电话机底座注塑模具设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 电话机底座 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 电话机底座 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 话机底座注塑模具设计 摘要 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。它在工业生产中使用极为广泛，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。 本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先，讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性可行性分析。 此次设计中，最关键的是确定型芯和型腔的结构，此外还分析了模具受力，脱模机构的设计、冷却系统的设计等。 总的来说，所设计的这套模具经济合理，可行性强 ，生产方便，是一套实用性较强的模具。 关键词： 注射模；定模；动模；抽芯；斜导柱 he is a to it a no in of is in is it an to in be by in to a of is to of in a is a of to to of of of a a to to to a of is it a in a of 录 1 绪论 . 1 目背景意义 . 1 料工业简介 . 1 国塑料模具现状 . 2 料模具发展趋势 . 3 2 制品的特性分析 . 4 品（电话机底座）的简介 . 4 对制品的分析主要包括以下几点 . 4 本设计中塑件各项要求 . 5 品的工 艺性及结构分析 . 5 结构分析 . 5 成型工艺分析 . 5 材料的性能分析 . 5 射成形过程 . 7 注射工艺参数 . 7 主要性能指标 . 8 艺条件 . 8 3 注射成型机的选择 . 9 算塑件体积 . 9 算塑件质量 . 9 塑机的注射容量 . 10 模力 . 10 择注塑机及注塑机的主要参数 . 10 注射机的选择 . 10 20 型注塑机的主要参数 . 10 塑机的校核 . 11 4 浇注系统的设计 . 13 注系统设计原则 . 13 流道的设计 . 13 主流道尺寸 . 13 主流道衬套的形式及尺寸 . 14 定位圈的结构尺寸 . 15 V 主流道衬套的固定 . 15 料穴的设计 . 15 口的设计 . 16 浇口的主要作 用 . 16 浇口尺寸的确定 . 16 浇口位置的选择 . 16 浇口结构的形式 . 17 注系统凝料的脱出机构 . 17 普通浇注系统的凝料的脱出 . 17 点浇口式浇注系统凝料的脱出 . 17 模推出机构的确定 . 18 脱模推出机构的设计原则 . 18 制品推出的基本方式 . 18 5 成型零部件的设计 . 20 型面的设计 . 20 型零件应具备的特性 . 21 型零件的结构设计 . 21 模（型腔）结构设计 . 21 芯的结构设计 . 22 型零件工作尺寸计算 . 22 影响塑件尺寸和精度的因素 . 22 成型零件工作尺寸的计算 . 23 模具型腔 侧壁和底板厚度的计算 . 25 6 导向机构的设计 . 27 向机构的作用 . 27 柱导向机构 . 27 导向机构的总体设计 . 27 导柱的设计 . 28 导套的设计 . 28 7 侧抽芯机构的设计 . 29 向分型与抽芯机构的分类 . 29 导柱侧向分型与抽芯机构设计要点 . 30 正确选择主型芯位置 . 30 斜导柱的设计计算 . 30 滑块和导滑槽的设计 . 30 8 冷却系统 . 32 具冷却系统的设计原则 . 32 具冷却系统的结构 . 32 9 总结 . 33 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 . 37 绪论 1 1 绪论 目背景意义 近几年，我国塑料模具工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高 于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。在电子、汽车、家电、玩具等产品中， 60% 100%的零部件，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、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。通过本课题的设计，应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼： 1）塑料管件制品的设计及成型工艺的选择； 2）一般塑料管件制品成型模具的设计能力； 3）塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力； 4）了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高，以适应今后 的工作。 料工业简介 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、 精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模具。塑料模具具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造毕业设计（论文） 2 出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过 程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模具的优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着 十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模具对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模具更是如此。 现代塑料产品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料产品成型技术的 “三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模具是塑料制品生产的基 础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 国塑料模具现状 塑料模具是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模具生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模 具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 ，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模具的设计、制造技术、 术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，毕业设计（论文） 3 专用塑料模具钢品种少、规格不全，质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化，商品化尚待规模化； 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 料模具发展趋势 a. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 b. 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 c. 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。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。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。 d. 新的塑料成型工艺和快速经济模具。 e. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 f. 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。 g. 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。 本次毕业设计中主要应用了先进的 件和 软件。其中 主要用于模具成型零件的 3D 设计，并向 2D 设计人员提供制品的其它有关参数，如投影面积，体积等，以优化模具设计，使模具结构更加合理。我这次的毕业设计的主要内容是模具结构，在论文中，对于由 件和 软件完成的内容将直接说明，不作具体说明。 2 制品的特性分析 4 2 制品 的特性分析 品（电话机底座） 的简介 图 电话机底座 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 制品的分析主要包括以下几点 a. 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性； b. 脱模斜度是否合理； c. 塑件厚度及其均匀性； d. 塑件种类及其收缩率； e. 塑件表面颜色及表面质量要求。 毕业设计（论文） 5 设计中塑件各项要求 a. 塑料名称：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ b. 色调：白色 不透明； c. 生产纲领：大批大量。 品的工艺性及结构分析 构分析 该制品为小型零件，在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证零件各项参数精度 型工艺分析 a. 精度等级：采用一般精度 5 级 b. 脱模斜度： 15 度。 料的性能分析 由丙烯腈 (丁二烯 (苯乙烯 (种化学单体合成。其中 A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。其化学分子结构方式如图 图 学分子结构 每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 从形态上看， 非结晶 性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚毕业设计（论文） 6 特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。 特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的 料。 有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之 在性能上存在较大差异。 使用性能： a. 物理力学性能 有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。 极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过 30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表 55 和 5 6）。 b. 热性能。 品的负荷变形温度约为 93 ，若能对制品进行退火处理，则还可增加 10 左右。 c. 电性能。 合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。 d. 耐环境性 合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。 合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。 e. 耐候性 合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受 350下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。 氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。 一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。 f. 流变性 合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然 熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过毕业设计（论文） 7 程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。 一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶， 在成型过程中， 热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。 g. 吸水性 有一定的吸水性，含水量在 围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在成型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到 右。 h. 品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对 熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光 泽较高时， 模具温度可控制在 60 80 对一般制品可控制在 50 60 。 射成形过程 对 色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 注射工艺参数 注射机：螺杆式 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度 :170 180 料筒温度（ ）： 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 模具温度（ ）： 50 80 注射压力（ 60 100 保压力（ 40 50 高压时间（ s ）： 0 5 毕业设计（论文） 8 保压时间（ s ）： 15 30 冷却时间（ s ）： 15 30 成形周期（ s ）： 40 70 主要性能指标 表 主要性能指标 艺条件 湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于 对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥； 流动性一般，溢料间隙约 动性比 ，但比 成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约 250C）。若制品精度要求过高，模温宜取 50C 60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取 600C 80C； 注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取 180C 330C、注射压力可取 100140用螺杆式注射机时，料温可取 160C 220C，注射压力可取 7000 密度 g/比溶 吸水率 收缩率 热变形 温度 1. 0205 0. 898 0. 2%4% 130. 3%8% 83抗拉强度伸弹性 模量 曲强度 冲击强度 积 50 1. 80 11. 7 注射成型机的选择 9 3 注射成型机的选择 算塑件体积 a. 用 软件计算塑件体积为： 计算零件的体积为： 17 b. 估 算浇注系统的体积： 222 1 1 2 24V r l r l =42 45+2 40 = = c. 估算总体积 : V =117+算塑件质量 此塑件材料为苯乙烯 丙烯腈（ 经查表的其密度 则，其质量为： =g) 毕业设计（论文） 10 塑机的注射容量 确定了单个塑件的体积和模腔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积，再加上主系统中主流道、浇口、冷料井的体积，即是一模 一 腔的塑料总体积， 时可用下式计算。 （ 式中 G注射机最大注射容量， g； 成型塑件与浇注系统体积总和， g； 最大注射容量的利用系数。 计算得， G 模力 型腔总的投影面积为：由 得 A= 计算其所需锁模力 F 为： F=A=中： P型腔单位面积的注射压力 (查手册得 P=40 择注塑机及注塑机的主要参数 射机的选择 综合以上的分析，联系实际情况，现初选 20 型注射机。 20 型注塑机的主要参数 理论注射量： 200g 螺杆直径： 42射压力： 150 注射速率 ： 模力： 120 模板最大行程： 305具最大厚度： 400 毕业设计（论文） 11 模具最小厚度： 230杆空间（长 宽）： 355385 定位孔直径： 125嘴球半径： 15 注射方式： 螺杆式 螺杆转速： 0220r/塑机的校核 a. 最大注射量校核 最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量，设计时应保证成型塑件所需的注射量小于所选注射机的最大注射量。 注射出成型机理论注射量 此满足要求。 b. 锁模力校核 当高压的塑料熔 体充满模具型腔时，会产生一个沿注射机抽向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（即注射面积）乘以型腔内的塑料压力。此力可使模具沿分型面涨开。为了保持动、定模闭合紧密，保密塑件的尺寸精度并尽量减小溢边厚度，同时也为了保障操作人员的人身安全，需要机床提供足够大的锁模力。因此，欲使模具从分型面涨开的力必须小于注射机规定的锁模力。即 p （ 式中 T注射机的额定锁模力， A塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积， P熔融塑料在模腔内的压力， kg/ K损耗系数，通常取 1/3 2/3。 PKA=43 =900该注塑机的锁模力符合要求。 c. 模具厚度校核 模具厚度必须满足下式： m i n m a H （ 式中 H模具 闭合厚度， 注塑机所允许的最小模具厚度， 230 注塑机所允许的最大模具厚度， 400 根据结构草图可知，初选的模具厚度为 320足要求。 d. 开模行程校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模毕业设计（论文） 12 行程。对于双分形面的注塑模具，其开模行程按下式 校 核 1+（ 5 10） (= （ 式中 S注塑机的最大行程， 脱模距离，此模具中为 78 塑件加浇注系统总高，此模具中为 90 L型腔板移动的距离，此模具中为 50 所以上式成立（ 400即该注塑机的开模行程符合要求。 由以上对各参数的效核可知该 20 型注塑机符合要求。 4 浇注系统的设计 13 4 浇注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处 ,以获得外形轮廓清晰 ,内在质量优良的塑料制件。该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、冷料穴、 浇口。 注系统设计原则 a. 浇注系统与塑件一起在分型面上 ,应有压降