计 . 29 向分型与抽芯机构的分类 . 29 导柱侧向分型与抽芯机构设计要点 . 30 正确选择主型芯位置 . 30 斜导柱的设计计算 . 30 滑块和导滑槽的设计 . 30 8 冷却系统 . 32 具冷却系统的设计原则 . 32 具冷却系统的结构 . 32 9 总结 . 33 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 . 37 1 绪论 1 1 绪论 目背景意义 近几年，我国塑料模具工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，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。在电子、汽车、家电、玩具等产品中， 60% 100%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。通 过本课题的设计，应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼： 1）塑料管件制品的设计及成型工艺的选择； 2）一般塑料管件制品成型模具的设计能力； 3）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； 4）了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高，以适应今后的工作。 料工业简介 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造 有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型 中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模具。塑料模具具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施毕业设计（论文） 2 塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模具的优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的 塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模具对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模具更是如此。 现代塑料产品生产中，合理 的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料产品成型技术的 “三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模具是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 国塑料模具现状 塑料模具是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模 具生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 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。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 ，作为制造业基础的模具行业近年 来得到了迅速发展。塑料模具的设计、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，系毕业设计（论文） 3 列化，商品化尚待规模化； 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；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，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模 具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 料模具发展 趋势 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。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。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。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。 d. 新的塑料 成型工艺和快速经济模具。 e. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 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。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 关键技术之一。 本次毕业设计中主要应用了先进的 件和 软件。其中 主要用于模具成型 零件的 3D 设计，并向 2D 设计人员提供制品的其它有关参数，如投影面积，体积等，以优化模具设计，使模具结构更加合理。我这次的毕业设计的主要内容是模具结构，在论文中，对于由 件和 软件完成的内容将直接说明，不作具体说明。 2 制品的特性分析 4 2 制品 的特性分析 品（电话机底座）的简介 图 电话机底座 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 制品的分析主要包括以下几点 a. 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性； b. 脱模斜度是否合理； c. 塑件厚度及其均匀性； d. 塑件种类及其收缩率； e. 塑件表面颜色及表面质量要求。 毕业设计（论文） 5 设计中塑件各项要求 a. 塑料名称：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ b. 色调：白色 不透明； c. 生产纲领：大批大量。 品的工艺 性及结构分析 构分析 该制品为小型零件，在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证零件各项参数精度 型工艺分析 a. 精度等级：采用一般精度 5 级 b. 脱模斜度： 15 度。 料的性能分析 由丙烯腈 (丁二烯 (苯乙烯 (种化学单体合成。其中 A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。其化学 分子结构方式如 图 图 学分子结构 每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 从形态上看， 非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚毕业设计（论文） 6 特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑 烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。 特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的 料。 有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异。 使用性能： a. 物理力学性能 有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。 极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少 、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过 30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表 55 和 5 6）。 b. 热性能。 品的负荷变形温度约为 93 ，若能对制品进行退火处理，则还可增加 10 左右。 c. 电性能。 合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。 d. 耐环境性 合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇 类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。 合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。 e. 耐候性 合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受 350下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。 一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。 f. 流变性 合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然 熔体流动性与加工温度和剪切速 率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过毕业设计（论文） 7 程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。 一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶， 在成型过程中， 热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。 g. 吸水性 有一定的吸水性，含水量在 围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在 成 型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到 右。 h. 品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对 熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时， 模具温度可控制在 60 80 对一般制品可控制在 50 60 。 射成形过程 对 色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 注射工艺参数 注射机：螺杆式 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度 :170 180 料筒温度（ ）： 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 模具温度（ ）： 50 80 注射压力（ 60 100 保压力（ 40 50 高压时间（ s ）： 0 5 毕业设计（论文） 8 保压时间（ s ）： 15 30 冷却时间（ s ）： 15 30 成形周期（ s ）： 40 70 主要性能指标 表 主要性能指标 艺条件 湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于 对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥； 流动性一般，溢料间隙约 动性比 ，但比 成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约 250C）。若制品精度要求过高，模温宜取 50C 60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取 600C 80C； 注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取 180C 330C、注射压力可取 100140用螺杆 式注射机时，料温可取 160C 220C，注射压力可取 70100 密度 g/比溶 吸水率 收缩率 热变形 温度 1. 0205 0. 898 0. 2%4% 130. 3%8% 83抗拉强度伸弹性 模量 曲强度 冲击强度 积 50 1. 80 11. 7 注射成型机的选择 9 3 注射成型机的选择 算塑件体积 a. 用 软件计算塑件体积为： 计算零件的体积为： 17 b. 估算浇注系统的体积： 222 1 1 2 24V r l r l =42 45+2 40 = = c. 估算总体积 : V =117+算塑件质量 此塑件材料为 苯 乙烯 丙烯腈 （ 经查表的其密度 则，其质量为： =g) 毕业设计（论文） 10 塑机的注射容量 确定了单个塑件的体积和模腔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积，再加上主系统中主流道、浇口、冷料井的体积，即是一模 一 腔的塑料 总体积， 时可用下式计算。 （ 式中 G注射机最大注射容量， g； 成型塑件与浇注系统体积总和， g； 最大注射容量的利用系数。 计算得， G 模力 型腔总的投影面积为：由 得 A= 计算其所需锁模力 F 为： F=A=中： P型腔单位面积的注射压力 (查手册得 P=40 择注塑机及注塑机的主要参数 射机的选择 综合以上的分析，联系实际情况，现初选 20 型注射机。 20 型注塑机的主要参数 理论注射量： 200g 螺杆直径： 42射压力： 150 注射速率 ： 模力： 120 模板最大行程： 305具最大厚度： 400 毕业设计（论文） 11 模具最小厚度： 230杆空间（长 宽）： 355385 定位孔直径： 125嘴球半径： 15 注射方式： 螺杆式 螺杆转速： 0220r/塑机的校核 a. 最大注射量校核 最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量，设计时应保证成型塑件所需的注射量小于所选注射机的最大注射量。 注射出成型机理论注射量 此满足要求。 b. 锁模力校核 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个沿注射机抽向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（即注射面积）乘以型腔内的塑料压力。此
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