《某塑料扶手塑件的注塑成型模具设计》13000字（论文）

某塑料扶手塑件的注塑成型模具设计摘要：本毕业设计论文的主题研究集中在一种名为扶手的塑料产品上。在三维中，它基于UG三维建模软件，为儿童手扶座椅下方的塑料零件，并开发了三维软件模型来建立模具。根据对塑料零件的初始结构特征的分析和掌握，很容易根据已知的塑料零件结构和塑料零件外观设计设计和生产计划的标准来改变冲压模的相对程度。由于零件通常是壳体零件，因此壁厚更有效。自然地，在考虑了基础之后，必须考虑模具壳的规格和尺寸及其生产的经济效益等方面，最后协商设计中使用的型腔已全部完好，并根据浇铸方式进行选择以及用过的腔体。根据上述方法，都选择一个模具和两个型腔的型腔，并采用两板式成型方法，即刻注射材料。塑料模具是用于生产具有特殊型腔，型芯和其他结构形式的塑料原料的新型生产设备。在启动模具设计之前，有必要分析塑料零件的材料选择和成型加工技术，并弄清注塑机。因此，模具设计选择了更合适的注塑机，并对注塑机的许多关键参数进行了校对计算。并对塑料模具的塑料零件的分型面进行选择性设计。经过对各种数据信息进行比较和分析等之后，再全面地从多个要素中选择最有效的计划。并将模具的所有零件和CAD零件制作成CAD电子设备图纸文件，根据辅助设计设计软件CAD图纸的图样，并进行模具的各种组织和模具胚的设计图样。塑料部分，然后进行第二次转换。标注cad零件图和关键零件图的尺寸。随后，针对模具的各个关键参数进行了系统软件设计和校对，然后进行了所有设计安装。关键词：扶手；模具注塑；模具设计；成型模具 I 11.1注射模具的简述 11.2当今国内的注塑模具发展趋势 11.3选题背景 32塑件成型的工艺分析 52.1塑件的绘制以及分析 52.2塑件制品结构与要求初步分析 72.3零件的体积与质量计算 83注塑模具的设计方案 3.1注塑模具分型面的选择与设计 3.2模具型腔的排列 3.3浇注系统的设计方案以及选择 4成型零部件的设计与参数校核 4.1注射机注射量校核 4.2注射机锁模力参数校核 4.3型腔型芯的设计 4.4成型零件的尺寸计算 4.5排气系统的设计方案选择 4.6脱模机构的选择和设计方案 4.7抽芯机构类型的设计和方案的选择 204.8侧抽芯的机构计算 214.9模具设计中温度调控装置的设计 235模具尺寸的选择和参数校核 5.1模具的尺寸选择方案 5.2模具模架尺寸的校核以及尺寸方案 26 28 从1990年至今，在这20多年的时间内，我国的塑料生产行业与塑料生产技术发展模具设计生产行业、我国已经媲美如德国，欧美等先进设备技术的生产制造先进国家。不能够和其它机械设备等模具一样进行标准化生产，这也导致了塑料模具无法轻易的在市场上购买到。其二，每一种模具壳都具有自己的特殊属性，然后是用于生产特定塑料产品的塑料模具。不同的产品有度，材料，产量等。由于模具壳的规定不同，将对其制造价一点是，塑料产品具有规律性。塑料产品具有设计计划后，需要快速发展模具壳的生产以及塑料产品的批量生产。在这里，我们的循环时间相对有产，注塑产品的资金应投入销售市场以进行市场销售。此外，还个人还应该对在职制造人员进行学习培训和培训。与这些方还有制造加工成本相对较高、生产周期长、施工人员知题，但是也是可以得到很好的控制和抑制住的，投入的成本也会(1)新技术的发展与应用使用热流道系统控制模块可以减少许多塑料原料的消耗，而智少过去模具壳的许多缺点，从而使模具的应用数量得大比例的模具大的制造部门，都将大量的资本注入其中，同时技艺和制造方法，一些企业的开发部门已经在互联网上发布塑技术落后的情况，技术人员通过不断的实践发明了所需要的原料，这样的所取得的注塑模件有很多好处光亮的曲面要求，这样既保证了美观也保证了质量需求，从而(2)制定零件统一标准上个世纪为了方便模具的开发和使用，大量工个国家和地区能够更好的进行交流。这使得在模具行业中基相互借鉴和使用的和可以互换。随着模具标准件的普及模具的制造越来越方便，制造时间也不断缩短。不仅如此，模具有的设计方法，这样的好处是使得工匠可以有更快的速度对需求者一些急切的需求得到了供应，当然模具的设计者可以更一些零件的标准是相互统一的，可以相互的借鉴和购买需要的零件。针对这样的情况大多数设计者都是用标准规定仅方便他人而且还方便自己。针对标准件的生产也是有一些成文的规定，这样可以更好的选择相互通用的零件，材料方面一般选择较为大众的一些的材料，因为这样的材料可以更好的使用，不仅如此好的材料加工出来也会对零件的精度有一定的影响，可以增加注塑模件的使用时间，可以更长久的使用，当然精度方面也是得到了更好的改善，使得了零件和模具得到更好的贴合。可以从塑料特殊的材料成分中看出，它是由高阶分子以及其它低阶分子构成的一种类似于树脂的物质。这种物质不仅方便注塑、成本还是相当的便宜的，通过改变它的环境温度来改变的流态，也可以通过改变它所处的压力值来进行形态的注塑和确定。这样可以更好的来控制所需要的模型，在正常的温度条件下一边成型了的塑料不会发生一些变化，只要不进行压迫实验，以及塑性了的塑件不会发生太过于非常规的变化，这个是其它材料所不具备的优点。当然在日常生活中，我们随处可见到由塑料所制造而成的制品，应用非常的广泛甚至涉及到了高科技领域。当然塑料不仅仅有这些有点，它的物理性能也是相当突出的，塑料制品的体积非常的轻盈，密度在众多材料中也是不高的，当然最突出的是其所造出的制品塑件不仅硬度过关而且还不导电。在针对性的进行实验过程中其优越的耐磨性和耐辐射性得到了大量实验人员的青睐，不仅如此在进行下一步实验中，我们还发现一些塑料制品还具备一些防水设备才有的优点。当然这些非常特殊的性能不仅仅这些，在针对塑件注塑模型中我们所需要的可能不仅仅如此1]。从塑料的发现和普及，渐渐的塑料已经取代了各种材料，为了节约成本可以将一些不需要注重极强硬度的金属换成塑料，也可以将一些木头制品换成了高质量的塑料，在新时代的中国中，我国各个部门要不断的发展，在模具行业中我国由最初的一穷二白变得人才济济，不仅要与时俱进，还要在经济方面得到很大的改进，针对塑料的应用我国还是非常的重视的，不仅建立了专门的部门还设立了相应的法律法规来发展它们。这次的设计的主要是对儿童座椅扶手上的一部分，针对这个部分我们要进行solidworks建模，然后通过sw来进行分析，针对类似的零件在生活中也是很常见的，但是这个由本人亲自设计模具和建模倒是有一定的难度，但是所考虑的方面有很多，我们不仅要用slidworks进行建模，还要利用UG、CAD等电脑建模画图软件进行针对第5页共32页2塑件成型的工艺分析该塑料制品是类似于矩形的零件，但是四周的倒圆形状，在绘制过程中要注意该零件是一个外壳装置，内术的测量，该零件的厚度大概在1.8mm左右，为了方便计算取2.0mm,零件按照矩形来测量的话最大外形尺寸是：95.623×65.927,高41.086mm塑的话则需要在侧面开孔，并保证不对完成生产的塑孔，这样可以方便使用抽芯机构来进行最后一步的脱模个部分进行深度的测量，达到高精度和高重合度，使得多制造出来的塑件符合要A-AB-B材料ABS的优点和化学性质：ABS材料的结构非常复杂，是由三元聚合而成的一种高分子材料。这种材料不仅具备一般塑料所都具备的性质，而且作为此零件还非常的合适。一般情况下，ABS材料的原始材料是粉状物或者更加微小的颗粒形状的。在作为儿童座椅扶手零件原料中，ABS材料具有其它素材没有的优点：(1)无毒无味，若发生儿童误食不会造成太大损伤。(2)ABS材料拥有更高的耐热性，可以耐受大约高达120度的高温而不变形，这是由于它的结晶度比寻常塑料略高。(3)和寻常所见的聚乙烯相比，它的硬度和抗压度都更为优秀(4)更优秀的耐腐蚀性、耐高温性、耐低温性也是相当的好。(5)抗压性能更好。(6)化学性质稳定。(7)良好的抗划能力和耐湿性。(8)它的粘度也是较为适中，不会因为较粘和不沾造成困扰，可以在模具的设计中直接选择直口浇筑，这样既省时又省力。第7页共32页通过分析已经得到的零件图，该塑件零件大体呈现为矩形，处理，还有一些加强筋，所以是重合装置，可以观察出来该塑计了小孔，这样的话可以更好的进行脱模处理，当然选择择相应的抽芯装置。通过自己的分析和从书本中找到的范例可以(1)圆角的处理方案通过观察可以知道该零件模型的底部和侧面有圆弧，可以设实现圆弧的设计，这样的设计方案可以更好的使塑件的应力得已集中，可以更好增加制作出来的塑件的硬度和强度，当然在进行模具的浇筑过程中速度和流动的形状，现快速填充，从而可以达到减少阻力的作用工过程中很难加工直角，并且加工直角也不利于生产和使者节间的伤害。圆角的处理方案，不仅解决了这个问题(2)塑件斜度脱模处理和设计方案约为0.2~1mm,当然这不是特别硬性的规定，可以进行二选一的符合，即可满足条件。通过分析可以知道本次设计的模型可以取脱模斜度为0.5°~1的文献资料可以得知1],脱模斜度的选择为了达到更加的美观和精度达标，所设计的模具脱模斜度可以取0.35°~1°30',其中型芯的脱模斜度一般选择30'~1°。(3)塑件的壁厚下，可以采用注射成型的塑料零件，所以这样的话壁厚通常选择148s=Ssmax,当然在寻常的情况下所选取的数值为2~4mm。在多方面因素的考虑范围中，来选择最优的方案，从而决定了每一个部分都要相同的因素，所选择的底部和侧面壁厚为2mm左通过软件UG来计算所要设计的零件的体积和分析所要求的注塑机模型以及模型可以利用UG软件来测量制作零件的体积以及重量，的比重为1.05g/cm³式子中：V1为塑料的密度1.05g/cm³v=V₁×p=26.30×1.05=2再根据一般注射机的最大注射量的0.8倍为安全系数可以计算得注射机所需要的最注射是：由此可以得出本次设计的方案中选用的注射机中最大的注射量应该综上所述，我们要分析的具体而全面，通过对软件的建模和料产品的加工工艺中以及通过分析所对应的零件的模型，在注的因素，当然也要全面的考虑注射成型机，从书本中注射机的选择中可以看设计适合选择的类型为XS-ZY-50,其中书中的指标可以有下表看出表2.1。注射容量/cm³注射速率/(gs-¹)塑化能力/(kg×h³)8螺杆式锁模力/kn顶出力/kn定位孔径/mm喷嘴移出量/mm喷嘴球半径/mm系统压力/mpa电动机功率/kw3.1注塑模具分型面的选择与设计型面还对制作工艺过程中一些没必要的程序采用件更加的贴合实际的要求，并且制造起来更加的简单方便。当然不仅仅有这一点好处，还有通过选择好的分型面可以分型面的大平面作为参照平面来加工成型零件的各个区域。因此需要保证模具加工。因为我们所设计的零件设计出符合实际标准，在模具设计中我们会遇到排气问题(5)能方便模具的加工制造，主要体现在型(7)为了减少侧向分型与正向分型时的长抽芯，所以长的抽芯尽量能设计在动模方3.1.3模具分型面的选择标准及设计方案通过UG设计的模具，根据实际中的零件，有些地方是不平整的，在对于分型面的选择中要选择平整旁边的，所以分型面的选择在零件中是底面的最大平面，如图3.13.2模具型腔的排列这次设计的零件模型在生活中不是很常见，只是针对儿童座椅下方的一个零件，由于塑件侧壁没有孔位，所以在设计时要添加孔位，模具设计需添加侧抽芯机构。通过选择的模具，才能更好满足实际的需求，才能更好的生产加工，从而可以更好的方便加工生产，当然不止这些好处，还可以提高模具的使用时长，可以进行多次所选择型腔的分布排列如下图3-3所示：第12页共32页c)当然依据注塑零件的规格，选择不同的注射机，在注塑机注射成型过程中，还主流道的设计过程中，是注塑型腔口出现的形，从而来分开注塑机的液体，当然如果主流道设计的增大，也会导致制造出来的模具会来不及冷却。此外，大量气体(1)主流道设计方案在设计主流道，成型后，主流道的任务就已经完成，可以当材料，所以我们一般为了节省与原材料会尽量的把主流道设计的用料很少，从而减少(2)主流道设计尺寸主流道尺寸的设计过程中，为了更好的使液体寸，一般情况下我们设计的形状为圆锥形或者为圆柱形。一般锥度为2°~4°,当然其它直径尺寸D需要比成型机筒体的喷嘴尺寸大1~2mm,还有其它的尺寸H的大小，因为前面的部分喷嘴是半球形的，需要联系和配合注口衬套模具，所以一般的深度是3~5毫米，所以浇道衬套上的半球形R需要1~2毫米大于半球形注塑机的大小。为了更好地提取出浇道衬套中的凝结水，主流道表面粗糙度不应大于Ra0.8。H=3mm(3)浇口的设计R=14+2=16mmL=142mm在本次模具设计过程中注射机喷嘴一直可以延伸到浇筑的位单分型面两板式模架，所选择的浇口的形状如下图3.4所示：在模具的设计中我们要确定设计浇筑的位置和浇筑的类型，1)实现消耗的动能最小，所需要生产的成本也需要小；2)进料地点一般选择为较厚的区域；3)能够确保排气装置得到稳定的运行。直接浇口深度h计算公式直接浇口宽度b计算公式4成型零部件的设计与参数校核4.1注射机注射量校核注塑机的注射量是指每次活塞运动时注塑机的最结合模具注射行业的经验和教材中的理论知识，注塑机的通过UG等辅助设计软件的使用，可以清晰的设计出相应的模具型号和模具型腔的排列顺序以及数量，当然利用软件不仅可以起到这个作用，还可以计算出零件的体积和零件的质量，不仅如此还可以通过自己所需注射的液体量其中V表示为注射量，可以根据UG软件的测量得出Vg=500cm³。代入公式可以得出：26.30×2+5=60.48<0.8×500,所以可以得出满足设计需4.2注射机锁模力参数校核A₁=3147.45mm²A₂=326mm²通过浏览本次设计有助的资料可以得知，ABS材料的平均压力一般为20~40MPa,采用取中的方法设计取熔体成型腔的压力为30MPa。(nA₁+A₂)P=1198.1×30×1.1×0.001=198与装机尺寸而言不存在任何的问题。4.3型腔型芯的设计型腔是指可以生产出塑料制品的表面，也可以关系到所注塑零件的外表面，当然型腔和型芯要配合的使用。在正常生产的过程中，型芯的制作过程中，两者要相互贴合，使用的模式是相互嵌入的模式，当然若想要制作更为简单方便的话，还可以通过数控机床技术以及电火花技术来进行二次加工，最后所处理的结果更为精确和贴合实际。本次设计的一个整体型腔，如图4.1(a)所示。通过对模具零件的制造分析，所制造的零件表面可以分为两个部分，可以利用软件讲不同的色调来绘制，这样可以更加清晰的分析整个零件。本次设计了一个整体式型芯，4.4成型零件的尺寸计算模具设计过程中，因为要投入生产，计算的流程以及难度各差也会有所不同，需要不断的进行修改和调整，才能设计到合适的地步，这样才能得到更好的加工方法，才能优化模具的结构，尽可能的是模具的强度得以加强，塑料零件的公差选择，应该相对应的为IT7~8级公差，模具的加工尺寸公(2)型腔尺寸里的高度以及深度的计算：根据常见的收缩率计算型腔的高度尺寸：根据《塑料模具设计手册》[8],可以理解为ABS的常见平均收缩率为0.005。塑料零件的精度为中等级别的精度(MT4)。此外，在整个计算过程中，不考虑成形区域底对于模具的设计过程中，排气是非常重要的一个环节，在注流入，其中会有气体，塑料原料本身也会挥发。如果这些气体在注射填充过程中没有及时排出体外，会对加工产品的成型质量产生影响，如气泡液体流线等，冲模的时候不仅仅会有空气的进入，还会有水分进入，因为在制造模具过程中还需要进行冷却装置的设计，大多数排气的方式采用间隙的方法，但是也会有1)首先要确定使用的脱模机构不会出现问题，可以正常的进行脱模处理；2)其次脱模机构还需要可以将模件顶出，顶出的同时还需要保持零件的完成度，3)然后再从外观上观察注塑的零件的时候，不会发现有多余的推杆印记，留在零4)最后的话推杆的选择也是很重要的，既要能推出注塑好的零件，也要(1)推杆的布置在模具设计中，我们应该设计出符合基本标准的规格，一般(2)推杆的设计在此次模具设计中，我们选择的是圆柱形的推杆形式，当然部分不同所对应的推杆的圆柱形接触面的面积个推杆的接触面直径为6mm的大肩形推杆，推杆的分布也要按照一定均匀也要能够成功的推出注塑模具，当然了我们还要细心的度来进行脱模，因为如果正过来推出去的话所对应的推出力不足，会导致推杆变形甚至折断，我们要正确的选择在此次设计的模具中，这次所设计的抽芯机构为斜推杆抽芯机构，这款机构的设计有助于更好的作为抽芯机构，可以更好的抽芯完成注塑件的注塑。为了更好的外观外形，我们要采用前模的隧道性的抽芯机构，所以我们的抽芯选择要很慎重，应该采用弯销的方法来控制滑块，从而实现抽芯的正常运动，当然也实现了侧向的进行抽芯。为此，我们不仅要将斜的侧导柱推杆将其推出，还要将滑块进行定位处理，当然卡口的话也要注意，即为脱模的过程，此过程中的卡口，应当发挥其作用，起到卡住模具的作用，并在脱模的时候要进行放松设置。1.当我们塑件模具设计完成的时候，我们要来计算侧抽芯的机构，当然不仅要将我们所设计的侧抽芯计算出来还要完美的运行，当然在其推出过程中，这段移动距离我们称之为所抽芯的安全距离，我们进行一定的赋值，用字母S来表示，当然根据我们所浏览的资料来看，现实生活中的赋值距离要远远的大于我们理论上的抽芯距离，所以我们也要对实际上的抽芯距离进行赋值，一般的情况之下，我们对这个距离赋值为S,当然了我们根据书中所查询到的内容，可以得到下面的公式：经过我们的测量，我们得出S′=2mm从而带进公式得到：S=5+5≈10mm为了使我们的计算更为合理和方便，我们再一次的测量了实际的距离发现所赋值的内容S=12mm。当然我们还需要代入进行计算验证，通过一系列的计算，最终得出通过查找书籍和寻觅一些现有的书籍可以将上面的所查到的数据带入到所列的公Q=A×P×(f×cosα-sinα)=193有根据四舍五入的方法，我们的模具设计方面应该往大了取值的案例，Lz=(1)斜导柱的选择可以将塑料零件与模具型腔分开。这种塑料部件需要用在不能(2)它的最优良的优处在于，不但可以控制机构中的零件，还可以帮助机构进行(3)在进行模具的设计过程中，不仅要注意计算斜导柱的长度还要计算它们的斜度，为了更好的进行脱模处理，我们要进行符合实际的设计度超过30°,所以也不能太小，导致小于所对应的倾斜面，所以在本次模具设计斜导注射模的工作效率，不仅仅是注射量的多少决定的，同时还决定因素还包括模具设计中的温度控制装置，因为在注射模具过程中，浇筑口的温度和出口温度是大相径庭的，温差的错在会导致液体流出的，与加工的效率非常有关系的。因为不同的模具塑件对温度的适应都不各不相同的，正常情况下，温度应该控制在大约60℃,不过因为刚刚注入液体会导致温度骤然上升，想要使温度下降，那么就要安排模具的温度调控装置在安排，一般采用的是水冷机进行温度调控，这样才能更好的使温度更快的下降，也使模具的设计更加方便快捷，提升设计的工作效率。当然冷却装置主要采用的使冷水环绕式降温设备，然而不仅仅如此，此装置还可以进行加热等双循环模式，就是将热水或者热的水蒸气注入其中，就可以将模具进行加热处理。对于为什么要装配温度控制系统，因为不仅可以提高加工效率，还可以减少能量的消耗，温度的降低会导致液体过早的冷却，使液体不能顺利的进行固化，导致所需要的形状不能完美的呈现，要是不能完美的冲模，加工会功亏一篑，会有明显的推杆推出的痕迹，造成不美观或者失败的案例。第24页共32页图4.6模具温度控制设备设计图在进行模具的设计过程中，不必选择超过注塑机拉杆的设备过了拉杆的长度，所以我们根据书中所给的模具注射模架来中I腔体长度L为240mm,宽度W为160mm,可以通过一模两腔的排列来测量。所以模具的长度L为：L=270+螺钉+复位杆+模板的壁厚≈300mm;模具的宽度W为：W=150+复位杆+模板的壁厚≈400mm;所选择的模具尺寸为下表5.1所示：模架的各板名称尺寸模架的定模板尺寸(W)模具的定模板宽度(A)模具的动模版尺寸(L)模具的动模板宽度(B)模版的垫块厚度(C)总厚度(H)长度外形尺寸(L)宽度外形尺寸(W)5.2模具模架尺寸的校核以及尺寸方案在检查模架的主要参数时，有必要集成上面选择的注塑机，以验证模架的尺寸是否可以完全安装在注塑机上。在在本设计方案中，由于采用了JCCI-3040标准型模座，模座支撑点到后模固定板的高度为90mm,可以充分满足注射间距的规定。测量模具安装高度时，关闭模具底座时较大的高度必须能够达书本中所找到的公式计算[5]:根据上述所列出的数据代入得：300mm<360mm<450mm从上面的计算过程可以看出，模具的尺寸选择方案很是适合，可以更好的进行注射机相匹配，从而达到相互适用的地步。5.2.2注塑机开模距离的校核由于使用的是普通的立式注塑机模具类型，所以可以进行注塑机的顶出和顶出距离的相关测量发现，行程与模具的厚度密切相关，可以根据书本中所给出的公式计算进行计算验证。式中H₁=55mm,H₂=155mm,所以综机。此外，我可以在设计计划的所有步骤中促进3D计算机技术的熟练应用和CAD等2D绘图方法。根据所有步骤的毕业设计论文，整个设计过程的每个步骤都是一个接一[1]叶久新，王群，塑料成型工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2007.[2]孙立明，胡仁喜，刘昌丽.20147中文版模具设计从入门到精通[M].第三版.北京：机械工业出版社，2014年9月.[3]汪希奎，注塑模具斜导柱抽芯机构智能化匹配设计方法研究及应用[D].贵州大学，2015.[4]伍先明，王群，庞佑霞等编著.塑料模具设计指导(第一版)[M].国防工业出版社，2006.[5]党琰.收音机外壳注塑模结构设计与模具结构的CAE