毕业设计（论文）电器基座注射工艺分析及模具设计（含全套CAD图纸）

1、全日制普通本科生毕业设计电器基座注射工艺分析及模具设计injection process study and mold design of electric appliance由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706学生姓名：学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化指导老师及职称：学 部：理工学部提交日期： 年 月毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文

2、的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日目 录摘要1关键词11 前言21.1 研究意义21.2 国内外研究现状21.3 发展方向32 塑料的工艺性分析32.1 塑件的原材料分析32.2 制件分析32.3 塑件的体积重量52.4 塑件的注射工艺参数的确定63 型腔数的确定及浇注系统的设计63.1 分型面的选择63.2 型腔数的确定73.3 浇注系统的设计73.3.1 主流道的设计 73.3.2 浇口套的设计83.3.3

3、 浇口的设计84 侧抽芯机构的设计94.1 斜导柱倾斜角确定94.2 斜导柱长度计算104.3 抽芯力的计算114.4 楔紧块的设计114.5 锁紧角的选择125 模具成型零件的设计与计算125.1 凹模，凸模结构形式的选择125.2 凹模，凸模以及型芯工作尺寸的计算125.2.1 型腔尺寸的计算125.2.2 型腔深度尺寸的计算135.2.3 型芯径向尺寸的计算135.3 型腔侧壁厚度和底板厚度的计算13 5.3.1 型腔侧壁厚度计算13 5.3.2 底板厚度的计算146 推出机构的设计与计算146.1 推出机构的设计147 温度调节系统157.1 模具温度的选择158 注射机与模具各参数的

4、校核168.1 锁模力的校核168.2 注射压力校核168.3 模具参数的校核169 成型零件加工工艺1710 总结17参考文献18致谢19附录19电器基座注射工艺分析及其模具设计摘 要：此次材料pf为热固型塑料，热固型塑料主要采用的压缩和压注的方法成型，这两种方法工艺操作复杂，成型周期长，生产效率低，劳动强度大，模具易损坏，成型的质量不稳定。本次采用的注射方法成型热固型制件可以说是对热固型塑料成型技术的一次重大改革。它具有简化操作工艺，缩短成型周期，提高生产效率，降低劳动强度，提高产品质量，模具使用寿命较长等优点。对注射工艺分析，计算，进行了合理的设计和详细的说明，其中的数据都经过查表和论证

5、，具有一定的价值和意义。关键词：注射工艺；注射模具；工艺分析；热固型塑料injection process study and mold design of electric applianceabstract: this material pf is the thermosetting plastic, the compression which the thermosetting plastic mainly uses and presses the note the method formation, these two method craft operation is complex

6、,the formation cycle is long,the production efficiency is low, the labor intensity is big, the mold easy to damage, the formation quality not to be unstable. this time uses the injecton method formation thermosetting plastic workpiece may say that is to thermosetting plastic formation techenology im

7、portant reforms. it has simplified operation craft, the reduction formation cycle, the enhancement production efficiency, to reduce the labor intensity, to improve the product quality, the mold service life to be long and so on merits. analysis of injection molding process, the computation, has carr

8、ied on the reasonable design and the detailed explanation, in which data after the table look-up and the proof, has certain value and the significance.key word:injection craft; injects the mold; process study; thermosetting plastic1 前言1.1 研究意义塑料模具，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑

9、料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括由凹模组合基板，凹模组件和凹模组合卡板，型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状，不同尺寸的系列塑件。塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,塑料制品所

10、占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。塑料产品的用量也正在上升。塑料模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔.注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的1。1.2 国内外研究现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些

11、低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。塑料模具是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场，塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车，家电，办公用品，工业电器，建筑材料，电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具也快速发展。2000年，中国塑料模具产值约为100亿元，2006年已发展到300多亿元，年平均增长率超过21%，高于模具行业总体发展速度。中国塑料模具无论在数量上，还是在质量，技术和能力等方面都有了很大的进步，但与国民经济发展的需求和

12、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型，精密，复杂，长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。热固性塑料和热塑料性塑料注射成型的主要差异表现在熔体注入后的固化成型阶段，以往的压缩和压注成型操作复杂，成型周期长注定会被操作简化，成型周期短，模具使用寿命长的注射成型所替代。加入wto，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入wto后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模

13、具的出口量则加大；在高精模具方面，加入wto前本来就主要依靠进口，加入wto后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。从美国，日本，德国，意大利，加拿大等主要生产国来看，注塑机的产量都在逐年增加。在塑料机械中占的比重最大。我国塑料模具行业和国外先进水平相比，发展不平衡，产品总体水平较低。1.3 发展方向随着科学技术的高速发展，模具的应用会更加广泛，应用的领域会越来越广。特别是在市场的激烈竞争中，企业的产品开发和更新速度越来越快，所以对模具的生产效率要求也越来越高。热固型塑料传统的压注，压缩

14、成型周期较长，操作较复杂，所以必将被高效率的注射成型所取代，同时，cad/cam技术的逐步成熟，将更快速的促进模具行业的发展2。2 塑料的工艺性分析2.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用酚醛树脂(pf),属于热固性塑料，广泛用于特殊用途塑料，涂料，粘合剂和耐酸胶泥等，该塑料具有以下的成型特性：1）耐水性和耐老化性，尺寸稳定性。2）刚性好，变形小，耐热耐磨，能在150-200的温度范围内长期使用。电绝缘性优良。3）在水润滑的条件下，有较低的摩擦系数。4）质脆，冲击强度较差3。2.2 制件分析由零件平面图可知：图1 塑料平面图figure1 plastic plane picture1） 结构分析

15、当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧具有孔，凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。由上面分析可知，该制件水平和垂直方向都开有孔，不能直接进行脱模，需要采取侧向抽芯。2）尺寸精度影响塑件尺寸精度的因素十分复杂，首先是模具的制造精度和塑料收缩率的波动，其次是模具的磨损程度等。因此，塑料尺寸精度的确定应该合理选择，尽可能选用低精度等级。实际上，对于小尺寸塑件，模具的制造公差对塑件尺寸精度影响相对要大一些，而对于大尺寸塑件，收缩率波动

16、则是影响塑件尺寸精度的主要因素。该制件尺寸较大，未标注尺寸精度等级，查表可知该零件需按照mt5公差尺寸进行标注，对应的模具相关零件的尺寸加工也可以保证3。 3） 表面质量塑料件表面质量要求较高，外表面不得有气孔，飞边等缺陷产生，有较高的光亮要求。塑件的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。塑件表而粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的表面粗糙度有关。一般说来，模具表面的表面粗糙度要比塑件低l 一2 级。综合分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，该制品的成型要求可以得到保证4。2.3 塑件的体积重量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定模具型腔数。制品的质量：根据塑料平面图分析计算制品的体积为

17、v14m3，设计手册查得酚醛塑料的密度为=1.5g/cm3，故单件塑料制品质量为w件=v21g。根据计算的制品体积及质量来确定注射机的型号和规格。为了保证注射成型的正常进行，根据生产经验，一次注射成型所需塑料的总量宜为最大注射量得80%，即：w180%w2或者w2w1/0.8试中：w1注射机最大注射量(cm3或g) w2制品成型时所需的塑料总量(cm3或g)同时，为了适应热固性塑料成型特性，成型时对注塑机有以下要求：1）为防止熔体在注射剂料筒内发生早期固化，要求对物料加热应均匀和温度固定。目前多采用水加热循环系统，温度波动为1，能实现自动控制。2）为了防止因塑料在料筒内固化而扭断螺杆，注射机螺

18、杆的传动宜采用液压马达或摆线针轮减速器机构。这样可以达到090r/min的无极变速，以符合塑料在料筒的预塑要求。3）热固性塑料的注射成型的注射压力和锁模力应高于热塑性塑料，注射机的注射压力通常在120170mpa的范围内，少数还更高。由于注射压力高，因此合模机构锁模力也相应增大，这样对合模机构中的油泵，油路系统也有更高要求。此外，合模机构还应满足快速排气操作要求，即应具备能迅速减低锁模力的机构。4）注射机的螺杆长径和压缩比均比热塑性塑料注射机小。螺杆的长径比为1420，一般以偏小为好。压缩比通常为0.81.4，偏大容易使塑料在料筒内固化。与热塑性塑料注射机螺杆相比，热固性塑料注射机的螺槽较深，

19、这是为了减少对塑料的剪切作用，以免产生过多的摩擦热，防止塑料过早固化。螺杆的头部呈锥角行，保证与喷嘴内轮廓相适应，并使螺杆在注射行程时，其顶部达到喷嘴进口处，以便每次注射后不在料筒内留有剩料。螺杆内设有冷却水孔，可通水冷却，以防止螺杆表面过热。螺杆与料筒间隙较小，螺杆表面粗糙度小。螺杆材料应具有优良的耐磨性和抗压强度5。查阅塑料成型工艺与模具设计上的表5.1，可初步选用xs-zy-125型注射机，注射方式为螺杆式。该注射机的主要参数如下表所示：表1 注射机参数tabel1 jection machine parameter理论注射量/cm3 125开模行程/mm 300螺杆直径/mm 42模具

20、最大厚度/mm 300注射压力/mpa 120模具最小厚度/mm 200锁模力kn 900喷嘴孔直径/mm 4拉杆间距/mm 260290喷嘴圆弧半径/mm 122.4 塑件的注射工艺参数的确定根据情况，pf的成型工艺参数可作如下表选择，在试模时可根据实际情况作适当的调整6。表2 塑件注射工艺参数tabel2 astics injection process parameters料筒温度加料侧选用70注射压力100mpa喷嘴侧选用95喷嘴温度选用100螺杆转数选用60r/min模具温度选用170螺杆背压选用0.5mpa注射时间选用8s保压时间选用50mpa固化时间选用30s总周期70s3 型腔

21、数的确定及浇注系统的设计3.1 分型面的选择分型面的确定，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，选择较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下原则：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模。由于注射机的顶出装置在动模一侧，所以分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模的一侧，这样有助于在动模部分设置的推出机构工作，若在定模内设置推出机构就会增加模具的负杂程度。3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质

22、量。同轴度要求较高的塑件，选择分型面时最好把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧。4）分型面的选择应有利于模具的加工。通常在模具设计中，选择平直分型面居多。但为了便于模具的制造，应根据模具的实际情况选择合理的分型面。5）分型面的选择应有利于排气。分型面的选择与浇注系统的设计应同时考虑，为了使型腔有良好的排气条件，分型面应尽量设置在塑料熔体流动方向的末端。6） 应使侧抽芯行程较短。综合以上几条原则，分清主次。为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面，易于加工，同时考虑到抽芯问题，此零件可采用下图所示的分型面比较合理7。图2 分型面figure2 minute profile3.2 型腔数的确定

23、 此处已删除2)保证塑件不因推出而变形损坏，为了保证塑件在推出工程中不变形，不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推出点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推出点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3)机构简单动作可靠，推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以及承受推出过程中各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4)良好的塑件外观，推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或者隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤

24、其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5)合模时的正确复位，设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。根据上述原则，考虑到本次设计中零件的特点，推杆采用对称布置20。7 温度调节系统模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。不论是热固性还是热塑性塑料的模塑成型，模具温度对塑料制件的质量和生产效率都有很大的影响。主要在以下两个方面。一是对塑料制件质量的影响。模具温度的波动对于塑件的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有影响。二是对模具成型周期的影响

25、，缩短模型成型周期就是提高生产效率。较快的冷却模具，能很好的提高模具的生产效率。塑料固化成型过程中，从熔融状态冷却到固化状态是由熔料温度和模具的温度来实现的。而且一般来说，模具温度应在塑料热变形温度以下，才能达到迅速固化成型的目的。但是模具的温度既不能过高，也不能过低，模温度过高会造成溢料，脱模困难，使塑料固化时间延长，延长注塑成型周期，降低生产效率，模温过低则会影响注塑熔料的流动性，使塑件应力增加，并可能表现出熔接痕及缺料等制品缺陷，影响塑件质量。7.1 模具温度的选择对于粘度低，流动性能好的塑料，因为模具不断地被注入的熔融塑料的加热，模温升高，单靠模具本身自然散热不能使模具保持较低的温度，

26、这些塑料要求模温不能太高，因此，必须加设冷却装置，常用常温水对模具进行冷却，有时为了进一步缩短在模内的冷却时间，或者在夏天，亦可使用冷凝处理后的冷水进行冷却。对于粘度高、流动性差的模料，为了提高充型性能，考虑到成型工艺要求较高的模具温度，因此必须设置加热装置对模具进行加热。对于模温要求在90以上的，必须对模具进行加热。对于流程长、壁厚较小的塑件，或者粘流温度不高但成型面积很大的塑件，为了保证塑料熔体在充模过程中不至于降温过大而影响充型，可设置加热装置对模具进行预热。对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以不设置冷却装置而靠自然冷却。因此，综上所述及考虑到塑件的表面质量和经验数据查表选

27、取模具温度为170。8 注射机与模具各参数校核8.1 锁模力的校核1由公式fkap （8-1）式中f注射机的额定锁模力（kn）,f=900kn a制件和流道在分型面上的投影面积（2）a=11162 p型腔的平均压力（mpa），取55 mpak安全系数，通常取k=1.2将上述各数值代入可得f=kap=1.2111610-655106=73.66knf8.2 注射压力校核1由公式pmaxkp （8-2）式中 pmax注射机的额定注射压力（mpa）pmax=120 p成型时所需的注射压力（mpa） p=100 k安全系数，取k=1.1将上述数值代入式中可得：pmaxkp=110 mpa8.3 模具参

28、数的校核模具各模板的厚度分别如下：h1定模座板25mm h2定模板40mmh3动模板40mm h4垫块50mmh5动模支撑板32mm h6动模座板25mmh7推板16mm h8推板固定板12.5mm模具的封闭高度1h=h1+h2+h3+h4+h5+h6=25+40+40+80+32+25=242mm （8-3）由xs-zy-125型注射机可知其所许的最大模厚度为300mm，最小模具厚度为200mm，最大开模行程为300mm,可知模具的封闭高度h满足注射机的要求，其开模距也满足注射机的要求。由此可知，初选的注射机是符合要求的，因此注射机确定为xs-zy-125209 成型零件加工工艺表3 上成型

29、块的加工工艺过程table3 processing block on the process of forming序号工序名工序内容1下料下料：lbh=182122222粗铣上下面上下表面互为基准加上侧面为定位基准铣平面3粗铣四侧面底面以及一个加工表面作为定位基准铣四个侧面4粗磨底面上表面以及一个侧面为定位基准粗磨底面5钻孔底面为定位基准在钻床上加工6铰孔底面为定位基准在钻的基础上进行铰孔提高精度7热处理表面淬火、调质处理表面硬度230-2708磨安装尺寸对尺寸进行精加工9清洗10 总结毕业设计是大学的最后一堂课，通过这次毕业设计，我很好的巩固了以前所学的知识的同时也学到了很多新的知识，各种学

30、科的综合运用在这次设计中得到了很好的体现。这次设计是关于模具方面的，模具设计涉及的学科很多，为了能够圆满的完成此次毕业设计，我参考了很多关于模具方面的资料，利用网上的资源，以及向老师和同学请教。本次设计的重点是侧向抽芯，在此次设计中遇到了很多困难，最后在老师和同学耐心的指导下，我终于理清了思路，完成了设计。我虽然有很多理论知识，但还不能很好的与实际实践结合起来，使我在设计中遇到了很多困难，以后我走出校园进入社会迈向工作岗位后，虚心向老前辈们学习，多动手动脑，提高自己的实践能力，把理论与实践很好的结合起来，不断地提升自己。模具工业是当今社会最为重要的工业制造方式之一，其应用范围之广是许多其他工业

31、生产方式所无法比拟的，而冷冲压模具在整个模具制造中占有50%以上，所以本次设计选择了此课题。而本次设计之前，我通过亲身感受，进一步认识到模具制造业在工业生产的重要性，也更加坚定了我做好此次设计的决心。同时我也意识到模具设计不仅仅只是简单的在纸上画图、计算，更需要联系实际的生产。所以在本次设计时我更加注重资料的真实性，以及各种零件尽量选用国家标准。通过本次设计，我进一步巩固了所学知识，同时也学习了一些新的知识。当然我也发现自己所掌握的知识还是非常有限的，还不足以使自己成为一名合格的设计师。 在毕业设计的这些日子里，虽然过得很紧张，但我却感到很充实，不但加深了我对专业知识的了解，更极大地激发了我对

32、今后从事设计工作的兴趣。在设计中，我严格按照学校对毕业设计的要求进行。总之，本次设计对我来说是一次比较全面的、富有创造性和探索性的锻炼，完成了我选题时的心愿。同时陈老师无私敬业精神以及同学们的热情帮助也让我受益匪浅，对于我今后的工作、学习和生活都将是受益无穷的。 因为本人知识水平有限，所以在我的设计中肯定会存在很多的错误，请老师们多多指教。参考文献1屈华昌.塑料成型工艺与模具设计m.北京：高等教育出版社，2007:55-782张淑娟.全腊珍. 画法几何与机械制图m.北京：中国农业出版社，2007:1-53chin,kwai-sang and t.n.wong,knowledge-based evaluation for the conceptualj. computer-aided design,2003:12-224王树勋等.典型模具结构图册m.广州：华南理工大学出版社，2005:34-565王广文等.塑料注塑模具设计技巧与实例m.北京：化学工业出版社，2004: