Φ40X80衬筒注塑模具设计
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A0-Φ40X80衬筒注塑模装配图.dwg
A2-垫板.dwg
A2-定模座板.dwg
A3-型腔.dwg
A3-型芯.dwg
Φ40X80衬筒注塑模具设计论文.doc
摘要
注射成型是塑料成型的主要方法之一，它的好处是能够一次性成型一些形状比较复杂的塑件，其生产效率较为高。
在本毕业设计课题中，以衬筒作为注塑零件，衬筒作为日常生活用品适宜采用注射方法成型，通过对塑件进行结构和工艺性分析，成功的设计出了一套一模四腔的塑料注射模具，并合理的编写出来了成型零件的一项制造工艺。在设计中，三维软件的应用贯穿到了整个设计过程。
首先利用三维软件的零件模块进行衬筒实体模型的创建，然后利用其制造模块对模型进行分模、型芯的设计、浇注系统的设计，最后利用了其模具生成了标准的模架，并且再进行顶杆、冷却系统、支撑柱等综合布置。在模具的设计过程中，一些比较重要的尺寸（如壁厚、顶杆直径、流道尺寸等）都经过了理论计算或者取一个较为合理的经验数值，并进行了强度校核和流道剪切速率的校核。
关键词： 衬筒； 注射模； 推筒； 分模
Abstract
Injection molding is one of the main methods of plastic molding, its advantages can be a complicated shape of plastic forming parts, high production efficiency.
In this design, the micro pin as products suitable to use injection molding industry, through the analysis of plastic parts structure and technology, design a set of one module and four cavities plastic injection mold, and write a reasonable manufacturing process of molding parts. In the design, the application of 3 d software runs through the whole design process,
First micro parts by using three-dimensional software modules pin the creation of the entity model, and then use its manufacturing module of die, the design of the core, the design of gating system, and finally use the mould produce standard mould frame, and then to push rod, the cooling system comprehensive arrangement, columns, etc. In the mold design process, some important size (such as wall thickness, plunger diameter, the size of the flow channel, etc.) through the theoretical calculation or take a reasonable numerical experience, and has carried on the intensity and the flow shear rate of the check.
Keywords: Tiny pin; Injection mould; Top pole ; Die
目 录
第一章前言 1
第二章塑件成型工艺分析 4
2.1 塑件的使用要求 4
2.2 塑件的材料分析 4
2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面质量、塑件的结构工艺性分析 6
2.3.1 塑件的尺寸精度分析 6
2.3.2 塑件的表面质量分析 6
2.3.3 塑件的结构工艺性分析 7
第三章成型设备选择与模塑工艺参数的编制 8
3.1 塑件的体积和重量 8
3.2 浇注系统凝料的估算 9
3.3 注射机的选用及其技术参数 9
3.4 成型工艺参数 10
第四章模具结构方案的确定 12
4.1 分型面位置确定 12
4.2 浇注系统的设计与计算 13
4.2.1 主流道设计 13
4.2.2 分流道的设计 14
4.2.3 浇口的设计 14
4.3 成型零件结构的确定 15
4.3.1 凹模的结构设计 15
4.3.2 凸模（型芯）的结构设计 16
4.4 排气与引气系统结构的确定 16
第五章主要零部件的设计计算 18
5.1 成型零件工作尺寸计算 18
5.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 19
5.3 脱模机构的设计 20
5.4 推出方式的确定 20
第六章模具冷却系统的计算 22
6.1 冷却介质 22
6.2 冷却系统计算 22
6.3 水路的布置形式 23
第七章注射机有关参数的校核 24
7.1 注射量的校核 24
7.2 注射压力的校核 24
7.3 合模力校核 24
7.4 安装部分相关尺寸的校核 25
7.5 开模行程的校核 25
第八章模具装配 26
8.1 塑料模具装配的技术要求 26
8.2 塑料模具装配过程 27
8.3 装配动模部分 27
8.4 装配定模部分 28
8.5 开模过程分析 28
8.6 模具工作过程 28
参考文献 30
结论 31
致谢 33
第一章前言
近几十年来，中国经历了塑料工业从无到有，从小到大，由强到弱的发展过程中，取得了令人瞩目的成就。目前，中国已经进入了造型艺术的世界大国的行列。中国的塑料目前的产能加工机械位居世界第一，同时生产塑料制品及塑料树脂的并列世界第二。塑料产业是一个新兴产业，包括生产塑料原料（树脂及塑料生产）和塑料制品（又称塑料成型或塑料加工工业）两个系统。塑料行业是一个快速成长的行业，全球塑料行业只有100多年的历史。据统计，在世界上，用在最近几十年的塑料材料每五年一近一倍的速度在增长。近年来，塑料制品被广泛应用于工业，农业，电子，国防，建筑和日常生活的各个领域，并作为原料，其他材料开始取代钢，铝，木材或水泥。现如今，模具行业的迅速发展，以及在当今工业生产中的地位越来越重要，并且日常生活中所用的产品绝大多数都来自模具成型，致使工业生产中需要大批的模具从业人员。因此作为本专业的学生理应提高模具设计的知识水平和技能，把自身的能力进行加强，掌握一些必备的设计过程，为以后中国的模具业做出贡献！
近些年，我国经济高速增长，制造业飞速发展，模具行业更是稳重增长。当今时代，各国之间相互竞争，经济实力千差万别，国力的提升离不开制造业的稳步发展，目前，模具的生产水平高低已然成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。
本次毕业设计主要是为了能够了解注塑模具在设计工程中的相关知识，所用到的相关软件，了解塑料注塑成型的设计过程，可以掌握此次在衬筒模具设计的过程中能够用到的各种设计工具，例如UG，CAD等等。本设计的设计对象是衬筒，首先从衬筒零件的尺寸确定，模具设计，模架设计及到最后整体模具的绘制，熟悉整个注塑类模具的设计过程。
随着三维建模软件（UG）的不断更新和完善，借助于三维建模设计软件，方便我们去做一些较为难做复杂的设计项目，与此同时，也能过提升设计效率和质量。
合理的模具结构是为了提高基础注塑寿命。注塑模具型腔和型芯的或不同的结构形式，它的强度，刚度，并便于维修损坏的部件，更换方便不会是不同的。要设计一个科学合理的结构注塑模具，塑件设计首先要求是合理的。满足的技术要求和结构塑料部件的前提下，要求必须满足的技术和可行性模具。其次，注塑模具的结构设计是合理的。要紧凑，既有良好的强度和刚度，且易于维护的结构维修的形式;指导来选择合适的形式和导向精度，例如在导向柱制成的球形或锥形的导向部分，导向部分的长度大于导向柱更高的核心，以确保动态精度模和固定模制品;应避免在应力最大的部分中的模板的位置各孔的注射成型，以使工作压力超过允许值部分的损伤;而尖角部分的突变是一个重要原因裂化和模具的故障，模具部件的表面的各角应为圆角过渡设计，以避免应力集中;对于型腔和型芯的结构复杂的部件，可以使用一个组合或镶嵌结构来消除应力集中;对于细长的核心，应采取适当措施，以保护结构。注射模具的唯一合理的结构，注塑模具的寿命可以得到保证和改善。
注塑模具是非金属模具的一种，其主要由浇注系统、导向系统、成型系统、抽芯系统、冷却系统、顶出系统和排气系统等部分组成。我国注塑模具的发展方向：目前，我国制造业大方向比较低迷，但总体趋势还是在增长的，我国模具行业的总体发展趋势还是向着大型化、微型化和精密化的方向发展，这也为模具行业的积极向上提供了一个保证；其次，在模具发展过程中必须致力于发展热流道技术，努力提高塑件的生产率和质量，大力节约原材料；再者，要大力发展气辅模具，在保证产品质量的前提下，降低模具制造成本；以及发展高压直射成型技术，减小塑件在注塑过程中产生的局部应力应变从而提高塑件的质量；注重节能环保，保护环境，倡导绿色生产模式；注重快速经济模具的发展，缩短产品的生产周期；重视在材料的选择上尽量选用优质优良的材料，并充分运用先进的表面处理技术，提升塑件表面质量[7]。在进行总装配前浇口套、导套都已装配结束并经验合格。进行装配时，将定模板套在导柱上并和已装浇口套的定模座板合拢，找正位置，用平行夹头夹紧，以定模座板上的螺钉孔定位，对定模板钻锥窝，然后拆开，在定模板上钻孔、攻丝后重新合拢，用螺钉拧紧固定，最后钻、铰定位销钉孔打入定位销钉。
在进行一系列的装配以后，检查定模板和浇口套的浇道锥孔有没有对正，要是在接逢处发现有错位了，需要去铰削修整，要确保其光滑一致。
8.5开模过程分析
注塑机在推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，导柱导向时，实现动定模成功分型，拉料杆此时拉断浇口，这样塑件会在推板及顶管作用下顺利脱出。在闭合时，也在导柱及导套的导向作用下通过顶柱使顶杆早于型腔复位。避免顶杆碰到型腔，损坏模具。
8.6模具工作过程
根据自己的设计，对相应的过程做出分析，包括有注射过程，冷却过程以及脱模过程。
注射过程：注射机将液态塑料经过浇注系统注入模具型腔中，并且保持一定的压力。
冷却过程：通过冷却水道，以及保压过程，最后冷却凝固。
脱模过程：开模时，注射机合模系统带动动模后退，模具从动模和定模分型面分开，塑件包紧在凸模上，随动模一起后退，同时拉料杆将浇注系统主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后，注射剂的顶杆接触推板，推出机构开始动作，使推管和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模和冷料穴中推出，塑件及浇注系统一起从模具中落下。
合模过程：在导柱的导向作用使得合模过程能够对准，不会发生偏移；推出机构靠复位杆复位，并准备下一次注射。
参 考 文 献
[1] 屈华昌．塑料成型工艺与模具设计[M]．北京：高等教育出版社，2007．
[2] 李德群．模具工程大典[M]．北京：电子工业出版社，2007．
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[4] 王永平．注塑模具设计经验点评[M]．北京：机械工业出版社，2004．
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结论
本设计经历了之前的由二维出图再到三维模具结构的设计，过程较为繁琐，故后期完全改用通过三维软件模拟以及设计模具，改变以前设计模具先二维再到三维的局面，利用三维建模软件UG专有的模具建模模块，可以方便的对模具三维结构进行设计计算。三维设计的结构易于观察、一目了然，即使是外行都可以看清楚结构，而二维立体感不高，其他读者要一定的时间才能完全了解其结构。故三维设计是本设计的关键。
在模具行业中，三维建模软件的运用极大的缩短了模具的设计过程，完全简化了设计流程，充分解脱了原来的固有思维，可谓是模具行业的一大革新。本设计首先通过所学的三维软件UG进行模架选择和模具设计；然后用UG绘图设计导出模具装配图、凹模嵌件、凸模嵌件、动模座板、定模座板等零部件的二维结构图；并运用Autocad二维软件将UG导出的二维图进行修改和编辑。
在做好注塑成型的准备工作之后，本文相继介绍了模具设计的相关内容和知识体系，注塑模具主要包括四大系统：浇注系统、冷却系统、顶出系统和机构系统等。在浇注系统的设计中根据经验公式确定流道横截面形状，确定浇口尺寸；冷却系统说明了模具设计的一般步骤，确定冷却时间，计算体积流量等；顶出系统着重说明了推杆的安装要求，并进行强度校核；该模具属于简单脱模机构，也无开模先后顺序的要求，做完这些工作之后，该模具的设计到此结束。
本次塑料模具设计中，全方位考虑塑料成型性能，模具结构特点，注射工艺参数，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的。并且，通过这次设计，我了解了注射模设计概况，熟悉了注射设备，基本掌握了注射成型的一般原理。在此次毕业设计中遇到一些问题，也对这些问题进行分析摸索，最后成功解决了这些问题，比较深刻的是明白模具设计各个阶段的重要性及严谨性，取得毕业设计的目的。
伴随经济建设，特别是汽车、机械、电子、日用制造等行业的飞速发展，对模具
设计与制造的人才的需求与日俱增，模具设计制造，特别是注射模具的设计与制造将更为受到重视，并将会广泛应用到各个领域中，飞速发展。
在这次设计中，收获了很多，也对大学的学习进行一个总结，在以后的工作和学习中都有很大帮助。
致谢
时光的消逝，我们也转眼已经是大四的学生，回想当初怀揣着立志为国的远大理想，踏进了大学的校门，如今回首，也不免慷慨万千。本次的毕业设计算起来也有三个月的时间，总觉得时间还很长，现在三个月都过去了，答辩也是迫在眉睫，才发现原来时间已经悄悄过去，三个月的时间，陪伴最多的就是我们的指导老师，老师总能在我们最松懈的时候告诉我们，不能放松，总能抓住我们的进步，稳住我们的步子，不至于最后答辩还没能做出东西。对老师的感谢还在这设计中间的悉心教导，不管是生活上的，还是学业上的，老师都能为我们着想，身为大四的学生毕业设计是一个主要内容，但是就业的压力也时刻压在我们的身上，我们周转于就业与毕业设计之间，老师总能给我们最好的安排，让我们不至于乱了阵脚。不仅仅在生活上也能给予我们最大的支持和帮助，在毕业设计上也是不遗余力，总能想办法解决我们存在的问题，有时候我们有自己的想法时，也能从我们的角度看问题，在我看来更多的时候我们是平等的，是在互相学习的，这一点我是敬佩的。毕业设计的顺利完成，意味着我也即将步入社会，大学生活至此划上了圆满的句号，在这块土地上有众多莘莘学子辛勤的耕耘，在这块土地上我健康快乐的成长，我永远不会忘记可亲的同学和老师们，我永远记得这片土地。愿各位师友，前程似锦，也祝愿我的学校越办越好
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