对讲机前盖的塑件注射模具设计【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 摘 要 目前，随着塑料工业迅猛发展，塑料制品已遍布到现代工业和日常生活的每个角落。塑料模具工业已经有了空前的发展。 塑料模具行业成为国家工业发展的重要基础行业，各种先进技术广泛应用于模具行业。为了了解塑件的制造过程，模具设计过程，本论文以 前盖 为例，系统地分析了注塑模的设计过程，并运用三维 具 立模具装配模型 。 本文综述了国内外注塑模研究成果，提出了我国注塑模的发展方向；根据制品的图纸及其使用性能，选择了塑料的牌号及注射成型的方法；分析了塑件的性能及尺寸精度；阐述了塑料的性 能，成型特性及工艺参数；选择了成型设备及模具各个部件的材料； 论文重点讨论了模具结构设计的详细过程，包括进料系统设计、成型零部件的工作尺寸计算及结构设计与强度计算、合模导向结构设计、顶出脱模结构设计、排气结构设计、冷却系统设计。在 三维零件模型进行装配建模 。 关键词 塑件；注射模具；模具设计和制造； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 t of of is in in of an of be In to of to of of of in D of of is in of as as of be on of of of in of in is of is in on of of of as as of In is in of of ie 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第 1 章绪 论 . 1 具工业发展现状 . 4 料模具现状及主要发展方向 . 4 算机辅助设计技术及 简介 . 6 料模具的基本结构 . 7 文研究的主要内容、目标与方法 . 7 第 2 章塑件的工艺分析 . 9 件的基本信息 . 9 C 料的相关性能及注射工艺的参数 . 9 件的注塑工艺性 . 10 件的体积和质量 . 11 第 3 章注射机的选择和校核 . 12 射机规格的选择 . 12 射机的校核 . 13 射机注射容量的校核 . 13 射机注射压力的校核 . 13 . 14 模行程校核： . 14 第 4 章浇注系统设计 . 15 浇注系统的组成 . 15 浇注系统设计 . 15 流道的设计 . 16 浇道衬套的设计 . 17 流道的设计 . 18 料井的设计 . 18 口的设计 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 口位置的选择 . 20 第 5 章分型面和排气系统设计 . 22 型面设计 . 22 气系统的设计 . 23 第 6 章成型零件设计 . 24 模结构设计 . 24 模结构设计 . 26 第 7 章 标准模架的选择及 合模导向机构设计 . 27 准模架的选择 . 27 向机构的功能 . 28 向机构的设计 . 29 柱的外形尺寸计 算 . 30 向孔的设计 . 30 第 8 章脱模机构设计 . 32 模机构的组成 . 32 模机构的设计 . 32 模力的计算 . 33 第 9 章 侧向抽芯机构的设计 . 35 侧抽机构的设计 . 35 . 37 侧抽芯机构设计 . 38 侧抽芯机构设计 . 39 结论 . 41 致谢 . 42 参考文献 . 43 附录：毕业实习报告 . 错误 !未定义书签。买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪 论 具工业发展现状 从 20世纪 80年代初开始，发达的工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并迅速发展成为一个独立的工业部门，其产值已经超过机床工业的产值。在随后随着模具技术的不断发展，模具工业也被广泛的应用于汽车，电子，电器 ，航空，仪器仪表，轻工，塑料以及日用商品等工业部门中。在发达国家的人们认为，没有模具，就没有高质量的产品。并且模具享有“发展工业的钥匙”；“企业的心脏”等美誉。改革开发以来，我国的模具工业发展也十分的迅速。近年来，每年都以 15%的增长速度快速的发展，模具企业也如雨后春笋般迅速的萌生，蓬勃发展。 随着模具工业规模的不断扩大，我国模具的技术水平也有了很大的提高。已经能够制造体现现代模具设计制造水平的大型，精密的模具，部分模具达到了国际先进水平。虽然我过的模具工业已经有了长足的进步，但是，无论是从模具的数量上还是 质量上仍然不能够满足国内市场的需要，每年仍需要进口大量的大型，精密的模具。为了缩小与发达国家的模具工业的差距，我国的模具工业正积极的向着开发大型，精密，复杂模具；增加模具标准件的应用；推广 料模具现状 及 主要发展方向 近年来，国外塑料模具的发展速度也迅速的增长，在诸多发达国家（如日本，德国，瑞士等）其塑料模具工业的发展都高于了冲压模具，塑料模具产生的经济效益占据了整个模具产业的一半。国外大量生产的塑料模具主要采用多模腔，多层模及多层多腔等类型模具，多层模已发展到 64 64 腔，还研制了多层模具专用的注塑成型机，各种饮料塑料瓶，杯子等多采用多工位多模腔，饮料瓶模具多达 32腔。日本和欧美等一些国家用铝材制作注塑模，由于铝的导热性比钢好，是钢的 3倍，注塑的周期可缩短 25并且模具的重量也大大的减轻。 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量，技术和制造能力上都有了很大的发展，取得了买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 较大的成绩。我国在塑料模具的发展中用了 30 年的时间就走过了国外 90 年的发展历程，现已具备相当的规模。在 1987 年，我国塑料产量已经 达到 297 万吨，位居世界第 5位。如今，我国塑料产业已形成了相当规模的完整的体系，塑料模具的设计技术，制造技术， 料的生产，成型加工，塑料机械设备等都发展到了一定的规模。 随着人类社会的不断进步和高新技术的不断发展，人们对产品的要求越来越高，这就促使了我们必须大力研发模具设计技术。世界各国对塑料模具设计技术也给予了高度的重视和关注，并投入了大量的资金进行研究和开发。在国际上塑料模具未来的发展主要集中在下面几个方面： （ 1） 在模具设计制造中全面推广 术是模具技术发展的一个重要的里程碑，实践证明， （ 2） 注塑模具 塑料模具 塑模具 向实用化方向迈进。我国政府对注塑模具 用化进程也十分的重视。专门组织了“八五”国家重点技术公关项目“注射模 目前，美国 家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解 决注射模具的问题。 （ 3） 塑料模具专用材料研究和开发； 目前，塑料模具拥有的类型有：基本型，预硬化型，时效硬化型，热处理硬化型，马氏体时效钢和粉末冶金模具钢等钢种。在“八五”期间，国家也组织了诸多钢铁单位大力研究和开发塑料模具专用系列钢，这将进一步扩大和完善塑料模具钢材。 （ 4） 塑料模具加工程控化； 机械技术与电子技术的密切结合，使加工中更多的采用数控数显，计算机程序控制的加工方法，实现高层次，多工位加工，使塑料模具在质量上和加工效率上产生了一个新的飞跃。激光成型技术也在塑料模具型腔加工中得到了成功的运用。 （ 5） 模具研磨，抛光自动化及智能化。 模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表木的质量买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对模具使用寿命，制件外观质量等方面均有较大的影响，我国目前仍以手工研磨为主，不仅效率低（约占整个模具制作周期的 1/3），且工人的劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究抛光自动化，智能化是重要的发展趋势。日本已研制出了数控研磨机，可实现三维曲面模具的自动化研磨及抛光。 算机辅助设计技术及 简介 随着塑料制品在社会各个领域中的广泛应用，需要设计和制造品种繁多的 塑料模具，特别是对塑料注塑模具的需求更加突出。而计算机技术的发展和模具标准的推广，使得模具设计自动化成为可能。近些年来，国外模具技术的发展最快的是今已经研制了完整的冷冲模，锻模 十世纪 80年代，西德已有 25%的新制塑料模具是运用 此同时，在日本也有 32%的塑料模具是运用 产的。在本次设计中，我主要运用的是 三维设计软件技术。 软件集零件设计，产品装配， 金设计，模 具设计，逆向工程，应力分析等各种功能于一身，广泛的应用于电子，机械，模具，汽车，家电，玩具等行业之中。在本次设计中，我运用 软件中的 是由美国 数技术公司研发推出的 件，该软件是通过一种独特的，参数化的基于特征的实体模型设计而发展起来的机械设计自动化软件，当前流行的参数化设计，并行工程，统一数据库思想都是由 在软件中有充分的应用，在本次设计中，选择 主要 是基于它的两个 突出的优 点： （ 1） 所拥有的参数方法和基于所具有的独特的数据结构提供了从产品的 设计到制造过程的全相关性，任何一处的修改会引起其他有关方面的自动修改，这就在很大的程度上缩短了设计周期。 （ 2） 软件 应用 广泛。 掌握 它可以方便以后的工作和学习。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料模具的基本结构 凡是注塑模，均可分为动模和定模两大部件。注射充模时动模与定模闭合，构成型腔和浇注系统。开模时动模与定模分离，取出制品。定模安装在注塑机的固定模板上；动模安装在注塑机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能，可由以下 7个系统 或机构组成： （ 1） 成型零件 指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制品的零件。通常有凸模，型芯，成型杆，凹模，成型环，镶件等零件。在动模和定模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓和尺寸。图 1示模具，型腔是由凹模 3，凸模 4和动模板 12构成的。 （ 2） 浇注系统 将塑料熔体由注塑机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道，分流道，浇口和冷料井组成。 （ 3） 导向与定位机构 为确保动模和定模闭合时，能准确导向和定位对中 ，通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。深腔注射模还须在主分型面上设有 锥面定位。有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。 （ 4） 脱模机构 是指在开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。图 1，拉料杆 6，顶出固定板 7，顶出板 8和回程杆 10组成。 （ 5） 侧向分型抽芯机构 带有侧凹和侧孔的塑件，在被脱出模具之前，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯。 （ 6） 温度 控制 系统 为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热的温度调节系统。模具冷却，一般在模板内开设冷却水道。加热则在模具内或周遍安装电加热元件。有的注射模须配备模温自动调 节装置。 （ 7） 排气系统 为了在注射充模过程中将型腔内原有空气排出，常在分型面处开设排气槽。小型腔的排气量不大，可直接利用分型面排气。也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间的间隙排气。大型注射模须预先设置专用排气槽。 文研究的主要内容、目标与方法 目前，塑料制品已经深入到我们生活当中，甚至代替了某些钢材。易加工，成本低，密度低等优点，使得塑料的使用越来越多。随着塑料制品的使用，我们必然买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 面临着塑料的成型问题。塑料的成型方式主要有：注塑、压塑、挤塑等方式。本文将就注塑模具设计一套关于 玩具对讲机 前盖 的设计 方案。 本文要完成的是 前盖 的模具设计，根据所设计产品的实际需要，考虑产品的应用意义，完成了从塑件的成型工艺，材料选择，注塑机的选择再到注塑模的完整设计的整个过程，运用 件， 完成 对讲机 前盖 注塑模具 整个结构设计。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 塑件的工艺分析 注塑件的第一步就是进行塑料的工艺性分析，通过工艺性分析，充分了解注塑件的工艺性能，结构性能。这样才能更好的进行注塑模具的设计，是模具设计和验证的重要依据。 件的基本信息 本次设计的目标塑件为玩具 （ 对讲机 ） 的 前盖 ，其具 体结构见下图 2因塑件为产品的 前盖 ， 是外观塑件， 为了保证塑件的力学性能， 产品填充料 选择 为 碳酸脂） ， 采用全原料注塑，不 可添 加水口料。 ， 另塑件在配合 尺寸及外观都有较高的要求，要求塑件 良好的配合要求，即其 与后盖配合无明显起级现象（即无台阶位，用手轻抚无刮手现象）。 图 2C 料的相关性能及注射工艺的参数 透明度好，刚硬切冲击韧性好，工程塑料中韧性最好，尺寸稳定性好，成型收缩率小，耐热性好，耐蠕变性好，电性能好，适合做绝缘材料，价 格高，常用于生产高档产品的外壳。 2 的成型工艺性 于含有强极性基团，它对水分很灵敏，当 含又极少量的水分时，轻则会在产品上形成银丝，严重时在高温高压下水分就会和塑 料 的分子量大大的降低，进而使塑 料 的性能受到很到的影响，作出的产品很脆，因此， 成型前要严格的干燥 。 料 的分子链的刚性大，买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 容易形成应力集中，同时由于 料对温度不是太敏感，成型时可以采用较高的温度和较小的压力。 料筒温度：后部： 240 270 C中部： 260 290 C前部： 240 280 C 喷嘴温度： 240 250 C 模具温度： 90 110 C 保压压力： 40 50 注射压力： 80 120 注射时间： 05S 冷却时间： 20 50S 总周期： 50 130S 保压时间： 20 80S 件的注塑工艺性 塑件的结构见图 2于塑件 结构复杂， 在四个方向上都有侧凹或侧孔，需要四个方向上都设计出侧向抽芯机构，塑件的内表面有 5处位置设计有 内凹的扣位结构，须设计出 5处斜柱式抽芯，以达到塑件的 成型结构 要求。考虑到产品的 结构的 复杂性和生产 形式 （多批次，小批量生产模式）， 为了 减少模具的的制造 成本，选择此塑胶模具为一模一腔的结构形式 （图 2。 在满足生产需 要的情况下， 能大大降低模具结构的 复杂性及制造成本。 图 2塑模具结构形式 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 件的体积和质量 通过 软件可计算出塑件的体积为： 363V ； 查表得 31 g ； 塑件的质量为： 。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 注射机的选择和校核 射机规格的选择 注射机为注射成型所用的主要设备，按其外 形可以分为立式，卧式，直角式注射机。按塑料在料筒中的塑化方式可以分为柱塞式和螺杆式两种。 注射机规格的选择： 选择产品模具设计的型腔数为一模一腔的形式，查表得 的密度为：31 g 通过 软件计算得出塑件的体积（ V），质量（ M）和水平投影面积（ S）分别为： 363V ； ； 288S 。 根据注射机每次的注射量必须大 于 ；由注射机的最大注射量初步选择型号为 注射机，其工艺参数如下： 螺杆直径 /42 注射压力 / 510119 最大注射面积 / 2320 定位孔直径 /模具厚度 /（最大） 300 ；（最小） 200 ； 喷嘴 /球半径）： 12（孔直径）： 4 推出：（两侧）孔径 /22 ； 孔距 /230 注射容量 / 3 125 锁模力 10900 模板行程 /300 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 射机的校核 射机注射容量的校核 模具设计时，必须得在一个注射成型周期内所需注射的塑件熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内，且在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量（质量）应为制件和浇注系统两部分容量（质量）之和，既： 或（ 3 式中： ()个成型周期内所需要的注射的塑料容积或质量； n：型腔的数量； ()单个塑件的容积或质量； ()浇注系统凝料的容积或质量； 0 . 8n j gV n V V V 或 0 . 8n j gM n M M M （ 3 ()注射机额定注射量； 34 . 5 V V V V c m 主 流 道 分 流 道 横 浇 道 浇 口 拉 料 钩 代入上式得： 1 6 3 4 . 5 6 7 . 5 1 0 0 0 . 8n j gV n V V V 符合要求 射机注射压力的校核 注射压力校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求，只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力，因此注射机的最大注射压力要大于该之间所要求的注射压力。制件成型时所需要的注射压力，与塑料品种，注 射机类型，喷嘴形状，制件形状的复杂程度和浇注系统等因素有关，可以根据塑料的成型工艺参数数据来确定制品成型时所需要的注射压力。根据塑料的成型工艺参数查表得 的成型注射压力在 80位： 510之间，注射机的额定注射压力为： 119（单位： 510，在其设定的注射压力内，满足工艺要求。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 符合要求。 塑料熔体刚充满模具型腔时会产生沿开模方向的涨模力。该涨模力大小等于塑件和浇 注系统在分型面上投影面积，乘以分型面上模腔的平均计算压力 P。模具锁模力必须大于涨模力，才能防止分型面上产生溢边，保证塑件在深度方向的尺寸精度，因此： F （ 3 其中： 2； 2/N ； 常取 模腔的计算压力 P，在数据不足时可采用经验推测，常取注射压力0： 200 . 5 0 . 5 1 1 9 5 9 . 5 5 9 5 /P P M P a N c m ； 故： 1 . 2 8 8 5 9 5 6 2 . 8 9 0 0K A P K N K N F 符合要求。 模行程校核： 对于双分型面开模行程按下式校核： 12 ( 5 1 0 )S H H a （ 3 式中 S 动模板台面行程）， a 足以取出凝料）， 1 2H 6 9 1 3 0 ( 5 1 0 ) 1 5 2S 至S=300 最大开模行程大于模具所需的开模行程，所以选用的注塑机满足要求。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 章 浇注系统设计 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塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质，传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。 浇注系统的组成 无论用于何种类型注 塑机的模具，其浇注系统一般均由四部分组成 。 （ 1） 主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一端流道。它是塑料熔体首先经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一轴线上。 （ 2） 分流道 指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔注射模中分流道中为了分配物料，通常由一级分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。 （ 3） 浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。 （ 4） 冷料井 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔体前锋的冷料。冷料井也经常起拉勾凝料的作用。 浇注系统设计 浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降，流量和温度分布的均衡布置；尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间；浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩；避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移；浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑件分离或切除整修容易，且外观无损伤；熔合缝位置须合理安排，必要时配置冷料井或溢料槽；尽量减少浇注系统 的用料量；浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 流道的设计 主流道入口直径为 d，应大于注射机喷嘴直径 1右。这样便于两者能同轴对准，也使得主流道凝料能顺利脱出。主流道入口的凹球面半径 R，应该大于注射机喷嘴球半径约 2之两者不能很好的贴合，会让塑料熔体反喷，出现溢边致使脱模困难。锥孔壁粗糙度 m。主流道的锥角 =2 过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小锥角使凝料脱模困难；还会使充模时流动阻力大，比表面增大，热量损耗大。 实践证 明：注射模主浇道和分浇道的切变速率 2 3 15 1 0 5 1 0 s 时，所成型制品的质量较好。对于一般热塑性塑料，根据经验公式： 23 （ 4 式中 熔体的体积流量，单位为 3/cm s ； 浇道端面尺寸的当量半径，单位为 根 据前面注塑机选择有：熔体的体积流量 173/（ 4 对于小型模具，主浇道取 215 10 s ，但是 以此模具取 315 10 s 13。代入公式得： 23 = 23 . 3 1 4 6 . 6 1 = 35 10 5 1 03 . 1 4 3 . 3 1 4 6 . 6 1=浇道进口端直径取为 9d 。 在保证制品成型的条件下，主浇道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料率，一般可小于或等于 60于 言，主浇道应该较短，所以取主浇道长度为 55 出口端直径 : 2 9 2 4 0 3 . 5 1 3 . 42D d L t g t g m m 出口端圆角半径： 1 1 8r D m m主浇道进口和注射机喷嘴头部接触的表面一种是平面，一种是弧面。平面连接在密封时需要有很高的压力，实际生产中很少应用。所以选用弧面连接。 图 4纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本设计注塑模具的主流道示意图。 图 4意图 浇道衬套 的设计 图 4浇道衬套形式 主浇道与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主浇道开设在定模上，而是将它单独开 在一个主浇道衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换和修磨。常用的主浇道衬套有 A、 中， 用时用固定在定模上的定买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位环压住衬套大端台阶即可。对于小型模具，可将主浇道衬套与定位环设计成一个整体。衬套长度与定模配合部分的厚度一致，主浇道出口处的端面不得突出在分型面上。 本设计中 为了缩短主流道的长度，衬套须埋入定模板内，衬套与定模板采用H7/隙配合，采用 2丝（ 衬套锁紧定模板内，故 采用 A 型浇道衬套。 方便衬套的安 装及固定。 流道的设计 分浇道用于连接主浇道和浇口，常用的分浇道截面形状有圆形、正方形、梯形、U 形、半圆形和正六角形等。如图 4示 ： 图 4种分浇道 本设计模具的结构形式为一模一腔，故不需要设计分流道。 料井的设计 图 4冷料穴 根据需要，不但在主流道末端，也可以在各分流道转向位置，甚至在塑件型腔买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 末端设置冷料井，冷料井应设置在熔料流动方向的转折位置