带把漱口杯注塑模具设计-注射模滑块抽芯含NX三维及11张CAD图
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漱口杯
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带把漱口杯注塑模具设计-注射模滑块抽芯含NX三维及11张CAD图,漱口杯,注塑,模具设计,注射,模滑块抽芯含,NX,三维,11,CAD
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设计任务书专业 学号 姓名 一、课题名称： 漱口杯注塑模设计 二、主要技术指标： 1、工件表面：必须符合质量要求及CAD数据和2D图纸，表面应光滑、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、等外观缺陷。 2、工件尺寸：工件尺寸符合CAD数据及装配质量要求。 3、产品必须和相关的匹配零件匹配合格。 4、模具正常生产寿命必须达到30万次。 5、模具为1X1（一模一腔） 6、模具拆装必须简单可靠。 7、塑件材料为ABS,收缩率为0.3%-0.8% 8、产品表面皮纹 三、工作内容和要求：1、采用UG进行模具设计。 2、设计2D总装图一份（必须包括材料清单），零件图若干张。 3、确定主要零件所用材料，并确定其热处理工艺及参数。 四、主要参考文献：1 陈建荣.塑料成型工艺与模具设计M.北京：北京理工大学出版社,2010 2 王卫卫.材料成形设备M.北京：机械工业出版社,2007 3 李学锋.塑料模设计及制造M.北京：机械工业出版社,2001 4 许发樾.模具标准应用手册M.北京：机械工业出版社,1997 5 王旭.塑料模结构图册M.北京：机械工业出版社,1994 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 二级学院领导（签名） 年 月 日 图1 塑料漱口杯三维图 图2 二维零件图名称：漱口杯材料：ABS技术要求：表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、不得有气孔、熔接痕等缺陷。塑件要求：塑件外侧表面光滑，不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，塑件允许最大脱模斜度0.5。设计开题报告设计（论文）题目漱口杯注塑模设计一、选题的背景和意义： 背景：21世纪以来，人们在口腔防护方面的花销越来越大，饭后漱口的习惯也被普及开来，漱口杯的销量日益见长。塑料漱口杯以轻便、便宜、性价比高等特点，占领漱口杯市场 意义：通过几年的专业性学习，我以注塑模漱口杯为毕业设计，可以将我大学三年中所学的AUTOCAD、UG、机械制图、塑料模具等专业课程灵活运用，锻炼我的综合能力，为以后的工作打下坚实的基础和积累丰富的经验，为我国模具行业添砖添瓦。二、课题研究的主要内容：1符合大众的需求，具有一定的特色。2结构简单，尽量节约原材料。3对材料的选择以及对塑膜结构的设计。4. 延长使用寿命5. 凹凸模的设计6. 注塑机的校核主要研究（设计）方法论述：1.阅读大量相关文献，明确自己的设计目标，准备必要的资料方便查询2.计算模具尺寸，塑料模结构设计3. 分析工艺方案，计算质量、体积、壁厚。4. 用UG画出实体模型5. 画出零件图。6.老师的辅导，同学给互助四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容6.106.15准备思路，提出大纲6.156.20准备文献，写开题报告6.206.30UG作出模型图7.017.20模具分型面设计， 7.207.25浇注系统的设计7.257.30冷却系统的设计8.018.10推出机构的设计8.108.20绘制零件图与装配图8.209.01撰写设计报告9.019.20初稿9.2010.02文稿完善10.0211.20完稿，打印五、指导教师意见： 签名： 年 月 日六、教学部门意见： 签名： 年 月 日摘 要注塑模具是机械专业与高分子材料专业共同交叉后延伸的一种工业类别，注塑模具既包含了机械专业所有的机械工程力学、机械制造工艺学，机械设计原理等。又包含了高分子材料专业的热塑性材料学、高分子材料成型工艺学，有机化学等。模具是工业之母，在工业生产活动中有不可撼动的地位。本文针对“漱口杯”注塑模具设计，首先选择并分析适合了这个塑件的高分子树脂材料，其次，分析了塑件的注塑成型工艺。结合塑件的实际结构特点与尺寸大小和精度要求。选择了合适的出模数量。针对整套模具的结构设计上面，本文采用了对应的成型系统来保证模具加工的可行性、浇注系统方面尽可能的贴合实际注塑生产工艺需求、冷却系统设计方面能够使得塑件的冷却更加均匀合理。根据GB国家标准，采用了龙记的标准模架系统，同时采用了其他的模具标准件，使得设计和制造更加的简单。在设计的时候，本文结合塑件的特点，和材料的性能之后，对注塑模具的整体结构进行合理的计算与校核，以达到理论满足实践。对完成后的注塑模具，进行了注塑机的选择与校核。本次设计中，采用了AutoCAD二维设计软件绘制注塑模具的二维装配图与非标零件图，采用了三维软件绘制模具的整体装配图，在计算机辅助设计中，还采用了专业的插件来进行辅助设计。关键词： 漱口杯；注塑模；模具设计；结构设计；注塑工艺；校核AbstractInjection mold is an industrial category which extends after the crossing of mechanical specialty and macromolecule material specialty. Injection mold includes all mechanical engineering mechanics, mechanical manufacturing technology, mechanical design principles of mechanical specialty. It also includes thermoplastic material science, polymer material forming technology, organic chemistry and so on. Mold is the mother of industry, which has an unshakable position in industrial production activities.Aiming at the design of mouthwash cup injection mould, the polymer resin material suitable for mouthwash cup was selected and analyzed firstly. Secondly, the injection moulding process of mouthwash cup was analyzed. Combined with the actual structure characteristics and size and accuracy requirements of plastic parts. The appropriate number of die is selected. In view of the structure design of the whole set of moulds, this paper adopts the corresponding forming system to ensure the feasibility of the moulding process, the pouring system as close as possible to the actual needs of injection moulding production process, and the cooling system design can make the cooling of the plastic parts more uniform and reasonable. According to GB national standard, Longji standard die base system is adopted, and other standard die parts are adopted, which makes the design and manufacture more simple.At the time of design, this paper combines the characteristics of plastic parts and the properties of materials, and then calculates and checks the overall structure of injection mould reasonably, so as to meet the needs of theory and practice. The selection and verification of injection moulding machine were carried out for the finished injection moulds.In this design, AutoCAD two-dimensional design software is used to draw two-dimensional assembly drawings and non-standard parts drawings of injection moulds, and three-dimensional software is used to draw the overall assembly drawings of moulds. In computer aided design, professional plug-ins are also used to assist design.Key words: mouthwash cup; injection mould; mould design; structure design; injection process; check目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 注塑模具的简介21.3注塑模具发展国内外现状31.4国内模具的优劣势51.5 注塑行业存在的问题51.6注塑模具生产制造原理61.7本课题研究内容71.7 预计目标7第2章 注塑成型工艺分析82.1 漱口杯零件图82.2 零件的工艺分析82.1.1 脱模斜度82.1.2 塑件的壁厚92.1.3 塑件的圆角92.3 塑料材料的基本特性92.3.1 ABS的性能指标92.3.2 塑件材料成型性能102.4 注射机型号的初步确定102.5 塑件注射工艺参数的确定12第3章 注射模的结构设计133.1 分型面的选择133.2确定型腔局部结构形式143.3 浇注系统的设计153.4抽芯机构的设计163.5 推出机构的设计173.5.1 顶出脱模机构概述193.5.2顶出机构零件193.5.3 顶出脱模机构的分类203.6 模具冷却系统203.6.1水路的布置形式213.6.2 冷却系统简单计算21第4章 模具成型尺寸23第5章 模架的选择265.1 模具选择265.2 模架的安装26第6章 导向机构的设计276.1 主要导向定位机构276.2 导柱导套的结构形式27第7章 注射机的校核287.1 最大注射量的校核287.2 注射压力的校核287.3 锁模力的校核287.4 模具外形尺寸校核297.5 开模行程的校核29设计总结31附图32致谢33参考文献3437第1章 绪论1.1 课题背景模具是机械工业领域中应用非常广泛的一种设备，特别是在我们日常生活中的日用塑料件，汽车塑料配件，电子电器设备，仪表设备，手机，电话，冰箱等行业里面，随着社会的发展，越来越多的塑料产品替代了原来的金属材料和无机非金属材料。相应的，随着科学进步，对于注塑模具的精度要求也更加的高了，模具的结构更加的精密化。模具的制造周期也要求相应的缩短。采用注塑模具生产出来的塑件，质量稳定性好，能够在非常久的时间内保持尺寸的稳定，生产的尺寸也非常高，能够完成其他机械加工工艺所不能制造的产品，一个企业的产品质量高低水平，很大程度上是有模具制造水平的高低来决定的。注塑模具的类型非常多，根据塑件的尺寸大小，结构形式不同而产生差异，一般情况下，核心机构为型芯和型腔，或者说是公模母模，型腔一般安装在前模部分，保持固定不动，型芯安装在后模部分，随着注塑机的开合模工作而跟随运动，注塑模具相同的地方还有导向定位机构，都是采用导柱和导套来实现工作配合的，导柱导套的精度等级，往往对模具的整体精度起到了决定性作用。其余的注塑模具零件还包括了定位环、浇口套、滑块、推杆、热流道、冷却水道等结构。每个结构都会跟随塑件的不同或者要求变更而产生了不同的演变。因为模具的结构是复杂多变的，在设计的时候，需要综合考虑一下因素：1.首先就是要分析塑料零件的工程力学性能，比如塑料的自身的应力变形量，承载载荷，自身的强度刚度，弹性变形量，塑性变形量，对水的亲和性，在做塑件结构设计的时候，要尽量避免因材料自身缺陷而引起的产品质量问题。2.考虑热塑性材料的注塑成型工艺特点，比如材料的自身流程比，材料热胀冷缩的收缩比，材料的流动性能，材料厚度过大时候的缩水问题，以及成型温度，注塑压力等3.塑件的结构应该尽可能的要考虑模具的结构形式，尽可能的去避免产生横向的抽芯或者是特殊抽芯机构，需要对模具的结构进行精简，降低制造难度。如果是有特殊使用领域的零件，比如眼镜片就要求透光率非常高，对应的模具也需要镜面抛光，其次就是根据使用领域的不同而产生的高耐压，高抗热，高强度，高承受，抗剪切等能力。2019年是我国高速发展的一年，我国的基础建设已经走向世界前列，被誉为基建狂魔，这其中对应的制造建设类设备越来越高级，需要的模具也更加精密。我国的模具设计、制造技术从改革开放的一片空白，到现在的越来越强大，更够设计和制造精度等级更高，模具尺寸更大，生产寿命更加长久的模具。现在的注塑模具设计领域，广泛的使用了MOLDLFOW模流CAE分析软件，模流分析软件能够实现在前期进行注塑工艺生产的仿真，能够分析的项目包括充填时间，压力、温度、冷却水管的温度、翘曲变形量，注塑机锁模力等等。能够大大的降低设计制造的风险，避免了在注塑生产的时候过多的调试注塑机，浪费时间，浪费金钱。使用CAE技术能够模拟实际的注塑成产过程，已经越来越多的企业去使用。具有非常重要的意义在模具的加工方面。模具的CAM技术也在同步的往前发展，国内比较出名了数控机械机床生产企业包括了华中数控、西南数控、广州数控等企业，这些企业生产的大行程，高精密度数控加工机床，对于注塑模具这种要求精度等级达到微米的质量做出了不同的贡献，大型精密机床的发展，使得我国模具企业能够承接更大的模具项目，特别是汽车领域的发展，汽车前后挡泥板的尺寸非常大，以前国产汽车通常是采用金属材料制备，现在随着注塑模具的发展，越来越多的汽车配件采用了塑料材料来实现，塑料材料能够降低整车的质量，提高燃油效率。数控CAM中的电火花加工机床，能够实现对数控机床无法加工的区域进行深度加工，包括小的加强筋，文体LOGO，特殊纹路等，另外现在企业还能使用镜面火花机来实现快速的模具成型零件的表面处理，而无需采用原始的人工打磨抛光，缩短了制造周期，降低了人工劳力成本。1.2 注塑模具的简介随着科学技术与工业技术的不断进步与更新，注塑模具在机械工业中占用不可动摇的地位，特别现在的电子产品时代的更新，越来越多的塑料产品进入我们的生活中，新的产品出现于更新换代越来越频繁，比如我们常用的汽车仪表类产品、电子通讯类产品，更是达到了前所未有的高度，2010年之后，我国的整体国民经济状态发生了更大的改变，消费能力有了很大的提高，购买能力大幅的提升刺激了消费水平的提高。塑料产品在汽车仪表、电器电子、医用救援、工程器械等领域有更大的提高，注塑模具是机械行业与材料工程中发展最快的领域其中一块。塑料材料是高分子材料工程领域中的一种，塑料材料有不可替代的特点，他的密度不大，质量比较轻便，强度和刚度也较好，而且很多高分子塑料还具有绝缘性能，能够替代传统的金属材料，无机非金属材料。塑料材料在一定温度下融化，比金属材料熔点更低，成型更溶蚀，采用塑料材料以及注塑模具生产和制造的塑料具备了生产效率高，质量稳定，精度高，工程造价便宜，可以实现大批量连续生产。而且注塑模具的生产设备注塑机相对于其他金属材料的制造设备更小。因为具备了上述有优点，所以越来越多的塑料产品进入我们的生活中，注塑模具的发展水平，是衡量一个国家的工业制造水平的重要标志之一。1.3注塑模具发展国内外现状塑料产品是采用高分子树脂材料通过注塑模具与注塑生产工艺制造的产品。塑料产品具备有质量轻便，抗酸碱盐性能好，耐腐蚀性好，有一定的弯折性能，而且绝缘不导电。国内现在越来越多的采用塑料制品来替代原来的其他产品，更多的进度我们的日常生活中。2010年之后，随着国内工业技术的变革创新，机械工业水平的提高，对应的注塑模具产业有的快速的增长，大约每年的注塑模具增长速度在10-16%之间，我国的注塑模具从发展起步至今，经过约50年的进步，有了较大的改变，技术水平有了很大的提高，特别是在近几年的家用汽车普及、家用电器增长、电子电信日用消费子的快速发展，在沿海前沿地带形成了以珠三角与长三角一代的专业模具企业区域，逐渐向高精尖领域发展。塑料模具的发展将会比冲压模具、压铸模具等其他模具的发展更快。国内模具逐渐往高精度、高质量、超大型、超长寿命，缩短制造周期，降低制造成本，高效率方向发展。新的计算机辅助设计技术，将会极大的改善模具制造企业的专业技术层次，应用领域与设计范围将会实现不断的扩大，不同类型的模具将会越来越多，创新性越来越多，效益会越来越好。自动化程度和标准化程度或逐步提高。国外高级注塑模具技术与工艺制造装备主要集中在美国、德国、法国为主的欧美系，与日本、韩国为主的日系中。国外注塑模具的设计、制造、成型技术向着多工位化、高效自动化，超低成本方面发展。现在，国外的模具制造企业，能够感受到我国模具制造业的崛起所带来的国际环境变化，更多的中国模具进入国际市场领域。占有原来欧美日韩的市场蛋糕，预计到2020年，我国将有可能成为全球范围内最大的注塑模具供应区域，国外的模具制造周期只有国内模具制造周期的46-52%之间。但是国外的模具制造成本却又中国模具制造成本的130-300%之间，成本可以达到我国成本的三倍之多，我国的人工劳动成本优势是国外人工劳动成本的1/3左右，对国际市场上的客户产生了深远影响，2015年之后，德国与日本的整体模具总造价降低了10-20%之间，和外国的注塑模具技术发展有密不可分的关系。整体来看，我国注塑模具发展现状仍然是迅猛的发展，与世界先进国家仍有差距，我国的发展趋势如下：1.加大注塑模具的研发水平对于高精密模具的设计，原材料，制造，模具钢料等项目，加入研发人员、研发费用的投入。2.标准化、自动化程度提高随着自动化技术的发展，模具应该越来越多的使用标准件，标准化设计与制造技术，同时在生产领域实现高度自动化，降低劳力成本。3.大力发展信息集成化现代企业基本都已经基本具备了CAD/CAM/CAE技术，但是还远远不够，还需要实现CAT/ERP/PDM等等的一些信息集成化，让各个环节的生产作业斗实现高度信息化管理，甚至与一个螺丝都能知道所有的生产信息。4.注塑模具应该往超大型、超精密方向发展。对于航天科技，航海科技，国防科技，高铁科技、基建路桥工程等领域，均需要向着超大型，超精度方向去发展和攻关。1.4国内模具的优劣势国内模具制造企业优势是地域集中，能够实现高度的群体效益，国家政策扶持引导企业自主创新，给与国内模具制造企业技术性的经济补贴。还涉及到的出口模方向，国家也给与了模具企业对应了关税政策优惠。国内模具制造企业的劣势是各个企业之间各自为政，没有形成统一的产业联盟，国内模具的标准化进程与自动化进程较低，与发达国家机械工程模具有较大的差距，相关核心技术与工业制造装备机床很多需要国外进口，技术在某些大型模具领域上，不能独立完成，还需要国外专业技术人员指导操作。1.5 注塑行业存在的问题我国的注塑模具在设计与制造的环节和国外的发达国家相比较而言，还有一定的差距，一直在模仿德国、美国、日本等国家的制造经验。通过发达国家的实际经验学习，能够快速的弥补我国注塑行业的不足之处。1.供给不均匀我国的发展区域主要是珠三角和长三角区域、这里的技术比较前沿一些，相关的技术和资源、工艺装备方面，在这两个区域供给就比较方便，如果是其他地域的注塑模具，就会存在供给困难，这样就造成了沿海地带可以制造大型的、精密的、高强度、高寿命的模具，而其余地域的模具只能做一些低端的、粗糙的模具。非沿海地带的模具制造企业在技术和工艺生产装备上的提高更多的是依靠沿海地带和国外资源配给，这就造成了供给不均匀的现象。2.人才资源以及科研能力弱模具行业是技术性行业，对人才的需求非常高，一个好的模具设计工程师，在设计环节就能极大的节约制造成本，如何上加工制造更加简单，需要从设计的源头上着手，随着越来越多的高精密模具的诞生，对复合型人才的需求也就越大，不然需要高级的模具从业人员需要具备专业水平，还需要具备相关其余辅助知识与管理知识，而高级的模具钳工技术人才，也是企业装配调试环节重要的组成之一，人才资源的培养与技术攻关在我国都现在比较薄弱一些。其次，在科研能力上，我国制造业虽然一直在稳步的增长，但是与我国在高铁运输，工程基建上相比，明显跟不上科研技术的投入，科研能力较弱，如果能投大力投入科研经费和科研人才的培养，那么必然可以提高模具制造行业的人才综合水平。3.标准化和自动化程度低我国长时间需要依靠国外的一些精密标准件，以及自动生产线来实现模具的自动化生产。模具企业之间各自经营，没有形成一个整体的合作企业，每个企业都去开发适合自己企业的一些标准件，而没有一个行业去合作统筹实现整个行业的标准化进程，与国外的模具标准化自动化企业相比，差距非常大，比较难去完成大型精密模具的设计与制造任务，和国际ISO标准的模具制造企业有较大的差距，对整个模具制造周期与模具成本的控制也比较困难。能够实现整个模具制造行业的标准化和自动化进程是非常重要的。1.6注塑模具生产制造原理注塑模具一般采用刚性材料来制备，注塑模具的制造环节，一般是采用刚性材料在对应的机床上进行加工的，机械工的机床包括有车床、铣床、数控CNC机床、EDM电火花机床、WEDM线切割机床、磨床、以及钳工装配、省模抛光环节。模具的制造精度根据产品的不同而采用不同的精度等级来制造，而随着精度等级的提高，必然的需要对机械机床的精度要求更好，一般精度等级的机床精度在0.02mm左右，而高精度的机床精度可以达到0.005mm左右。注塑模具的制造基本可以采用常用的机械加工机床来实现。注塑模具的生产一般采用的是注塑机来实现，注塑机一般有卧式注塑机、立式注塑机、双色注塑机等，根据注塑机的吨位的不同，对应的有小、中、大、超大型注塑机。通过把注塑模具安装在注塑机上，然后注塑机的料斗进料，经过注塑机的蜗杆旋转和加热融化，把高分高压下的融化原料注射进模具的型腔里面，经过充填、保压、冷却后固化成型，然后通过注塑机后面的顶棍把塑件顶出脱模，完成注塑生产。注塑生产质量稳定，生产效率高，能够实现大批量生产。1.7本课题研究内容1.根据塑件图完成测绘和建模，绘制塑件的二维工程图和三维模型。2.分析塑件结构，选择合适的材料，进行结构方案的确定3.选择分型面，确定出模数量，根据塑件确定浇口的类型，完成成型系统设计，确定模具整体方案。4.确定模具整体方案之后，进行注塑机的选择与校核。确定注塑工艺。5.完成模具结构的各类计算与校核。6.采用AutoCAD绘制注塑模具的二维总装图、非标零件工程图，采用三维软件完成整套模具的三维建模。7.设计完成的模具需要满足实践生产需求。1.7 预计目标完成整套得到注塑模具设计，理论结合实践。不但要三维模型结构表达清晰可靠，还需要二维制图按照机械制图规范编程明细表、技术要求、标注零件尺寸、公差、粗糙度等。最后说明书图文并茂，内容非常，计算校核准确无误。第2章 注塑成型工艺分析2.1 漱口杯零件图首先分析塑件的结构特点，采用三维建模完成塑件的模型绘制，该塑件的结构属于中等难度，该塑件尺寸不大，壁厚比较均匀，适合采用注塑模具生产和制造，塑件的生产批量为中等批量注塑成型生产，精度等级可以采用一般精度等级。如图2.1所示。 图2.1 漱口杯塑件图2.2 零件的工艺分析结合塑件特点分析零件的工艺性，该零件的壁厚均匀，没有尖角，适合采用热塑性材料来成型，根据使用需求判定，塑件的表面需要光洁度较好，对应的模具的型腔表面需要进行抛光处理才能够达到表面光洁度的要求。其次就是塑件的安装和装配位置，需要考虑配合公差的尺寸要求，整体的尺寸要求精度一般，注塑模具成型可以实现。2.1.1 脱模斜度分析塑件的结构特点、材料的性能参数，通过查表，本次设计适合采用0.5-2度的脱模斜度范围取值。一定的脱模斜度，有利于塑件的顺利脱模，减少塑件对型芯的包裹力。2.1.2 塑件的壁厚塑件的厚度直接影响着材料的成型质量，如果厚度过大，那么塑件容易缩水行程凹坑，影响成型质量缺陷，如果塑件的壁厚太薄，那就容易强度刚度不够，不能满足使用需求。2.1.3 塑件的圆角当一个塑件有尖角的时候，在注塑的使用，容易造成应力过于集中，从而充填困难，其次就是有尖角可能会对使用者造成一些尖刺伤害，产生不安全的因素是不允许的，综合以上两点，最好对塑件的尖角进行圆弧或者圆角过度。2.3 塑料材料的基本特性分析塑件，该塑件适合采用高分子材料中的热塑性材料来成型，通用其使用性质确定其基本材料种类为ABS材料。ABS材料是一种三元共聚物，ABS材料的强度和刚度比较好，ABS材料具有良好的机械加工性能，并且无毒害，难容与酸碱盐溶液内，对水呈现一种非常低的吸水特性，并且能够绝缘不导电。ABS材料的流动性能也比较好，注塑充填的流程比也较大。现在的市面上，除了常规的ABS材料以外，还能够通过采用增加不同成分的添加剂来实现ABS材料的改性，通过增加不同的材料成本，能够实现材料的阻燃，耐磨，低温抗冲击，强度刚度提升等特点，改性材料能在基本特性的条件下大大的增加材料的不同物理化学特点的提高。2.3.1 ABS的性能指标(1)注塑工艺生产的熔融温度一般在210-230之间，温度适中，在260往上升温时发生材料分解。(2)在塑件成型之后，可以对塑件的表面进行电镀、喷油、丝印、移印等表面处理，表面后处理效果好，不容易脱模。(3)透明度好，抗弯折和翘曲变形。(4)通过增加改性材料成分达到耐磨损，高强度，抵抗冲击的特点。2.3.2 塑件材料成型性能如表2.1所示，ABS材料的注塑工艺参数表，该表可做为后期注塑生产时的基本注塑参数调节依据。表2-1注射工艺表注射机类型螺杆式螺杆转速31 61r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度170200模具模温60 80注射压力60 110Mpa模具保压8 12 Mpa冷却周期10 20s注塑成型周期20 220s原料烘干方式采用电热烘料机在80度左右烘干1-2小时其他注塑时根据生产情况在模具成型面喷涂脱模剂2.4 注射机型号的初步确定注塑机的的型号与参数关乎注塑模具生产的经济效益与成本，对于初步选择注塑机，首先要考虑一套模具总的注塑体积或者是总的注塑量，结合完成后的三维模型，可以在三维软件中直接测量塑件与浇注系统的总体积，浇注系统一般占的体积不大，初步确定时，先根据塑件的体积来计算。首先测量单个塑件的体积V=68.77，查询模具设计指导手册，可以得到ABS材料的密度参数P=1.05g/，根据公式M=PV可以得到塑件的质量 图3.1 塑件体积测量根据前面结构分析可以确定该套模具中塑件的出模数量为一模一腔，该出模数量满足经济性原则，所以总的注塑出来的总的体积为71.68cm，那么结合注塑量，可以初步的选择注塑机为HT160X2B，该注塑机的理论注塑容量体积为320cm，能够满足本次注塑生产的需求，该注塑机的参数如下表所示+表2-2 注射机参数表 型号单位1602A1602B1602C 参数螺杆直径mm404548理论注射容量cm3253320364注射重量PSg230291331注射压力Mpa202159140注射行程mm201螺杆转速r/min0230料筒加热功率KW9.3锁模力KN1600拉杆内间距(水平垂直)mm455455允许最大模具厚度mm500允许最小模具厚度mm180移模行程mm420移模开距(最大)mm920液压顶出行程mm140液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW18.5油箱容积l240机器尺寸(长宽高)m5.41.452.05机器重量t5最小模具尺寸(长宽)mm3203202.5 塑件注射工艺参数的确定1.注塑体积设定值：90-120cm；2.注塑压力设定值：100-130Mpa；3.注射行程设定值：100-110mm；4.螺杆转速设定值：80-120r/min；5.模具温度设定值：50-706.注塑周期控制范围：30-60s最终在模具实际的试模调节环节，需要结合实际机台情况进行调节和变化。第3章 注射模的结构设计3.1 分型面的选择分型面的选择是在模具结构分析的时候就需要首先确定的，分型面考虑的因素较多，包括浇注系统的浇口，排气系统的设计，以及顶出机构，抽芯机构等，塑件在型腔内凝固成型后需要将塑件从型腔内取出来，这样就需要先将型腔打开，然后将模具一分为二，上为动模，下为定模，定模与动模接触的面称为分型面，分型面的选择需要遵循下面的原则：1.最好选择在零件的最大的端面处。2.保证塑件成型以后留在型芯部分。3.不能够影响塑件的外观质量。4.浇口能够合理的进浇。5.顶出脱模简单可靠，最好顶出能够在塑件的背面或者内部。6.分型面要考虑排气系统均匀的排出型腔内的气体。该塑件的结构复杂程度中等，分析面设计在大端的底面，如下图所示。 图3.1漱口杯的分型面的选择3.2确定型腔局部结构形式型腔的结构布局要保证均匀，使得浇注充填流程距离，充填时间要相等，最好呈现矩形、线形、环形分布，本次设计中，采用的是旋转一百八十度的型腔布局方式，分型面的设计原则可以按照如下几点综合考虑：1. 方便塑料产品的脱模：开模具打开时候，产品要尽可能的留在动模上面。2. 方便抽芯机构的实现，一般还要考虑模具上时候需要设计滑块抽芯机构。3. 保证塑料的外观和表面质量不受影响，特别是外观需要光滑或者是镜面的产品。4. 保证塑料产品的尺寸和精度的等级在合理的公差范围值之内。5. 尽可能的使得模具型腔内的空气通过分型面排出去。6. 考虑实际机械机床加工的便利性，让加工更简单如图3.2所示为型腔局部结构形式。 图3.2型腔的排列方式3.3 浇注系统的设计浇注系统是原料从注塑机喷嘴出来以后一直到达模具型腔的这一段距离内产品的凝料，合理设计浇注系统是非常重要的，浇注系统一般分为普通流道和无流道两种，普通流道就是常见的冷流道，包括了主流道、分流道、浇口、冷料穴，这几个重要特点。如果是无流道系统，一般指的是采用了专门的热流道浇注系统，这类一般造价昂贵，结构复杂，在大型精密模具中才会应用。浇注系统的设计原则如下：1.确定一个合适的流道截面类型，一般有圆形，梯形，半圆形等形状。2.根据材料自身的成型性能、以及塑件的结构形式，出模数量，来确定流道的尺寸大小，长度。3.主流道、分流道的尺寸长度应该尽可能的短，这样才能减少原材料的损耗，提高经济效益。4.浇注系统周边尽可能的不要设计冷却系统，避免浇注系统在进入型腔之前就过快的冷却。5.浇注系统要尽可能的设计冷料穴，让充填前端的冷却凝料不要进入模具型腔里面影响塑件的成型。6.浇口的设计要尽可能的保证充填的均匀，饱满，同时又要兼顾塑件的表面外观质量。7.浇口尽可能的设计在塑件的隐秘区域，而且要有利于区域浇口衬套，不能影响外观。8.流道的废料要尽可能的少。主流道一般是从注塑机连接浇口衬套一直到分流道连接处截止的流道，也可以说是浇口衬套内的流道，一把从注塑机出来的凝料首先就要经过他，一般情况下主流道和模具的正中心呈现一个中心重合状态。浇口衬套与注塑机喷嘴需要满足如下图所示的关系式： D = d + (0.5 1) mmR1= R2+ (1 2) mm本次设计中，采用了点浇口的结构形式，具体的浇注系统的主流道、分流道、浇口的结构形式如下图所示。 图3.3浇口的分布3.4抽芯机构的设计抽芯机构一般有三种:1.机械式脱模抽芯，常见的就是斜导柱滑块和斜顶抽芯机构，利用模具的自身开合模工作的时候，使得模具产生抽芯运动。这种结构方便，不需要外力的作用就可以实现，依靠压铸机打开模具作用动力来源。2.手动抽芯，利用人工或者机械手去取出抽芯机构，然后取出铸件或者抽芯的镶件，这种办法现在基本没有人去设计和使用，原因就是效率低。3.液压抽芯。采用液压油缸结构，液压油做驱动动力源，实现抽芯工作，在长行程的抽芯动作中，比较常见。经分析过此塑件的侧向结构抽芯距离较长，普通的滑块抽芯等不能满足实际需要，得出结论需要液压油缸机构进行侧抽芯，在此，进行滑块结构配合设计。滑块结构如下图所示。 图3.4液压油缸抽芯机构3.5 推出机构的设计脱模顶出是模具设计的重要环节，一般脱模顶出系统的设计需要遵循以下几个要点：（1）、顶出结构的设置要平衡，使得塑件能够均匀受力。防止塑料产品在顶出脱模时产生变形。（2）、要考虑塑件的结构特点和使用性能，保证塑件的外观优良，特别是高光和透明性产品，顶出机构的设计必须要在隐秘位置，其次不能影响塑件的使用结构。（3）、顶出机构的设置应该在塑件的受力位置，这样材料实现最大脱模力的产生。这样顶出的时候，塑件的强度好，承受能力大，不至于产生产品的不良现象。（4）、如果塑件又较深的骨位，支撑柱结构结构特征，为了防止脱模困难，也需要设计脱模机构。（5）、顶杆的布置应该尽可能在塑件的圆角或者斜角位置。（6）、顶杆最好能够实现对称分布。使得顶出力均匀。（7）、在有滑块抽芯机构的模具中，顶杆在运动的时候不能和滑块抽芯机构产生干涉现象。（8）、需要考虑成型零件的镶件位置，不能考得太近，要保证成型零件的刚度和强度。（9）、顶出系统不能和成型零件的冷却水道。固定螺丝等零件产生干涉现象。（10）、顶杆的边缘距离成型钢料的边缘需要保证有1-2mm的距离，以保证成型零件的强度和刚度。本次设计中，采用了推板推出机构，均匀的分布在塑件内表面上，顶出受力均匀。其布置形式见图3.4。 图3.5 推板推出机构3.5.1 顶出脱模机构概述在塑件完成注塑成型之后，熔融装在下的凝料完成固化，根据塑料材料的特性，塑料材料会产生一定的收缩性，随着塑件的收缩，而塑件又在型芯部分，所以必然会产生一定的包裹力，需要克服脱模时的瞬时大气真空力以及持续脱模时的摩擦力。脱模系统在顶出塑件的时候，不能损坏塑件，需要保证塑件的完整形态，不能有沾模，顶白，顶穿等不良现象，顶出的位置不能够影响塑件的表面外面质量。脱模方向与模具的开模方向相同，且在注塑机顶棍中心线上受力顶出。3.5.2顶出机构零件顶出系统的零件包括常见的顶杆、顶板、顶针面板、顶针底板、复位杆、复位弹簧等零件。如果涉及其他的顶出脱模类型，还有气动脱模机构，液压脱模机构，齿齿轮齿条旋转脱模机构，液压马达旋转脱模机构等等。顶出系统的顶出力要均匀稳定，不能倾斜。3.5.3 顶出脱模机构的分类根据动力来源划分，脱模机构一般可以分三大类别：（1）、手动脱模机构，这类脱模机构现在非常少见，方法是模具在打开之后，采用人工操作的方法去取出塑件，非常浪费时间，效率低下。（2）、机械推出脱模，这类是最常用的脱模方式，也是应用最广泛的方式，这类脱模依靠注塑机上面的顶棍，通过模具底板的顶棍孔顶出顶杆或者推板，完成塑件的脱模，这类机械脱模脱模方式工作可靠，顶出行程，顶出速度，顶出时间，均可以通过注塑机伺服机构调节，能够实现大批量稳定连续生产，应用广泛。（3）、其余脱模机构，一般用在特殊模具结构中，包括的液压动力推出机构，气动推出脱模机构，内螺纹旋转脱模机构，前模顶出脱模机构等。3.6 模具冷却系统注塑机通过把颗粒状的塑料原材料加热加压融化后注射到注塑模具的型腔里面，然后熔料在模具的型腔里面一直冷却凝固后成型，这段时间是由熔融装在下的树脂原料和模具的温差共同实现的，一般情况下注射的原材料温度在200-300之间，而模具的温度一般情况下是人手可以轻微触摸的，在40-80之间，根据不同树胶材料的成型温度不同，需要对应的调节模具的温度，来加速冷却效应，缩短成型周期，并且需要保证这个冷却过程是均匀的逐步冷却过程的，不然过快或者过慢的冷却，都会导致塑件质量的不稳定或者瑕疵产品的产生。在做模架温度调节系统设计时候，首先需要材料的自身物理性能，可以通过查询材料物性表来获取材料的注射温度和模具温度，根据材料参数来进行一下调节：（1）、如果注塑成型的时候材料温度不够的情况下，需要增加模具的加热装置。（2）、如果成型塑件的壁厚过大的时候，为了防止收缩，好考虑增加加热装置。（3）、如果成型温度超过材料要求的温度，就必须要增加模具冷却装置。（4）、一般情况下，在做热塑性材料成型时，都需要设计冷却系统，来缩短其生产周期，提高生产效率，快速降低模温。3.6.1水路的布置形式如图3.5所示为模具上定模和动模的水路布置示意图，上下采用两根环绕水管分布。 图3.5水路布置3.6.2 冷却系统简单计算一般情况下，采用估算法可以节约大量时间，对于一般塑件，估算是的管道直径都能够满足冷却要求。冷却系统在实际生产中是没有计算校核的，一般按照经验，冷却水道大的直径取值为6-16mm的正常取值，本设计塑件质量不大，每分钟进入型腔内的热量也就不算大，故采用8mm的冷却管道布置在型芯和型腔上，无疑是能够达到冷却效果的！第4章 模具成型尺寸模具的成型零件一般包含了型芯、型腔、各种与塑件想接触的成型区域零件的镶件等零件。而在本文中，特指的是型芯和型腔的结构设计。设计的时候要考虑塑料的材料性能，以及对应的尺寸需求，塑件精度等级、表面粗糙度等技术指标，还需要考虑成型零件的加工便利性。4.1 型腔工作尺寸计算 图4.1 定模型腔1）凹模径向长宽尺寸的计算： 式中 ；制造公差，=； ，。凹模深度尺寸的计算：式中 ；。 4.2 型芯工作尺寸计算 图4.2 动模型芯塑料的收缩率为0.5%，型芯高度的计算式中：；s 、k含义如（1）式中。凸模的高度为：第5章 模架的选择5.1 模具选择随着机械工业与模具制造业的发展，现在逐渐的实现了标准化，在模具中，现在已经实现了标准模架型号的GB国标规范，国内企业中，比较出名的标准模架企业有龙记模架，明利模架、环胜模架，标准模架的分类包含了大水口模架系统，细水口模架系统，简化细水口模架系统，标准模架的选用可以大大的缩短设计与制造的周期，并且可以提高制造精度本次设计中，结合模具结构形式与浇注系统类型，选用DDI型号的模架，具体型号规格为：DDI-3535-A120-B90-C120如下图5.1所示： 图5.1 标准模架5.2 模架的安装首先把模具在钳工车间装配好，然后通过车间的天车运输，通过模具的定位环把模具对转注塑机的定位环孔，实现定位。然后采用压板与螺丝分别固定模具的顶板和底板的“工”字的边缘位置来实现固定。第6章 导向机构的设计6.1 主要导向定位机构在本套模具设计中，主要的定位导向机构为导柱、导套、复位杆。定位导向机构一般采用圆柱或者圆形套形状的回转体零件，导柱导套一般强度和刚度要求较好，表面需要抛光，定位要准确。6.2 导柱导套的结构形式本次设计中，由于采用了标准模架系统进行设计，标准模架在选用的时候已经包含了导柱，导套这类结构。其中导套选在了有托导套，采用SKD61材料，硬度要求HRC58-68度，内表面表面粗糙度需要抛光至Ra0.8um，导柱采用了凸台结构形式，在导柱顶端圆柱面上开了R形状的储油槽，用于储存润滑油，同时用于导柱导套配合内了气体排出。导柱导套的采用H7/m6配合公差，导向机构的相对位置度公差控制在0.02mm至0.05mm的对称位置度公差范围内。导柱导套的结构形式如下图所示。图6.1 导柱导套结构形式第7章 注射机的校核7.1 最大注射量的校核通过三维建模完成模具结构设计之后，可以得到塑件和浇注系统的三维体积，就知道整套模具的在注塑生产的时候需要多大的注塑量了，通过前面确定的注塑机查表，可以得到注塑机的额定注塑量，按照一般机械设计校核安全规范，额定注塑的80%需要大于整套模具的需求注塑量。按照下面公式校核；，查前面的注塑机参数表，可以提到注塑机的额定注塑量为320，所以满足最大注塑量的要求。7.2 注射压力的校核注塑压力通过查询材料物性表可以得到，需要满足注塑机额定注塑压力的要求：查询前面的注塑机参数表，可以得到注塑机的额定注塑压力为，查询材料的物性表，材料的注塑压力要求值为，所以该注塑机的注塑压力满足注塑生产要求。7.3 锁模力的校核当注塑机进行注射的时候，模具型腔需要承受来自注塑机注射时产生的压力，瞬间充填时气体压缩时产生的张力，这股力量如果使得模具前模和后模张开，那么就会产生注塑溢料、毛边、披锋的产生，所以需要让注塑机的额定锁模力在注塑的时候锁紧模具。锁模力和塑件的投影面积有关系，以及塑件的平均成型压力，校核方式如下；本次设计中，模具的出模数量，单个塑件在分型面上的投影面积取值，浇注系统的主流道、分流道、浇口的投影面积取值。根据塑件特点的材料特性，平均的型腔成型压力取值。所以有：注塑机额定锁模力为1600KN，安全系数取值0.8，。所以，注塑机的锁模力能够满足要求。7.4 模具外形尺寸校核模具的最大外形尺寸在本次设计中为350x400x501mm，为了保证这套模具能够放进注塑机里面生产，需要校核几模具的长宽高尺寸能否放进注塑机中。校核模具的长宽高尺寸，查注塑机参数表；注塑机的拉杆内间距为：455x455mm，所以长宽尺寸满足要求。注塑机的容模厚度max=500mm，min=180mm，该模具的高度在容模厚度范围值之内，满足要求。7.5 开模行程的校核按公式计校核：式中：；通过计算和校核，模具需求的开模行程为320mm，而注塑机的最大行程为420mm，所以满足要求。设计总结本次设计中，又一次重新复习了大学几年所学习的课程和自学了一些其他课程，包括机械制造基础，材料工艺学，机械加工工艺，注塑成型工艺，模具设计基础，机械制图等，更加巩固和加深了专业知识的水平。1.完成了本套模具设计的塑件三维建模，模具三维装配图的建模，三维图采用了GB国标标准模架系统，以及对应的标准件的调取。二维总装图的绘制，二维非标零件图的绘制，采用第一视角和国标规范进行标注和制图。2.针对模具的结构设计方面，查阅了大量的书籍，同时在网络专业论坛学习相关的视频教程，才发现有许多的专业设计技巧是书本中所不具备的，特别是在论坛上搜索了许多巧妙的设计结构参考图档。3.在最后进行说明书的计算校核的时候，更加巩固了专业理论知识的储备，通过理论数据的计算和校核，对实际的设计出来的模具进行再次的验证。经过长久的努力与坚持，终于完成本套注塑模具设计，是在大学最后几年的一次大演练，为进入相关岗位从事对口专业打下坚实的基础。附图 图1 二维装配图致谢感谢我的母校，经过大学几年的学习和生活，是我收获良多，马上就要正式进入社会了，希望母校越来越好。本文是在指导老师的耐心指导下完成的，老师事无巨细的讲解，使我在设计困难的时候茅
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