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带联合顶出机构的注射模的设计论文.doc

带联合顶出机构的注射模的设计【13张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】

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带联合顶出机构的注射模的设计【13张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】.rar

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带联合顶出机构的注射模的设计开题报告.doc---(点击预览)

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型腔板.dwg

型芯.dwg

型芯固定板.dwg

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推件版.dwg

推杆固定板.dwg

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关键词：: 带联合顶出机构注射模设计 cad图纸毕业论文开题报告带联合顶出机构的注射模外文翻译任务书

资源描述：

带联合顶出机构的注射模的设计

29页 15000字数+论文说明书+任务书+13张CAD图纸【详情如下】

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1 引言（或绪论）………………………………………………………………… 1

1．1塑料模具的概述…………………………………………………………………… 1

1．2塑料注射工艺的概述 ……………………………………………………………1

1．3模具CAD技术的发展情况 ………………………………………………………2

1．4塑料注塑模具的设计步骤 ………………………………………………………2

2 方案分析与设计 ………………………………………………………………… 4

3 带联合顶出机构的注射模的详细设计 ……………………………………………6

3．1塑料注射成型机的选择 …………………………………………………………6

3．2注射模具分型面的选择…………………………………………………………10

3．3注射模具浇注系统的设计………………………………………………………10

3．4注射模具成型零件的模体设计 ………………………………………………16

3．5注射模具的顶出机构的设计 …………………………………………………20

3．6塑料注射模具的温度调节系统设计 …………………………………………21

3．7模具结构设计 …………………………………………………………………21

4 注射模加工工艺设计 ……………………………………………………………22

4．1坯料确定 ………………………………………………………………………22

4．2模板的平面加工 ………………………………………………………………22

4.3型腔加工…………………………………………………………………………23

4.4孔系加工…………………………………………………………………………23

结束语 ……………………………………………………………………………… 24

致谢 ………………………………………………………………………………… 25

参考文献………………………………………………………………………………26

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本论文根据工程实际的需要完成带联合顶出机构的注射模具设计。在设计中采用聚乙烯塑料注射而成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分析设计，完成了模具工程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。

通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，熟悉了工程应用设计。

关键词注射模成型工艺性设计

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The Injection Mold with Unit Extrusion Institntion

Design

Abstract

The present paper actual needs to complete according to the project the injection mold with unit extrusion institntion design. Uses the polyethylene plastic injection in the design to take shape，the formation way is a mold two cavity, this paper concrete study product's technology capability, had determined uses the formation equipment which the plastic the technological parameter and uses, had determined the mold manufactures the overall concept, analyzed and has solved mold's gross structure and each effective range concrete structure, and has carried on some essential size computation and the intensity examination. This paper also halved the profile, the gating system and the mold emptier has carried on the analysis design, has completed the mold engineering plat design, finally has carried on the major parts processing technological design, has completed each work.

Through the design, the synthesis has applied the university period most foundations and the specialized knowledge, deepens studies the knowledge system, has been familiar with the project application design.

Keywords Injects the mold Formation Technology capability Design

1 引言

1.1 塑料注塑模技术概况

模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形[1]。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。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我们必须加快模具产业的发展。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型。据统计，注塑制品约占整个塑料制品总产量的 30%，全世界每年生产的注塑模数量约占所有塑料成型模具数量的50%[2]。

随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，大批境外企业涌入，使我国模具工业的水平有了一定的提高。在技术方面，我国模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用。高速加工、复合加工等先进的加工技术也得到进一步推广；快速原型制造进展很快；模具的标准化程度也有一定提高。据海关统计资料显示，2002 年我国共进口模具 12.72 亿美元，比 2001 年增长 14.4 %，其中塑料橡胶模具进口金额 6.93 亿美元，占总进口量的 54.5%。2002 年我国共出口模2.52 亿美元，比 2001 年增 34%，其中塑料橡胶模具出口金额 1.72 亿美元，占总出口量的 68.3 %[3]。

1.2 模具注塑工艺的概述

在注塑加工中，每个成型周期有三个主要阶段：注射充模、保压冷却、脱模。在充模阶段，热的高聚物熔体被注射进入模具型腔。一旦型腔充满熔体，额外的高聚物熔体会在高压下进入模腔，以补充聚合物充摸后温度下降体积收缩而出现的空间。然后进入冷却阶段，此阶段约占成型周期的 3/4 的时间。只有在充分的冷却固化的情况下，塑件脱模后才不会损坏变形。最后塑件脱模，得到制品[4]。

要获得高质量的制品，必须对温度、压力、速度、时间等关键工艺参数进行控制。时间控制包括注塑时间、保压时间、补缩时间、冷却时间等的控制；温度控制包括料筒温度、喷嘴温度、熔体温度、模具温度和油温的控制；压力控制包括注塑压力、背压、模腔内压力的控制，以及如何根据模腔内最大压力值决定从注射到保压的切换时间；速度控制包括对螺杆推进物料的速度及对螺杆推进的位置与速度进行多级切换（多级注射）。注射/保压切换点的控制有重要意义。如切换得太迟，会形成过渡充填、高残余应力、模具受损等缺陷；如果切换得太早，会形成短射、制品质量不足、熔接线结合不好、凹陷等缺陷[5]。

4.3 型腔加工

型腔是注射模的关键部分，型腔质量对塑件的外形起着决定作用。加工型腔的方法有很多种，最常用也是最高效的就是利用专用机床加工的方法，可用于加工型腔的专用机床有仿形铣床、数控铣床、数控线切割机体、坐标镗床、电火花机床、仿形磨床或坐标磨床等。

本设计中的型腔加工是采用现在通用机床上进行粗加工，然后用数控铣床进行精加工，最后进行抛光，完成加工。

4.4 孔系加工

本设计采用精密划线加工的方法,找出中心线后，在中心处用冲头打窝，首先选用比被加工孔直径小的钻头钻孔。钻孔后，检验孔与基准面的相对位置以及各孔之间的相对位置是否满足位置精度的要求，如果发现偏差可用整形锉修正，然后再扩孔，再检验，直到各孔位置精度达到欲求位置，最后进行留有铰孔位置余量的最后扩孔，并进行粗铰和精铰。

结束语

这次毕业设计，历时四个月。在此期间，针对设计内容进行了大量的工作，顺利完成了毕业设计中所提出的各项任务，达到了毕业设计的目的。

通过此毕业设计，掌握了模具设计的方法和步骤，并结合具体的零件进行了具体的设计工作，包括确定型腔的数目、选择分型面、确定浇注系统、脱模方式、温度调节系统的设计、注射模成型零件尺寸的计算等。

毕业设计从测绘塑件图纸，到完成CAD造型设计；完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算；模具成型零件CAD造型设计；最后完成模具加工，掌握了完整的工程设计过程，工程设计应用能力得到了锻炼和提高。

完成了注射模具的制造工艺设计，但由于缺乏实际工作经验，在这些设计过程中也遇到了很多困难，但在指导老师彭斌彬、张跃的指导下，问题都迎刃而解。

在设计期间，我学习并运用CAD对带联合顶出机构的注射模的所有零件进行了造型设计和对所有零件进行装配设计。提高了我对CAD的运用能力和计算机的应用能力，为以后我的工作奠定了基础。

总之，通过本次毕业设计，加强了我对各项知识的学习深度，更培养了分析问题和解决问题的能力，教会我怎样才能按步骤有条不紊地进行工作。这些为我走上工作岗位奠定了坚实的基础。

致谢

论文从开题、具体设计、论文的撰写，均得到了老师、同学和朋友的大力支持。特别感谢老师对我的指导。他们在繁忙的教学工作期间，对我的毕业设计付出了大量的心血，多次给我提出深刻而具有指导性的意见。正是有了他们对我时时刻刻的指导，才使我能正确把握论文的方向，并顺利地完成。感谢所有给我传道授业的老师们，正是你们的辛勤教授才使学生有了完成毕业设计的知识与能力储备，奠定了我的理论与实践基础。

参考文献

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[2] 易际明，彭浩哥，吴莉华. Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计与数控加工[M]. 北京：清华大学出版社，2004.3.

[3] 李迎春，杜栓丽，申开智. 聚丙烯(PP)塑料注塑模具点浇口大小的研究[J]. 华北工学院学报，1998 年第 19 卷第 1 期(总第 61 期)：30～34.

[4] 付永刚. 注塑模 CAD 系统开发的理论研究及应用[J]. 西安理工大学硕士论文，2000.3.

[5] 陈志刚. 塑料模具设计[M]. 北京：机械工业出版社，2002.1.

[6] 刘法谦，燕立唐，胡海青，等. CAE 在彩电后壳浇注系统中的应用，现代塑料加工应用[J]，2002.6，第 14 卷第 3 期：19～22.

[7] 李德群，肖祥芷. 模具 CAD/CAE/CAM 的发展概况及趋势[J]. 模具工业，2005（07).

[8] 张祥杰. Pro/ENGINEER Wildfire模具设计[M]. 中国铁道出版社，2004：35～188.

[9] 田福祥. 现代模具技术的特点及其发展趋势[J]．热加工工艺，2004（08）．

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[14] 成都科技大学.塑料成型工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1993.

[15] 欧阳国思.实用塑料材料学[M].长沙:国防科技出版社,1991.

[16] 唐志玉.大型注塑模设计基础[M].成都:成都科技大学出版社,1987.

[17] 马金俊.塑料模具设计[M].北京:中国科学科技出版社,1994.

内容简介：: 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）任务书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：围绕模具设计与制造课程的建设，需要特制几副包含典型结构的注射模，为课程的实验教学以及开放实验室创造一个良好的环境氛围。通过模设计，培养学生检索资料，综合应用所学知识，并根据工程实际的要求解决工程实际问题的方法与能力，训练学生模具设计制造的基本技能和模具计能力，提高独立工作的能力，适应社会需求。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本课题的任务内容是要求设计一副带联合顶出机构的注射模。课题工作量较大，难度适中。具体内容包括：（ 1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告；（ 2）根据模具结构要求进行塑件设计；（ 3）模具总体方案论证（至少设计 3 个方案）；（ 4）模具装配图及全部零件图；（ 5）模具制造工艺；（ 6）跟踪完成模具的制造与试模；（ 7）模具成形过程动画设计；（ 8）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。对模具的要求：（ 1）一模二件（ 2）动力利用开模动作（ 3）自动脱凝料毕业设计（论文）任务书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：课题成果内容包括：（ 1）开题报告、文献综述、资料翻译；（ 2）模具总体方案图（至少 3 个）；（ 3）模具装配图及全部零件图；（ 4）毕业设计说明书。 4主要参考文献： 1 成都科技大学，北京化工学院，天津轻工业学院合编 M国轻工业出版社， 1982 2 胡石玉 M南大学出版社， 1997 3 骆志斌 M苏科学技术出版社， 2000 4 机械设计手册联合编写组 3 版上、中、下） M学工业出版社， 1987 5 王庆五，仇亚琴，张昱等编著 006 中文版模具设计专家指导教程M械工业出版社， 2006 6 模具实用技术丛书编委会 M械工业出版社， 2002 7 张明善主编 M中国轻工业出版社， 1998 8 轻工业部广州轻工业学校编 M中国轻工业出版社，1990 9 唐志玉主编塑料模具设计师指南 M防工业出版社， 1999 10 模具设计与制造技术教育丛书编委会编模具常用机构设计 M械工业出版社， 2003 11 林清安件设计（基础篇上、下） M京大学出版社，2000 毕业设计（论文）任务书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2009 年 3 月 9 日 3 月 15 日熟悉课题，查阅有关资料，完成资料翻译 3 月 16 日 3 月 29 日完成文献综述，撰写开题报告，学习注射模设计方法，熟悉维件 3 月 30 日 4 月 8 日按照模具结构要求进行塑件设计，进行模具初步方案考虑。 4 月 9 日 4 月 15 日进行注射模结构方案设计画出模具总体方案图（至少 3个），优选一种（应有文字说明）。 4 月 16 日 4 月 29 日基本掌握件操作，完成塑件注射模方案设计和基本计算 4 月 30 日 5 月 10 日塑件注射模结构设计，利用件进行零件造型设计 5 月 11 日 5 月 17 日完成塑件注射模零件造型、装配体设计和修改完善 5 月 18 日 5 月 31 日完成塑件注射模工程图和装配图设计 6 月 1 日 6 月 7 日完善图纸，撰写设计说明书 6 月 8 日 6 月 13 日打印设计说明书和图纸，整理相关资料 6 月 14 日准备答辩所在专业审查意见：负责人：年月日系部意见：系部主任：年月日毕业设计 (论文 )外文资料翻译系部：机械工程系专业：机械设计及自动化姓名：学号：外文出处： of 1 003 附件：料翻译译文；指导教师评语：外文翻译基本正确，能达到本科毕业的水平。基本上能准确地表达原文思想，语句较为通顺，条理清楚，基本符合中文习惯，整体翻译质量较好。签名：年月日附件 1：外文资料翻译译文普通全钢冲模的冲压精度分析板料冲压件的精度准确显示出其冲模的冲压精度。而任何冲件的线性尺寸精度与形位精度主要取决于冲模冲裁和立体成形冲压件展开平毛坯的落料精度。因此，多工步复合冲压的单工位复合模、多工位连续模的冲压精度，在普通冲压的众多种类与不同结构的冲模中，最具典型性和代表性。冲模的冲压精度分析对冲模投产至失效报废各个时期冲件的实际误差分析，可以看出其增大的时期及趋向，从而分析其增大的因素。新冲模投产至第一次刃磨前冲制冲件的误差即所谓的初始误差；冲模经过 20 次左右刃磨至失效报废前冲制的冲件误差称之为常规误差；而冲模失效报废前冲制的最后一批合格冲件的允许最大误差称之为极限误差。在现场，确定冲模刃磨寿命的依据是冲件冲孔与落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有冲裁作业（毛坯落料或冲孔），对于复合模尤为如此。所以，冲件毛刺高度的触模检查和测量并按企业标准或压件毛刺高度对照检测就显得十分重要。冲模的初始误差通常是冲模整个寿命中冲件误差最小的。其大小主要取决于冲模的制造精度与质量及冲件尺寸、料厚以及间隙值大小与均匀度。冲模的制造精度及质量又取决于制模工艺。对于料厚 t 1中碳钢复合冲裁模冲件，实验结果与生产实践都证明，电火花线切割制造的冲模冲件毛刺高度比用成型磨或削工艺制造的冲模冲件要高 25%30%。这是因为后者不仅加工精度高，而且加工面粗糙度达到 m。因此，冲模的制造精度与质量等因素决定了冲模的初始冲压精度，也造就了冲件的初始误差。冲件的常规误差是冲模经第一次刃磨到最后一次刃磨后冲出最后一个合格冲件为止，冲件实际具有的误差。随着刃磨次数的增加，刃口的自然磨损而造成的尺寸增量逐渐加大，冲件的误差也随之加大。当其误差超过极限偏差时，冲件就不合格，冲模也就失效报废。冲件上孔与内形因凸模磨损尺寸会逐渐变小；其外形落料尺寸会因凹模磨损而逐渐增大。所以，冲件上孔与内形按单向正偏差标允差并依接近或几乎等于极限最大尺寸制模。同理，冲件外形落料按单向负偏差标注允差并依接近或几乎等于极限最小尺寸制模。这样就使冲件的常规误差范围扩大，冲模可刃磨次数增加，模具寿命提高。冲件的极限误差是具有极限偏差的冲件所具有的实际允许的最大尺寸误差。这类冲件通常是在冲模失效报废前冲制的最后一批合格冲件。对各类冲模冲件误差在冲模整个寿命中出现的波动、增减趋向及规律等进行全面分析便可发现：冲件误差的主导部分是不变的；因刃口或型腔的自然磨损而出现的误差增量随冲模刃磨冲数增加而使这部分误差逐渐加大；还有部分误差的增量是非常规的、不可预见的。所以，各类冲模冲件误差是由因定误差、渐增误差、系统误差及偶发误差等几部分综合构成。 1、因定误差新冲模在指定的冲压设备上投入使用至失效报废的整个（总）寿命过程中，其合格冲件误差的主导部分固定不变即所谓固定误差。其大小就是新冲模第一次刃磨前冲制的合格冲件的偏差，也即冲模的初始误差，而此时的冲模具有初始冲压精度。刃磨后的冲模，因其工作零件（凸、凹模）磨损而改变尺寸误差，使冲件识差增量随刃磨次数增加而逐渐加大，故冲模刃磨后的冲压精度亦称“刃磨精度”比其初始精度要低。冲模冲件的固定误差取决于以下各要素：（ 1）冲件的材料种类、结构（形状）尺寸及料厚冲裁间隙的大小及其均匀度对冲裁件的尺寸精度有决定性的影响。不同冲裁工艺、不同材料种类与不等料厚，间隙相差悬殊，冲压精度差异很大。同一种模数 m= 2料厚、中心有孔的铜材料片齿轮复合模冲件，当取间隙 C=0.5%t（单边），用复合精冲模冲制，冲件尺寸精度达到件平直无拱弯，冲切面垂直度可达其表面粗糙 m；而用普通复合模冲制，间隙 C=5%t（单边），冲件初始误差亦即冲模的初始冲压精度为 1，冲切面粗糙度为 m，毛刺高度为是这个冲件用连续模冲制，间隙 C=7%t（单边），初始冲件精度为，冲切面更粗糙，甚至有肉眼可见的台阶。通常情况下，冲件材料及其厚度旦选定间隙就确定了冲件的平面尺寸的固定误差的主体；冲件结构刚度及立体形状则影响其形位精度。（ 2）冲压工艺及冲模结构类型采用不同的冲压工艺，冲件的精度及固定误差相差甚大。除上述片齿轮实例说明，精冲工艺与普通冲裁的冲件精度与固定误差相差一个数量级之外，即便在普通冲裁中，采用不同间隙冲裁，固定误差相差也很大。例如料厚 t=62黄铜冲裁件，选用 C 40%小间隙冲裁比选用 C 8%t（单边）类大间隙冲裁，冲件固定误差将加大 40% 60%，精度至少降一级。此外，采有无搭边排样，冲件的误差要远大于有搭边排样冲件。无搭边排样冲件。无搭边排样冲件的精度低于多数有搭边排样的冲件精度在厚 t 4寸精度会更低一些。不同冲模结构类型，由于适用冲压料厚及制造精度的差异，导致冲件的固定误差有别。复合模中，多工位连续式复合模由于冲件连续重复定位加上制模误差较大，故其冲件的固定误差比单工位复合冲裁模要大 1 2 级。（ 3）冲模制造工艺冲模主要工作零件即凸、凹模的加工程序，对操作上的技术要求不高，能够一次成形较复杂的模腔。但其加工表面约厚高温烧蚀的残余树枝状奥氏体组织，硬度可高达 70，有显微裂纹，容易在冲裁时出现崩刃或剥落。意大利切割加工对表面金相结构产生不利的影响，实际上已经改变了金相结构。我们必须用金刚石粉研磨或数控连续轨迹坐标磨削（对线切割件）作精加工”。近年来瑞士和日本等国，对电加工设备进行了深入的研究和较大的改进，制造出功能齐全的高精度切割机，加工精度可达至更小。加工表面粗糙度能达到 m。根据近年对国内 12 家生产线切割机工厂的调研，国产线切割机加工精度各别厂家的各别型号线切割机可达般都在更大一些，个别也能达到工表面粗糙度 m。然而，电加工烧蚀金属表面从而改变和损坏加工面金相结构的特性不会改变，除非用磨削或其他加工法去除这一有害层。所以，仅仅用电加工法，包括电火花线切割与电穿孔，难以达到冲模，尤其高精度、高寿命冲模对尺寸精度与工作零件表面粗糙度用精密磨削法制造冲模，特别是制造高精度、高寿命冲模，诸如：薄料小间隙复合冲裁模、多工位连续式复合模等，具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度小、模具寿命高等特点。其加工工艺目前已由过去的普通机床粗加工改为电火花线切割或电穿孔机粗加工，最后精密磨削，也由成型磨、光学曲线磨、手动座标磨逐步过滤到连续轨迹座标磨及工粗度可达工表面粗糙度 m。所以，用该工艺制造的冲模，无论尺寸精度、工作零件表面粗糙度，都能满足冲模，尤其各种复合模的要求，比电加工工艺制造的冲模高一个档次。（ 4）间隙的大小与均匀度拉深、弯曲、翻边及其他板料成形件一般都要先冲裁（落料）出平板展开毛坯，也有成形后落料、切开得到单个成品冲件。故冲裁作业，包括常用的冲孔、切口、切边等，对于每种板料冲压件都是必要的。所以冲裁间隙对冲件的外廓尺寸精度有决定性的影响。冲裁间隙小而均匀，可使冲裁尺寸获取更高精度。对于拉深、弯曲等成形模，间隙大定将增大冲件口部尺寸误差及回弹。间隙不均匀会使冲件毛刺加大并招致刃口的不均匀磨损。（ 5）冲压设备的弹性变形在冲压过程中，冲床承载后会产生一定的弹性变形。虽然这种变形量依冲压力的大小变化且具有明显的方向性，但就冲压件，主要是对具有体积冲压性质的压印、压花、校平、压凸、起波、冲挤、镦形、翻边、镦粗、打扁、变薄拉深等工艺作业冲制成形的冲件，对其冲压方面的尺寸精度有重大影响。附件 2：外文原文 s of is of of on . So of s is in of s of of to we it is in we pt to if its of at to of is of or so it is of is do as or . is of on of of of of of of on 1 mm in of by 5%30% by NC is of a is it be of is As of of of so be on of be be in in be to or to In s be to or to be be be in in of of if we of in s we of of be as at s of so 1. At ew to in Its is is at of of be of as of So on as (1) (of of of a of A 62 in m=2mm a =0.5%t (, a of a of =7%t (, an In a t is (2) a is a a if in is 62 4mm s is to be a to to on to it a to to 2 3) of s of to on to a is is as 70, or s to to in We to or to to . In so to C is a mu m. to to 2 or a if or to a so a is at by or to C NC a mu m. of of is (4) of to to to is so of is to a in to is is so on to a (5) n of to to on is is on to 毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目：带联合顶出机构的注射模设计指导教师 : 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述摘要模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。其中塑料注射模具地位显得非常重要。随着全世界的模具工业水平的迅速提高，模具注塑工艺也在不断发展。注射充模、保压冷却、脱模是注塑成型周期中的三个主要阶段。温度、压力、速度、时间等工艺参数也是获得高质量产品的关键。目前，术应用于模具的设计及制造，其应用范围广泛，效率高，使模具技术得到很大的发展，在工业生产中有着举足轻重的地位。关键词塑料模具注射模塑料注塑模技术概况模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成形 1。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。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我们必须加快模具产业的发展。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型。据统计，注塑制品约占整个塑料制品总产量的30%，全世界每年生产的注塑模数量约占所有塑料成型模具数量的 50%2。随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，大批境外企业涌入，使我国模具工业的水平有了一定的提高。在技术方面，我国模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用。高速加工、复合加工等先进的加工技术也得到进一步推广；快速原型制造进展很快；模具的标准化程度也有一定提高。据海关统计资料显示，2002 年我国共进口模具 2001年增长其中塑料橡胶模具进口金额总进口量的 2002 年我国共出口模美元，比 2001 年增 34%，其中塑料橡胶模具出口金额美元，占总出口量的 3。专家预测，在外资的带动下， 2003 年我国模具市场总体规模将增加 13%左右，到 2005 年模具产值将达 460 亿元，年均增长速度为 12%左右，模具自给率将从目前的 70%提高到 80%左右，模具及模具标准件出口将从现在的9000 多万美元增长到 2005 年的 2 亿美元左右 4。我国的模具正处在高速增长时期，尤其是塑料模具近年来发展相当快， 2002 年已猛增到 140 亿元左右 5。当前国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，发展重点为工程塑料模具，这与工程塑料的快速发展分不开的。预计 2010 年塑料门窗和塑料管的普及率将达到 30% 50%，塑料排水管的市场占有率将超 50%6。因此塑料建材件模具需求量将增长较快。虽然我国模具工业的水平有了一定的提高，但与国民经济需要和国际先进水平相比，我国模具工业主要存在如下几个问题： (l) 总量供不应求，国内模具自配率只有 70%左右。其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右 7。 (2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间 (分厂 )，自产自配比例高达 60%左右，而国外 70%以上是商品模具8。专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式，国外大多是“小而专”、“小而精”。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足 30%，而国外在 50%以上 9。进出口之比 2002 年为 5:1, 2003 年为，进出口相抵后的净进口已超过 10 亿美元，为净进口量最大的国家 10。 2 模具注塑工艺的概述在注塑加工中，每个成型周期有三个主要阶段：注射充模、保压冷却、脱模。在充模阶段，热的高聚物熔体被注射进入模具型腔。一旦型腔充满熔体，额外的高聚物熔体会在高压下进入模腔，以补充聚合物充摸后温度下降体积收缩而出现的空间。然后进入冷却阶段，此阶段约占成型周期的 3/4 的时间。只有在充分的冷却固化的情况下，塑件脱模后才不会损坏变形。最后塑件脱模，得到制品。 11 在注射模具中，模具冷却系统的是极其重要的，它直接影响着注塑生产率及注塑制品的内在性能和表观质量。完善的冷却系统能显著地减少冷却时间，缩短注塑循环周期，降低制品残余热应力及翘曲变形，提高制品机械性能及内部、表面质量等。模具温度的控制，原则上应定在塑料的玻璃化温度或热变形温度以下，以使塑料冷却定型，主要决定于塑料的结晶性，制品尺寸与结构，性能要求以及其他工艺条件（料筒及喷嘴温度，注射速度，压力及成型周期等）。要获得高质量的制品，必须对温度、压力、速度、时间等关键工艺参数进行控制。时间控制包括注塑时间、保压时间、补缩时间、冷却时间等的控制；温度控制包括料筒温度、喷嘴温度、熔体温度、模具温度和油温的控制；压力控制包括注塑压力、背压、模腔内压力的控制，以及如何根据模腔内最大压力值决定从注射到保压的切换时间；速度控制包括对螺杆推进物料的速度及对螺杆推进的位置与速度进行多级切换（多级注射）。注射 /保压切换点的控制有重要意义。如切换得太迟，会形成过渡充填、高残余应力、模具受损等缺陷；如果切换得太早，会形成短射、制品质量不足、熔接线结合不好、凹陷等缺陷 12。注射速率的大小除了影响注塑压力外，还直接影响制品质量和生产效率。注射速率越慢，注塑时间越长，制品易产生冷接缝，且密度不均，制品内应力大；合理缩短注塑时间，提高注射速率，可以减少熔体在模内的温差，改善压力传递效果，保持制品密度均匀，提高制品力学性能和表面光泽。注射速率还影响流率，流率影响熔体粘度，且影响充填过程的取向度和分子排列，它与冷却速率一起，决定这最后制品的取向度。 3 模具术的发展情况二战后的日本，其发展之所以如此迅速，在短短几十年内，一跃成为世界经济强国，模具在其工业生产中的地位可以说是举足轻重的，而模具在日本也被称为是“工业之母” 13 。目前，术应用于模具的设计及制造，已成为一门综合性学科。在现代化设计与生产的条件下，模具行业将面临一次新的技术革命 14。国外先进工业国家由于起步早和对模具重视，先后投入了大量的人力和物力，从而使模具术得到了很快的发展，应用范围日益扩大，在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都开发出了较成功的商品化软件。如法国达索 (司开发的国国家航空及宇航局 (发的国麦道 (司开发的及美国参数技术公司开发的称）等 15。我国术的开发始于 20 世纪 70 年代末，先后开发了精冲模、普通冲裁模、锻模和注射模等系统，但多数处于试用阶段。模具加工设备中，数控机床比例还很小，模具制造精度低、制造周期长。进入 20 世纪 90 年代后，术在模具设计和制造中应用较为活跃，许多科研单位和企业引进了成套的统，通过吸收、开发和推广工作，将其广泛应用于模具行业，取得了可喜的成绩，如南京航空航天大学的超人统，华中理工大学的航海尔的均已实现复杂曲线、曲面的造型、数控代码的自动生成和加工仿真16。参考文献 1 申长雨，陈静波等 . 塑料型材挤初模具术 M. 模具工业出版社， 2001(7). 2 易际明，彭浩哥 . 具设计与数控加工 M. 北京：清华大学出版社， 3 李迎春，杜栓丽，申开智 . 聚丙烯 (料注塑模具点浇口大小的研究 J. 华北工学院学报， 1998 年第 19 卷第 1 期 (总第 61 期 )： 30 34. 4 汪琦 . 注塑模具应用和模具设计 J. 现代塑料加工应用 (5). 5 付永刚 . 注塑模统开发的理论研究及应用 J. 西安理工大学硕士论文，6 陈志刚 . 塑料模具设计 M. 北京：机械工业出版社， 7 刘法谦，燕立唐，胡海青，等 . 彩电后壳浇注系统中的应用，现代塑料加工应用 J， 14 卷第 3 期： 19 22. 8 周振勇，顾正朝，石教英 . 注塑模流道系统集成设计技术研究 J. 计算机辅助设计与图形学学报， 23 27. 9 王利霞，刘春太 . 注塑模充填过程动态模拟 J. 中国塑料， 1996 年 9 月第 10 卷第 5 期： 71 77. 10 of 1 003:544 549. 11 刘跃军，瞿金平，等 . 聚合物注射成型的过程控制 J. 工程塑料应用 9（ 9). 12 益小苏 . 高分子材料的制备与加工 M. 浙江大学出版社， 1997. 13 潘利波基于次开发的模具统研究 J. 武汉理工大学硕士学位论文， 2004， 05： 1 2 14 李德群，肖祥芷 . 模具发展概况及趋势 J. 模具工业， 2005（ 07). 15 张祥杰 . 具设计 M. 中国铁道出版社， 2004： 35 188. 16 田福祥 . 现代模具技术的特点及其发展趋势 J热加工工艺， 2004（ 08）毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本设计要求使用绘制，设计成型注射模具。带联合顶出机构对于注塑模的设计比较简单，使用常规的设计方法就能够设计出合理简单有效的模具。机构的材料：据要求模具要一腔两模，对于模具的基本方案是：一、对于注塑机的选择，由于机构的结构和产量以及所给的各项要求，进行综合的考虑，采用卧式注塑机；二、模具结构设计 1浇注系统设计所给设计要求是一模两腔，因此将型腔对称放置，使用圆锥型主流道，使用球型头的拉料杆的冷料井。将分流道对称设置，分流道截面采用梯形截面，浇口采用潜伏式浇口，利用分型面或配合间隙排气； 2. 分型面设计根据对工件模型的观察和分型面选择的基本原则，开模时使塑件留在动模一侧，选择最大截面处为分型面； 3成型零件结构设计阴模使用整体嵌入式，上下模板上均嵌入阴模。由于结构的上下结构特征，在上下模板均设计了型芯； 4合模导向和定位机构设计使用导向柱四根，同时与导套配合，既能够导向，又能够定位； 5脱模机构设计使用推杆进行脱模，同时在喷雾器嘴的下侧使用一推环，虽然塑件有四处筋板，可使用使用四处推杆，但使用一推环可防止在推模时对塑件造成破坏；三、零件图的绘制在对模具的结构进行了基本的设计后，首先要进行三维图以及零件图的绘制，以为后一部的加工提供必要的尺寸及一些数据参数。四、对模具进行模具的在对模具进行基本设计之后，就要进行相关的设计计算，在得到正确的数据后，利用过进行人机交互，即可得到简单又优良的设计。在对模具进行设计完成之后，我们得到了模具的三维图 ,并生成模具的装配图，同时生成我们所需要的所有零件的图纸。进行以上的工作之后，还要进行注射模具的制造工艺设计 ,在完成所有的设计之后完成设计说明书的撰写。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日目录 1 引言（或绪论） 1 1 1塑料模具的概述 1 1 2 塑料注射工艺的概述 1 1 3 模具术的发展情况 2 1 4 塑料注塑模具的设计步骤 2 2 方案分析与设计 4 3 带联合顶出机构的注射模的详细设计 6 3 1 塑料注射成型机的选择 6 3 2 注射模具分型面的选择 10 3 3 注射模具浇注系统的设计 10 3 4 注射模具成型零件的模体设计 16 3 5 注射模具的顶出机构的设计 20 3 6 塑料注射模具的温度调节系统设计 21 3 7 模具结构设计 21 4 注射模加工工艺设计 22 4 1 坯料确定 22 4 2 模板的平面加工 22 腔加工 23 系加工 23 结束语 24 致谢 25 参考文献 26 毕业设计说明书（论文）中文摘要本论文根据工程实际的需要完成带联合顶出机构的注射模具设计。在设计中采用聚乙烯塑料注射而成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分析设计，完成了模具工程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，熟悉了工程应用设计。关键词注射模成型工艺性设计本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 29 页毕业设计说明书（论文）外文摘要 he to to in to is a s s on on on 本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 29 页 1 引言塑料注塑模技术概况模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成形 1。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。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我们必须加快模具产业的发展。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型。据统计，注塑制品约占整个塑料制品总产量的 30%，全世界每年生产的注塑模数量约占所有塑料成型模具数量的 50%2。随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，大批境外企业涌入，使我国模具工业的水平有了一定的提高。在技术方面，我国模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用。高速加工、复合加工等先进的加工技术也得到进一步推广；快速原型制造进展很快；模具的标准化程度也有一定提高。据海关统计资料显示， 2002 年我国共进口模具美元，比 2001 年增长，其中塑料橡胶模具进口金额美元，占总进口量的 2002 年我国共出口模美元，比 2001 年增 34%，其中塑料橡胶模具出口金额美元，占总出口量的 3。模具注塑工艺的概述在注塑加工中，每个成型周期有三个主要阶段：注射充模、保压冷却、脱模。在充模阶段，热的高聚物熔体被注射进入模具型腔。一旦型腔充满熔体，额外的高聚物熔体会在高压下进入模腔，以补充聚合物充摸后温度下降体积收缩而出现的空间。然后进入冷却阶段，此阶段约占成型周期的 3/4 的时间。只有在充分的冷却固化的情况下，塑件脱模后才不会损坏变形。最后塑件脱模，得到制品 4。要获得高质量的制品，必须对温度、压力、速度、时间等关键工艺参数进行控制。时间控制包括注塑时间、保压时间、补缩时间、冷却时间等的控制；温度控制包括料筒温度、喷嘴温度、熔体温度、模具温度和油温的控制；压力控制包括注塑压力、背压、模腔内压力的控制，以及如何根据模腔内最大压力值决定从本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 29 页注射到保压的切换时间；速度控制包括对螺杆推进物料的速度及对螺杆推进的位置与速度进行多级切换（多级注射）。注射 /保压切换点的控制有重要意义。如切换得太迟，会形成过渡充填、高残余应力、模具受损等缺陷；如果切换得太早，会形成短射、制品质量不足、熔接线结合不好、凹陷等缺陷 5。模具术的发展情况目前，术应用于模具的设计及制造，已成为一门综合性学科。在现代化设计与生产的条件下，模具行业将面临一次新的技术革命。二战后的日本，在短短几十年内，一跃成为世界经济强国，模具在其工业生产中的地位可以说是举足轻重的，而模具在日本也被称为是“工业之母” 6。国外由于起步早和对模具重视，先后投入了大量的人力和物力，从而使模具术得到了很快的发展。如法国达索 (司开发的国国家航空及宇航局 (发的国麦道 (司开发的及美国参数技术公司开发的称）等 7。进入 20世纪 90 年代后，术在模具设计和制造中应用较为活跃，许多科研单位和企业引进了成套的统，通过吸收、开发和推广工作，将其广泛应用于模具行业，取得了可喜的成绩，如南京航空航天大学的超人统，华中理工大学的航海尔的均已实现复杂曲线、曲面的造型、数控代码的自动生成和加工仿真 8。料注射模具的设计步骤本设计要求使用计成型注射模具。带联合顶出机构对于注塑模的设计比较简单，使用常规的设计方法就能够设计出合理简单有效的模具。机构的材料：据要求模具要一腔两模，对于模具的基本方案是：（ 1）对于注塑机的选择，由于机构的结构和产量以及所给的各项要求，进行综合的考虑，采用卧式注塑机；（ 2）模具结构设计（ a）浇注系统设计本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 29 页所给设计要求是一模两腔，因此将型腔对称放置，使用圆锥型主流道，使用球型头的拉料杆的冷料井。将分流道对称设置，分流道截面采用梯形截面，浇口采用潜伏式浇口，利用分型面或配合间隙排气；（ b）成型零件结构设计阴模使用整体嵌入式，上下模板上均嵌入阴模。由于结构的上下结构特征，在上下模板均设计了型芯；（ c）合模导向和定位机构设计使用导向柱四根，同时与导套配合，既能够导向，又能够定位；（ d）脱模机构设计使用推杆进行脱模，同时在喷雾器嘴的下侧使用一推环，虽然塑件有四处筋板，可使用使用四处推杆，但使用一推环可防止在推模时对塑件造成破坏；（ 3）零件图的绘制在对模具的结构进行了基本的设计后，首先要进行三维图以及零件图的绘制，以为后一部的加工提供必要的尺寸及一些数据参数。（ 4）对模具进行模具的在对模具进行基本设计之后，就要进行相关的设计计算，在得到正确的数据后，利用过进行人机交互，即可得到简单又优良的设计。在对模具进行设计完成之后，我们得到了模具的三维图 ,并生成模具的装配图，同时生成我们所需要的所有零件的图纸。进行以上的工作之后，还要进行注射模具的制造工艺设计 ,在完成所有的设计之后完成设计说明书的撰写。本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 29 页 2 方案分析与设计本课题是对注塑模具联合顶出机构的设计，首先应对联合顶出机构进行工艺分析。（ 1）联合顶出机构适用工件基本要求 : （ a）不使塑件变形或损坏；（ b）不损伤塑件的外观及使用要求；（ c）结构可靠。联合顶出出机构推动塑件平稳，推出力均匀、推出面积不大。当使用单一的顶出机构推出的塑件容易推坏或塑件根本推不出来时，可采用联合顶出机构将工件顶出。（ 2）塑料材料的选择所设计塑件选择的塑料材料为聚乙烯 (聚乙烯在常温下成白色蜡状半透明颗粒，柔而韧，易变形。它密度小，耐热氧化性好。聚乙烯成型工艺性好，生产效率高，且价格便宜。如图模时采用推杆为主、推件板为辅助联合推出，推出机构推出力均匀、推出面积不大。可避免由于型芯内部主力大单独采用推件板或推杆会损坏塑件。适用于采用单一的推出机构容易推坏的塑件或根本推不出来的塑件。本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 29 页图配图本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 29 页 3 带联合顶出机构注射模的详细设计塑料注射成型机的选择注射机分类 (1) 注射机按外形特征可分为立式、卧式、直角式三种。 (a) 立式注射机注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。优点 :占地少，模具拆装方便，易于安放嵌件。缺点 :重心高，加料困难 ;推出的塑件要由手工取出，不易实现自动化，容积较小。 (b) 卧式注射机注射装置与锁模装置的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。优点 :重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自行脱落，易实现自动化。缺点 :模具安装麻烦，嵌件安放不稳，机器占地较大。 (c) 角式注射机注射装置与锁模装置的轴线相互垂直排列。优点、缺点介于立式注射机和卧式注射机之间。特别适用于成形中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。 (2) 注射机按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。 (a) 柱塞式注射机注射柱塞直径为 20100其后退时物料自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射机，注射量小于 30g 60g，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。 (b) 螺杆式注射机本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 29 页螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。 (3）注射机规格及主要参数目前，在注射机的标准中，有用注射量为主参数的，也有用合模力为主参数的，但大多以注射量合模力来表示注射机的主要特征。国内标准主要有轻工部标准、机械部标准和国家标准。注射机型号中的字母无 )等。注射机的选用注射机的选用包括两方面的内容 : 一是确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内；一是调整注射机的技术参数至所需要的参数 9。（ 1）注射机类型的选择根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。（ 2）注射机规格的初选根据以往的经验和注射模的大小，先预选注射机的型号，之后要进行以下的校核。（ 3）注射机参数的校核（ a）最大注射量的校核塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的 80%，注射机多以公称容量来表示。（ b) 注射压力的校核注射机的公称注射压力要大于成形的压力。（ c）锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象。本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 29 页（ d）安装部分的尺寸校核应校核的尺寸包括喷嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。注射机的喷嘴头部的球面半径 2吻合，以免高压熔体从狭缝处溢出。 1大 12则主流道内的塑料凝料无法脱出。为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况 :一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关 10。注射成型机的计算（ 1）注射容量国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚乙烯时在对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。g/g/它的单位容量与单位质量向近，所以在目前实际中为便于计算，有时还沿用过去的习惯，通常也用其质量可作粗略计量。注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力，标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积中成型零件与浇注系统体积总和，本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 29 页注射机最大注射容量，估算： 12 2) 1 2=2.5 2）最大成型面积最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S，只能小于这个数据时才能正常可靠的注射。 S=2 22=25.1 中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积；（ 3）模具的闭合高度注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合下列的要求： H 小 H H 大式中 H 小注射机允许的最小厚度， H 注射机的实际闭合高度， H 大注射机允许的最大厚度， H=25+25+20+20+20+65+25=200 （ 4）定位环和浇口套定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采取动配合的连接形式，以保证模具体对中。（ 5）模具的截面尺寸可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。（ 6）模具的顶出注射机的顶出装置采用推杆为主、推件板为辅助联合推出，推出机构推动塑件平稳，推出力均匀、推出面积不大。本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 29 页综合考虑上述条件，注射机选择注射模具分型面的选择分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。分型面选择的基本原则选择分型面的基本原则：（ 1）保持塑料外观整洁；（ 2）分型面应有利于排气；（ 3）应考虑开模是塑料留在动模一侧；（ 4）应容易保证塑件的精度要求；（ 5）分型面应力求简单适用并易于加工；（ 6）考虑侧向分型面与主分型面的协调；（ 7）分型面应与注射机的参数相适应；（ 8）考虑脱模斜度的影响 11。分型面的选择根据对工件模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择分型面。如图图分型面注射模具浇注系统的设计注射模具浇注系统的组成浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则 12。本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 29 页（ 1）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。（ 2）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。（ 3）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。（ 4）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。注射模具主流道的设计主流道是熔融塑料由注射机喷嘴先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式在定模板上 13。（ 1）主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。（ 2）主流道尺寸在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 2 6。小端直径 1 于小端的前面是球面，其深度为35 射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大 12道的表面粗糙度值 m 。（ 3）主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如处理淬火硬度 5357 浇口套的材料应选用优质钢应进行淬火处理，为了防止注射机喷嘴不被碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 6 左右的圆锥孔。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 29 页的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 6 度左右的圆锥孔，对流动性较差的塑料也可取得稍大一些，但过于大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。浇口套与塑料注射区直接接触时，其出料端端面直径应尽量选得小些。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴是球面，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱模 14。定位环是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套与注射机的喷嘴对中定位，定位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合。浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。注射机喷嘴球半径为 12 嘴孔径为 2 以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 13 锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径，取 3 图图口套本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 29 页注射模具分流道的设计分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口或主流道进入多腔的浇口的通道，它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用，通常分流道设置在分型面的成型区域内。在注射过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应是它的压力损失以及热量损失最小，而以分流道中产生的凝料最少为原则，分流道的设计要点总体归纳如下：分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好，这样可以减少熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响成本，在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等，以达到注射大时压力传递的平衡，保证塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。在有些情况下分流道长度不能相等时，则应在浇口处作必要的补救措施，如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，放置冷料和空气进入模腔 15。在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小，但分流道的截面积过小会降低注射速度，使填充时间延长，同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑件缺陷，而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积，以便于在试模是为不要的修正留有余地。分流道和型腔的分布是排列紧凑，距离合理，应采用轴对称或中心对称，使其平衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心相重合。在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角，这些都是为了减小压力损失，有利于物料的流动。当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设置钩料杆，以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料，并与塑料一起顶出。分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度取 m 即可，这样可以在分流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于熔融塑料的保温。本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 29 页在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。翻盖式瓶盖注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。平衡式分流道的特点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面尺寸及其形状完全相同，以保证各个型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。注射模具浇口的设计（ 1）浇口的概念浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。（ 2）浇口的作用浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下：浇口通过截面积突然变化，使塑料熔体通过挠口的流速有突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件与浇口凝料的分离 16。（ 3）注射模浇口的类型单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口。（ a）直接浇口直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单型腔模具。特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。（ b）中心浇口本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 29 页当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式。它具有直接浇口的优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。（ c）侧浇口侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为 (扁槽 )，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上。特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口。扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加、厚度逐渐减少的呈扇形的侧浇口，平缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小。主要用来成形面积较小、尺寸较大的扁平塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在塑件上痕迹也更明显。（ d）环形浇口对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口。环形浇口的特点是进料均匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。（ e）轮辐式浇口轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多。这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛。多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮辐浇口的缺点是增加了熔接痕，会影响塑件的强度。（ f）爪形浇口爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。浇口位置的选择原则：尽量缩短流动距离；避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕。（ 4）浇注系统平衡设计（ a）浇注系统的平衡概念本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 29 页为了提高生产效率，降低成本，小型 (包括部分中型 )塑件往往采取一模多腔的结构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡。（ b）浇注系统的平衡计算方法浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的来判断或计算。浇口平衡时，应符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的（ 5）浇口的选择本模具为一模两腔，选择侧浇口。侧浇口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口设置在塑件表面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。冷料穴和钩料脱模装置冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。球形拉料装置由冷料穴、拉料杆组成，拉料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。注射模具成型零件和模体的设计注射模具型腔的结构设计型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合式。型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 29 页抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上。带联合顶出机构注射模的型腔部分不是很复杂，可利用点火花进行。这里选择整体式型腔。在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承受的力大体有合模时的压应力、注射过程中塑料流动的注射压力、浇口封闭前一瞬间的压力保证和开模时的压应力，但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在变化。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变形。因此型腔壁厚和底板的计算和选择是十分重要的。（ 1）型腔侧壁厚度的计算按强度计算其壁厚 12 式中型腔材料的许用应力， =p 型腔内单位平均压力， P=r 型腔内半径， r=10入公式得： S=4 2）底板厚度的计算按强度计算其壁厚式中型腔材料的许用应力， =p 型腔内单位平均压力， P= 本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 29 页 r 型腔内半径， r=10入公式得： H= 注射模具型芯的结构设计型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式。注射模具成型零件的尺寸确定（ 1）型腔尺寸计算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的 1/2，取负偏差，再加上的磨损量，而型芯深度则再加上的磨损量，这样的型芯的计算尺寸的表述如下。（ a）型腔的径向尺寸的计算式： 0*00 431 型芯的最小基本尺寸； *0D 塑件的最大基本尺寸； S 塑件的平均收缩率， S= 塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4选取；根据公式计算得型腔的径向尺寸： *0 （ b）型腔的深度根据尺寸的计算公式 0*00 321 式中 0H 型腔深度的最小尺寸； *0H 塑件的最大基本小尺寸； S 塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4选取；根据公式计算得型腔的深度尺寸：本科毕业设计说明书（论文）第 22 页共 29 页 *0 （ 2）型芯尺寸的计算型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸 ,因此应选择塑件公差的1/2,取正偏差 ,再加上 +1/4 的磨损量 ,而型芯高度则加上 +1/6 的磨损量（ a）型芯的径向尺寸的计算式： 0*00 431 式中0d 型芯的最大基本尺寸； *0d 塑件的最小基本尺寸； S 塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4选取；根据公式计算得型芯的径向尺寸： *0 （ b）型芯的高度尺寸的计算： 0*00 321 式中 0h 型芯高度的最大尺寸； *0h 塑件内形深度的最小尺寸； S 塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4选取；根据公式计算得型芯的高度尺寸： *0 本科毕业设计说明书（论文）第 23 页共 29 页注射模具的顶出机构的设计注射模具的顶出机构顶出机构的分类：按驱动方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、启动顶出。按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。（ 1）推出机构的结构组成在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。（ 2）结构分类手动推出、机动推出、液压或气动推出。（ 3）结构设计要求塑件留在动模 ,塑件在推出过程中不变形、不损坏 ,不损坏塑件的外观质量 ,合模时应使推出机构正确复位 ,动作可靠。（ 4）结构设计（ a）推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，因此在生产中广泛应用。但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。（ b）推管推出机构推管推出机构是用来推出圆筒形、环形塑件或带有孔的塑件的一种特殊结构形式，其脱模运动方式和推杆相同。由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑件，推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。（ c）推件板的推出机构凡是薄壁容器、壳形塑件以及表面不允许有推出痕迹的塑料制品，可采用推件板推出推件板推出机构义称顶板顶出机构，它由一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆组成。本科毕业设计说明书（论文）第 24 页共 29 页特点：推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。但是对于截面为非圆形的塑件，其配合部分加工比较

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