气压瓶盖注塑模设计【14张CAD图纸+PDF图】

喜欢这套资料就充值下载吧。资源目录里展示的都可在线预览哦。下载后都有，请放心下载，文件全都包含在内，【有疑问咨询QQ:1064457796 或 1304139763】 机 电 学 院 毕 业 论 文（设 计）开 题 报 告 书课题名称 气压瓶盖注塑模设计 院 （系） 机 电 学 院 专 业 机械设计制造及其自动化（CAD） 姓 名 谢华健 学 号 2006090443026 指导老师 王 晓 军 广东技术师范学院本科毕业论文（设计）开题报告系别机电学院专业机械设计制造及其自动化班级06CAD1姓名谢华健学号2006090443026联系方式13711541713题目气压瓶盖注塑模设计一、论文选题的目的与意义：随着信息技术与工业的发展，在现代生活中，到处都有气压瓶盖的存在，气压瓶盖注塑模设计，也随着人们科技的进步在不断的发展着。而我这次毕业设计正是针对现代气压瓶盖注塑模设计发展的状况，对气压瓶盖的外观结构造型，以及注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。二、论文的创新思路、特色与价值：在接到这次毕业设计任务时，我在网上找过很多相关的文章和图书介绍，而且在市场上看过很多类型的气压瓶盖。总体这产品逐渐走向成熟，虽然瓶盖有很多种类，但大体上都是外型在改变。综合以上调查资料，我会在外形结构上和制造工艺上进行改变和创新。在外形设计上利用PRO/E进行三维建模且进行分析，实现外部曲面造型优化和制造可行性分析，符合现实制造要求；在制造工艺方面，利用注射模具生产零件，在模具设计上会使用EMX进行运动仿真和使用moldflow进行塑件成型分析等新技术，而加工时会用MASTERCAM进行数控编程，实现高速数控加工其气压瓶盖注塑模模具，以减少设计模具的时间和制造成本，防止失败设计的出现。设计出来的气压瓶盖具有外形美观、生产成本低、可生产批量大、质量稳定、生产效率高等优点。三、本课题在国内外的研究现状和发展趋势：科技不停的进步，塑料模具在产品加工中占有非常重要的地位。模具生产技术也是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受1。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元，进口约10亿美元2。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区 ,南方的发展快于北方。目前发展最快，模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上3。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进行综述4。1发展现状和差距从CAD/ CAE/ CAM应用现状找差距：3模具设计和加工使用的CAD/ CAE/ CAM系统，不要求系统十分庞大，但对某些方面要求较高，如曲面造型、三轴数控加工等。一些国外的CAD/ CAE/CAM系统，虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难于承受4。目前在国内应用的主要软件有美国 PTC公司的CAD/ CAE/ CAM集成化系统PRO/ ENGINEER5、美国 EDS公司的 CAD/CAM软件UG-、法国MATRADATAVISION公司的集成化软件、美国SOLIDWORKS公司的 SOLIDWORKS软件、美国CV公司的CADDS软件、美国SDRC公司集成化CAD/ CAE/ CAM软件、英国DELCAM公司CAD/CAM软件DUCT、以色列 CIMATRON公司的三维CAD/ CAM软件CIMATRON6、美国ACTECH公司的注塑模CAE分析软件CMOLD7、澳大利亚MOLDFLOW公司的注塑模CAE分析软件MF8，国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模 CAD/CAE/CAM集成化系统HSC3、北京航空航天大学软件工程研究所的 CAD/ CAM软件CAXA和郑州工业大学注塑模CAE分析软件ZMOLD等9从产品结构现状找差距：我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具，615 kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。我国目前的情况是9，注塑模型腔制造精度可达0.020.05 mm，表面粗糙度Ra 0.02m，模具质量、寿命明显提高，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501 000万次，交货期较以前缩短，但与国外相比仍有较大差距 (如下表1) 1。从产业组织结构现状找差距：我国模具行业管理体制分散，目前有19个大行业部门制造、使用模具，却没有统一的管理部门。靠中国模具工业协会来统筹规划、集中攻关，跨行业、跨部门管理困难很多10。我国模具价格长期以来与其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。“干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如模具带件生产的，干带件生产的不如用模具加工产品的”不正常现象严重存在，极大地挫伤了模具企业(包括模具车间和分厂)职工的积极性。这也是模具行业人才留不住、青年技术人员、青年工人不愿学技术的原因之一11。2主要发展方向协同创新设计将成为模具设计的主要方向：制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计即同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态12。模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效：由于制造设备的丰富，制造信息的增加，我们将看到，今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的 G代码，更重要的是，从设计开始，将进行制造过程的设计，即提供模具制造的工艺流程，不仅包含工艺表格、加工参数，还包括模具加工的卡具设计、加工的装卡过程及各工序的G代码，并且在各部分工序过程均有仿真，还可以在网络上共享13。激光技术的应用日益受到重视：激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方面。 (1)快速成形是根据CAD的数据，不借助任何机械加工工具，通过逐层增加材料的方法(如聚合、粘结、烧结等)快速制造出零件原型或零件实物，故也称快速原形制造(缩写为 PRM)技术。快速成形技术主要有立体光固造型(SLA)，选择性激光烧结(SLS)，分层实体制造(LOM)等14。如海尔、春兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面，并取得显著的经济效益15。(2)激光技术应用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打标、刻花与刻字等方面，如用于深孔、型孔、中空体以及复杂的冷却水道加工等16。模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方向： 由于今天模具行业实际上已经成为高技术最密集的行业，任何企业要拥有全部最新出现的技术，成本将非常高，而且还要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困难.。因此，将出现模具CAD应用的ASP模式，即产生各种专门技术的应用服务单位，为模具企业提供技术服务，将制造资源最优发挥，应用服务包括如逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等1718。四、毕业设计（论文）提纲：题目：气压瓶盖注射模设计第一章 前言收集资料、调查市场情况，了解市场需要什么样的气压瓶盖，用什么生产工艺制造气压瓶盖，才能提高生产效率、节省材料等。第二章 绪论：论述注塑模在工业发展的前景与在经济建设中所占的地位。第三章 气压瓶盖的造型及其结构设计：明确塑件的设计要求，进行塑件的外型设计，明确塑件的生产批量，分析塑件的成型工艺资料。第四章 模具设计：确定分模面、型腔数量及其排列方式、浇注系统和排气系统、排出方式，塑件侧凹部分的处理方式。型腔和型芯工作尺寸的计算，型腔侧壁和动模垫板厚度的计算。根据锁模力选择成形设备，根据最大注射量、模具闭合高度、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等校核注射机。 绘制装配图、模具主要零件图等图纸。第五章 总结及展望:分析这次毕业设计得与失，总结经验，为以后实际工作。五、完成毕业设计（论文）的条件、工具：条件：图书馆藏书、期刊杂志和网络资源。工具：设计所用绘图工具主要是PRO/E4.0、AUTOCAD2008。六、毕业设计进度安排：（1）在图书馆、Internet网上查阅相关文献资料，翻译相关外文资料（3000-5000字）。（1-2周）（2）整理汇总资料，进行方案设计及其比较，拟定最佳设计方案。（1-2周）（3）展开具体结构设计过程，计算设计数据。（3周）（4）运用有关软件工具进行装配图的绘制。（1.5周）（5）撰写设计论文（12000-15000字）。（2-3周） 七、参考文献：1王都.学习贯彻十六大精神-提高模具工业设计制造水平.模具工业,2003,(2)3-52周永泰.模具工业2003年经济运行展望.模具工业,2003,(1):57-583韩向东.基于网络的模具CAD/CAM/CAE一体化系统的研究.农业机械学报,2001,(6):84-874杜鹃.CAD/ CAM/ CAE技术在模具生产中的应用.机械设计与制造,2003,(1):855王颖.CAD技术在模具行业应用及其发展方向.天津理工院学报,2003,(2):54-566许鹤峰,闫光荣.数字化模具制造技术.北京:化学工业出版社,2001,159-1647CHOI B K. C2spoace based CAPP algorithm for freeform die2cavity machiningJ.Computer 2Aided Design,2003,(2):179-1898MIAOHKJ,SRIDHARANN,SHA HJ.CAD2CAMintegration using machiningfeatures J.Int Jour Computer integrated Manufacturing, 2002,(4):296-3189缪德建.模具制造中CAD/ CAE/ CAM/ CAT的应用.模具技术,2002,(1):44-4610陈炜. 注塑模 CAD/CAE/CAM的研究现状与发展. 铸造技术,2004,(2):148-14911靖永慧.现代模具制造行业发展.模真技术, 2001,(5):68-7112罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策.模具技术,2001,(3):72-7513冯颖彰. 模具的协同设计. 机械设计与制造，2003,(3):34-3814陈光明.压铸模CAD/CAE/CAM的研究现状与发展.铸造技术,2004,(2):148-14915戴国洪.数控加工CAD/CAPP/CAM集成系统的研究.机械制造,2000,(8):18-2016张海鸥.快速模具制造技术的现状及其发展趋势.模具技术,2000,(6):35-3717姚真裔.模具CAD/CAM/CAE集成制造在铸造中的应用.铸造技术,2003,(4):280-28118金涤尘.宋放之.现代模具制造技术.北京:机械工业出版社,2001,(2):46-4719王都.加速模具工业发展.计算机辅助设计与制造,2002,(3):35-3720周华民、李德群.注射模CAE软件应用新模式.塑料科技,2002,(1):47-4921许发樾.模具结构设计.机械工业出版社,200322伍先明、王群.塑料模具设计指导.国防工业出版社200623马文琦.塑料成型模拟软件技术基础与应用.中国铁道出版社.200624任志华.深入浅出PRO/E3.0模具设计.中国电力出版社.200725刘颜召.PRO/E3.0模具设计与加工.电子工业出版社.200726舒飞.PRO/E2.0模具设计白金手册.中国电力出版社.2005指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日教研室或系审核意见： 教研室（系）主任签名： 年 月 日 备注：本开题报告须与学生的毕业论文（设计）一并装订存档。 毕 业 论 文（设 计）题 目： 气压瓶盖注塑模设计（英文）：Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle院 别： 机电学院 专 业：机械设计制造与其自动化 (计算机辅助设计与制造)姓 名： 谢华健 学 号： 2006090443026 指导教师： 王 晓 军 答辩日期： 2010年5月 气压瓶盖注塑模设计摘 要本设计主要针对气压瓶盖外观质量要求和尺寸精度配合较高、结构形状和制造工艺较复杂的情况。在外观和结构设计上采用流线型设计、光亮表面处理；模具设计上采用了潜伏式浇口、开合模定位装置、多推杆推出机构和回路冷却系统等多项措施。实现高效、质量高、成本低的产品设计、生产原则。设计过程中翻阅一些产品设计和模具设计有关的参考资料和文献，结合绘图软件Pro/Engineer Wildfire 4.0和AutoCAD 2008对气压瓶盖和模具的初步设计。对于产品的外型设计和模具设计，主要包括以下这些方面。外型设计：基本长度尺寸、拔模斜度、最小过渡圆角、最小壁厚、粗糙度等方面的确定；模具设计：注射机的选择、浇注系统、成型零件、合模机构、脱模机构和冷却系统的设计，绘制模具零件图和装配图等。关键词：气压瓶盖；模具设计；结构设计；加工工艺Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure BottleABSTRACTThis design is mainly for the situation of quality requirements for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and with a high dimensional accuracy, the shape of Construction and complicated manufacturing process. In the design of appearance and structure, it will adopt with sleek design and bright surface. Mold design using submarine gate, opening and closing mold positioning device, multi-putting introduction equipment and a number of measures such as loop cooling system. Thus achieve the efficient, high quality and low cost product design and production principles.The design process has referred to some product design and mold design-related references and documents, and combined with mapping software Pro / Engineer Wildfire 4.0 and AutoCAD2008 in the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and the preliminary design of mold. As to the outlook design and mold design of the product, is mainly including the following areas: Outlook design: the confirmation of the basic length dimensions, taper angle, the minimum fillet, minimum wall thickness, roughness, etc: Mold design: the choice of injection machine, the design of injection system, molding parts, clamping device, mold body and cooling system, and drawing die parts diagrams and assembly drawings, etc.Keyword: the Lid of Atmospheric Pressure Bottle；mold design；structure design；process目 录1.前 言12.绪 论22.1 塑料及塑料工业的发展22.2 塑料成型在工业生产中的重要性22.3 我国塑料模具现状与发展趋势32.3.1 我国塑料模具现状32.3.2 我国塑料模具发展趋势32.4 国内外发展的差异42.5 课题研究52.5.1 课题背景、来源和研究内容52.5.2 课题研究的目的和意义62.5.3 课题研究的技术工具62.6本章小结63. 气压瓶盖造型及其结构设计73.1 塑料的选择和塑件成型工艺性分析73.1.1塑件（气压瓶盖）分析73.1.2热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数73.1.3 ABS的性能分析83.1.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施93.2塑料成型工艺方法的选择93.3 塑件几何形状设计103.3.1 尺寸公差和精度103.3.2 表面粗糙度113.3.3 脱模斜度113.3.4 壁厚113.3.5 圆角113.4 产品造型及结构设计方案123.5本章小结144.气压瓶盖的模具设计.154.1拟定模具的结构形式154.1.1分析面位置的确定154.1.2确定型腔数量及排列方式164.2注射机型号的确定164.2.1所需注射量的计算174.2.2注射机型号的选定174.2.3型腔数量及注射机有关工艺参数的校核184.3浇注系统形式和浇口的设计204.3.1主流道的设计204.3.2分流道设计214.3.3浇口的设计224.3.4冷料穴的设计244.4成型零件的结构设计和计算244.4.1成型零件的结构计算254.4.2成型零件强度、刚度的校核264.5 模架的确定和标准件的选用274.6 合模导向机构的设计284.7 侧抽芯机构的设计314.7.1抽芯距的确定与抽拔力的计算314.7.2斜导柱分型抽芯机构的设计314.8 脱模推出机构的设计334.8.1脱模推出机构的设计原则334.8.2塑件推出的基本方式334.8.3脱模力的计算344.8.3轴的校核计算354.9 排气系统的设计394.10 温度调节系统的设计394.10.1加热系统394.10.2冷却系统394.11 典型零件的制造工艺414.11.1动模板的制造工艺414.12模具工作过程434.13本章小结.455.总结46参考文献47致谢49附录 图纸501.前 言近年来，模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母”。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀，发展极为迅速。 随着信息技术与工业的发展，在现代生活中，到处都有气压瓶盖的存在，气压瓶盖注塑模设计，也随着人们科技的进步在不断的发展着。而我这次毕业设计正是针对现代气压瓶盖注塑模设计发展的状况，对气压瓶盖的外观结构造型，以及注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。在接到这次毕业设计任务时，我在网上找过很多相关的文章和图书介绍，而且在市场上看过很多类型的气压瓶盖。总体这产品逐渐走向成熟，虽然瓶盖有很多种类，但大体上都是外型在改变。综合以上调查资料，我会在外形结构上和制造工艺上进行改变和创新。在外形设计上利用PRO/E进行三维建模且进行CAE分析，实现外部曲面造型优化和制造可行性分析，符合现实制造要求；在制造工艺方面，利用注射模具生产零件，在模具设计上会使用EMX进行运动仿真和使用moldflow进行塑件成型分析等新技术，而加工时会用MASTERCAM进行数控编程，实现高速数控加工其气压瓶盖注塑模模具，以减少设计模具的时间和制造成本，防止失败设计的出现。设计出来的气压瓶盖具有外形美观、生产成本低、可生产批量大、质量稳定、生产效率高等优点。经过几个月对毕业设计的奋战，感谢指导老师的精心指导和一些并肩作战的同学们的相互支持。再次感谢你们！由于本人缺乏设计经验，所以本设计中产品尺寸的数据都要依靠书本和手册来确定，也因本人水平有限，故在设计中难免产生不足和错误，请各位老师指正。1广东技术师范学院本科毕业论文（设计）任务书院 别机电学院专业机械设计制造及其自动化班级06CAD(1)学生姓名谢华健学号2006090443026指导教师王晓军职称教授题 目R160柴油机机体机械加工工艺规程及液动夹具设计论文（设计）的主要任务与具体要求（有实验环节的要提出主要技术指标要求）（1）熟悉产品，分析产品用途、性能、精度、结构合理性；（2）气压瓶盖注塑模设计总体方案设计及比较；（3）确定主要技术参数； （4）主要零部件设计。进度安排（包括时间划分和各阶段主要工作内容）（1）在图书馆、Internet网上查阅相关文献资料，翻译相关外文资料。（1-2周）（2）整理汇总资料，进行方案设计及其比较，拟定最佳设计方案。（1-2周）（3）进行气压瓶盖注塑模设计，计算设计数据。（3周）（4）绘制结构设计草图。（1.5周）（5）撰写设计论文（12000-15000字），提供2-3张A0图纸总量。（2-3周）主要参考文献1 濮良贵、纪名刚，机械设计（第六版）M，北京：高等教育出版社，2000年。2 徐灏，机械设计手册M，北京：机械工业出版社，1991年9月。3 吴宗泽，机械零件设计手册（第四版）M，机械工业出版社，2004年。4 周开勤，机械零件手册（第四版）M，北京：高等教育出版社，1998年。5 赵如福，金属机械加工工艺人员手册，M，上海科学技术出版社。6 杨可桢、程光蕴，机械设计基础，M，高等教育出版社，1999年。7 申开智塑料成型模具M北京：中国轻工业出版社，2002其他需要参考的资料，限于篇幅，这里不一一列出。指导教师签名系（教研室）审核意见任务接受人（签名）年 月 日审核人签名： 年 月 日年 月 日备注：1、本任务书一式三份，由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，系、指导教师和学生各执份2、本任务书须与学生的毕业论文（设计）一并装订存档。 毕 业 论 文（设 计）题 目： 气压瓶盖注塑模设计（英文）：Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle院 别： 机电学院 专 业：机械设计制造与其自动化 (计算机辅助设计与制造)姓 名： 谢华健 学 号： 2006090443026 指导教师： 王 晓 军 答辩日期： 2010年5月 气压瓶盖注塑模设计摘 要本设计主要针对气压瓶盖外观质量要求和尺寸精度配合较高、结构形状和制造工艺较复杂的情况。在外观和结构设计上采用流线型设计、光亮表面处理；模具设计上采用了潜伏式浇口、开合模定位装置、多推杆推出机构和回路冷却系统等多项措施。实现高效、质量高、成本低的产品设计、生产原则。设计过程中翻阅一些产品设计和模具设计有关的参考资料和文献，结合绘图软件Pro/Engineer Wildfire 4.0和AutoCAD 2008对气压瓶盖和模具的初步设计。对于产品的外型设计和模具设计，主要包括以下这些方面。外型设计：基本长度尺寸、拔模斜度、最小过渡圆角、最小壁厚、粗糙度等方面的确定；模具设计：注射机的选择、浇注系统、成型零件、合模机构、脱模机构和冷却系统的设计，绘制模具零件图和装配图等。关键词：气压瓶盖；模具设计；结构设计；加工工艺Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure BottleABSTRACTThis design is mainly for the situation of quality requirements for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and with a high dimensional accuracy, the shape of Construction and complicated manufacturing process. In the design of appearance and structure, it will adopt with sleek design and bright surface. Mold design using submarine gate, opening and closing mold positioning device, multi-putting introduction equipment and a number of measures such as loop cooling system. Thus achieve the efficient, high quality and low cost product design and production principles.The design process has referred to some product design and mold design-related references and documents, and combined with mapping software Pro / Engineer Wildfire 4.0 and AutoCAD2008 in the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and the preliminary design of mold. As to the outlook design and mold design of the product, is mainly including the following areas: Outlook design: the confirmation of the basic length dimensions, taper angle, the minimum fillet, minimum wall thickness, roughness, etc: Mold design: the choice of injection machine, the design of injection system, molding parts, clamping device, mold body and cooling system, and drawing die parts diagrams and assembly drawings, etc.Keyword: the Lid of Atmospheric Pressure Bottle；mold design；structure design；process目 录1.前 言12.绪 论22.1 塑料及塑料工业的发展22.2 塑料成型在工业生产中的重要性22.3 我国塑料模具现状与发展趋势32.3.1 我国塑料模具现状32.3.2 我国塑料模具发展趋势32.4 国内外发展的差异42.5 课题研究52.5.1 课题背景、来源和研究内容52.5.2 课题研究的目的和意义62.5.3 课题研究的技术工具62.6本章小结63. 气压瓶盖造型及其结构设计73.1 塑料的选择和塑件成型工艺性分析73.1.1塑件（气压瓶盖）分析73.1.2热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数73.1.3 ABS的性能分析83.1.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施93.2塑料成型工艺方法的选择93.3 塑件几何形状设计103.3.1 尺寸公差和精度103.3.2 表面粗糙度113.3.3 脱模斜度113.3.4 壁厚113.3.5 圆角113.4 产品造型及结构设计方案123.5本章小结144.气压瓶盖的模具设计.154.1拟定模具的结构形式154.1.1分析面位置的确定154.1.2确定型腔数量及排列方式164.2注射机型号的确定164.2.1所需注射量的计算174.2.2注射机型号的选定174.2.3型腔数量及注射机有关工艺参数的校核184.3浇注系统形式和浇口的设计204.3.1主流道的设计204.3.2分流道设计214.3.3浇口的设计224.3.4冷料穴的设计244.4成型零件的结构设计和计算244.4.1成型零件的结构计算254.4.2成型零件强度、刚度的校核264.5 模架的确定和标准件的选用274.6 合模导向机构的设计284.7 侧抽芯机构的设计314.7.1抽芯距的确定与抽拔力的计算314.7.2斜导柱分型抽芯机构的设计314.8 脱模推出机构的设计334.8.1脱模推出机构的设计原则334.8.2塑件推出的基本方式334.8.3脱模力的计算344.8.3轴的校核计算354.9 排气系统的设计394.10 温度调节系统的设计394.10.1加热系统394.10.2冷却系统394.11 典型零件的制造工艺414.11.1动模板的制造工艺414.12模具工作过程434.13本章小结.455.总结46参考文献47致谢49附录 图纸501.前 言近年来，模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母”。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀，发展极为迅速。 随着信息技术与工业的发展，在现代生活中，到处都有气压瓶盖的存在，气压瓶盖注塑模设计，也随着人们科技的进步在不断的发展着。而我这次毕业设计正是针对现代气压瓶盖注塑模设计发展的状况，对气压瓶盖的外观结构造型，以及注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。在接到这次毕业设计任务时，我在网上找过很多相关的文章和图书介绍，而且在市场上看过很多类型的气压瓶盖。总体这产品逐渐走向成熟，虽然瓶盖有很多种类，但大体上都是外型在改变。综合以上调查资料，我会在外形结构上和制造工艺上进行改变和创新。在外形设计上利用PRO/E进行三维建模且进行CAE分析，实现外部曲面造型优化和制造可行性分析，符合现实制造要求；在制造工艺方面，利用注射模具生产零件，在模具设计上会使用EMX进行运动仿真和使用moldflow进行塑件成型分析等新技术，而加工时会用MASTERCAM进行数控编程，实现高速数控加工其气压瓶盖注塑模模具，以减少设计模具的时间和制造成本，防止失败设计的出现。设计出来的气压瓶盖具有外形美观、生产成本低、可生产批量大、质量稳定、生产效率高等优点。经过几个月对毕业设计的奋战，感谢指导老师的精心指导和一些并肩作战的同学们的相互支持。再次感谢你们！由于本人缺乏设计经验，所以本设计中产品尺寸的数据都要依靠书本和手册来确定，也因本人水平有限，故在设计中难免产生不足和错误，请各位老师指正。2.绪 论2.1 塑料及塑料工业的发展 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物，一般相对分子质量都大于1万，有的甚至可达百万级。在一定温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件。塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是由于它们具有一系列特殊的优点所决定的。塑料具有密度小、质量轻、绝缘性能好、耐磨耐腐蚀等特殊性能，现已成为各行各业不可缺少的重要材料之一，因此其制品在工业生产中得到广泛的应用。我国的塑料工业起步较晚，40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产量仅200t，50年代末，由于万吨级聚氯乙烯装置的投产和70年代中期几套引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次跃进，与些同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到迅速发展，各种加工工艺都已齐全。塑料作为一种新的工程材料，由于其不断被开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料的产量和质量提出了越来越高的要求。2.2 塑料成型在工业生产中的重要性模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。近年来，我国各行各业对模具工业的发展都十分重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决事实上”，在重点支持技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。2.3 我国塑料模具现状与发展趋势2.3.1 我国塑料模具现状科技不停的进步，塑料模具在产品加工中占有非常重要的地位。模具生产技术也是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受1。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元，进口约10亿美元2。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区 ,南方的发展快于北方。目前发展最快，模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上3。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进行综述4。2.3.2 我国塑料模具发展趋势协同创新设计将成为模具设计的主要方向：制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计即同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态5。模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效：由于制造设备的丰富，制造信息的增加，我们将看到，今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的 G代码，更重要的是，从设计开始，将进行制造过程的设计，即提供模具制造的工艺流程，不仅包含工艺表格、加工参数，还包括模具加工的卡具设计、加工的装卡过程及各工序的G代码，并且在各部分工序过程均有仿真，还可以在网络上共享6。模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方向： 由于今天模具行业实际上已经成为高技术最密集的行业，任何企业要拥有全部最新出现的技术，成本将非常高，而且还要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困难.。因此，将出现模具CAD应用的ASP模式，即产生各种专门技术的应用服务单位，为模具企业提供技术服务，将制造资源最优发挥，应用服务包括如逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等1415。从CAD/ CAE/ CAM应用现状中来看，我国与其它国家的发展存在着较大的差距。一些国外的CAD/ CAE/CAM系统，虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难于承受4。目前在国内应用的主要软件有美国 PTC公司的CAD/ CAE/ CAM集成化系统PRO/ ENGINEER7、美国 EDS公司的 CAD/CAM软件UG-、法国MATRADATAVISION公司的集成化软件、美国SOLIDWORKS公司的 SOLIDWORKS软件、美国CV公司的CADDS软件、美国SDRC公司集成化CAD/ CAE/ CAM软件、英国DELCAM公司CAD/CAM软件DUCT、以色列 CIMATRON公司的三维CAD/ CAM软件CIMATRON6、美国ACTECH公司的注塑模CAE分析软件CMOLD7、澳大利亚MOLDFLOW公司的注塑模CAE分析软件MF8，国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模 CAD/CAE/CAM集成化系统HSC3、北京航空航天大学软件工程研究所的 CAD/ CAM软件CAXA和郑州工业大学注塑模CAE分析软件ZMOLD等92.4 国内外发展的差异目前，全世界模具的年产值约为650亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计，我国现有模具生产厂近2万家，从业人员约50万人，“九五”期间的年增长率为13%. 2000年总产值为270亿元，占世界总量的5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，其中，中高档模具进口比例达40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；“三资”及私营企业发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面：(1)国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。(4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后42.5 课题研究2.5.1 课题背景、来源和研究内容随着塑料工业的发展，愈来愈多的塑料材料替代金属应用于工程实际中。要获得高质量的塑料产品， 需要优秀的产品设计、高水准的模具和优化的注塑成型工艺，3 个环节缺一不可。气压瓶盖在现实生活中随处可见，个性化造型，精美的外观质量深受人们的喜爱，且需求量很大。为提高产品的市场竞争力，生产厂家力求产品的造型精美，故对成型模具提出了较高的要求。因此，我这次研究和设计的气压瓶盖与模具，需要满足以上这些要求。本课题来源于广东技术师范学院机电学院2010届本科毕业生毕业设计（论文）的选题。本课题的研究和设计内容主要有以下几个方面：1气压瓶盖造型及其结构设计；2气压瓶盖的模具设计和分析；2.5.2 课题研究的目的和意义本毕业设计针对现代气压瓶盖发展的状况，对其外观结构造型，以及其注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。2.5.3 课题研究的技术工具本课题设计所用设计绘图软件主要是Pro/Engineer4.0、AutoCAD 2008等。2.6本章小结本章从塑料模具行业的现状和未来切入，分析了本课题，即设计蓝牙耳机注射模具选择的目的和意义，初步拟定设计工作的内容，以及说明关键问题的所在，进行技术分析，并进行可行性论证。3. 气压瓶盖造型及其结构设计3.1 塑料的选择和塑件成型工艺性分析3.1.1塑件（气压瓶盖）分析1 塑料名称:丙烯腈丁二烯笨乙烯共聚物（ABS）。2 色调：不透明、黑色。3 生产纲领：大批量生产。4 塑件的结构及成型工艺性分析。 结构分析如下：A 该塑件外观要求光顺平滑，且要求上下壳体色泽一样，所以要求均衡设置型腔B 该塑件表面平整光滑，内部有螺纹。 成型工艺分析如下：A 精度等级：采用一般精度8级。B 脱模斜度：该塑件壁厚约为1mm，其脱模斜度查参考文献16中的表8.5-7有塑件内表面35130,塑件外表面301。故塑料采用ABS，流动性极好，注射充型流畅，所以塑件外形有放脱模斜度。3.1.2热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数1.注射成型过程： 成型前的准备：对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。由于ABS容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量0.3%。干燥条件：真空度为，烘箱温度为，料层厚度270度).对精度较高的塑件,模温宜取5060度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取6080度。 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入 水位等方法。 如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物将导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。3.ABS的主要性能指标 经查 文献18P388398，得ABS的主要技术指标和注射成型的工艺参数，见下表3.1表3.1 聚丙烯的主要技术指标Table 3.1 The main technical specifications of the ABS密度/（g/cm）1.10屈服强度/MPa50质量/（cm/g）0.91抗拉强度/MPa35吸水率24h（%）0.20.4拉伸弹性模量/GPa1.8玻璃化温度/C47抗弯强度/MPa80熔点/C130160弯曲弹性模量/MPa54计算收缩率/（%）0.7抗压强度/MPa7198比热容/（J/（Kg.K）1047抗剪强度/MPa67注:源自参考文献9中的表8.3-93.1.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 1.缺陷缺料(注射量不足)、气孔、溢料飞边、熔接痕强度低。2.消除措施加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具温度。3.2塑料成型工艺方法的选择在现在工业发展到成熟的阶级,产品的制造工艺方法有非常多,特别是塑料成型工艺的方法。如：注塑、压缩、压注、挤出、吹塑、泡沫等塑料成型工艺方法。因我这次的课题是一种要发外观质量均较好，生产效率高，且这次所用的材料是ABS，这热塑性材料。因此我选用了注射成型工艺。注射成型又称注射模塑，塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料产品。由于塑料注射成型模具对塑料的适应性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高（与塑料的其它成型方法相比），所以注射成型模具日益引起人们的重视。注射成型的特点是成型周期短、生产效率较高，容易实现自动化操作，可降低工人的劳动强度，适合大批量塑料制件的生产。完成一次注射成型工作循环,其参考文献19P409,如下图3.1所示：注射冲模加 料预 塑保压补缩冷却定型开 模塑件脱模清 模合 模图3.1 注射成型的工作循环图Figure 3.1 The cycle work plan of the injection molding一个完整的注射成型工艺过程，按其先后顺序就包括下面三个阶级：1成型前的准备：为使注射过程能顺利进行并保证塑料制件的质量，在成型前应进行一些必要的准备工作。如对原料的色泽和细度以及均匀度进行检查；对容易吸湿的塑料进行预热和干燥；对成型中的金属嵌件进行预热；当改变产品、原料或颜色时，要对注射机的料筒进行清洗；为了便于对成型后的塑件进行脱模，选择合适的脱模剂。2注射过程：塑料在注射机料筒内经过加热和塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔，其过程包括加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、脱出塑件等工序。3塑件的后处理：注射成型的塑件经脱模或机械加工之后，常需要进行适当的后处理以消除存在的内应力，改善塑件的性能和提高尺寸稳定性。其主要方法是退火和调湿处理。文献20P50P543.3 塑件几何形状设计3.3.1 尺寸公差和精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获得的塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多，如模具制造精度和使用后的磨损程度、 塑料收缩率的波动、成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化以及模具结构形状等。因此，为了降低模具的加工难度和模具的制造成本，应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。由文献20P66查得ABS塑件一般用8级精度，其模具则采用6级精度。3.3.2 表面粗糙度 塑件的外观要求越高，表面粗糙度应越低。一般模具比塑件的要求低12级。塑料制件的表面粗糙度一般为Ra0.20.8m之间。为满足美观性要求，塑件的外表面要求比较光滑，取Ra0.4m；为了降低成本，内表面可以取稍大的表面粗糙值，取Ra0.8m。以上数据参考文献20P68. 3.3.3 脱模斜度 塑件冷却是的收缩会使它包紧住模具型芯或型腔中的凸起部分，因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时，必须使塑件内外表面沿模方向留有足够的斜度。查参考文献20P70表3-11，由塑件采用ABS材料，则模具型腔的脱模斜度为35130，模具型芯脱模斜度为301，所以取模具的型芯和型腔都为1。3.3.4 壁厚各种塑料，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定得厚度，以保证其力学强度。但一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚。这样不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑料在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产效率。其次，可以避免因过厚产生得凹陷、缩孔、夹心等质量上得缺陷。热塑性材料的塑件壁厚，由参考文献20P70，一般不宜少于0.60.9mm，常取14mm。由该塑件的尺寸可以知道最小壁厚为1mm，最大为3.0mm 3.3.5 圆角塑料制件除了使用要求需采用尖角以外，其余所有内外表面转弯处都尽可能采用圆角过渡。塑件上转角处采用圆弧过渡，不仅避免了应力集中，提高了强度，而且还使塑件变得美观，有利于塑料充模时的流动。通常，内壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径应是壁厚的1.5倍，一般圆角半径不应小于0.5mm，则这次设计的塑件按其各自的壁厚进行计算。以上数据参考文献20P75.3.4 产品造型及结构设计方案针对现在市场上的气压瓶盖款式众多，在开始做这次毕业设计课题前，对该产品在市场上进行了调研，结合了它们普遍性的外观，和自己个人的想象，利用PRO/E野火版4.0对其进行三维建模，效果图如图3.2所示,结构尺寸如图3.3所示： 图3.2气压瓶盖效果图Figure3.2 The Lid of Atmospheric Pressure Bottle headset assembly View图3.3气压瓶盖结构尺寸图Figure3.3 The size of Lid structure View3.5本章小结本章从产品设计的要求出发，首先是根据各种塑料的工艺参数，选择合适的塑料，然后对其进行性能分析，从而想出塑料缺陷的消除措施。其次就是对产品的成型工艺方法的选择，并大概了解成型工艺的过程。最后，对产品几何形状的确定，其中包括：尺寸公差和精度、表面粗糙度、脱模斜度、壁厚、圆角等的确定。然后利用PRO/E绘图软件进行初步的建模。4.气压瓶盖的模具设计4.1拟定模具的结构形式4.1.1分析面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具面分型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。1分型面的选择原则 （1）有利于保证塑件的外观质量。 （2）分型面应选择在塑件的最大截面处。 （3）尽可能使塑件留在动模一侧。 （4）有利于保证塑件的尺寸精度。 （5）尽可能满足塑件的使用要求。 （6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。 （7）长型芯应置于开模方向。 （8）有利于排气。 （9）有利于简化模具结构。该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了上述原则，同时从所提供的塑件图样可看出该塑件表面为产品外观，塑件表面要求光滑平整，因此分型面不能开在塑件表面处，且塑件没有侧向凹凸和槽。所以分型时不需进行轴向抽芯分型。2分型面选择为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面工易于加工的分型面。因为塑件没有侧向凹凸和槽，所以只需一个分型面即可完成，如下图4.1所示，采用AA这样一个平直的分型面，定模做成与耳机的外观型状，而耳机壳体的内部支架和内部形状做在动模部分。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从AA分型，由于塑件收缩会包在动模上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。图4.1 分型面形式与位置Figure4.1 The form and position of the Parting line4.1.2确定型腔数量及排列方式当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模1件的结构。4.2注射机型号的确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、开模行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选取择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。4.2.1所需注射量的计算1.塑件质量、体积计算 对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型分析得：零件塑件的体积 V1=98.1cm浇注系统的体积：V2=3.6cm塑件与浇注系统的总体积为V=98.1+3.6=101.7cm计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V1=98.1cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量为：m1=V1=98.1cm1.05=103gm2= V2=3.6cm1.05=3.78g其中、m1塑件体积和质量，、m2浇注系统体积与质量，这些数据是通过PRO/E建模后，运算得出的。4.2.2注射机型号的选定注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。常用的注射速率如表4-1所示。表4-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5查国产注射机主要技术参数表取CJ150NC,主要技术参数如下。4.2.3型腔数量及注射机有关工艺参数的校核根据 （4-1）得 (4-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； 单个塑件体积或质量，cm或g；根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔 计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=3.6cm注射机有关工艺参数的校核： 1）锁模力与注射压力的校核 (4-3) -注射时型腔压力 查参考文献得 113MPa-塑件在分型面上的投影面积（） -浇注系统在分型面上的投影面积（） -注射机额定锁模力，按注射机额定锁模力为1500 模具厚度H与注射机闭和高度 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式 (4-4) 式中 -注射机最大开模行程，mm； -推出距离（脱模聚居），mm； -包括浇注系统在内的塑件高度，mm； Sk=85+117.23=202.23mm SkS=800mm 条件成立4.3浇注系统形式和浇口的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴，浇口。4.3.1主流道的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，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关。根据选用型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm； 喷嘴前端球面半径：R0=11mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 取主流道球面半径：R=11mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26，此处选用2，经换算得主流道大端直径为7.75MM。图4.2 主流道示意图 Figure4.2 Schematic diagram of main channel 4.3.2分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4-1所示。表4-2流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径 mmABS，AS 4.89.5聚苯乙烯 3.510聚乙烯 1.69.5软聚氯乙烯 3.510尼龙类 1.69.5硬聚氯乙烯 6.516聚甲醛 3.510聚氨酯 6.58.0丙烯酸 810热塑性聚酯 3.58.0抗冲击丙烯酸 812.5聚苯醚 6.510醋酸纤维素 510聚砜 6.510聚丙烯 510离子聚合物 2.410异质同晶体 810聚苯硫醚 6.513分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为6mm。分流道选用圆形截面：直径D=6mm流道表面粗糙度 分流道示意图 4.3.3浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口） 该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口，其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间；对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。图4.3 浇口示意图图 Figure4.3 Gate schematic map 由经验公式1得： （4-5） 式（4-5）中 浇口剪切速率校核 由经验公式得：, （4-6） 其中 。4.3.4冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。图4.2 冷料穴示意图 Figure4.2 Schematic diagram of cold material point 4.4成型零件的结构设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。4.4.1成型零件的结构计算塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型心、型环或成形杆等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩檫，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时要考虑零件的加工性和模具的制造成本。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成形杆用以形成制品的局部细节。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成形过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低制品尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。常用成型尺寸的计算方法主要有两种：平均收缩率法和公差带法，两种计算方法的区别在于平均收缩率法计算公式是建立在塑件的成型收缩率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨损量分别等于它们各自平均值基础上，当塑件的尺寸精度要求较高或塑件尺寸比较大时，这种误差有可能会显著增加，这时一些模具设计单位就采用公差带法来进行尺寸计算，平均收缩率法计算简单无需验算而公差带法计算复杂需要经过多次初算验算，且考虑因素较多10。考虑到耳机模具较简单制造成本低，设计时间短故按平均收缩率法计算成型尺寸比较简单易行。由于该塑件中间没有什么孔或特别小的台阶，故可以把定模做成一个类似于零件的大镶块，同时为了不产生飞边溢料，应做到定模镶块和动模镶块做到一定的配合。且塑件外型比较复杂，则以塑件的外形来设计模具的成型零件，所以模具的型芯与型腔做到与塑件外型一致。则下面只以模具型芯与型腔的长、宽和高等来计算。查参考文献22P349附录10和附录11可得ABS塑料制品建议采用的精度为一般精度是8级，其相对应的模具精度是6级，采用Z ,C取固定值的平均收缩率法： ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% （4-7）型腔内径： =150.75mm （4-8）型腔深度： =41.21mm （4-9）型芯外径： =146.13mm （4-10）型芯深度： =39.16mm （4-11）型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）4.4.2成型零件强度、刚度的校核对于该套模具，塑件全部都在同一个整体镶块上的型腔成型的，显然模具的型腔能够满足刚度和强度要求，因此不需要校核。4.5 模架的确定和标准件的选用 以上内容计算确定后，便可根据计算结果选定模架。模架部分可参照各模板标准尺寸来绘图；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格及标准代号，这样能大大缩短模具制造周期，提高企业经济效益。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架该设计采用自制模架，总长宽高为400X400X415。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其时对大型模具，这一点尤为重要。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。1定模座板（400mm400mm，厚35mm） 定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡配合；通过4个6的内六角螺钉与定模固定板连接；定模垫板通常就是模具与注射机连接处的定模板。材料为45