【ZM181】塑料端盖注射模具设计【KT+FY】[侧浇口]
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【ZM181】塑料端盖注射模具设计【KT+FY】[侧浇口],zm181,塑料,注射,模具设计,kt,fy,浇口
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187188 (2007) 690693, 2006 of of of at of is on of is be in of a of do to of is in of to 3. +386 3 490920; +386 3 B. is on of of 1, is of is of of as 1. of In of is in is to to 1. 2006 of in of in of of a in of of 5, 3000 is of be by be a in 6862006be of of on in et 188 (2007) 690693 2. in 2) is a of of a be 1. 2of a is to is in it up 7% of 1,41,4, it be on is a as 1 it to 5. is in is 1,2. It is in to so is to an to e or of in be of in or or of EM is on is it of of is EM of as a be 3. in 3 of ) or to of B). is C) A) as as to or by ). as To D) is F) E)3. EM . et 188 (2007) 6905. of a EM EM to to in 4. EM a an is 4 of a to a as an to be is as 4. is as a or a of in be 3 as of by EM of of of of 3. is of a is by EM 4) on on to as as is of is to a 5) of a a 7) it in of a a to EM as in at 06. EM et 188 (2007) 690693 in of of be in on of a EM in of a be as of 237. in of EM be 6, 5.6 to In to It to 00C in a of 5 s),in EM by as EM it 7). EM it is on of be EM in M 60 C, EM .8 s 5 up 0C, of a45of be of at be EM it to in of is on of EM it is to in of in 025%EM it is to of to in to EM is a of c, u za i c, F. i za i K. Z. an to 002: 996et 004, 1620 2004. 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 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： 外文出处： 材料加工技术杂志 1872007） 附 件： 1. 原文； 2. 译文 2013 年 03 月 自适应系统温度调节的电动注塑 模具 摘要 在开发和生产过程中对注塑模具的控制是否在模具温度条件的控制是一个基本问题。 精确的研究在模具热力学过程 中 表明 ,换热可以操纵热电。这样的系统升级传统冷却系统在模具或可以是一个独立应用热操纵。 论文中 ,作者将目前的研究项目的结果进行了三个阶段 ,其结果是在 2006专利。测试阶段 ,原型阶段和工业化阶段将提 出 。项目的主要成果是 总体加 快在线温度调节的模具的周期时间和总体影响强调变形控制 的 塑料产品的质量。 应用程序的提出是模具温度和产品质量控制在注射成型过程的一个里程碑。 关键词 ： 注塑模具冷却 ； 热电模块 ； 有限元模拟 开发技术的冷却模具通过热电气 (味着推 动 工业实践和 发展， 即在设计、工具制造和开发工具。目前的冷却技术有技术的局限性。其局限性的位置及与事先预测有限元分析 (真包 ， 但不是完全可以避免的。不同状态的结果的艺术分析显示所有现有的冷却系统不提供可控的传热能力足以符合当前聚合物加工要求的工艺窗口 。 只有热容操作功能 的 聚合物加工是当今有限 的 (在任期短传感器的生产周期时间内 ,降低成本 )。其他方产品优化功能已经驱动机械和聚合物加工的局限性 3。 塑料的处理是基于热传导塑料材料和模腔之间的。在计算传热 时， 应该考虑两个主要事实 :首先是所有使用能源 ， 这是基于第一定律热力学定律的能量保护1；第二是速度的传热。 在传热分析的基本任务是随时间和温度计算其分布在 研究系统。 最后取决于速度之间的热传导的系统 与 环境和速度的传热系统内部。 基于传热可以作为热传导、对流和辐射 1。 完成注射模塑过程周期包括模具闭合阶段 ,注入融化成腔、包装测定不同条件下动物血压相补偿收缩效应、冷却阶段 ,开模阶段和部分排出期。 在大多数情况下 ,最长时间的上述所有阶段是冷 却时间。 冷却时间在注射模塑过程被定义为时间需要冷却塑料零件到弹射温度 1。 降低冷却过程的主要目的是减少附加冷却时间，但理论上是不必要的。 在实践中 ,它扩展了从 45% 到 67%的整个周期时间 1,4。 从文学与实验 1,4,它可以看到，模具温度对脱模时间影响极大 ,因此冷却时间 (成本）。 注射成型过程是一个循环过程 ,模具温度变化见图 1,温度也有所不同 ,从平均价值通过整体周期时间。 图 1 模具在一个周期内的温度变化 因为它已经描述 ,已经有 几种不同的技术 ,让用户来冷却模具 5。最传统的方法是用钻井技术 ,即生产模具的洞。 通过这些孔 (冷却线 ),冷却介质流动 ,消除生成和积累的热量从模具 1,2。 它也是非常方便的在不同的材料建造 ,不同的热导率 ,目的是提高控制模具温度条件。 这样的方法是所谓的被动方法对模具温度控制。 这个具有挑战性的任务是使系统活跃 ,它可以改变热条件 ,对于所需的方面 ,比如产品质量或周期时间。对于模具，一个这样的方法是集成热电气模块 (它可以改变热条件期望的性质。用这样的方法 ,一个可以控制传热与时间和空间变量 ,那意味着什么 ,昼 夜可以调节整个注塑周期 ,独立于位置的模具。热控制是通过控制单元 ,输入变量是收到的人工输入或从注塑仿真输入。对于 输出值 ,控制单元模块行为监控 为需要的热操作 ,块集成到模具。热量与电之间的交互变量对于换热是基于珀尔帖效应。珀尔帖效应的现象是众所周知的 ,但直到现在从未用于注塑应用程序。 块 (见图 2)是一个对 P 和 N 型半导体 妥善安排的 设备由 ,在 两个陶瓷板之间的位置形成的热与冷温差冷却器的网站 。 传热 的力度 可以容易控制通过的大小和极性的提供的电力电流。 图 2 图 应用程序的主要想法是插入到墙壁的 块模腔作为主要传热单元。 这些基本的装配中见图 3。二次传热是通过常规流体冷却系统实现 ,允许从模腔热力学系统热流入与流出。 设备呈现在图 3，包括热电模块 (A),使主要的传热来自可控表面模具腔 (B)的温度。 二次传热是通过冷却通道 (C)启用 ,在模具中提供恒温条件。热电模块 (A)作为热泵运行，像这样的操纵与热派生通过流体冷却系统 (C)到模具。系统二次加热与冷 却通道操作作为热交换器。减少热容的可控区域保温 (D)安装在模腔 (F)和模具结构板 (E)之间。 整个应用程序包括 块 ,一个温度传感器和电子装置，来控制系统的完整。 该系统的描述见图 4，包括一个输入单元 (输入界面 )和一个供应单元 (电子单元和电力电子供应 H 桥单元 )。 输入和供应单元与温度传感器回路信息附在一个控制单元 ,作为执行单元试图强加预定义的温带 /时间 /位置关系。 使用珀尔帖效应 ,单元可以用于加热或冷却的目的。 二级除热是通过流体冷却媒体实现视为换热器 ,如图 4。根据目前的冷却技术和作为一个水槽或源的热量第一 单位。这允许完全控制过程从温度、时间和位置通过整个周期。 此外 ,它允许不同的温度 /时间 /位置循环，也为起点和终点的过程。 技术的描述可用于各种工业和研究目的 ,精确的温度 /时间 /位置控制是必需的。 本文系统分析了从理论以及实践的观点见图 3和 4。通过有限元模拟分析了理论方面 ,而实用的开发和实现的原型应用到实际测试。 图 3 却装配的结构 图 4温度检测和监管结构 当前的发展对注塑模具设计包括几个阶段 3。 其中还设计和优化一个冷却系统。 这是通过使用定制的有限元法进行模拟软件包 (模塑仿真分析 4),可以预测冷却系统功能 ,特别是其影响塑料。与这种模拟相似 ,模具设计师收集了关于在产品流变学和变形的信息，由于收缩作为生产时间周期信息。 这个热信息通常是准确的 ,但仍然存在不可靠的情况下的流变材料信息不足。高质量的输入为热调节 要得到一个关于温度分布在周期时间和整个模具表面和整个模具厚度的图片。因此 ,不同的过程模拟是必要的。 有限元分析 有限元分析为开发项目的实现是由于作者长期经历这样的包装 4和在虚拟环境中执行不同测 试的可能性。整个冷却系统设计了原型在有限元环境 (见图 5)通过温度分布在每个部分的原型和联系人之间的冷却系统进行了探讨。为在一个样机上模拟物理特性机 ,仿真模型构建了利用 件多重物理量。结果是一个有限元模型与真实的原型 (见图 7),通过它可以比较和评估结果。 就有限元模型在术语的传热物理的探讨考虑两个热源 :一个水换热器与流体物理和热电模块与传热物理 (只有传导和对流辐射进行分析 ,忽略了由于低相对温度 ,因此低影响温度 )。 在实际测试中，有限元分析的边界条件设定目标达到相同的工作条件。周围的空气和水换热器被 设定在稳定温度 20 。 有限元分析的结果中可以看到，如图 6,即昼夜分布通过模拟区域显示在图 5。图 6表示稳态分析 ,非常准确的原型测试相比。为了模拟时域响应进行了瞬态仿真 ,对于未来的工作也显示非常积极的结果。在很短的时间 (5s)能够实现一个温差200 ,可能会在 构导致一些问题。 这些问题通过几个方案就都解决了 ,如充足的安装 ,选择合适的材料和应用 能电子监管。 图 5 一个原型在有限元环境 的横截面 图 6 有限元分析的温度分布 因为它已经描述 ,原型制作和测试 (见图 7)。结果显示 ,设置的假设被证实。用 块 ,可以在整个周期的时间控制温度分布的不同部分的模具。与实验室测试 ,这是证明了的 ,可以是实际的热操纵监管与 块。 测试是在实验室 ,模拟真实的工业环境 ,注塑成型机 克劳斯马斐公里 60 、温度传感器、红外摄像机和原型 块。 反应温度在 1.8 s 反应温度从 5到 80，这代表了一个在注射成型周期广阔的区域内的热量控制。 图 7 现实环境中的原型 利用热电模块与它直接连接输入和输出 之间的关系是冷却应用程序一个里程碑。 对注塑模具的引入与冷却结构精密问题的处理 ,部分高质量的塑料代表了很高的期望。 作者是假设使用珀尔帖效应可用于温度控制在模具注塑。基于仿真工作的方法和真正的生产实验室设备证明 ,假设被证实。仿真结果显示 ,在注塑过程中一个广泛的领域可能应用 块。 提到的温度曲线跨周期时间的功能 ,注射模塑过程可以完全控制。工业的问题 ,如均匀冷却问题类表面及其后果的塑料零件的外表可以解决。在注射时间过热的一些表面可以解决薄长填充墙的问题。此外 ,这样的应用程序控制流变特性的塑料材料可以获得。在 充填阶段的模腔，用适当的热调节 可能甚至控制熔体流动的模具。 这是做了适当的温度分布的模具 (更高的温度对薄壁零件的产 品 )。 应用 块 ,可以显著减少周期时间在注塑过程。时间的限制可能减少在于框架的额外的冷却时间 10% 25%,在 应用 块可以积极控制产品的翘曲和产品翘曲调节量的方式来达到所需的产品公差。 本文提出了 块冷却应用注射模塑过程，这是是一个优先的选择专利 ,属于 行。 毕业设计（论文）中期报告 题目： 塑料端盖注射模设计 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 16 日 文）进展状况 开题报告之后，在老师指导下主要完成了以下工作： (1)查找与阅读论文相关的合适的英文文献，对其进行翻译并完成； (2)根据所给塑件的材料对其进行了分析，查阅塑件注塑工艺的参数； 料筒温度 : 后部 190 210 中部 200 220 前部 210 230 喷嘴 200 210 模具温度 20 40 注射压力 60 80射周期 30 50s (3)根据中小批量生产采用一模两腔的形式； (4)初步选择注射机 查阅此注射机的工艺参数，如表 1 所示； 表 1 工艺参数 注射装置 螺杆直径 /42 理论注射量 / 3125 注射压力 /120 锁模装置 锁模力 /900 拉杆间距 / V)(H 260*290 模板行程 /300 模具最小厚度 /200 模 具最大厚度 /300 定位孔直径 /100 定位孔深 /30 喷嘴口直径 /4 喷嘴球半径 /12 顶出行程 /100 顶出力 /60 (5)计算单件塑件的体积和质 量，计算塑件浇注系统在分型面上的投影面积，计算 锁模力，并校核所选的注射机是否满足要求； (6)根据分型面的选择原则确定分型面，塑件底面，既是最大截面处而且对粗糙度的要求比较低； (7)浇注系统的设计：为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，分流道 采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，由于直接浇口会使塑件上有明显的浇口的痕迹，侧浇口易产生熔接痕，所以采用点浇口 ,如图 2 所示； 图 1 塑件三维图 图 2 点浇口 （ 8） 侧向抽芯机构采用斜导柱形式，由于塑件有内凹，必须进行内抽，采用斜顶杆，边顶边抽； （ 9）完成了模具总装配草图的设计，如图 3、图 4 所示。 图 3 模具总装配图草图 图 4 模具总装配图草图 到目前为止，在毕业设计中遇到问题如下： （ 1） 在对所选注射机校核时，计算锁模力时对塑件在分型面上的投影面积没理解； （ 2） 对浇注系统凝料的体积的计算比较模糊； （ 3） 塑件圆周分布上有侧凹，内侧也有侧凹，只知道设计时应用侧抽芯结构，并没有真正理解在结构装配图中怎么安排； （ 4） 没有设计冷却系 统，对论文所涉及的知识认识得不够深刻，所以对命题的探讨不过深入。 导致上述问题主要有两个原因，一是研究不够深入，二是撰写不够严密。针对这两个原因，解决方法有： (1)对于论文所涉及的知识多理解及学习，多查阅相关书籍； (2)对于写作过程中遇到的具体难题要多向指导老师请求援助； (3)在设计遇到问题时多和同学交流，一起探讨，共同进步； (4)自己也要对模具设计方面的知识多了解，并深刻理解，在现有的基础上提高自己，完善自己，更好地完成设计任务。 在此后期的任务，主要是： （ 1）修改完善模具的总 装配图； （ 2）根据设计计算的尺寸及所选的机构画出装配图； （ 3）完成模具零件的选材及零件图的绘制； （ 4）编写设计说明书及校核图纸，交给导师查阅； （ 5）准备答辩。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目： 塑料端盖注射模具设计 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 现代工业的飞速发展为素有 “ 工业之母 ” 美誉的模具工业带来前 所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之 “ 关键词 ”。 在此背景下，如何更深入地认识塑料模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。 随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材的迅速发展与国民经济的快速增长 ，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将进一步提高，其发展速度将快于其他模具种类，塑料模具的加工与生产将形成遍地开花之势。 我国塑模工业从起步到现在，有 了很大发展，水平有了很大提高，总体趋势平稳向上，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竟逐步提高。此次毕业设计对塑料端盖的设计可以更好的了解模具的设计及相关知识，了解其发展前景对自己以后从事工作奠定基础。 究意义 随着 模具制造行业 的发展，许多企业开始追求提 高产品质量及生产 一 效率 ,缩短设计周期及制造周期 ,降低生产成本 ， 最大限度地提高模具制造业的应变能力 等目标。新兴的模具设计制造技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来， 技术的应用越来越普遍和深入 , 大大缩短了模具 设计周期 , 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 塑料的应用越来越广泛了 ,它的结构设计及质量也显得非常重要的。 内外相关情况 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，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日 本模具产业年产值达到 13000亿日元， 远远超过日本机床总产值 9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。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%。 未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是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也越来越高。四是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五是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射成 型等工艺的模具将随之发展。六是标准件的应用将日渐广 泛。七是快速经济模具的前景十分广阔。八是随着车辆和电机等产品向轻量化发展压铸模的比例将不断提高 ， 同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快塑料模具的比例将不断增大。十是模具技术含量将不断提高中、高档模具比例将不断增大 ， 这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。 究方法或措施 究内容 本设计主要是以工程实际零件 塑料端盖，该塑件为复杂件，圆周分布有侧凹，内 侧有侧凹，必须用侧抽芯机构完成，设计难度较大，需要综合运用所学知识完成模具结构设计。 究方案 型面的选择 首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在端盖的下底面处。型腔布局采用一模四腔，主要用于生产批量较大的场合或小型塑件的成型。 案的选择 根据塑件工艺的分析 ， 龙 1010）塑料是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒，相对密度和吸水性比尼龙 6 和尼龙 66 低，机械强度高，冲击韧性、耐磨性和自润 滑性好，耐寒性比尼龙 6 好，熔体流动性好，易于成型加工，但熔体温度范围较窄，高于 100 时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色，且机械强度下降，熔融太时与氧接触极易引起热氧化降解。 龙 1010）塑料还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性，无毒。不溶于大部分 非极性溶剂，如烃、脂类、低级醇等，但溶解于强极性溶剂，如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等，耐霉菌、细菌和虫蛀。 现方案如下： （ 1）方案一 该塑件的浇注系统主流道设计采用圆形截面积，分流道截面形状采用半圆形，浇口类型采用直接浇口，由于零件有侧凹，抽芯机构采 用斜滑块形式，为了使 塑件从模具型腔和型芯上脱出，采用推板推出机构。 （ 2）方案二 该塑件的浇注系统主流道设计采用圆锥形截面积，分流道截面形状采用梯形，浇口类型采用点浇口，由于零件有侧凹，抽芯机构采用斜导柱形式，为了使 塑件从模具型腔和型芯上脱出，采用推板推出机构。 （ 3）方案三 该塑件的浇注系统主流道设计采用圆锥形截面积，分流道截面形状采用梯形，浇 口类型采用侧浇口，由于零件有侧凹，抽芯机构采用斜滑块形式，为了使 塑件从模具型腔和型芯上脱出，采用推板推出机构。 综上所述， 为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，分流道 采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大 ，由于直接浇口会使塑件上有明显的浇口的痕迹，侧浇口易产生熔接痕，所以采用点交口；侧向抽芯机构采用斜导柱形式；推板推出机构一般用于深腔薄壁的容器、罩子、壳体形以及透明制品等不允许有推杆痕迹的塑件；所以采用方案二。 究方法或措施 通过文献调查，图书查阅，上网搜索， 利用现有资料对零件了解，充分了解塑件结构，绘制 3D 图，并完成基本参数的计算及注射机的选用；确定模具类型及结构，完成模具结构草图；根据 选定的方案计算设计。 期已开展工作 究的重点及难点 本次设计设计的是塑料端盖模具设计，重点是塑件的圆周分布有侧凹，内侧也有侧凹，必须用侧抽芯机构完成，所以侧抽芯机构的设计既是重点又是难点。 期工作 （ 1）首先在老师的指导下接受任务，了解所设计的对象塑料端盖模具设计； （ 2）上网查阅参考文献； （ 3）去图书馆借阅塑料模具设计相关书籍； （ 4）阅读借阅的图书并记录图书笔记； （ 5）利用现有的资料绘制了塑料端盖零件图，如图 1 所示； （ 6）根据零件图运用 画出塑 料端盖的三维图，如图 2 所示； （ 7）对所给塑件的材料进行分析； （ 8）根据塑件材料的工艺确定可行的方案； （ 9）比较选择最终方案。 周次填写） 12 周：熟悉课题，完成关于塑料注射模的 2000 字文献综述，绘制塑件 3D 图，翻译外文资料； 3 周：确定模具类型及结构，绘制模具结构草图，准备开题答辩； 49 周：对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算，并运用 辅助设计完成部分模具零件，准备中期答辩 ； 1014 周：运用 完成 模具整体结构 3D 图，完成模具零件的选材、 工艺规程的编制、装配图及零件图的绘制等工作； 1518 周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提前请指导教师检查， 准备毕业答辩。 图 1 塑料端盖零件图 图 2 塑料端盖三维图 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 屈华昌 北京 :高等教育出版社 2 吴其晔译 北京 :化学工业出版社 3 陈于萍 ,周兆元 北京 :机械工业出版社 4 陈剑鹤 机械工业出版 ,2007. 5 李奇 ,朱江峰 . 模具设计与制造 M. 北京 : 人民邮电出版社 ,2006. 6 陈万林 ,等 . 实用模具技术 M. 北京 : 机械工业出版社 ,2001. 7 彭响方 ,陈己明 ,常春藤 . 具设计精选实例详解教程 M . 北京 :人民邮 电出版社 ,2007. 8 安永明 . 三面内抽芯盒盖注射模设计 J. 工程塑料应用 , 1997(2): 449 孙玲 . 塑料成型工艺与模具设计 M. 北京 : 清华大学出版社 , 2008. 10 于同敏 ,刘铁山 . 注射制品的熔接痕及控制对策 J. 模具工业 , 2002(7):3311 田福祥 . 四板式摆杆和斜滑块抽芯桶盖注射模设计 J. 模具制造 , 2010(12):4012 蒋文森 . 模具设计与制造简明手册 . 上海科学技术出版社 ,2005. 13 1987, p. 110. 14 A on of J. 136 (2002) 1. 15 A a J. 11 (2002) 41. I 塑料端盖注射模设计 摘要 随着社会的发展，不同品种和功能的塑料的出现，塑料产品与我们的日常生活越来越密切。 塑料模具设计对生产与生活也越来越重要。 本次毕业设计的课题为塑料端盖注塑模具设计，主要在对塑件 从材料上 进行 工艺分析，确定 分型面 及型腔数；完成浇注系统的设计，浇口采用侧浇口；抽芯机构采用斜导柱实现塑件的侧孔成型；脱模机构采用顶杆推出。 同时通过合理地选择注射机并对注塑压力、最大注塑量、锁模力、开模行程等相关方面进行校核，进一步保证设计的合理型，并设计温度调节系统和阐述模具装配等方面。 本次设计完成了塑料端盖 的生产，此次设计不仅结构简单，生产效率高，而且运动可靠生产成本低。最重要的是适用于人们的生活中。 关键词： 端盖注塑模具；分型面；注塑模具；注射机 of in to is to of in on of of of of in of At of of it is it is s V 主要符号表 公 0大注射量 S 收缩率 锁紧块的斜角 斜导柱倾斜角 模行程 S 模具制造公差 z模具制造公差 c模具磨损 量 3 d 斜导柱直径 芯距 材料的许用应力 P 导滑槽施加的压力 具型腔的总热量 A 塑件包紧型芯的侧面积 L 斜导柱的有效工作长度 p 塑件对型芯产生的单位正压力 为脱模板中心允许的最大变形量 12 录 摘要 . I . 要符号表 . 绪论 . 错误 !未定义书签。 料的发展 . 错误 !未定义书签。 料 模具发展 . 错误 !未定义书签。 内外注塑 模具的发展现状 . 错误 !未定义书签。 内外注塑模具的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 文主要设计内容 . 错误 !未定义书签。 2 塑件材料及工艺的分析 . 错误 !未定义书签。 本特性 . 错误 !未定义书签。 型工艺分析 . 错误 !未定义书签。 件结构分析 . 错误 !未定义书签。 件尺寸及精度分析 . 错误 !未定义书签。 件表面质量分析 . 错误 !未定义书签。 件厚度分析 . 错误 !未定义书签。 件的体积和质量 . 错误 !未定义书签。 3 塑件在模具中的布局 . 错误 !未定义书签。 腔数目的确定 . 错误 !未定义书签。 腔的分布 . 错误 !未定义书签。 型面设计 . 错误 !未定义书签。 型面的分类 . 错误 !未定义书签。 型面的选择原则 . 7 4 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 注系统设计的组成及要求 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计要点 . 错误 !未定义书签。 流道的形状和尺寸 . 错误 !未定义书签。 流道的表面粗糙度 . 错误 !未定义书签。 口设计 . 错误 !未定义书签。 口的作用 . 错误 !未定义书签。 浇口的截面形状和尺寸 . 错误 !未定义书签。 口位置的选择 . 错误 !未定义书签。 料穴的设计 . 错误 !未定义书签。 料杆的设计 . 错误 !未定义书签。 5 成型零件的结构设计 . 错误 !未定义书签。 型零件的结构形式及设计 . 错误 !未定义书签。 模结构设计 . 错误 !未定义书签。 芯结构设计 . 错误 !未定义书签。 型零件工作尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 响塑件尺寸精度的因素 . 错误 !未定义书签。 具成型零件的工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 6 结构零部件设计 . 错误 !未定义书签。 射模架的选取 . 错误 !未定义书签。 块的设计 . 错误 !未定义书签。 模导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 柱的设计 . 错误 !未定义书签。 套设计 . 错误 !未定义书签。 7 侧向分型与抽芯机构的设计 . 22 导柱的设计 . 错误 !未定义书签。 导柱的形状及技术要求 . 错误 !未定义书签。 导柱的倾斜角 . 错误 !未定义书 签。 导柱的长度 . 错误 !未定义书签。 导柱的受力分析与直径计算 . 错误 !未定义书签。 块的设计 . 错误 !未定义书签。 滑槽的设计 . 错误 !未定义书签。 块定位装置 . 错误 !未定义书签。 块定位装置的作用 . 错误 !未定义书签。 构形式 . 错误 !未定义书签。 紧块 . 错误 !未定义书签。 型斜顶杆的设计 . 错误 !未定义书签。 8 推出机构设计 . 错误 !未定义书签。 出方式 的选取 . 错误 !未定义书签。 出力计算 . 错误 !未定义书签。 出机构设计 . 错误 !未定义书签。 推杆推出机构设计 . 错误 !未定义书签。 出机构导向与 复位 . 29 9 注射机的型号和规格选择及校核 . 错误 !未定义书签。 选注射机规格 . 错误 !未定义书签。 射机工艺参数校核 . 错误 !未定义书签。 大注射量的校核 . 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。 射机安装部分与模具相关尺寸校核 . 错误 !未定义书签。 嘴尺寸校核 . 错误 !未定义书签。 位圈尺寸校核 . 错误 !未定义书签。 大最小模厚校核 . 错误 !未定义书签。 模行程校核 . 错误 !未定义书签。 10 冷却系统的设计 . 错误 !未定义书签。 却装置设计要点 . 错误 !未定义书签。 却回路布置 . 错误 !未定义书签。 11 模具的分析及保养 . 错误 !未定义书签。 具的经济效益分析 . 错误 !未定义书签。 具的保养 . 错误 !未定义书签。 12 结论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 37 致谢 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文 ）知识产权声明 . 39 毕业设计（论文）独创性声明 . 40 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 塑料端盖注射模设计 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 5 月 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 塑料端盖注射模设计 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 5 月 I 塑 料端盖注射模设计 摘要 随着社会的发展，不同品种和功能的塑料的出现，塑料产品与我们的日常生活越来越密切。 塑料模具设计对生产与生活也越来越重要。 本次毕业设计的课题为塑料端盖注塑模具设计，主要在对塑件 从材料上 进行 工艺分析，确定 分型面 及型腔数；完成浇注系统的设计，浇口采用侧浇口；抽芯机构采用斜导柱实现塑件的侧孔成型；脱模机构采用顶杆推出。 同时通过合理地选择注射机并对注塑压力、最大注塑量、锁模力、开模行程等相关方面进行校核，进一步保证设计的合理型，并设计温度调节系统和阐述模具装配等方面。 本次设计完成了塑料端盖的 生产，此次设计不仅结构简单，生产效率高，而且运动可靠生产成本低。最重要的是适用于人们的生活中。 关键词： 端盖注塑模具；分型面；注塑模具；注射机 of in to is to of in on of of of of in of At of of it is it is s V 主要符号表 公 0大注射量 S 收缩率 锁紧块的斜角 斜导柱倾斜角 模行程 S 模具制造公差 z模具制造公差 c模具磨损量 3 d 斜导柱直径 芯距 材料的许用应力 P 导滑槽施加的压力 具型腔的总热量 A 塑件包紧型芯的侧面积 L 斜导柱的有效工作长度 p 塑件对型芯产生的单位正压力 为脱模板中心允许的最大变形量 12 录 摘要 . I . 要符号表 . 绪论 . 料的发展 . 1 料 模具发展 . 1 内外注塑模具的发展现状 . 1 内外注塑模具的发展趋势 . 2 文主要设计内容 . 2 2 塑件材料及工艺的分析 . 4 本特性 . 4 型工艺分析 . 4 件结构分析 . 4 件尺寸及精度分析 . 5 件表面质量分析 . 5 件厚度分析 . 5 件的体积和质量 . 6 3 塑件在模具中的布局 . 7 腔数目的确定 . 7 腔的分布 . 7 型面设计 . 7 型面的分类 . 7 型面的选择原则 . 7 4 浇注系统的设计 . 9 注系统设计的组成及要求 . 9 流道设计 . 9 流道设计 . 10 流道设计要点 . 10 流道的形状和尺寸 . 11 流道的表面粗糙度 . 11 口设计 . 11 口的作用 . 12 浇口的截面形状和尺寸 . 12 口位置的选择 . 13 料穴的设计 . 13 料 杆的设计 . 14 5 成型零件的结构设计 . 15 型零件的结构形式及设计 . 15 模结构设计 . 15 芯结构设计 . 16 型零件工作尺寸的计算 . 16 响塑件尺寸精度的因素 . 16 具成型零件的工作尺寸计算 . 17 6 结构零部件设计 . 18 射模架的选取 . 20 块的设计 . 20 模导向机构的设计 . 20 柱的设计 . 20 套设计 . 21 7 侧向分型与抽芯机构的设计 . 22 导柱的设计 . 22 导柱的形状及技术要求 . 22 导柱的倾斜角 . 22 导柱的长度 . 22 导柱的受力分析与直径计算 . 23 块的设计 . 24 滑槽的设计 . 24 块定位装置 . 25 块定位装置的作用 . 25 构形式 . 25 紧块 . 25 型斜顶杆的设计 . 22 8 推出机构设计 . 23 出方式的选取 . 23 出力计算 . 23 出机构设计 . 24 推杆推出机构设计 . 24 出机构导向与复位 . 29 9 注射机的型号和规格选择及校核 . 27 选注射机规格 . 27 射机工艺参数校核 . 27 大注射量的校核 . 27 射压力的校核 . 28 模力的校核 . 28 射机安装部分与模具相关尺寸校核 . 28 嘴尺寸校核 . 28 位圈尺寸校核 . 29 大最小模厚校核 . 29 模行程校核 . 29 10 冷却系统的设计 . 30 却装置设计要点 . 30 却回路布置 . 30 11 模具的分析及保养 . 31 具的经济效益分析 . 30 具的保养 . 30 12 结论 . 31 参考文献 . 37 致谢 . 33 毕业设计（论文）知识产权声明 . 39 毕业设计（论文）独创性声明 . 40 1 绪论 1 1 绪论 料的发展 现代工业的飞速发展为素有 “ 工业之母 ” 美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之 “ 关键词 ” 。在此背景下，如何更深入地认识塑料模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。 随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材的迅速发展与国民经济的 快速增长，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将进一步提高，其发展速度将快于其他模具种类，塑料模具的加工与生产将形成遍地开花之势。 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 料模具发展 内外注塑模具的发展现状 目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用 维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。 20 吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。 34 英寸彩电塑 壳和 48 英寸背投电视机壳模具，汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达 50 吨。 虽然在这十多年中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低， 术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特毕业设计（论文） 2 别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到较高水平，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本 。最大限度地提高模具制造业的应变能力 满足用户需求。 模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。 内外注塑模具的发展趋势 由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具 生产企业在向着规模化和现代化发展的同时， “ 小而专 ” 、 “ 小而精 ” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的 “ 交货期短 ”、“ 精度高 ”、“ 质量好 ” 、“ 价格低 ” 的要求，以下的发展趋势也较为明显。 未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是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也越来越高。四是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五是随着塑料成型工艺的不断改进与发展气辅模具及适 应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六是标准件的应用将日渐广泛。七是快速经济模具的前景十分广阔。八是随着车辆和电机等产品向轻量化发展压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快塑料模具的比例将不断增大。十是模具技术含量将不断提高中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。 国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑 一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化 、 取件全部自动化。 文主要设计内容 本次毕业设计的课题是塑料端盖注射模设计，也就是设计一副注塑模具来生产端盖塑件产品，基于此，必须实现大批量的生产、提高生产效率，降低生产周毕业设计（论文） 3 期，才能降低成本。注射模具的使用是实现高效率生产的一个非常好的途径，在本次设计中就是要对塑料端盖塑件的特性进行分析，对成型工艺性的可行性进行分析，完成其生产模具的设计。模 具的设计过程综合性很强，需要考虑的因素很多，需要一个整体的思维模式去考虑问题，才能设计出一个合格的作品。本此设计的目标，就是通过确定成型零件、推出机构等的合理结构并进行计算校验，设计出一个结构合理、操作简单、动作可靠、使用寿命长的模具。本文的研究的塑料端盖如图 示。 图 塑料端盖二维图 图 塑料端盖三维图2 塑件材料及工艺的分析 4 2 塑件材料及工艺的分析 本特性 龙 1010）塑料是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒，相对密度和吸水性比尼龙 6 和 尼龙 66 低，机械强度高，冲击韧性、耐磨性和自润滑性好，耐寒性比尼龙 6 好，熔体流动性好，易于成型加工，但体温度范围较窄，高于 100 时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色，且机械强度下降，熔融 态 时与氧接触极易引起热氧化降解。 龙 1010）塑料还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性，无毒。不溶于大部分非极性溶熔剂，如烃、脂类、低级醇等，但溶解于强极性溶剂，如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等，耐霉菌、细菌和虫蛀。胶原料熔程较窄，一般为 3 4 。熔融流动性较好。适合注射成型、挤出成型吹塑成型。 型工艺分析 料加工前应在 90 左右烘箱中干燥处理。可采用注塑、挤出吹塑和喷涂法加工成型制品。挤出成型时机筒温度：加料段为 160 左右、均化段为215 左右，成型模具为 180190 。注塑成型时，机筒温度为 190230 ，喷嘴温度为 205 左右，模具温度为 30 左右，注射压力为 110右。成型制品后要用油或水浴（温度 95 左右）加热 4h。粉末喷涂时应将原料用 80 目筛网筛过，粉末加热 5060 ，预喷涂金属件预热至 245255 ，用火焰法喷涂（ 输 送粉料，乙炔压力为 气压力为 件结构分析 塑件的结构工艺性分析的内容主要包括：塑件的结构分析、尺寸和精度分析、表面粗糙度分析、塑件壁厚和脱模斜度分析等。另外还有圆角、孔、嵌件、加强筋、支承面等，在模具设计过程中，因分析主要因素，并和所设计塑件有关。 由塑件的结构特征可知，其内部有一倒钩式凸台，因此需要内抽芯机构，内抽芯不同于一般的侧向分型与抽芯机构，因为它不能有很大的抽拔距，也很难利用开模合模动力；由于制件外围有一圆环凸缘，脱模机构的简单与否对模具的结构复杂程度和制造成本有很大的影响；由于该材料为尼龙 1010，其成型工艺比较复杂，根据本材料的成型工艺特性，设计合格的模具结构和成型工艺参数的选定是其又一个难点；考虑到耗费，成本，成型周期，生产效率及后序加工方面，要毕业设计（论文） 5 采 用合适的浇注系统。 件尺寸及精度分析 塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。影响塑料制件尺寸精度的因素有： a. 塑料收缩率的波动； b. 成型工艺条件的变化； c. 塑件成型后的时效变化； d. 模具结构形状； e. 模具的制造精度和使用磨损。 塑件的尺寸精度一般不高，因此，在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件的尺寸公差可依据 件公差值标准进行设计。塑料公差等级的选用与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的变化不同，塑料的精度等级可分为：高精度、一般精度和低精度。参见表 表 度等级的选用 2 塑料品种 公差等级 标注尺寸公差 未注公差尺寸 高精度 一般精度 填料填充 A 玻璃纤维填充 件表面质量分析 塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关，一般要求模具型腔表面的粗糙度比塑件低 12级。塑件的表面粗糙度 般为 对于塑料端盖而言，其表面质量一般要求如下：表面没有缺陷、毛刺，而且有较好的光洁度；曲线光滑，必要圆角，避免尖角；塑件表面具有良好的耐磨性。 件厚度分析 塑件有一定的壁厚，可以使塑料制件在使用过程中有足够的强度和刚度，而且可以使塑件在成型时 保持 良好的流动状态。同时，塑件有一定的壁厚可以承受脱模推出力。同一塑件的壁厚 应该一致，否则会因为冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷。热塑性塑件的壁厚一般推荐在 14业设计（论文） 6 塑件壁厚受使用要求、材料性能、塑件尺寸和成型工艺等诸多因素制约。为满足成型工艺条件，应尽量使制件各部分壁厚均匀，不同壁厚的比例控制在 1:3 之间。经过测量，该零件的壁厚较为均匀大致为 值在推荐值之间，易于成型。 件的体积和质量 根据塑料端盖的尺寸和技术要求，由工程图绘制其三维实体模型，通过 实体建模分析后，其体积为： 塑件； 密度 3/2.1 从而塑件的质量： 塑件m。 3 塑件在模具中的布局 7 3 塑件在模具中的布局 腔数目的确定 单型腔模具的优点是：塑件精度高，工艺参数易于控制，模具结构简单，模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生产效率低，成本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。 多型腔模具的优点是：塑 件成型生产率高，成本低。其缺点是：塑件精度低，工艺参数难以控制，模具结构复杂，模具制造成本高，周期长。多型腔模具适用于大批量长期成产的小塑件。 在多型腔模具的实际设计中，型腔数目的确定方法主要有两种： a. 首先确定注射机的型号，在根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目。 b. 先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。 考虑到塑料端盖为单塑件，综合以上因素，这里考虑采用方
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