浴霸面罩模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 浴霸面罩模具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 2014年 5月 1日 扬州大学广陵学院 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。因 此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高质量有很大意义。 本篇论文通过对浴霸面罩几何形状的分析、研究。首先确定了塑件的材料，紧接着根据塑件的结构形状对分型面和浇注系统进行了确定。通过对模具设计方案的论证，确定了型腔的布局、成型零件的结构、导向定位机构、推出机构的相关参数，综合考虑塑件的型腔布局、分型结构、厚度要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因素，选择合适的标准模架，最后对成型设备进行了校核。 关键词：分型面、浇注系统、冷却系统、各种校核、成型设备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of is of is an a of of to in it by a of an of of of a of of of by of to of K. to of of of of of of to of a of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 第一章 绪论 . 1 具及模具工业的发展与现状 . 1 料成型模具的种类 . 2 射模具的发展方向 . 3 第二章 塑料成型工艺 . 4 般塑料的性能及塑件材料的选择 . 4 定成型方法 . 4 塑成型工艺过程 . 4 型前的准备工序 . 5 塑成型过程 . 5 件的后处理 . 5 件的结构工艺性 . 5 塑成型工艺的影响因素 . 6 度的影响 . 7 力的影响 . 7 射速度和冷却时间的影响 . 7 第三章 浴霸面罩 注射模具设计 . 8 塑成型设备 . 8 塑机结构组成 . 8 塑机的分类 . 8 塑机的型号规格 . 8 射模具分类及典型结构 . 9 射模分类 . 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注射模典型结构 . 9 霸面罩壳模具的结构设计 . 9 型面位置的确定 . 10 腔数量的确定 . 10 注系统设计 . 11 型零件设计 . 13 模导向机构设计 . 16 出机构设计 . 16 具温度调节系统设计 . 19 准模架的选用 . 19 架的尺寸计算 . 20 射 模具与注射机的关系 . 22 塑机的选择 . 22 大注射量的校核 . 23 射压力的校核 . 24 模力的校核 . 24 装部分尺寸校核 . 25 模行程的校核 . 25 射机定位孔与模具定位圈配合校核 . 26 出装置的校核 . 26 第四章 浴霸面罩 模具三维设计 . 27 霸面罩三维造型及模具设计 . 27 架设计 . 29 义模具模架 . 29 加设备 . 30 计顶出机构 . 30 计冷却系统 . 31 画模拟开模 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 第五章 浴霸面罩 注射仿真分析 . 34 ro/e 塑料顾问的简介 . 34 料顾问模块的进入 . 34 析功能应用 . 35 分析结果 . 36 析结果的输出 . 36 射仿真分析的优缺点 . 36 第六章 小结与展望 . 37 结 . 37 望 . 37 致 谢 . 38 参考文献 . 39 附 录 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 模具工业在世界各国经济发展中具有重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。下面对国内外模具发展现状进行简单介绍。 1、市场规模发展 从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既存在着高速迅猛发展的良好势头，又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。 我国模具行业的生产企业和职工总数在世界上的排名已跃居第一，生产销量排名世界第三。目前，我国模具生产厂点约有 3 万多家，从业人数 80 多万人。 2005 年模具销售额达 610 亿元，同比增长 25；模具出口 美元，比 2004 年的 美元增长约 50，均居世 界前列。 2、成型工艺现状 除了液态模锻、粉末锻造成形工艺以外，还有多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和各种抽芯脱模机构的创新设计取得了较大进展；在陶瓷模具成形表面施以桂胶工艺，解决了模具的粘粉问题，同时采用磁吸技术，使其具有自动调整间隙的功能，保证陶瓷砖面平整，简化了模具结构。在冲压成形加工中，多功能复合模具逐渐增加。一副多功能复合模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻系、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能复合生产出来的不再是单个零件，而是成批的组装件，可大大缩短产品的生产及装配周期 ，显著地提高生产率。 3、注塑模具行业发展 模具被称为工业产品之母 ,所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张 ,被欧美等发达国家誉为 磁力工业 。由于模具对社会生产和国民经济的巨大推动作用和自身的高附加值 ,世界模具市场发展较快。 塑料模具工业近 20 年来发展十分迅速，早在几年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模 具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具，在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 4、国外发展现状 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备 模具的要求越来越苛刻 。 一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方 向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具。 模具的类 型通常是按照加工对象和工艺的不同进行分类，从行业角度的区分来看主要有塑料模具、橡胶模具、金属冷冲模具、金属冷挤压模具和热挤压模具、金属拉拔模具、粉末冶金模具、金属压铸模具、金属精密铸造模具、玻璃模具、玻璃钢模具等等。 其中塑料模具又包括：注射模、压缩模、传递模、挤出模、中空吹塑模、真空成型模、压缩空气成型模、旋转成型模、发泡成型模和空气辅助成型模和水辅助成型模等多种模具。 1、设计制造中全面推广应用 术。 术已发展成为一项比较成熟的共性 技术，近年来模具 术的硬件与软件价格已降低到买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 2、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的 原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 3、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 4、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 5、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第二章 塑料成型工艺 般塑料的性能及塑件材料的选择 一般塑料的性能： 1、 苯乙烯） 有非常好的热稳定 性、透光性 (透光率 88% 92%)，电绝缘特性是 目前最理想的高频绝缘材料 )以及很微小的吸湿倾向。能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。 流动性极好。 最大缺点：质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂。不能在高的温度下使用，易老化。适用于制作绝缘透明件、装饰件及化学器、光学仪器等零件。 2、 醛） 特点是软性，无毒，价廉，加工方便，识水性小，可不用干燥，流动性好，耐腐蚀性、电绝缘性优良。可以氯化辐照该性，可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯熔点 、刚性、硬度和强度较高。低密度聚乙烯柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。适用于制作耐腐蚀零件、绝缘零件和薄膜等。 3、 丙烯） 度小，强度、刚度、耐热性均由于 度比 在 100 左右使用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆、不耐磨、易老化。适用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。 4、 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物） 合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电性能良好；易于成型和机械加工，与 372有机玻 璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀铬。适用于一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。 结合浴霸面罩的特点，本课题选综合性能好，冲击韧度、力学强度高的材料：丙烯腈 苯乙烯共聚物（ 浴霸面罩所用材料为 脂，而该树脂一般采用注射成型比较适宜。且浴霸面罩属于薄壁零件，用其他的成型方法很难加工出它所需要的模具，综上所述，还是注塑成型法比较合适。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 型前的准备 为了使注射成形生产顺利进行和保证制品质量， 生产前需要进行 1、原料预处理，对塑料原料进行外观检验，必要时应对塑料的工艺性能进行测试；对容易吸湿的塑料，成形前应进行充分的干燥； 2、对注射机的料筒进行清洗或拆换； 3、预热嵌件，以减小塑料熔体与金属嵌件之间的温度差； 4、选择脱模剂，对模具进行预热等一系列准备工作。 塑成型过程 塑料在注射机料筒内加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔，其注射过程可分为充型，压实，保压，倒流和冷却五个阶段。 熔体经由流道充模 螺杆速度 注射压 力 注射过程及压力变化 A - 计量室流道 B - 喷嘴流道 C - 主流道 D - 分流道 E - 浇口 F - 型腔 件的后处理 为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经脱模或机械加工后应进行适当的后处理。后处理主要是指退火和调湿处理。 要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件结构设计满足成型艺要求，才 能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷及开裂买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。塑件结构工艺性设计的主要内容包括：壁厚、制品精度、表面粗糙度等。 1、壁厚 塑料制品的壁厚对制品质量有至关重要的影响。壁厚过后，不但用料多，成本高还容易产生气泡、缩化、凹陷等缺陷，而且冷却时间长生产效率低（对热塑性塑料制品而言）。壁厚过薄，成型困难，流动阻力大，尤其是大型制品和形状复杂制品。 制品最小壁厚的确定原则：（ 1）脱模时受顶出零件的推力不变形；（ 2）能承受装配时紧固力。 壁厚因制品大小和塑 料品种的不同而异。热塑性塑料制品的最小壁厚可达到 一般在（ 间。常用壁厚为（ 24） 本课题浴霸面罩壁厚为 3 2、制品的精度 影响制品精度的因素较多。首先是模具的制造精度和模具的磨损量，其次是成型工艺条件的变化所引起的塑料收缩率的波动。另外，成型后的实效率变化和模具结构形式对尺寸精度也有一定的影响。因此，对塑料制品的精度要求不能过高，应在保证使用性能的情况下，尽可能选用低精度等级。 本课题采用一般精度 应公差为 3、制品的表面粗 糙度 塑料制品的表面粗糙度主要取决于成型模具型腔表面的粗糙度。另外，塑料品种，成型工艺以及成型模具型腔表面的磨损和腐蚀对制品的表面粗糙度也有一定的影响。一般情况下，模具型腔表面的粗糙度也有一定的影响。一般情况下，模具型腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低 1。 本课题可选用 m 。 塑 成型工艺的影响因素 注塑成型工艺的正确是为了保证熔体能良好的塑化并顺利地冲模、压实、保压、冷却与定型。在注射成型工艺中最重要的工艺参数是温度、压力和相对应的各个作用时间等。 度的影响 1、在注射成形中模具温度是由冷却介质（一般为水）控制的，它决定了塑料熔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 体的冷却速度。 2、模温低，冷却速度快，但不利于成形；模温高，制品质量好，但生产率下降。 3、对于结晶型塑料，升高模具温度能提高制品的密度或结晶度。 力的影响 1、 塑化压力又称背压，是指注射机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。 2、注射压力是指注射时在螺杆头部产生的熔体压强。 3、型腔压力是指注射压力经过注射机喷嘴、模具流道和浇口的压力损失后在模具型腔内产生的熔体压强。 4、在注射过程中压力与温 度是相互制约的。料温高则所需压力低，料温低则所需压力高。因此，只有在适当的压力和温度的组合下才会获得满意的结果。 射冷却速度和冷却时间的影响 1、完成一次注射成形所需的时间称为注射成形周期。 2、它包括加料、预塑、充模、保压、冷却时间以及开模、脱模，闭模及辅助作业等时间。 3、在整个注射成形周期中，注射速度和冷却时间对制品的性能有着决定性的影响。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第三章 浴霸面罩注塑模具设计 根据塑料注射成形过程，一般可将注射机分为注射装置、开合模装置、推出机构、 液压传动和电气控制几个部分。 塑机的分类 1、按注塑机成型能力分类 按注射机成型能力可以将注射机分为五种类型 2、按塑化方法分类 根据塑化方法的不同，通常的有柱塞式和螺杆式两大类。 3、 按外形结构特征分类 注射机的外形结构对于工艺操作、生产效率和模具设计均有影响，按其特征分类，通常有立式注射机、卧式注射机和角式注射机三种类型。 塑机的型号规格 注塑机型号规格是用来表示注塑机加工能力的，而反映注塑机加工能力的主要参数是公称注射量和锁模力。因此常用公称注射容积数量和锁模力大小来表示注塑机型号规格。公称注射量是指注 塑机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的对空注射量。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的，它反映了注塑机成型制品面积的大小。 类型 合模力 /论注射量 / 2超小型 16000 16000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 一般用注塑机的公称注射量和锁模力同时来表示注塑机的加工能力，并以此作为注塑机的系列规格。国产注塑机的型号表示为： 0，型号中： X 表示（成）形（机）， S 表示塑料， Z 表示注射， Y 表示预塑式， 125 表示公称注射量为125 90 表示最大锁模力为 90105 注射模具的分类方法很多： 1、按其所用注射机的类型 分， 可分为卧室注射机用的模具、立式注射机用的模具、角式注射机用的模具。 2、按所成型的塑料制品材料分，可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。 3、按注射模的整体结构分，可分为单分型面注射模、双分型面注射模、垂直分型面注射模、有侧面分型和抽芯结构的注射模、定模有定距推板结构的注射模、直角注射成型机上用的专用 注射模、有活动向镶件的注射模等。 4、按浇注系统的结构分，可分为浇注系统为热流道结构的注射模、浇注系统为绝热流道结构的注射模、浇注系统为温流道结构的注射模。 在注射模的分类方法中，最常用的是按注射模具总体结构分类。根据制品的复杂程度以及浇注系统的不同类型，主要有单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动镶件的注塑模和带侧向分型抽芯的注射模等几种基本结构。 结合浴霸面罩塑件三维图（图 3三维图尺寸为长 382 382 84行浴霸面罩模具结构方案设计，需要考虑以下几个方面，包括分型面位置的确定、型腔数量的确定、浇注系统设计、成型零件设计、合模导向机构设计、推出机构设计、模具温度调节系统、标准模架的选用及模架的尺寸计算。 图 3霸面罩三维图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 常见的分型面形状有平面、斜面、阶梯面、曲面等。 分型面的选择好坏对塑件质量、操作难易 、模具结构及制作都有很大的影响。 通常遵循以下原则： 1、有利于脱模； 2、有利于保证塑件的外观质量和精度要求； 3、有利于成型零件的加工制造； 4、有利于侧向抽芯； 5、有利于排气。 根据设计原则设计一个分型面如图 3示。 图 3 分型面 选择螺杆式注射机 ，型号为 Y1000 1、按注射机的最大最大注射量确定型腔数 1n 1n = = 000/ 中： K最大注射量的利用系数，一般取 射机的最大注射量， 3： 单个塑件的体积或质量， 3 2、按注射机的锁模力大小确定型腔数 2n 2n （0F/P (450104 /35 1860） /110677 中 ：0F注射机的额定锁模力 ； P 塑件熔体对型腔的平均成型压力， P =35 A单个塑件在模具分型面上的投影面积， 2； 注系统在模具分型面上的投影面积， 2 结论：通过以上两个参数的计算得出型腔的数量在根据塑件综合考虑得出此零买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 件为一模一件。 注系统设计 浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。它的设计合理与否直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易。 1、浇注系统的设计原则 ： （ 1）结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流到布置。 （ 2）尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短冲模时间。 （ 3）浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩。 （ 4）浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于制品分离或易于切除和修整。 （ 5）熔接痕部位与浇口尺寸、数量机位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品 的影响。 (6)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有 上的精度要求。 (7) 应尽可能使主流道中心和模板中心重合，若无法重合也可以是两者的偏离距离尽可能缩短。 2、流道及浇口设计 （ 1）主流道设计 主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。 主流道的设计要点如下： 为了便于从主流道中拉出浇注系统的凝料，以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形。其锥角 为 20 40，对流动性差的塑料，也可取 30 60，过大会造成流速减慢，容易形成涡流。内壁表面粗糙度 主流道大端呈圆角，其办经常取 r=1 3减小料流转向过度时的阻力。 在保证塑件成型良好的情况下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注塑成型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注塑机的喷嘴紧密对接。主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径 1+（ 1 2） 小端直径 D=d+(1)坑深度常取 3 4 由于主流道要与高温的塑 料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。如其大端兼作定位环，则圆盘凸出定模端面的长度为 5 10常有将模具定位环与主流道浇口套分开设计的。 为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径 D 应稍大与注射机喷嘴直径 d，通常为 D = d+() 8 流道入口的凹坑球面半径 2R 也应 大于注射机喷嘴球头半径 1R ，通常为 2R = 1R +（ 12) 18 + 2 = 20 （ 2）分流道设计 分流道的截面形状 常用的分流道截面形状有圆形，梯形， U 字形和六角形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大，流道的表面积小，以减少热损失。因此可用 流道的截面积与周长比值来表示流道的效率。本设计采用半圆形分流道。 分流道的截面尺寸 分流道的尺寸应根据塑件的成形体积，塑件壁厚，塑件形状，所用塑料的工艺性能，注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。 分流道的布置 采用平衡式布置。平衡式布置要求从主流道到各个型腔的分流道，其长度，形状，断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡 。 所以分流道的设计如右图 3示。 图 3 浇口套 图 3 分流道 买文档就送您 纸全套， Q