电源保险座壳体的塑料注塑模具设计【抽芯】【SW】-[机械毕业设计论文A3255]
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电源
保险
壳体
塑料
注塑
模具设计
抽芯
sw
机械
毕业设计
论文
a3255
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，42页，19100字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文一份。
SW图一套。
图纸共19张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-动模固定板.dwg
A2-型腔固定板.dwg
A2-型芯固定板.dwg
A2-定模座板.dwg
A3-型腔.dwg
A3-推杆支撑板.dwg
A4-保险座.dwg
A4-垫块.dwg
A4-复位杆.dwg
A4-定位环.dwg
A4-导套.dwg
A4-导柱.dwg
A4-拉料杆.dwg
A4-斜导柱.dwg
A4-斜滑块.dwg
A4-水嘴.dwg
A4-浇口套.dwg
A4-顶杆.dwg
- 内容简介：
-
A be as a It is of a - to is to be of of or of or of to - to of to on L to be as as to of of on on of to of By - be to as of on Do to be by or to a in of A of a of in he to to be as of a to of at a .5 of at in , to at of An of to be in be to an as as of * or to * As a C/A 6 at of to in to as a of in a at of in to of to a of a to of to as or to a in or on to of a of a as of As in of A in a by is as as 0% of to of be to to or to he to of an in be so at or in to to or to of to of an to on of as of or it to in of of a a of or to To be to be of of to an of 2, 4, 8, 16, 32, as in in to of a in of be if an to in in a of of to As a be no , at a of .5 to at or at or to on Be do as no to of to be in of in or a of A of of a or of to to no of to on at to or no to or in of of a to a “Z”to by of a at of To by as in or on to or a or a to a to on of to in or in if is or if is to be at of to to as or of or to on an be to at of in a up to to of to of be DM on of a as on at C, ay or to On of on a to in or be a in as to a a of 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： 施普林格出版社 附 件： 1. 原文 ； 2. 译文 2013 年 03 月 一个典型的注塑模具设计指南 这份清单可以用来作为注塑模具设计工程师一般的参考指南 。 一个模具的设计过程 它分为三部分 。 第 1 部分 1 检查 安装模具的注塑机， 这将帮助您确定 模具的尺寸 和结构， 为了方便安装 。 主要考虑以下几方面 ： 定位环大小（或其他定位方法） 喷嘴尺寸 夹紧 装置 （自动或手动） 温度控制系统 2 确定 型腔的大小和体积要求 。 这将帮助你 确定所需的材料和优化的模具结构 。 3. 确定浇口位置和大小。 4 确定 顶杆的具体位置 第 2 部分 始 布局： 1 将型腔定位在紧挨模具中心的位置以减小尺寸和流道长度 2 确保 模塑部分在动模部分，分型线方便开模 3 水路应该尽可能的均匀地定位在型腔周边 4 顶针在型腔凹面的下面 5 利用小顶针和矩形顶针模具的顶出指南 6. 利用眼 螺栓孔，便于安装和拆卸。 7. 安装模具打开防锁装置 8. 为了使模具在组装和维修时容易打开在分型面的拐角处建立凹槽 这个时候，你可能会问， 模具机构是否得到顾客的确认 第 3 部分 1 检查材料收缩。 寻回部分（角落） ，有可能显着偏转和变形。 2. 保持均匀壁厚。 3. 角 度 须符合尺寸公差。 4. 隔开型芯板是为了加工方便和排气道 5. 浇口、型芯和型芯闭合系统组成的嵌入机构的设计的更好是为了修改和修理方便 6. 留意型芯的变形 7. 为了射出平衡， 定位好顶杆位置 8. 详述 /零件图：包括所有必要的参数，为加工型材料，数量，表面光洁度 /质地，尺寸，公差和许多更多。 不要以为机械师明白一切。 任何设计 变更和修改模具， 必须经过顾客和模具使用者的同意 几个 小改动 ，可能会让你的模 具质量大大提高 标准的卧式注塑机通过固定模板中心的流道将熔融树脂注入到模具中。注塑模具 的浇注系统通常包括主流道、分流道和浇口，熔融树脂最后通过浇口注入到模具的型腔中。下面将对 浇注系统的各个部分进行详细论述。 一、 主流道 主流道，与注塑机喷嘴 在同一水平轴线上并与其 相连接，将熔融塑料注入 到模具中的理想位置 ， 通常 注入至分型面。浇口套 通常作为独立零件固定在模具上，以使熔料更准确的注入到模具型腔中（如图 1）。 浇口套中主流道与注塑机接触处作成半球形的凹坑，二者应严密配合，避免高压塑料熔体从二者之间溢出，凹坑球半径应比喷嘴球头半径大 1 2浇口套中流道垂直于分型面， 为便于流道凝料的脱出 ，将流道 设计成圆锥形 ，锥角从小端直径开始以1/32英寸的增量从 5/32增加到11/32。 流道的设计将影响到模具的生产效率及其加工难度。 在大多数注塑模具中最大的溢料问题就是发生在注塑机喷嘴与模具浇口套接触的间隙处 。 这个区域是所有浇注系统中 熔体流动速度最高的，一个合理的细直径流道 可以产生较大的材料剪切作用，促使物料的进一步熔融，而且可以增大物料的充填速度和压力，减少制件的表面缺陷。 主流道小端直径应比注塑机喷嘴孔直径约大 1免物料在二者接触的地方冷凝成比主流道直径大的凝块，使主流道凝料无法脱出。 主流道直径的大小很大程度上决定着物料容积流量、注射量的大小、充填速度，同时影响到特定流动特性树脂成型所需要的 容积流量。 尺寸较大的制件和需要高充填速度的制件要求主流道的直径较大，以避免 物料过量剪切带来的问题。 通常情况下， 无定形树脂和混合物如 及 金等成型时所需主流道和分流道尺寸要大于半晶质树脂如 所需 的尺寸。 图 2 所示为典型非晶拜尔树脂成型时所需的主流道尺寸与总注塑量和预计充填时间的关系。 因为主流道中剪切速率达到最高发生在小端口以下 2 英寸的地方，在这个地方同时会产生大量的剪切热，而且会造成压力损失，图中所反映的结果适用于不同长度的流道。在一定程度上制件的几何形状会影响到充填时间。例如，具有壁厚不均匀特点的制件在注塑时就需要较高的充填速度，以此来避免制件薄壁处的提前冷却凝固，对制件的质 量造成影响。其他几何形状的制件则需要较慢的充填速度来避免制件表面缺陷的产生或超过模具锁模力的要求，发生事故。 主流道大端的直径随着流道的长度增加而增大， 标准的 主流道锥角一般为 2 4， 因此长度增加将导致其大端直径的增大。而较大的 主流道直径将使冷却时间加长，也因此还增产成型周期，同时还会增加修模问题。 热浇道 注塑模中的主流道杯就可以解决这些问题。热流道浇注系统采用加热的办法或绝热的办法，在 整个成型周期中 从主流道入口起到型腔浇口止的流道中塑料一直保持着熔融状态 ， 缩短或取消了浇注系统凝料。 此外，有些模具结构中通过增加注塑机喷嘴伸入到模具中距离减短主流道长度，因此缩短了成型周期，省去了 脱浇注系统的时间和有时为了冷却粗大的浇注系统所需要耗费的时间。 二、 分流道 与主流道不同，分流道将从主流道过来的熔融塑料眼分型面引入各个型腔的那一段流道，因此开设在分型面上。分流道的设计直接影响到制件的质量和模具的生产效率。 过于粗大的分流道将会增加不必要的成型时间，延长成型周期，并且会增加其加工制作的经济成本。 反之，过于细小的分流道会增加注塑压力，也会增加加工难度和成本。 优良的分流道设计应兼顾到使各个型腔的同时充 满并均衡的补料，模具设计的可行性以及尽可能降低浇注系统凝料的重量。 熔融塑料在流经分流道的过程中由于模具模板对熔料的热量汲取使得熔融塑料进一步冷却。分流道增加了流道的总长度， 塑料在流道中的阻力增大， 增加了注塑过程中的压力降。圆形断面的分流道比表面积最小，因此热量损失小，阻力小，延长了熔料的冻结时间。由于加工的精度使得圆形截面与理想的圆形截面有偏离，造成各自的性能降低（如图3） 。 圆形截面的分流道需要同时在动模和定模上切削加工，而且要相互吻合，因此制造比较困难。 一个较好的改变是将流道制成 U 形断面，这样就只需要在一 个模板上加工，节省机械加工费用。 实际上，斜边与分型面的垂线 呈 10斜角的梯形截面分流道，热量损失和阻力损失均不大，几乎能达到圆形截面分流道的作用。 分流道浇注系统要消耗至少 40%的注塑压力。而这些压力的损耗基本上是在流道长度上的压降 造成的。通过优化到各个浇口的线程即可缩短分流道的长度。 例如，可以将带有转角的流道设计成对角形式或改变型腔的位置来缩短分流道的长度。 在设计多型腔模具的分流道时应 特别注意。 在 一次填充 成型一个组合件的不同制件时，分流道的设计必须满足使所有的制件在同一时间完成充填 ， 以 避免 首先填充的型腔过度充填或形成飞溅，减少制件的收缩变形以及其他的制件质量问题。 可以考虑利用计算机填充模拟分析来优化分流道的形状和尺寸， 保证各型腔同时充填，并均衡地补料（如图 4）。 同样的计算机分析模拟应用于多浇口制件的成型中。 同一制件的多型腔模具加工中，分流道 对应部位 必须作成同一尺寸使得各个型腔充填在同一时间内完成。 平衡式 分流道要求从喷嘴到各型腔浇口的距离是相等的。轮辐式的分流道设计在小制件的成型中效果较好。 但当型腔数量和大小都增大的时候，这种形式的分流道设计显然效果较差（如图 5）。 通常在设计中采用行列式布置型腔，而不 多采用圆周式布置。 行列式型腔布置通常 要求分流道有一主要的支流再加上一个二级流道分支最后连接到每个型腔中。 所谓平衡式布置就是指从主流道到各型腔的分流道和浇口 的 长度、形状、断面尺寸都是对应相等。 这种布置形式通常要求型腔的数目为 2 的倍数，如 2、 4、 8、 16、 32 等。如图 6所示。 通常分流道的直径尺寸随着型腔数目的增加从主流道起到各型腔的浇口越来越小，以此来分摊来自主流道的熔融塑料。 假设熔料是不断地等量、等压的注入到模具中，则可近似的认为在每个分流道的分支处 将平均的使熔料进入到型腔中。模具流道中熔融塑料的流动速率将限 制型腔的数目，因为如果没有足够的充填速率和充填压力有的型腔则不能完全的充满。 人为均衡 的平衡式分流道同样可以使各型腔同时充填，而且还大大缩减了分流道的容料体积。这类分流道是 改变 非平衡式的分流道 各段流道的 断面尺寸 ， 使从主流道到各个浇口的压力降相等。例如在阶梯形分流道系统中，最常用的人为均衡方法就是将第一级分流道直径加大，使流入第二级分流道中的熔体能等量的同时进入到各个型腔中。 第二级的分流道也加工成较小的尺寸以达到最短的充填距离（如图 7）。 这种设计须通过合理的改变第二级分流道尺寸并且要有足够的流 道长度使各型腔平衡进料。 在设计中，通常第二级分流道的长度不得小于从主流道与分流道连接处到型腔浇口这段流动距离的 1/5。 在三板式模具中，熔融物料首先经过第一分型面（成型分流道的主干部分）然后沿着垂直于第一分型面的分流道分支部分进入到 第二分型面（成型制件）。 通常将从分流道主干部分到浇口的那段分流道表面做成锥形表面 ，锥角一般做成 2 4，这样设计可以便于将流道系统凝料脱出。但也要避免长距离的锥面，因为距离增大会 过度 减小 分流道与浇口连接处的流道直径，那样将增大充填阻力，使得压力降增大。 此外，在设计三板式模具的分 流道系统时 应在分流道主干的两端设计一个 拉料 杆 ，这样做的目的是使流道系统凝料在第一分型面打开时就将流道凝料从制件上脱离，然后第二分型面打开将制件顶出。 但要确保这个 拉料 杆 不会影响到熔料在流道中的流动。 图 8 所示为三板模分流道以及浇口的 设计原 则。 三、浇口 除了在热流道模具中 ，主流道直接与模具型腔相通无需分流道，一般情形下，分流道与型腔是通过浇口相连接的。 浇口是浇注系统的关键部位，其形状和尺寸对塑件得质量影响很大。浇口在大多数情况下是整个流道中断面尺寸最小的部分，主要起着两大作用。首先， 浇口对充模流动起着控制 作用。它可以冷却熔融塑料并且可以防止 已填充到 型腔中的熔料回流到流道中 。而且 在制件和 流道中的熔体固化之前浇口可以 继续保持填充压力，对型腔进行压力保持， 进一步的对型腔进行补料， 这样可以保证制件的质量。 其次，浇口是流道系统中断面尺寸最小的部分，成型完成后制品与浇注系统 在 浇口处分离。 大多数形式的浇口 都是直接开设在分型面上。 常见的边缘浇口（如图 9） 具有矩形或接近矩形的断面形状，开设在分型面上，从制件的边缘进料。 在设计拜尔热塑性塑料成型所用的边缘浇口时， 浇口的厚度和从分流道边缘到型腔边缘的长度都要有所限制，最大不得超 过 寸。 边缘浇口的优点是浇口便于加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适于各种塑料品种。它的最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭的时间。 浇口封闭时间即补料时间，主要由浇口的厚度决定 。当厚度决定后，根据塑料的流动性能选择适当得剪切速率和流动速度，再依据制品的重量（或体积）确定浇口的宽度，因此矩形的边缘浇口容易调整到最佳的工艺条件。 相对于其他自封闭的浇口 ，边缘浇口的剪切速率较小，充填阻力小。因此边缘浇口更适合于剪切敏感材料、高粘度物料、高表面质量要求的制件和大体积的制件。 扇形浇口和平缝浇口 是边缘浇口的变异形式 （如图 10）。 常用来成型宽度较大的薄片状制品。扇形浇口 在成型壁厚较厚的制件时要比标准的边缘浇口有更好的充填性能和制件质量。 扇形浇口使物料在横向得到均匀分配，可降低制品的内应力和空气卷入的可能性 ，能有效地消除浇口附近的缺陷。度从 6该浇口所在边型腔宽度的 1/4。浇口的横截面积（垂直于料流方向的断面积） 不宜大于分流道的横截面积。 平缝浇口更适合于成型大面积的扁平制件。 物料以较低的线速度平行地均匀地进入型腔，降低了制件的内应力，特别是 减少了因取向而产生的翘曲，提高了制件的质量。 直角浇口（或护耳浇口）是边缘浇口的另一种变异 （如图 11） 。 塑料熔体冲击在凸出块对面的壁上，从而降低 流速，改变流向，避免了喷射，使物料均匀地进入型腔。护耳浇口的凸出块在制件成型后可予以切除，在不影响使用的情况下也可以不除去。 此种浇口常用于聚碳酸酯、 有机玻璃等塑料的成型。 特别适合于成型要求高的透明制品。 边缘浇口也可以延伸到制件的平行边缘（如图 12）。 这种浇口设计形式为 Z 形分流道加上较宽的浇口以及分流道末端的冷料井，可以使熔料均匀的注入制件型腔中 ， 避免了制件的质量问题。 此外还有一种设计形式，就是可以在制件的边缘一侧 进行浇注，此时浇口可以连接在制件的边缘下端（如图 13）。 潜伏式浇口（又名隧道式浇口）由于避开了分型面在制件的侧面或背面较隐蔽处进浇，因此不会在制件的表面留下浇口痕迹，不致影响到制件的美观。 由于此类浇口的独特设计， 进浇点潜伏在分型面的下方，沿斜向进入型腔，在动定模分型或推出时流道和制件被自动切断 ，如图14 和图 15 所示。由于流道可以自动切断，故分型或推出的时候必须有较强的力量，而且在动模一侧必须安装有拉料杆，这样才能使流道在自动切断的 时候不跟随制件一起脱出。流道与浇口连接的过渡地方必须有柔性以使流道凝料轻易地从模具中拔出。如果分流道过于粗大使得凝料变得脆硬或者是拉料杆离进浇口距离太近，就会造成流道凝料在自动切断时 拉伤模具表面或流道凝料的部分留在模具中堵塞了流道。 因此对于强韧的塑料，潜伏式浇口设计是不适宜的。 通常情况下拉料杆的位置应至少远离进浇口两倍以上分流道直径。 靠近型腔的流道边缘必须足够的锋利 ，这样才能彻底干净的流道凝料切断并去除。 如果成型材质比较脆硬的材料如玻璃或成型比较柔韧的塑料时，须对浇口处进行硬化处理如局部淬火或镀硬质金属，以 削弱制件成型完毕 后推出时对模具的磨损。 或者是在进浇口处做一个硬质嵌件，可以在磨损失效后方便地更换。 潜伏式浇口设计成锥体形，加工较方便，而且锥角必须足够大，以方便流道凝料脱出 ，而且分流道的锥度也必须在一定的角度范围内 （如图 16）。 改进的潜伏式浇口（如图 17）是将进浇口处做成一个截头圆锥，其中一角与型壁相交贯通形成浇口，该分流道较粗， 可以 降低压力降 ，减弱熔体的剪切。利于补料，保证制件的成型质量。 圆弧形潜伏式浇口是从制件上平行于分型面的内侧表面上进料。如图 18 所示。 此类浇口的加工与其他形式的 潜伏式浇口的加工方式不同，需要在模板 里切削或利用点火花加工出圆弧状的分流道，因此加工较为困难。 在注塑过程中熔融物料必须经过这段圆弧状的分流道 注入到浇口处。 这种浇口适合与在注塑温度下仍然具有一定弹性的塑料， 如 及一些其他的非结晶树脂。 应避免将这种形式的浇口应用到成型硬脆或有较大刚度的塑料材料。 这种浇口通常适合应用在扁平塑件的成型中。 图 19 所示为圆弧形潜伏式浇口的设计 原则。 点浇口是将熔融塑料直接从制件上平行于分型面的上表面注入到型腔中。 点浇口是一种尺寸很小的浇口，物料通过 时有很高的剪切速率，这对于降低假塑性流体的表观黏度是有益的，熔融物料通过小浇口时还有摩擦生热提高料温的作用，使黏度进一步降低。采用点浇口时，模具应设计成双分型面的三板式模，流道凝料和塑件分别从不同的分型面取出。 点浇口在开模时容易实现自动切断，制件上残留的痕迹很小。 点浇口的直径为 2见为 ，视物料的性质和制件的重量而定。点浇口与制件相接处采用圆弧或倒角，使浇口拉断时不致损伤制件。 如图 20 所示。 当制件尺寸较大时，可以开设几个浇口从几点同时进料，这样可以缩短流程，加快进料速度，降低 流动阻力，减少翘曲变形。 对于薄壁制件，由于点浇口附近的剪切速率过高，增加局部的应力，甚至开裂。 盘形浇口主要用于圆筒形制件或中间带有孔的制品 ， 如过滤体、齿轮等， 这样 的设计 可以使进料均匀，在整个圆周上取得大致相同的流速。 通常浇口直接与主流道相接，直接填充型腔。如图 21所示。这种浇口的缺点是 流道系统部易去除，去除后有明显的痕迹，会影响到制件的美观。 毕业设计 (论文 )中期 报告 题目： 保险座塑料注塑模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 20 日 1 本次设计的塑料件为一 保险座 ，产品特点为： 塑件的 尺寸较小 。 在结构设计时需考虑 凹模凸模的合理安排 ，及 塑件侧面的小孔抽芯机构 。 零件 塑件三维图 文）进展状况 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，并进一步的完成了模具装配草图的绘制。 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。 定主流道的形式 和尺寸 。 其浇口套的尺寸 如图所示。 2 浇口套形 式与尺寸 定模腔数量及其排列方式、浇口形式。 圆形端盖外形尺寸不大，为了我降低注射成本，根据所选注塑机的注射量，采用双 型腔的模具 。 侧浇口 侧 浇口结构形式 算并校核型腔部分的强度和刚度，根据 保险座 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。 成了对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算。 成了模具零件结构设计。比如：导柱、导套、拉料杆、复位杆、顶 杆、 滑块等等。 步绘制 保险座 的模具装配图如图所示。 3 模具装配图 制 了部分 零件图。 据未进行校对。 解决措施：校对数据并修改装配图尺寸 善模具结构装配图，并完成所有零件图的绘制工作。 成模具零件的选材、工艺规程的编制。 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 ， 准备答辩 。 4 指导教师签字： 年 月 日 1 毕业设计 (论文 )开题报告 题目： 保险座塑料注塑模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 25 日 2 文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况 题研究背景和意义 塑料注射模具的设计是在当今大部分塑料制品生产中的第一个环节，各行各业，各种产品几乎都要用到注射模生产的塑料零配件，因此掌握塑料注射模的设计技能是机械设计工程师的基本要求之一。 5 通过塑料制品的注塑模具设计，能够熟悉和掌握塑料制品设计全过程，能够根据不同塑料材料的性能，塑料结构特点，选择适当的模具结构，并掌握模具主要零件的强度计算及主要零件的尺寸确定，掌握材料的选择，通过该设计，应能检查外语翻译及理解能力，能熟练运用计算机进行设计和绘图。通过设计后，能够完全独立完成中等难度以上塑料注射模具设计，并能在选 材，结构设计等方面进行经济技术分析。 1 内外研究情况 目前，欧洲模具业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到 2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。”据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快 44%和 61%左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的 91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了 25%左右。据统计 ,前些年全球 58%的模具是由 德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到 1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至 22%左右。 3这位教授高兴地说 ,鉴于中国廉价劳动力成本的优势和整体经济持续快速发展的良好势头，中国模具发展的前景将十分广阔 。 2 2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 课题研究的主要内容： 析塑料的材料、形状、结构对注塑成型的影响。 行模具的结构设计：包括注塑机的选型，分型面得确定，浇口形式等。 成有关成型零件 工作尺寸的计算。成型型腔壁厚计算。冷却水道面积计算等。 产批量 10 万件。 成模具装配图及主要零件图的绘制。 文撰写符合管理规范手册要求。 采用的研究方案 及方法 ： 3 保险座 根据产品内部结构比较简单外部结构比较单一，抽芯机构比较难的特点，为提高生产效率，模具结构采用一模 两 腔。 方案一：采用活动镶块和斜导柱进行侧抽芯，浇注系统采用两板式点浇口； 方案二：采用哈佛块，斜导柱进行侧抽芯，浇注系统选用侧浇口； 综上 比较 ，选择第二种方法比较合适。 究的重点及难点，前期已开展工作 点及难点： 本模具设计的塑料件形状结构较单一，其重点是设计出结构合理的抽芯机构，本课题的一个难点是考虑生产效率和成本设计一模多腔的行腔结构。 期已开展工作： 初步查阅了资料，对注塑模具设计的流程有了一定的了解； 对 保险座 的结构有了初步的了解，并绘制了 进度安排： 第 1周 查阅和收集资料，初步了解课题； 第 2 保险座 的结构分析与绘制，初步计划设计方案，完成开题报告； 第 4 尺寸计算； 4 第 7 具体 结构 和模具零件的绘制，翻译外文文献； 第 10 完成中期报告； 第 12 绘制零件图及装配图； 第 15 对所有图纸进行校核，编写设计说明书， 撰写毕业论文； 第 18周 毕业答辩。 5 参考文献 1齐卫东 塑料模具设计与制造 M 北京 :高等教育出版社 2005 2屈伟平 国内模具行业发展现状从在问题及对策 工程机械 广西桂林 3屈华昌 塑料成型工艺与模具设计 M 北京 :高等教育出版社 2010 4李秦蕊 塑料模具设计 西北工业大学出版社 1988年修订本 5申开智 塑料成型模具 M北京 :中国轻工业出版社 2006 6陈剑鹤 模具设计基础 北京： 机械工业出版社 2003 7李秦蕊 塑料模具设计 西安： 西北工业大学出版社 2006 8张中元 塑料注射模具设计：入门到精通 北京：航空工业出版社 9孙 锡 红 我 国 塑 料 模具 发展 现 状 及 发展建议 电 加 工 与 模具 2010 10申开智 塑料成型模具 北京： 中国轻工业出版社 2002 11屈 华 昌 塑料成型工艺与模具设计 北京：国防工业出版 社 2008 12陈万林 实用模具技术 北京： 机械工业出版社 2000 13陈志刚 塑料模具设计 北京： 机械工业出版社 2002 14 付伟 陈碧龙 注塑模具设计：原则、要点及实例解析 北京：机械工业出版社 15贾润礼，程志远 . 实用注塑模设计手册 M. 中国轻工业出版社， 2000. 16S, B, A (2003) of an 17a . of a an 002 18 in 6 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ， 单面打印 ；其他格式与毕业论文要求相同。 2） 开题报告由各系集中归档保存。 3） 开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。 不进入 正 文 ，可以作为附件放在开题报告后面。 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 I 西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 保险座 塑料注 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 险座塑料注塑模具设计 摘要 模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它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。本论文主要介绍了保险座的塑料注塑模具的设计。 设计中首先通过 分析塑件的形状及工艺特性，选择了合适的模具设计方案；其次是对注塑机的选择，包括注射机的初选和注射机有关参数的校核，并确定了注射机；再次完成模具的结构设计，包括分型面的选择和确定、型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统的设计、成型零件结构设计、抽芯机构设计、推出机构的选择、冷却系统的设计、标准模架的选择。最后对成型零件尺寸进行计算，确定工艺参数。 采用此模具能够保证塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、结构简单、开模容易、效率高，具有较强的实用性。 关键词 ： 塑料注塑模具；注塑机；结构设计 he of is in It is an of of on of of in of is of of To of of of to 要符号表 K 安全系数 E 材料弹性模量 料的最大收缩率 模阻力 料的最小收缩率 C 型芯成型部分断面的平均 位面积的包紧力 h 型芯被塑料包紧部分的长度 s 塑件公差 位面积的包紧力 D 腔 型腔內形尺寸 安全系数 料平均收缩率 S 顶顶出行程 件外径基本尺寸 1 富裕量 件內形基本尺寸 2 顶出行程富裕量 h 腔 凸模 /型芯高度尺 寸 倾斜角 件內形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力 模受的总压力 P 斜导柱所受的弯曲力 F 塑件的投影面积 塑件收缩率 P 型腔压力 f 摩擦系数 K 修正系数 塑料泊桑比 B 动模垫板的宽度 L 支撑块的跨距 录 1 绪论 . 1 言 . 1 具发展现状及发展方向 . 1 料模具工业的发展现状 . 1 国塑料模具发展走势 . 3 课题的设计内容 . 5 2 模具方案的论证和选择 . 6 型面的选择 . 6 型面选择原则 . 6 型面的分类 . 6 型面的选择原则 . 7 型面的确定 . 7 3 注射机的选择 . 8 件的材料及其注射工艺性 . 8 工艺条件 . 8 腔数目的确定及分布 . 8 塑机的选择 . 9 射机参数校核 . 9 大注射量校核 . 9 大注射压力的校核 . 9 模力的校核 . 9 模行程校核 . 10 4 浇注系统的设计 . 11 注系统的作用 . 11 注系统的组成 . 11 流道部分设计 . 11 料穴设计 . 12 流道设计 . 12 口设计 . 13 5 成型零件工作尺寸的计算 . 14 响塑件尺寸精度的因素 . 14 具成型零件的工作尺寸计算 . 14 V 形收缩率 . 15 具成形零件的制造误差 . 15 件的磨损 . 15 具的配合间隙的误差 . 15 腔和型芯尺寸计算 . 15 腔径向尺寸计算 . 15 腔的深度尺寸 . 16 芯的径向尺寸 . 16 芯的高度尺寸 . 16 心距尺寸计算 . 16 模板的强度校核 . 16 6 导向机构设计 . 19 向机构的作用和设计原则 . 19 向机构的作用 . 19 向机构的设计原则 : . 19 柱、导套的设计 . 19 柱的设计 . 20 套的设计 . 20 7 脱模机构的设计 . 21 本考虑和要求 . 21 出机构的确定 . 21 件板脱模机构设计的特点和基本原则 . 21 杆横截面直径校核 . 22 模力的计算 . 22 杆直径的校核 . 22 8 侧向分型 与抽芯机构的设计 . 24 本考虑和要求 . 24 向分型与抽芯机构应具备的基本功能 . 24 芯机构的概述 . 24 导柱抽芯机构设计原则与确定 . 24 导柱抽芯机构的有关参数计算 . 25 芯距 S . 25 导柱倾斜角 的确定 . 25 导柱直径的确定 . 26 斜导柱长度的计算 . 27 块的设计 . 27 滑槽的设计 . 28 块定位装置 . 28 块的作用和结构形式 . 28 9 模具的材料 . 29 料模具用钢的必要条件 . 29 择钢材的条件 . 29 模具材料的选择 . 29 具的淬火硬度 . 30 具的表面粗糙度 . 30 处理的选择 . 30 10 模具的可行性析 . 31 它结构零部件设计 . 31 模具的特点 . 31 场前景与经济效益分析 . 31 11 总结 . 32 参考文献 . 33 致谢 . 34 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 . 35 1 绪论 1 1 绪论 言 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，因为模具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。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。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。如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有 60% 80%的零件需用模具加工，轻工业制品的生产中应用模具更多。螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。并且推广工程塑料、粉末冶金、橡胶、合金压铸、玻璃 成型等工艺，全部需用模具来进行。由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它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 1。 料模具工业的发展现状 改革开放 20 多年来，我国 (除港台地区外，下同 )的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高 。据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近 17000 家，约 60 万从业人员，年模具总产值达 200 亿元人民币。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的 60左右，还不能适应国民经济发展的需要。目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。据海关统计， 1997年进口模具价值 美元，这还不包括随设备一起进口的模具； 1997 年出口模具仅为 7800 万美元。 1997 年中国模具工业协会对下属的 209 家骨干企业（含产品厂的模具车间）的统计资料表明，其模具总产值 元人 民币，进口模具大约为 336 万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈 2。 按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10 大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分 3。按产值计算，目前我国冲压模占 50左右，塑料成形模约占 20，拉丝模 约占 10，而世 2 界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的 40以上4。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具 平均寿命不足 100 万次，模具最高寿命达到 1 亿次以上，精度达到 3 5 50 个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命 6 亿次，平均模具寿命 5000 万次相比，处于 80 年代中期国际先进水平 5。 我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达 70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为 80 万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已 达到 5下，最高寿命已突破 2000 万次，型腔数量已超过 100 腔，达到了 80 年代中期至 90 年代初期 的国际先进水平 6。 我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用 技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用 术设计模具方面，仅有约 10%的模具在设计中采用了 抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用 行模具方案设计和 分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用 术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近 10 多年来引进的先进设备）或因计算机制式（ 机及其兼容机、 作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有 5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用 术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的 术应用在我国才刚起步 7,8。 计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具业务设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具业务设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人 员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的 8%12%左右，且技术人员和技 3 术工人的总体技术水平也较低。 1980 年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而 80 年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 准件结构现状 :近 10 多年来，特别是 “八五 ”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具业务的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。模具业务的辅助材料和专用技术近年 来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。我国的模具标准件生产， 80 年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的使用覆盖面约占 20%，从市场上能配到的也只有约 30 个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差 9,10。 国塑料模具发展走势 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制 造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的 11,12。 如英国 司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等 13,14。集成化程度较高的软件还包括： 。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 统；北京北航海尔软件有限公司的 列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模 统等 16。 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化， 现在精密模具的精度已达 2 3m，目前国内厂家使用 4 较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产 3250250坐标 测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具 制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的 有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的 有 适应控制、 量控制及自动编程专家系统。另外有些 采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制 (技术。铣削加工是型腔模具业务的重要 手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高 (为普通铣削加工的 5 10 倍 )及可加工硬材料 (2 3，否则斜导柱无法带动滑块运动。 25 滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的 2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。 防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。 滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。 由于该模具比较简单，抽芯力不大，故采用斜导柱外侧抽芯机构。 导柱抽芯机构的有关参数计算 抽芯距指型芯从成型位置抽至不妨碍脱模的位置时，型芯或滑块在抽芯方向所移动的距离。 由 塑料模具设计查的抽芯距的计算公式为： S=（ 2+(2 3) (式中 R 为塑件的大圆盘半径（ r 为塑件轴的外圆半径（ 所以 S=（ 2+(2 3)=（ 42+(2 3)5（ 导柱倾斜角 的确定 决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了抽芯距离和斜导柱的长度，更重要的是它决定着斜导柱的受力状况。 Q=P (式中 开模力； Q 为抽拔阻力（与抽拔力大小相等方向相反）； P 为斜导柱所受的弯曲力。 由上式可以看出，当所需的抽拔 力确定以后，斜导柱所受的弯曲力 P 与成反比，即 角增大时， 减小，弯曲力 P 也增大，斜导柱受力状况变坏。 另外，从抽芯距 S 与 角的关系来看。 S=（ 式中 L 为斜导柱的有效工作长度。 当 S 确定以后，开模行程 H 及斜导柱工作长度 L 与 成反比，即 角增大，也增大，则为完成抽芯所需的开模行程减小，另外， 角增大时 增大，斜导柱有效工作长度可减小。 综上所述，当斜导柱倾斜角 增大时，斜导柱受力状况变坏，但为完成抽 26 芯所需的开模行程可减小；反之，当 角减小时，斜导柱受力状况有所改善，可是 开模形成却增加了，而且斜导柱的长度也增加了。这会使模具厚度增加。因此，斜导柱倾斜角 过大或过小都是不好的，一般 角取 10 20，最大不超过 25。 对于该模具，由于抽拔力不大但抽芯距较大，综合考虑斜导柱的倾斜角取 =20。 抽拔力对于本塑件，具有与一般小断面侧孔侧凹收缩的抽芯不同的特点，是在整个侧表面周边的大面积抽芯，塑件的径向收缩不仅不对侧凹成型零件产生包紧， 反而会松开，但轴向收缩仍会使侧凹成型零件被卡紧。这种塑件采用对合的哈夫块或多拼块成型，侧向分型力应按下式计算： Q=2 E f(n(1（ 式中 Q 为抽拔力（ N）； E 为弹性模量（ N/ ,103 N/ 103 N/ 为塑件收缩率， f 为摩擦系数， n 为哈夫块数量，这里为 2； 为塑料泊松比， R 为大圆盘的半径，这里为 21r 为小圆盘 的半径，这里为 19 所以 Q=2 E f(n(1 =2 103 (2122 (=N） 斜导柱的有效工作长度 4=S/ 65/ =150（ 斜导柱直径 d 的确定 d=（ 弯 1/3（ 式中 Q 为抽拔力； L 为斜导柱的有效工作长度； 弯 为弯曲许用应力（ N/这里为 14 N/ 所以 d=（ 弯 1/3 27 =（ 150/14 1/3 = 13（ 斜导柱的长度是根据活动侧型芯的抽芯距 S，斜导柱直径 d，固定轴肩的直径 D，倾斜角以及安装斜导柱的模板厚度 h 来决定的。 L=2+4+ =（ D/2） h/+(d/2) +s/+(10 15)(=（ 30/2） +37/+(30/2)+8 85以上计算过程，可确定斜导柱的的尺寸如右图 示 ： 图 导柱 块的设计 滑块是斜导柱机构中的可动零件，滑块与侧型芯既可做成整体式的；也可做成组合式的，由于该塑件的侧凹穴小，故选择滑块与侧型芯做成整体式的。其结构如下图 示： 28 图 块 滑槽的设计 斜导柱驱动滑块是沿着导滑槽移动的，故对导滑槽提出如下要求： 滑 动部分要有足够的长度，
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