老年机收音机中框零件的注塑注射模具设计【抽芯】-[机械毕业设计论文A3251]
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老年
收音机
零件
注塑
注射
模具设计
抽芯
机械
毕业设计
论文
a3251
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，42页，15100字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共13张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-动模板.dwg
A1-定模板.dwg
A2-型腔.dwg
A2-型芯.dwg
A3-大滑块.dwg
A3-推板.dwg
A4-大斜导柱.dwg
A4-小斜导柱.dwg
A4-小滑块.dwg
A4-挡板.dwg
A4-楔紧块.dwg
A4-滑块镶件.dwg
- 内容简介：
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92475 (2006) 1519An of l , C. De A, 100 l as or of of up 000 l a up 0 kg in AE in 000 on in 00 on to in .) an in of of of w .) by a on “AE 1of of , AE on of 5 in . J. 2005 .) to of to of a by of of to a 1). by as s .)999, of of J. et , to to on in of in of of 2400 l to by of a 2,3, it is to up 0 kg a in no to s be is of 4;(2);of by 000 0,000 is to is by of as of a)(b)75 (2006) 15192. of of 5to of of as a et 8, is as of of on an to in . ). in ,0007/60 71 122,0008/68 55 94,0009/76 44 74,00010/84 35 59,c)(d)J. et (C) 240at 0In 0C) 403. of of of of if of to of of a of In of e)4. 75 (2006) 1519 17400 l 6004801600of a it an in of by In 3 ). in an of of of of . in of be in to of of to of a of at of of of 10 50C et , of of by of In 5)AE 6, be to 5% a by by 6. 02575 (2006) 15197. as a of of of by In 50,000 up 50 000 in or in 7 ), 000 l in it to 8. 400 l et (2006) 1519 19in is AE in to to r. on in C. d.), 1996.2 H. 102 1983.3 M. 1996.4 N 12574: a 700 l 000 l, C 183/2000.5 G. P. 1996.6 J. a el no de de pl993.7 F. I. a, C. in of J. 143144(2003) 214218.8 J. F. J. o, F. on al no y on de Pl35, n11, 1991. 大型注塑模具设计仿真工具： 2400升固体废 弃 物 集装箱 摘要 大型容器产品通常使用诸如滚塑的程序 ， 这些技术没有零件重量或尺寸限制 。 拉戈萨大学注塑成型的机械工程 ，在 欧洲标准 下研 发的体废物的新容器高达 2000 升 ，其结果是一个新 的 主体达 60公斤重。设计过程中结合了数项 具（美学设计，机械设计及流变模拟），并在去年 6 月，显示 了最终结果， 通过 了 不同 的 测试。如今，在 市场上有 超过5000 个成品 在模具 生产过程中没有做过 基本的修改（超过 100 吨的重量）。本文重点 论述 集成工 具和流程的设计与产品定义（即注射压力， 冲击 厚度和形状的一部分力量）的方法。在这个过程中，特别是模具控制一些参数（注射速度，温度，粘度，浇口位置 .）的细节。 关键词： 计；容器；注塑成型 过去的几年， 具在注射热塑性弹性体成型行业，构建了一个真实的革命。一个 开始 直到最终的解决方案（包括几个过程如开发、测试的原型 ,修改数据 ,新的测试 , ）的过程已经被一个更快的设计、翻译过程和最终的客户在同一个电脑文件下一起工作（ “并行工程 ”）的过程取代。因此 ,对模具制造和完成时间减少极大 ,同时 ,引入 了 一些关于使用 建议。 萨拉戈萨工业大学注射塑料 (间 ,关单位 ,在注射热塑性弹性体成型中，使用 具已经 超 过 了 15 个年头，同时在不同行业（机动车、家电、包装、玩具等）的上百个项目中积累了 很多的 经验。 合物流变性、半自动磨具设计等）。 同时 ，这个组织一直意识到安排仿真 技术 制造的重要性 ， 这 种 形式已经合作并 且 由塑料工业基金会注射成型部研究会体质指导。这个组织给注射成型企业提供了各项服务 ，并且从中没有任何盈利（如图 1）。许多国家的工业组织通过不同的程序和研究方向对这个中心进行了支持（新的工艺比如气辅技术或喷流注射成型；新的设计比如使用压力和温度的设备的过程测量技术）。 图 1 塑成型区域概貌 1999 年，第一个参与城市固体剩余物收集容器制造的西班牙公司（ 团共同进行大尺寸的注塑件的设计工作，随后测试了这些方案在这 一领域应用的实际可能性。 该项目的主要目标是快速制造大容量（ 2400 L 和更多）的容器，与市场产品中加入了昂贵的加固结构旋转成型的焊接金属板或塑料制品产生竞争。显然，构成容器的所有部件中，主要的困难是单一 模腔 部分的制造。 这个文献提供了几个零件和模具设计的例子和失败的建议 2,3，但是不太可能找到 40的大的塑料部件，而且，这个模具尺寸上的一个错误没有简单的解决方案（运输到模具工具制造商的制造工厂将会太昂贵，试验和误差的方法也是不提供）。 对于这个部件的设计，必须考虑到以下几个方面： 与欧洲 标准 要求的基本尺寸一致； 卸载电阻（排出侧）如（图 2）； 在功能条件和位置区具有高的耐冲击性； 表面容易清洗； 美学设计； 最低的成本（不仅是加工和装配，还包括维护）； 安装的冲压机施加的锁模力限制（大型机器锁模力的限制范围在 5000 吨和10000 吨之间）； 准备标记，也就是说，有自由的和平坦的空间 ;； 材料的限制：采用其他 计的相同材料。 图 2. 装卸作业的边界条件，材料非线性模型，有限元模型。 特别注意的两个限制：范围内的最低成本和最大锁 模力。对于最低成本，厚度是关键（原料的成本），在制造时确定；因此，派生机器的成本大约为厚度 5的平方。 另一方面，为了降低其合模力，部件的投影面积和分布的压力与一部分厚度也有很大的关系（狭窄区域产生较高的注射压力，可能也会产生大合模力）。 由 研发的方法，不仅用于注射成型，也适用于其它类似的技术6如下： （ a） 测定产品的可行性：锁模力和厚度在欧洲标准允许的基本几何条件下调整尺寸。在这一步只是一般的线条设计，而不做功能细节。一些基本的结果如下表 1 所示。这些分析通过遗传物质的基本参数，高密度 聚乙烯（表 2）得到。对于高级步骤，通过几个温度条件计算。 （ b） 选择材料，结合熔体流动指数（ 机械性能，在注入点的位置进行模拟，甚至不知道组件最终的几何形状，但得出几个注入点的最好的位置是在容器主体的底部区域。该标准同时与模具结构和零件的形状有关。 （ c） 分析主体的形式和零部件的厚度，比较结构上的选择方案：侧壁形状，包括气体辅助技术注入管的侧壁形状增加的惯性等也被列入考虑。 （ d） 显然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模块设计出现了一个 其他问题。这种方式中，容器上部边框的半圆形状是一个很困难的设计问题，它由使用性能确 定，但是在合模区域存在滑移。 （ e） 将合适的 零件体积和可行 的 不同形式 与厚 度和机械阻力的形式制造 相结合。在这一步骤，有限元分析、 3D 设计和注料仿真 技术同时进行 （图 3、 4）。最终的零件尺寸如表 3。 表 1 简单塑料模型，第一次仿真分析结果 主体厚度 (质量 ( 最大注射压力 ( 锁模力 (6/52 96 166,000 7/60 71 122,000 8/68 55 94,000 9/76 44 74,000 10/84 35 59,000 表 2 基本模拟计算参数 熔体温度（ ） 240 在恒定速度下的注射时间 秒 20 百分率 50 模具温度（ ） 40 表 3 2400 L 主体的基本尺寸（毫米） 高度 1600 宽度 1480 长度 1600 图 3. 3D 数模（ 制） 图 4. 件：喷出的塑料温度和冷却线管路 用这些 基本尺寸 核算这四步，设计组对于最终的几何图样有一个初始目标，这些细节包含输出角度，收音机，设置的辅助配件的位置（软木、滑轨等）。生产流动分析为 关键性 的方式， 与 美国，日本和墨西哥实业公司模具 厂的模具 工人一起 将模具的各部分固定在最佳的位置 。 这个过程的主要方面和仿真 技术 （为了保证注射工人的操作其他 的细节不能存在）是： 1. 何图形式样模型。 2. 模腔注浇口位置。使用速度轨道去更好的控制料的流动性。 根据 轨道的流动浇注的设计原则 使 浇注与填满模腔同步结束（避免保压效应），尤其 要 考虑到半圆形区域的边界形状。 温度的选择、涉及的厚度、设计的耐久强度评价条件。温度在 210 到 250 的评价。 4. 必须要依靠正确的速度程序调节填料形式。在恒定速度的 条件下 ，假想不允许的压力值的增长，强 化 机器的极限。集装箱磨具的最终布置，建议使用几个冲压速度。 这个步骤用目前已经存在的小型集装箱（如图 5） ，进行了现实的试验验证。 图 5 用于工业生产条件为 2400L 试验验证真正的集装箱模型 用 术计算侧面标准的冲压速度如图 6 所示。但是这个 “函数 ”如果没有实用性的编 程 就不能 编入 到注射成型机 内部 ，因为液压系统不能精确的 随着所有 梯度 上升 。无论如何，这个优化程序后，能够 得到 大约 15%的 锁模 力。 图 6 计算机显示的侧面理论冲击速度 5. 加注条件准备好以后，模具制造者从一个初步设想到设计的装备 ， 已经用一个新的数值模型和最 终 的热流道系统模具 所 验证。 对于 减少填充压力 ， 这个连续的工艺 是有可能性的 ，但是实际的工艺安排，维护，一定的停工降低了 其 用途。 6. 最后，模具冷却分析、包装和弯曲矫正过程走向成熟。在这种方式下，业公司 根据材料的传热性采 用不同 的建筑 材料，调整冷却管路。成品模具的重量超过了 150， 000当于 150 公吨）。 事实上，在注射成型中，超过 6000 个部件在制造中没有发现任何问题。报废、 使用性能 、加工比率是和目前 1000L 的集装箱（每小时 20零件）相似的。其他组件同时设计，实际上，得到 的 最后的结果非常复杂，比如：集装箱的系统，明显的小于它的主体。 本文作者，定论 ： 助工具在设计中是最基本的工具，同相关知识和使用相似的模具进行真实的实验验证相比。 鸣谢 本文作者，对于 织和 术人员的支持、设备和最终的目标致以衷心的感谢。特别感谢 谢他们的专门技能在塑料注射成型工艺、设计、在很多培训班里面进行的讲解和世界研讨会。 毕业设计（论文）中期报告 题目：收音机中框零件注射模设计 系 别 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 03 月 20 日 1. 设计（论文）进展状况 1)分析零件的成形工艺性： 通过查阅书籍资料及查阅网络数据，发现 料重量轻，物理性能、化学性能及电气性能等均很优良，且很容易成型，价格便宜。所以，最终确定所制作塑件材料为低压 根据实体塑件测量出实际尺寸。 2）浇注系统的选择： 根据所选塑料的工艺性及塑件的形状，为满足制品表面质量要求与提高成型 效率采用侧浇口。 根据所设计塑件的特性及计算出塑件的体积和质量选择注射机，初步确定选用 柱塞式注射机 。 3）分型面的选择： 选择塑件截面最大的部位。 4）浇注系统的设计与选择： 包括主流道、分流道、浇注口的设计与选择。 5）绘制完成了 塑件的 维图和 维图，绘制模具装配图草图。 6） 设计的收音机中框零件图见：图 维零件图 7） 方案确定 （ 1）课题名称：收音机中框零件注射模设计 （ 2）材料选择： 3）生产批量：大 （ 4）精度要求：中 （ 5）塑料等级： 6 级 （ 6）方案确定： 该产品为大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于单型腔模具具有塑料塑件的形状和尺寸一致性好，成型工艺条件容易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点，并结 收音机外壳的质量要求，根据本产品的生产批量及尺寸精度要求采用一腔一模 , 所以采用单型腔模具。 此方案生产效率高，操作简便，动作可靠，方便脱出流道凝料，经济性价比高，故选此次模具设计选用方案。模具设计图见： 具三维图 图示 具 2. 存在问题及解决措施 在本次设计阶段内，我深刻的体会到自己所储备的知识的不足，三维软件进行电脑模拟 设计 件不能很好的使用，因此对模具不能进行仿真模拟，对模具的质量，以及零件的材料选择等一系列问题不能解决，以及所查阅资料的缺乏和片面性。很多资料里面都属于隔靴图搔痒 尤其针对于注塑机的选型过程，大部分的资料里面都只有注塑机的型号和具体性能数据，但是却缺少如何选择与校核的方法，令人百思不得其解。最后，本着求同存异的想法，综合多处查询资料 的结果，选择基础结构，进行设计。 我也应该加强自己对塑料模具知识的学习，下功夫学习软件，并找寻相关模具设计书籍，努力使自己所设计出来的模具更具备可行性和实用性。同时，也应该加强自己与老师、与同学之间的沟通，使自己的设计在互相印证中得到提高和完善， 加深自己对本次设计的理解。 最后，我相信自己可以保持积极乐观的态度去继续接下来的设计过程。在老师的悉心教导下，能够快速、有效的完成所有设计流程，并最终顺利结束本次毕业设计。 3. 后期工作安排 1、 接下来将用两周左右的时间对成型零件的设计计算彻底完成。 2、 用两周 时间绘制模具各主要零部件的零件图及总体装配图。 3、 用两周时间用 图软件对主要零部件进行三维建模，绘制出爆炸图。 4、 用两周时间整理相关资料，撰写毕业论文，准备毕业答辩。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目 : 收音机中框零件注塑模设计 系 别 机电工程学院 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 20 日 - 1 - 一、 毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。 注塑成型又称注 塑模具，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功地将某些热固性塑料注塑成型 【 17】 。注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高，易于实现自动化，因而广泛应用在塑料制品生产当中。 模具是现代化的生产重要工艺装备 【 18】 ，在国民经济的各个部门都越来越多地依据 【 1】 。用模具来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化。随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具列为机械工业产业技术改造序列的第一位 【 2】 。 模具工业是 高新技术产业化的重要领域 在电子产品生产中 ,制造集成电路的引线架的精密级进冲模和精密的制造集成电路塑封模 ,计算机的机壳 ,接插件和许多元器件的制造中的精密塑料模具 【 3】 , 精密的冲压模具 ,都是产品生产不可或缺的工具装备 4】 。 在欧美先进工业国 【 5】 ,注射模 术的应用已非常普遍 【 19】 ，将高新技术应用于模具的设计和制造，已经成为快速制造优质模具的有力保证。 广泛应用，显示了信息技术带动和提升模具工业 的优越性。为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 【 6】 。快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 【 7】 。人员精简，产品定位专业，标准化程度高，集成化管理 【 8】 。 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势 【 9】 。大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动 【 10】 。随着模具企业设计和加工水平 的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。 模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中， 80%以上都要依靠模具成形，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、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。 随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。 二、设计 (论文 )的主要内容 1、 主要内容： (1) 模具型 腔，型芯几何尺寸计算。确定浇注系统、冷却系统、脱模机构各个部分的具体尺寸、形状、位置等参数 【 11】 。 (2）用三维建模软件对零件进行建模，并进行尺寸转换（成型零件），完成型芯、型腔的设计。 - 2 - (3) 浇注系统、冷却系统、脱模机构各个部分的具体设计 【 12】 。 2、产品简单外形及尺寸 图 图 三、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措 施。 - 3 - 1、主要 内容： （ 1）以最新版塑料模具设计手册为依据 【 14】 。 （ 2）模具型腔，型芯几何尺寸计算 【 13】 。确定浇注系统、冷却系统、脱模机构各个部分的具体尺寸、形状、位置等参数。 （ 3）用三维建模软件对零件进行建模，并进行尺寸转换（成型零件），完成型芯、型腔的设计。 （ 4）浇注系统、冷却系统、脱模机构各个部分的具体设计 【 16】 。 2、 拟定方案： 方案一： 型芯采用拼块组合；型腔采用局部组合式；抽芯考虑到成型和开模时的情况，采用液压抽芯机；推出机构采用顺序推出机构；浇口形式采用侧浇口。 方案二：为了 方便加工和热处理 型芯采用整体型芯；型腔是 整体镶嵌式结构 ；抽芯是机动抽芯； 收音机上壳为方形，尺寸比较大， 模具推出机构结构采用推杆脱模 ；为了满足制品表面质量要求与提高成型效率采用侧浇口。 表 经过两种方案的对比，方案二的可靠性高，经济性价比高，故选此次模具设计选用方案二。 四、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作。 1、重点及难点 : 本课题研究的重点是模具总体结构的设计优化选择 ,应用相关软件进行零件图和装配图绘制 ,以及对模具结构进行三维剖析输出开合模具结构图 以及模具三维结构剖析和开合模具图输出 . 2、前期工作： （ 1）查阅了相关专业资料为设计做好准备； （ 2）完成注塑模具 绘制、文献综述； （ 3）完成了零件图的测绘及其工艺性分析； 方案 优点 缺点 方案 1 此方案的优点是结构简单，制造方便。 成本较高。 方案 2 此方案生产效率高，操作简便，动作 成型时的脱模 可靠，方便脱出流道凝料。 与复位不够流畅。 - 4 - （ 4）进行了模具结构的分析，拟订了两套备选结构方案。 五、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）。 第 1 周第 3 周：查阅资料，完成基础知识的积累和开题报告。 第 4 周第 7 周：模具型腔，型芯几何尺寸计算。 第 7 周第 10 周：三维建模软件对零件进行建模。 第 11 周第 14 周：浇注系统、冷却系统、脱模机构各个部分的具体设计。 第 15 周第 16 周：完成毕业论文。 六、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 - 5 - 七 、在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 - 6 - 参考文献 01 陈世煌，陈可娟主编 J2009（ 1）： 17202 陈万林等编著 J. 塑料工业 ,2000（ 7）： 5803 陈志刚主编 J. 装备制造技术 ,2002（ 2）： 9804 翁其金主编 J. 塑料制造 ,2001（ 11）： 15702 模具制造手册编写组 J. 科学咨询 ,1999（ 4）： 3706 黄毅宏，李明辉主编 J. 模具工业， 2001（ 12）： 17907 陈 剑 鹤 主 编 ， 任 建 伟 审 . 模 具 设 计 基 础 R. 2003 （ 4 ）： 119 08 李云程主编 J. 机械制造与自动化 ,2004（ 9）： 2609 陈万林 M 械工业出版社， 2000,610 刘建超等主编 . 冲压模具设计与制造 M. 机械制造， 2004（ 7）： 4811 张荣清主编 J. 电子世界 ,2004（ 3）： 1112 齐卫东主编 . 塑料模具设计与制造 J. 机床与液压 ,2004（ 4）： 713 罗庆生，韩宝玲，潘春荣主编 J. 2000（ 6）： 5514 齐贵亮主编 J):5915 李奇、朱江峰编写 J. 2006（ 3）： 2616 陆松，孟惠荣主编塑 料齿轮的热分析 J塑料制造 ,2003（ 5）： 1117S. K. S. K. S. 1995, 1) 18 J 1997， 106 19P. Y. K. S. . F. A 001,18:624632. 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 收音机中框零件注塑模设计 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 4 月 摘要 本 次设计 主要讲述收音机中框零件塑件进行模具设计的毕业设计。论文综述了国内模具设计的研究进展及研究现状、分析课题的研究背景、阐述课题研究的意义和内容。 首先分析塑件工艺结构，了解塑件的技术要求，测量塑件尺寸，绘制塑件图，选用 料，设计出一套一模一腔的塑料模具。同时，详细叙述了设计过程如何分析塑件制品的结构、性能，确定成型方案，成型部分的设计，导向机构、浇注系统、顶出机构、排气、冷却系统等，接着分析了如何选择模具钢种、模具标准件。 本套模具设计结合了机械制图， 差配合，模具 设计，机械制造技术模具工艺学， 专业课程的知识，讲述了塑料模具结构设计的步骤，详细介绍了一套塑料模具设计的全部过程。 关键词 ： 型腔；型芯；模具设计 of on to of of on at of a a BS of At in to a so G a of a of to of 录 1 绪论 . 1 具介绍 . 1 具在加工工业中的地位 . 1 具的发展趋势 . 1 计在学习模具专业中的作用 . 2 2 该塑件材料分析和工艺性分析 . 3 料分析 . 3 艺分析 . 3 3 拟定的成型工艺 . 4 件的成型方法 . 4 件的成型参数 . 4 定型腔数目 . 4 算制品的体积和重量 . 4 定型腔数目 . 4 4 浇注系统的设计 . 6 件在模具中的位置 . 6 腔的布置 . 6 型面的选择 . 6 定浇口形式及位置 . 7 流道的设计 . 8 流道设计 . 8 料穴设计 . 9 5 成型零部件的设计 . 10 型零部件的结构设计 . 10 型零部件工作尺寸计算 . 11 型零部件的强度与刚度计算 . 12 6 结构零部件的设计 . 14 用注射机及模架 . 14 选注射机 . 14 标准模架 . 15 模板与动模板的设计 . 16 模导向机构的设计 . 16 推出机构的设计 . 18 件力的计算 . 18 定顶出方式及推杆位置 . 18 8 侧向分型与抽芯机构设计 . 20 侧抽芯机构设计 . 20 算斜导柱倾斜角 . 21 算斜导柱直径 D . 21 算斜导柱长度 . 21 侧抽芯机构设计 . 21 算斜导 柱倾斜角 . 21 算斜导柱直径 . 22 算斜导柱长度 . 22 9 温度调节系统设计 . 23 10 排气 系统设计 . 24 气不良的危害性 . 24 气方法 . 24 气槽结构 . 24 11 产品及模具的三维造型 . 25 12 注塑机参数校核 . 29 大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 . 29 模行程的校核 . 29 具与注射机安装相关部分尺寸校核 . 29 13 绘制图纸并编写技术文件 . 30 制各非标准零件图纸 . 30 写加工工艺和装配技术 . 31 配要求 . 32 合要求 . 32 设计总结 . 34 致谢 . 35 参考文献 . 36 毕业设计（论文）知识产权声明 . 37 毕业设计（论文）独创性声明 . 38 1 绪论 1 1 绪论 具介绍 模具的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。除部分冲模以外的上述各种模具都属于腔型 模，因为它们一般都是依靠三维的模具型腔是材料成型。其中塑料模约占模具总数的35，分额最大而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。 具在加工工业中的地位 模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。它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。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分， 又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 90的产品的零件，组件和部件的生产加工。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。 具的发展趋势 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了 用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论毕业设计（论文） 2 是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断 的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1） 注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （ 2） 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （ 3） 推广 术；模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高 模具设计制造水平。 （ 4） 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 计在学习模具专业中的作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的工艺要求，掌握模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，结合模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺 。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 2 该塑件材料分析 和工艺性分析 3 2 该塑件材料分析和工艺性分析 料分析 该产品的成型材料是 本特性： 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 有良好的综合力学性能。丙烯腈使 良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为 极好的抗冲压 强度，且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、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70C 左右，热变形温度为 93C 左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆；主要用途： 泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等；成型特点： 以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大， 吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇 口对流道的阻力；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 50 60C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在 60 80C。 艺分析 1） 该塑件尺寸不大，一般精度等级。属于中等难度的塑料模具。包括了模具的基本结构，其中有外侧抽芯两处，内侧抽芯五处（五处内侧抽芯基本尺寸及结构均一致），插穿两处。 2） 为满足制品表面质量要求与提高成型效率采用侧浇口。 3） 为了节约成本和方便加工与热处理，型腔和型芯均采用整体镶嵌式结构。 4） 升温时粘度增高，所以成型 压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大，要有足够的脱模斜度 防止顶角； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力，要注意浇口位置防止和减少熔接痕；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。模具温度应控制在 60 80。 3 拟定的成型工艺 4 3 拟定的成型工艺 件的成型方法 热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料 用注射成型。 件的成型参数 根据制品结构特点及选定的原料 拟定如下工艺参数）。 塑料名称： 度（ g/： 算收缩率（ %）： 具温度（ ）： 50 60 注射压力（ 60 100 成型时间（ s）： 注射时间 15 60； 加压时间 0 3； 冷却时间 20 90； 总周 期 50 160 适应注射机类型：柱塞式 定型腔数目 算制品的体积和重量 通过三维制图 件测量得 : 单件塑件面积 S=27765单件塑件体积 V=18837查有关资料可知 密度为 则单件塑件重量 m=20g 定型腔数目 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定： 1） 根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则，并略准备时间试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。 2） 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目，当成型大型平板塑件时常用这种方法。毕业设计（论文） 5 3） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目 ,根据经验，每加一个型腔制品尺寸精度要降低 4%，对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致，故推荐型腔数目不超过 4 个。 由于单型腔模具具有塑料塑件的形状和尺寸一致性好，成型工艺条件容易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点，并结收音机外壳的质量要求，根据本产品的生产批量及尺寸精度要求采用一腔一模，所以采用单型腔模具。 4 浇注系统的设计 6 4 浇注系统的设计 件在模具中的位置 腔的布置 主要考虑塑件在分型后能保留在动模上以便脱模，并结合塑件的结构特征应将型腔设置在定模侧，型芯设置在动模侧。 型面的选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则： 1） 分型面应选择在塑件外形最大轮廓处 2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模 3） 分型面的选 择应保证塑件的精度要求 4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 5） 分型面的选择要便于模具的加工制造 6） 分型面的选择应有利于排气 除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。 综合考虑以上的设计原则并结合该塑件的结构特点和质量要求，应采用阶梯分型面。如图 4实线所示。 毕业设计（论文） 7 图 4型面 定浇口形式及位置 对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则： （ 1） 了解塑料的成型性能 （ 2） 尽量避免或减少熔接痕 （ 3） 有利于型腔中气体排出 （ 4） 防止型芯的变形和嵌件的位移 （ 5） 尽量采用较短的流程充满型腔 （ 6） 流动距离比和流动面积比的校核 为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合塑件质量要求，本模具应采用侧浇口，由两处浇口进料。浇口位置如图 4示 浇口直径可以根据经验公式计算 d=（ 4 2 式中 d浇口直径（ 塑件在浇口处的壁厚（ A型腔的表面积 d=（ 134911(浇口直径也可根据经验值取 d=1浇口锥角取 015 浇口倾斜角取 015 毕业设计（论文） 8 图 4口位置 流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定锥度 1） 主流道设计成圆锥型，其锥角为 2 6，内壁粗糙度 流道截面设计成圆型截面，加工容易，且热量损失与压力损失均不大为常用形式。圆形截面分流道的直径可以根据塑料的流动性等因素确定，该塑料件采用 动性为中等，所以选圆形截面。根具经验分流道的直径可以取 d=56据型腔在分型面上的排布情况设置分流 道。 2） 主流道大端成圆角，半径 r=1 3减小料转向过度时的阻力。 3） 在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于 60长则会影响流体的顺利充型 4） 对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用 H7/度配合与定位圈的配合采用 H9/隙配合 5） 主流道衬套一般选用 造，热处理强度为 52 56据 常用塑料直浇口尺寸 表，选主流道始端尺寸 d=端尺寸D=4 口套始端半径 R=机床喷嘴小经 d +（ 1） =10+(1)=11锥角 a=2。其长度尺寸取 L=40余尺寸见图。主流道内壁粗造度 光时要沿轴向进行。 浇口套与定位圈采用 H9/配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小 下。浇口套与模板的配合为 H7/ 流道设计 毕业设计（论文） 9 分流道设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 1） 分流道的形状与尺寸 分流道的截 面尺寸视塑料的品种、塑件是尺寸、成型工艺条件以及流道长短等因素来确定。通常圆形截面分流道直径为 2 10 。本塑件采用的是 于 流动性能较好且分流道长度教短时，因此分流道采用圆形截面。初选直径为 3 ，具体尺寸由修模时修正。 2） 分流道的长度 具体尺寸根据型腔的太小而定 3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却 ,只有内部的熔体比较理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般 外层塑料冷却皮固定 ,形成绝热层。 4） 分 流道在分型面的布置形式如图 4据以上设计参数校核流动比 （ 式中 流动比距离 具中各段料流通道及各段型腔的长度（ 具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（ =60/7/5+2 /2+140/2=98为影响流动比的因素主要是塑料的流动性， 料的流动性为中等，经查有关资料可知 许的流动比 =210 110，所以 料穴设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋的 冷料 ，以避免这些冷料注入型腔而影响塑件质量；还有便 于在流道处设置主流道拉料杆的功能。开模时又可以将主流道的冷凝料拉出，冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。分流道冷料穴当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的 2 倍。 本模具采用 Z 形拉料杆，如图 4示。设计的具体尺寸详见零件图。 图 4料杆 5 成型零部件的设计 10 5 成型零部件的设计 型零部件的结构设计 由于塑件抽芯机构多且复杂，为了便于加工制造，型芯型腔均采用整体镶嵌式，只有型腔有两处镶 嵌小型芯。 （ 1） 本塑件有 300 个 1 的小浅通孔和 260 个 1 深 1 孔。由于现代制造技术的先进，那 560 个孔可以做成电极利用电火花来加工，没有必要分别制造 560 个小型芯镶件。 （ 2） 图 5示，两个外侧通槽和一个凹面均采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，把两个凹槽连大的凹面一起做成滑块成型 图 5个外侧通槽 （ 3） 图 5示，五个内侧凹槽，采用常用的内侧抽芯，利用内侧抽芯滑块机构。 图 5个内侧凹槽 （ 4） 图 5示，采用插穿成型 毕业设计（论文） 11 图 5穿成型 型零部件工作尺寸计算 （ 1） 由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以 一些性能 : a 必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压； b 有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使其硬度达到 上； c 对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理； d 材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在 下； f 切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好； e 熔焊性能要好 ,以便修理； j 成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为 10，轴类零件为h7 （ 2） 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 经查有关资料可知 料的收缩率是 平均收缩率为 : S=（ /2=型腔工作部位的尺寸： 型腔径向尺寸 0 01 L （ 型腔深度尺寸 0 01 H （ 型芯径向尺寸 00 1z l （ 型芯高度尺寸 00 1z h （ 中心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s C （ 式中 毕业设计（论文） 12 L塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（ l塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ H塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ h塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ C塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ x修正系数，取 塑件公差（ 模具制造公差，取（ 1/3 1/4） 。 各工作部位尺 寸计算结果详见相应零件图纸所标明 通常，制品中 1小于 1带有大于 差的部位以及 2带有大于 差的部位不需要进行收缩率计算。 型零部件的强度与刚度计算 注射模在工作时要承受各种作用力，这就要求注射模的各个零件必须有足够的强度和刚度，因此，设计时对注射模主要零件应根据工作受力情况予以必要的强度及刚度的计算，并对其结构进行合理的设计。在实际工作中，对一些小型注射模的刚度或强度的计算，常常是根据经验予以设计并粗略确定其尺寸，然后对一些主要成型零 件按具体受力情况作必要的验算。 为了方便加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体形式。因此，型腔的强度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推荐数据。经查有关资料可知型腔侧壁厚 S=25承板厚度计算可以经过 燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 5示 毕业设计（论文） 13 图 5秀工具箱承板厚度计算器 6 结构零部件的设计 14 6 结构零部件的设计 用注射机及模架 选注射机 1） 注射量：该塑料塑件单件重量 m=148g 浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 V= 粗
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