空调蜗轮塑料模设计-含数控程序【三维UG】【8张CAD图纸+说明书完整资料】

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建筑业是国民经济的支柱产业 我国建筑行业将在未来5 15年能够有一个 更大的发展 1 4 在农业和塑料节水设备使用的塑料制品 作为一个广泛应用的农用地面覆盖膜和涂层膜 高效率的农业节 水灌溉工程的迅速推广以及如渔业 畜牧业和林业等相关行业的规模发展 的结果 农业已成为第二大塑料制品消费领域 是仅次于包装行业 农用 塑料市场的巨大潜力 为塑料行业的发展提供了更广阔的发展空间 地面 覆盖膜在全国的总面积是170万中国地区 再加入氨膜 青贮膜 饲草用 膜 在缠绕的膜 塑料种植苗木容器 遮阳网 渔网 所用材料农产品储 存和保持新鲜感 农药设备 发泡塑料板等 农用塑料产品 在全国约3 万吨 随着我国社会经济的持续和快速发展 淡水资源越来越缺乏 塑料 节水设备将有巨大的发展空间 1 5 在商品和药品中使用的塑料制品 随着人民生活水平的不断提高 在每天的生活所需的塑料产品产品的 数量将不断增加 日常使用的产品仍然有巨大的潜在市场 医用塑料产品 在塑料行业的技术含量和附加价值最高的产品 现在则是以15 的年均速 度增长 但在我国医疗塑料制品的产值只有2 3 的医用塑料产品的产 值在世界上的帐户 每人的平均消费是达不到发达国家的5 因此 在 我国医疗塑料制品的市场前景极为广阔 2 模具行业 由于市场需求的强大的吸引 模具行业在高速发展 市场广阔 生产 和销售都繁荣 在近三年来 我国模具行业每年的平均增长率是21 在 2003年产值超过450亿元 约等于5亿美元以上 占据了世界第三 行业专 家的预测是 在我国塑料模具在未来10年将继续以15 以上的平均年增长 率增长 甚至更长的时间 同时 模具的出口也有广阔的发展前景 对于未来一段时间内 对模具的需求将主要表现在4个专业 汽车行业 外文科技文献译文 装 订 线 2 家电行业的 电子及通讯行业和建材行业 至于汽车行业 目前我国汽车 产量超过400万美元 基本类型车辆已达到170多种 新类型的车辆和改装 型车辆将多达430种 有大约80 的模具类型的车辆时 要改变需要更换 一个型号的汽车将需要成千上万的模具 价值1亿元 在家电界 彩电 冰 箱 洗衣机 空调 微波炉 录像机 摄像机 VCD 和 DVD 等大多是由塑 料和橡胶产品配件相结合 因此它需要相当多的模具很多 塑料加工业和模具制造行业作为朝阳产业 加工和制造技术将改变每 个新的一天 随着改性塑料的不断发展和应用 毫微米塑料和特种工程塑 料 以及信息技术的快速发展 必须把高精度 高复杂度 高均匀性和高 生产低消费 塑料加工行业和模具制造业必将成为在21世纪的大多数发展 中国家的未来的行业之一 3 塑料注塑模具的回推机制 这个实用新型是一种推回机制的注塑模具 它包括第一个拉钩固定在 前面的模具上 第二个拉钩固定在后面的模具和定位块固定在弹射系统 在合模的条件下 第一个拉钩一端穿过后面的模具前模具的背面和弹射系 统 依次向后延伸 第二拉钩的一端随着背面模具移动 另一端是自由端 位于定位块上 当合模时 第一隔拉钩的自由端与第二个拉钩的自由端接 触和合作 在次之前 正面和背面模具结合 同时推动第二拉钩旋转推定 位块和弹射系统 以使他们前推回 然后滑动块和背部模具移动到指定位 置 这种实用新型可以有效地避免滑动块和受到干扰的顶针和模具在合模 的影响造成的损害 4 塑料模具 这种实用新型是有关一种塑料模具 它包括前辅助板和背面辅助板是 对称的对方 前辅助板和背面的辅助板连接在一起 形成一个辅助通道和 浇注口 辅助通道和浇注口是互相联系的 截面尺寸的话 浇注口与辅助 通道的连接处比较大 另外的截面相对较小 浇注口弯曲成一个尖角 本 节的末尾是较小的与最终产品内表面连接着 5 中国的塑料机械行业 外文科技文献译文 装 订 线 3 经过50多年的发展 中国的塑料机械行业的历史走增长 从无到有 从小到大 从默默无闻到世界闻名 注塑机是中国塑料注塑机械行业的第 一大产品 注塑机的发展已经被世界塑料机械行业所称赞 目前 中国的 注塑机的发展有七大亮点 在中国注塑机的输出是在同行业中排名第一 塑料机械的三大类是注 塑机 挤出机和吹塑机 它们占塑料机械总产量的80 以上其中 注塑机 也占上述三类总产量超过50 2006年 注塑成型机的输出量排名世界第一 世界注塑机年产量91480 单位 注塑机在中国内地的产量为57600个单位 这个产量占世界注塑机 年产量的62 97 其中 在中国宁波的注塑机的年产量约占世界的1 3 它是世界上最大的的注塑机生产基地 它是欧洲年度总产量在世界注塑机的三分之一 日本是在第二位 中国的注塑机已成为第一出口机械产品 2006年 中国的注塑机出口 额占塑料机械出口占整体出口货值的54 它是塑料机械出口的主力军 注塑机的发展速度在同行业中排名第一 在新的世纪 中国的塑料机 械行业的平均增长率超过20 注塑机的发展步伐已在行业中遥遥领先 注塑机的技术水平与发达国家的差异较小 由于技术创新步伐的加快 和进一步增强自主创新能力 与发达国家相比 中国的注塑机的大部分已 达到20世纪80年代末的产品的水平 少量的产品已经接近20世纪90年代的 水平 部分产品已在世界的领先地位了 注塑机行业实现了在中国著名名牌产品 零 的突破 2007年9月11 日 中国塑料机械行业首次荣获 中国著名品牌的产品品牌 四项大奖 其中三个奖项属于注塑机产品 外文科技文献译文 装 订 线 1 塑料制品与塑料模具的发展趋势 1 塑料产业 改革开放以来 塑料制品加工产业在我国以平均每年百分之十的速度 迅速发展 与 GDP 的平均增长点相比 要高出3到 5个百分点 现在 我 国塑料制品已经进军到了世界发达国家的水平 每年塑料产品的产量跃居 世界第二 而且形成了完整的产业分类系统 随着塑料制品的应用领域不断扩大 在未来10年世界塑料制品的产量 将在每年3 的的速度增加 在2010年世界塑料产品的总容量将高达186万 吨 我国对塑料制品越来越大的需求将不断 塑料产品的生产将在每年 10 的的速度增加 据估计 总电容塑料制品在我们的国家尝试性在2010 年将接近40万吨 在未来我国塑料行业发展的关键是在塑料制品行业方面 交通和工程 包装塑料制品 建筑塑料制品 农用塑料制品和塑料节水制品等 1 1 塑料制品在工业 交通和工程 工程塑料是目前在塑料行业的发展最快的类别 随着我国经济的快速 发展 其应用范围和数量不断增加 在此范围内的产品包括用于交通和运 输业以及塑料在电子 电气设备和信息用塑料抽动工程工业等 在2005年 我国工程塑料制品总需求量约4 5万吨 在2010年 只有汽车塑料的需求 将高达1万吨 1 2 用于包装的塑料制品 塑料具有优良的特点 包装是最大的领域 塑料将用于包装领域 统 计表明 在每个国家的包装用塑料同样是35 2003年 在我国的包装使 用的塑料制品输出4 65万吨 占总量的28 1 的塑料产品 产值达到680亿 元 与2001年相比增长了14 2 据估计 在2010年之前在我国包装塑料制 品的年平均增长率是12 1 3 用于建筑的塑料制品 塑料建材是新兴的第四代新型建筑材料 主要包括塑料管 塑料门窗 建筑防水材料 保温材料 装饰材料等 在建筑工程中的使用是非常广泛 外文科技文献译文 装 订 线 2 市政工程 村庄和小城镇建设以及工业建设 塑料建材不仅能替代传统建 筑材料 如木材 钢材等 但也有许多优势 如节能和节材 保护生态环 境 改善居住环境 提高建筑功能和质量 降低建筑自重 便于建设等 建筑业是国民经济的支柱产业 我国建筑行业将在未来5 15年能够有一个 更大的发展 1 4 在农业和塑料节水设备使用的塑料制品 作为一个广泛应用的农用地面覆盖膜和涂层膜 高效率的农业节 水灌溉工程的迅速推广以及如渔业 畜牧业和林业等相关行业的规模发展 的结果 农业已成为第二大塑料制品消费领域 是仅次于包装行业 农用 塑料市场的巨大潜力 为塑料行业的发展提供了更广阔的发展空间 地面 覆盖膜在全国的总面积是170万中国地区 再加入氨膜 青贮膜 饲草用 膜 在缠绕的膜 塑料种植苗木容器 遮阳网 渔网 所用材料农产品储 存和保持新鲜感 农药设备 发泡塑料板等 农用塑料产品 在全国约3 万吨 随着我国社会经济的持续和快速发展 淡水资源越来越缺乏 塑料 节水设备将有巨大的发展空间 1 5 在商品和药品中使用的塑料制品 随着人民生活水平的不断提高 在每天的生活所需的塑料产品产品的 数量将不断增加 日常使用的产品仍然有巨大的潜在市场 医用塑料产品 在塑料行业的技术含量和附加价值最高的产品 现在则是以15 的年均速 度增长 但在我国医疗塑料制品的产值只有2 3 的医用塑料产品的产 值在世界上的帐户 每人的平均消费是达不到发达国家的5 因此 在 我国医疗塑料制品的市场前景极为广阔 2 模具行业 由于市场需求的强大的吸引 模具行业在高速发展 市场广阔 生产 和销售都繁荣 在近三年来 我国模具行业每年的平均增长率是21 在 2003年产值超过450亿元 约等于5亿美元以上 占据了世界第三 行业专 家的预测是 在我国塑料模具在未来10年将继续以15 以上的平均年增长 率增长 甚至更长的时间 同时 模具的出口也有广阔的发展前景 对于未来一段时间内 对模具的需求将主要表现在4个专业 汽车行业 外文科技文献译文 装 订 线 3 家电行业的 电子及通讯行业和建材行业 至于汽车行业 目前我国汽车 产量超过400万美元 基本类型车辆已达到170多种 新类型的车辆和改装 型车辆将多达430种 有大约80 的模具类型的车辆时 要改变需要更换 一个型号的汽车将需要成千上万的模具 价值1亿元 在家电界 彩电 冰 箱 洗衣机 空调 微波炉 录像机 摄像机 VCD 和 DVD 等大多是由塑 料和橡胶产品配件相结合 因此它需要相当多的模具很多 塑料加工业和模具制造行业作为朝阳产业 加工和制造技术将改变每 个新的一天 随着改性塑料的不断发展和应用 毫微米塑料和特种工程塑 料 以及信息技术的快速发展 必须把高精度 高复杂度 高均匀性和高 生产低消费 塑料加工行业和模具制造业必将成为在21世纪的大多数发展 中国家的未来的行业之一 3 塑料注塑模具的回推机制 这个实用新型是一种推回机制的注塑模具 它包括第一个拉钩固定在 前面的模具上 第二个拉钩固定在后面的模具和定位块固定在弹射系统 在合模的条件下 第一个拉钩一端穿过后面的模具前模具的背面和弹射系 统 依次向后延伸 第二拉钩的一端随着背面模具移动 另一端是自由端 位于定位块上 当合模时 第一隔拉钩的自由端与第二个拉钩的自由端接 触和合作 在次之前 正面和背面模具结合 同时推动第二拉钩旋转推定 位块和弹射系统 以使他们前推回 然后滑动块和背部模具移动到指定位 置 这种实用新型可以有效地避免滑动块和受到干扰的顶针和模具在合模 的影响造成的损害 4 塑料模具 这种实用新型是有关一种塑料模具 它包括前辅助板和背面辅助板是 对称的对方 前辅助板和背面的辅助板连接在一起 形成一个辅助通道和 浇注口 辅助通道和浇注口是互相联系的 截面尺寸的话 浇注口与辅助 通道的连接处比较大 另外的截面相对较小 浇注口弯曲成一个尖角 本 节的末尾是较小的与最终产品内表面连接着 5 中国的塑料机械行业 外文科技文献译文 装 订 线 4 经过50多年的发展 中国的塑料机械行业的历史走增长 从无到有 从小到大 从默默无闻到世界闻名 注塑机是中国塑料注塑机械行业的第 一大产品 注塑机的发展已经被世界塑料机械行业所称赞 目前 中国的 注塑机的发展有七大亮点 在中国注塑机的输出是在同行业中排名第一 塑料机械的三大类是注 塑机 挤出机和吹塑机 它们占塑料机械总产量的80 以上其中 注塑机 也占上述三类总产量超过50 2006年 注塑成型机的输出量排名世界第一 世界注塑机年产量91480 单位 注塑机在中国内地的产量为57600个单位 这个产量占世界注塑机 年产量的62 97 其中 在中国宁波的注塑机的年产量约占世界的1 3 它是世界上最大的的注塑机生产基地 它是欧洲年度总产量在世界注塑机的三分之一 日本是在第二位 中国的注塑机已成为第一出口机械产品 2006年 中国的注塑机出口 额占塑料机械出口占整体出口货值的54 它是塑料机械出口的主力军 注塑机的发展速度在同行业中排名第一 在新的世纪 中国的塑料机 械行业的平均增长率超过20 注塑机的发展步伐已在行业中遥遥领先 注塑机的技术水平与发达国家的差异较小 由于技术创新步伐的加快 和进一步增强自主创新能力 与发达国家相比 中国的注塑机的大部分已 达到20世纪80年代末的产品的水平 少量的产品已经接近20世纪90年代的 水平 部分产品已在世界的领先地位了 注塑机行业实现了在中国著名名牌产品 零 的突破 2007年9月11 日 中国塑料机械行业首次荣获 中国著名品牌的产品品牌 四项大奖 其中三个奖项属于注塑机产品 毕业设计 论文 任务书 2012 届 题目 中文 空调蜗轮塑料模设计 英文 The plastic mould Design of Air conditioning worm wheel 系 部 机械工程系 专业班级 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 指导教师 系负责人 签章 日 期 年 月 日 一 毕业设计 论文 的主要内容与具体要求 1 背 景 随 着 中 国 经 济 和 社 会 的 飞 速 发 展 对 汽 车 外 观 和 内 部 装 饰 的 要 求 越 来 越 高 汽 车 的 内 饰 件 主 要 是 塑 料 件 因 此 注 塑 模 具 的 质 量 是 影 响 汽 车 内 饰 的 重 要 因 素 研 究 汽 车 内 饰 件 的 模 具 设 计 具 有 现 实 意 义 本 设 计 要 求 采 用 ug 软 件 进 行 空 调 蜗 轮 塑 料 模 具 设 计 通 过 对 空 调 蜗 轮 进 行 零 件 结 构 模 具 结 构 浇 注 系 统 抽 芯 机 构 冷 却 系 统 工 作 原 理 的 分 析 来 完 成 整 个 注 塑 模 具 的 设 计 2 任 务 根据三维模型设计该零件的塑料模 完成塑料模的三维及二维装配图 成型零件的零 件图 并选择注塑机型号 编写型腔曲面加工的数控程序 撰写设计说明书 翻译外文资 料 3 工作环境 计算机 UG 软件 AutoCAD 软件 塑料模设计手册 数控加工工艺手册 4 成果形式 二维装配图 1 张 A1 零件图 2 张 A4 说明书 1 份 型腔数控加工程序清单 5 按时完成总装图 部件装配图 零件工作图 总量达到校系规定要求 编写设计计 算说明书 字数 格式符合校系规定 编写开题报告 翻译规定字数的外文资料 二 毕业设计 论文 进度安排 起 讫 日 期 工 作 内 容 备 注 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周 第 5 周 第 6 周 第 7 周 第 8 周 第 9 周 第 10 周 第 11 周 第 12 周 检索文献资料 外文翻译 编写开题报告 确定模具结构方案 确定主要结构尺寸及结构 画出总装配图草图 画出正式装配图 画出零件 工作图 整理编写设计计算说明书 准备答辩及参加答辩 三 所需的资料和主要参考文献 1 叶久新 塑料成型工艺及模具设计 北京 机械工业出版社 2009 2 塑料模具技术手册编委会 塑料模具技术手册 M 北京 机械工业出版社 1997 3 王孝培 塑料成型工艺及模具简明手册 M 北京 机械工业出版社 2000 4 洪慎章 实用注塑成型及模具设计 M 北京 机械工业出版社 2006 5 中国模具设计大典编委会 中国模具设计大典 第 2 卷 M 南昌 江西科学技术出版社 2003 注 1 本任务书一式两份 须双面打印 由指导教师填写并经所在系审核确认后交系部 2 本任务书一份须与学生的毕业设计 论文 一并存档 另一份系部存档 3 指导教师 学生可各执一份复印件 供检查论文进度时使用 课题 空凋蜗轮塑料模设计 材料 ABS 收缩率 1 005 模数 一出二 产品尺寸 75 21x55x9 15 脱模斜度 1 型腔尺寸 35x120 x190 型芯尺寸 40 x120 x190 模架型号 CI 2735 A70 B80 C80 模架尺寸 350 x320 x280 单个投影面积 2097mm2 单个质量 8 9g 总投影面积 2097x2 150 4344 锁模力 4344x30 x1 1 0 001 143KN 总注塑量 8 9 2 5 22 8g 模架类型 大水口模架 两板模 浇注系统 侧进浇 成型系统 前后模仁成型 行位抽芯 排气系统 分型面自然排气 冷却系统 前后模仁环绕式冷却水路 顶出系统 顶针顶出 普通顶针和有托顶针 抽芯系统 倒扣距离 1 22 滑块斜度 20 斜导柱配合 零件分析 该塑件为空凋蜗轮 产品尺寸 75 21x55x9 15 中间为 55mm 圆 形实体结构 包含同心圆 25 3mm 空心结构 圆环区域含有骨位与 120 涡轮 直齿 圆环外含有 35 扇形尖角结构 涡轮直齿部分含有两个成倒扣的小圆柱 直径均小于 1mm 长度为 1 22mm 此处需要进行抽芯机构的设计 将其中一 个倒扣排位与模具水平或垂直方向对齐 另一个倒扣做斜向抽芯 本设计中 只要注塑机满足的最小模具安装大于 320X350X280即可 因为模具 产品投影面积小 质量小 所以锁模力和注塑量要求很低 模具的模架较大 主要是因为行位占用较大空间导致整体模具结构外形尺寸大 注塑机 海天 160XB HTF海天注塑机技术参数 2 型号 参数 单位 160 2B 螺杆直径 mm 45 理论注射容量 cm3 320 注射重量 PS g 291 注射压力 Mpa 159 注射行程 mm 201 螺杆转速 r min 0 230 料筒加热功率 KW 9 3 锁模力 KN 1600 拉杆内间距 水平 垂直 mm 455 455 允许最大模具厚度 mm 500 允许最小模具厚度 mm 180 移模行程 mm 420 移模开距 最大 mm 920 液压顶出行程 mm 140 液压顶出力 KN 33 液压顶出杆数量 PC 5 油泵电动机功率 KW 18 5 油箱容积 l 240 机器尺寸 长 宽 高 m 5 4 1 45 2 05 机器重量 t 5 最小模具尺寸 长 宽 mm 320 320 体积 8 4362158e 03 公厘 3 曲面面积 1 0749380e 04 公厘 2 密度 1 0500000e 03 公斤 公厘 3 质量 8 8580265e 00 公斤 根据 PRT CSYS DEF 坐标边框确定重心 X Y Z 7 1188328e 02 8 8319219e 01 6 2189884e 02 公厘 相对于 PRT CSYS DEF 坐标系统边框之惯性 公斤 公厘 2 惯性张量 Ixx Ixy Ixz 3 4980197e 06 5 5729283e 05 3 9208791e 06 Iyx Iyy Iyz 5 5729283e 05 7 9170384e 06 4 8630304e 05 Izx Izy Izz 3 9208791e 06 4 8630304e 05 4 5624718e 06 重心的惯性 相对 PRT CSYS DEF 坐标系统边框 公斤 公厘 2 惯性张量 Ixx Ixy Ixz 3 0105321e 03 3 6233786e 02 7 4099555e 02 Iyx Iyy Iyz 3 6233786e 02 2 0730821e 03 2 2955795e 02 Izx Izy Izz 7 4099555e 02 2 2955795e 02 4 3254158e 03 主惯性力矩 公斤 公厘 2 I1 I2 I3 1 8530494e 03 2 8959185e 03 4 6600621e 03 从 PRT CSYS DEF 定向至主轴的旋转矩阵 0 40967 0 81730 0 40519 0 88883 0 45759 0 02434 0 20531 0 35017 0 91391 从 PRT CSYS DEF 定向至主轴的 ROTATION ANGLES 度 相对 x y z 的夹角 1 526 23 903 63 378 相对主轴的回旋半径 R1 R2 R3 1 4463554e 01 1 8081093e 01 2 2936511e 01 公厘 南京工程学院毕业设计说明书 论文 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 论文 作 者 学 号 学 院 江苏财经职业技术学院 专 业 数控加工与模具设计 题 目 车用无氟空调塑料模设计 指导者 评阅者 2012 年 12 月 淮 安 南京工程学院毕业设计说明书 论文 0 0 摘 要 根据塑料制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工艺性 尺寸精度等技术要求 选 择塑件制件尺寸 本模具采用一模两件 侧浇口进料 注射机采用海天 160XB 型号 设置冷 却系统 CAD 和 UG 绘制二维总装图和零件图 选择模具合理的加工方法 附上说明书 系 统地运用简要的文字 简明的示意图和和计算等分析塑件 从而作出合理的模具设计 关键词 机械设计 模具设计 CAD 绘制二维图 UG 绘制 3D 图 注射机的选择 南京工程学院毕业设计说明书 论文 0 English the mold 不知是否需要 暂时没有翻译 英文 南京工程学院毕业设计说明书 论文 1 目 录 摘 要 I 第 1 章 绪论 3 1 1 塑料简介 3 1 2 注塑成型及注塑模 3 第 2 章 塑料材料分析 5 2 1 塑料材料的基本特性 5 2 2 塑件材料成型性能 5 2 3 塑件材料主要用途 5 第 3 章 塑件的工艺分析 7 3 1 塑件的结构设计 7 3 2 塑件尺寸及精度 8 3 3 塑件表面粗糙度 9 3 4 塑件的体积和质量 9 第 4 章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 10 4 1 注射成型工艺过程分析 5 10 4 2 浇口种类的确定 10 4 3 型腔数目的确定 11 4 4 注射机的选择和校核 11 4 4 1 注射量的校核 11 4 4 2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 12 4 4 3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 12 第 5 章 注射模具结构设计 14 5 1 分型面的设计 14 5 2 型腔的布局 14 5 3 浇注系统的设计 15 5 3 1 浇注系统组成 15 5 3 2 确定浇注系统的原则 15 5 3 3 主流道的设计 15 5 3 4 分流道的设计 17 5 3 5 浇口的设计 17 5 3 6 冷料穴的设计 17 5 4 注射模成型零部件的设计 7 18 5 4 1 成型零部件结构设计 18 5 4 2 成型零部件工作尺寸的计算 19 5 5 排气结构设计 19 5 6 脱模机构的设计 20 5 6 1 脱模机构的选用原则 20 5 6 2 脱模机构类型的选择 20 南京工程学院毕业设计说明书 论文 2 5 6 3 推杆机构具体设计 20 5 7 注射模温度调节系统 21 5 7 1 温度调节对塑件质量的影响 21 5 7 2 冷却系统之设计规则 22 5 8 模架及标准件的选用 22 5 8 1 模架的选用 22 5 9 侧向抽芯机构类型选择 224 第 6 章 模具材料的选用 23 6 1 成型零件材料选用 28 6 2 注射模用钢种 28 总结 29 致谢 30 参考文献 31 南京工程学院毕业设计说明书 论文 0 第 1 章 绪论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业 振兴和发展我国的模具工业 日益受到人们的重视和关注 模具是工业生产的基础工艺装备 也已经成为 广大业内人士的共识 在电子 汽车 电机 电器 仪器 仪表 家电和通信 等产品中 60 80 的零部件都要依靠模具成形 用模具生产制件所具备的高 精度 高复杂程度 高一致性 高生产率和低消耗 是其它加工制造方法所不 能比拟的 模具又是 效益放大器 用模具生产的最终产品的价值 往往是 模具自身价值的几十倍 上百倍 模具工业是制造业中的一项基础产业 是技 术成果转化的基础 同时本身又是高新技术产业的重要领域 1 1 塑料简介 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料 它在一定的温度和压力下具有 流动性 可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸 并在成型固化后保持其既 得形状而不发生变化 塑料有很多优异性能 广泛应用于现代工业和日常生活 它具有密度小 质量轻 比强度高 绝缘性能好 介电损耗低 化学稳定性高 减摩耐磨性能好 减振隔音性能好等诸多优点 另外 许多塑料还具有防水 防潮 防透气 防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能 1 塑料以从代替部分金属 木材 皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料 在国民经 济中 塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一 1 2 注塑成型及注塑模 将塑料成型为制品的生产方法很多 最常用的有注射 挤出 压缩 压 注 压延和吹塑等 其中 注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法 除 氟塑料外 几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型 它具有成型周期短 能一次成型外形复杂 尺寸精度较高 易于实现全自动化生产等一系列优点 因此广泛用于塑料制件的生产中 其产口占目前塑料制件生产的 30 左右 但 注射成型的设备价格及模具制造费用较高 不适合单件及批量较小的塑料件的 生产 要了解注射成型和注射模 首先得了解注射机的一些基本知识 注射机是 注射成型的主要设备 依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射 注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备 按其外形可分为立 式 卧式 直角式三种 由注射装置 锁模装置 脱模装置 模板机架系统等 组成 南京工程学院毕业设计说明书 论文 1 注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的 其基本原理是利用塑料 的可挤压性和可模塑性 首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送 入高温的机筒内加热熔融塑化 使之成为粘流态熔体 然后在柱塞或螺杆的高 压推动下 以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中 经过一段保压冷却定型时间后 开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和 尺寸的塑料制品 注射成型生产中使用的模具叫注射模 它是实现注射成型生产的工艺装备 注射模的种类很多 其结构与塑料品种 塑件的复杂程度和注射机的种类 等很多因素有关 其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的 定模部分安 装在注射机的固定板上 动模部分安装在注射机的移动模板上 在注射成型过 程中它随注射机上的合模系统运动 注射成型时动模部分与定模部分由导柱导 向而闭合 一般注射模由成型零部件 合模导向机构 浇注系统 侧向分型与 抽芯机构 推出机构 加热和冷却系统 排气系统及支承零部件组成 2 注射模 塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起 注射成型 工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体 并把它注射到 型腔中去 在控制条件下冷却定型 使塑件达到所要求的质量 注射机和模具 结构确定以后 注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素 注射成型有三大工艺条件 即 温度 压力 时间 在成型过程中 尤 其是精密制品的成型 要确立一组最佳的成型条件决非易事 因为影响成型条 件的因素太多 有制品形状 模具结构 注射装备 原材料 电压波动及环境 温度等 塑料模具的设计不但要采用 CAD 技术 而且还要采用计算机辅助工程 CAE 技术 这是发展的必然趋势 注塑成型分两个阶段 即开发 设计阶段 包括产品设计 模具设计和模具制造 和生产阶段 包括购买材料 试模和 成型 传统的注塑方法是在正式生产前 由于设计人员凭经验与直觉设计模具 模具装配完毕后 通常需要几次试模 发现问题后 不仅需要重新设置工艺参 数 甚至还需要修改塑料制品和模具设计 这势必增加生产成本 延长产品开 发周期 目前国际市场上主要流行的 运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有 澳大利亚的 MOLDFLOW 美国的 CFLOW 华中科技大学的 H FLOW 等 其中 MOLDFLOW 软件包括三个部分 MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS 产品优化顾问 简称 MPA MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT 注射成型模拟分析 简称 MPI MOLDFLOW PLASTICS XPERT 注射成型过程控制专家 简称 MPX 采用 CAE 技术 可以完全代替试模 CAE 技术提供了从制品设计到生产的 完整解决方案 在模具制造加工之前 在计算机上对整个注射成型过程进行模 拟分析 准确预测熔体的填充 保压 冷却情况 以及制品中的应力分布 分 子和纤维取向分布 制品的收缩和翘曲变形等情况 以便设计者能尽早发现问 题 及时修改制件和模具设计 而不是等到试模以后再返修模具 这不仅是对 南京工程学院毕业设计说明书 论文 2 传统模具设计方法的一次突破 而且对减少甚至避免模具返修报废 提高制品 质量和降低成本等 都有着重大的技术经济意义 3 第 2 章 塑料材料分析 2 1 塑料材料的基本特性 ABS 是由丙烯 丁二烯 苯乙烯三种单体共聚而成的 这三种组分的各自特性 使 ABS 具有良好的综合理学性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐腐蚀性 耐热性及 表面硬度 丁二烯使 ABS 坚韧 苯乙烯使 ABS 有良好的加工性和染色性能 ABS 价格便宜原料易得 是目前产量最大 应用范围最广的工程塑料之一 是 一种良好的热塑性塑料 ABS 无毒 无气味 呈微黄色 成型的塑料有较好的光泽 不透明 密 度为 1 02 1 05 既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性 耐寒性 耐3cmg 油性 耐水性 化学稳定性和电气性能 水 无机盐 碱 酸类对 ABS 几乎没 有影响 ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂 但与烃长期接触会软化溶胀 在 酮 醛 酯 氯代烃中会溶解或形成乳浊液 ABS 表面受冰醋酸 植物油等化 学药品的侵蚀时会引起应力开裂 ABS 有一定的硬度 他的热变形温度比聚苯 乙烯 聚氯乙烯 聚酰胺等高 尺寸稳定性较好 易于成型加工 经过调色配 成任何颜色 其缺点是耐热性不高 连续工作温度为 70 左右 热变形温度C 约为 93 耐气候性差 在紫外线作用下 ABS 易变硬发脆 C ABS 的性能指标 密度 1 02 1 05 收缩率 熔点 3 dmKg 8 0 3C 160 3 弯曲强度 80Mpa 拉伸强度 35 49Mpa 拉伸弹性模量 1 8Gpa 弯曲弹性模量 1 4Gpa 压缩强度 18 39Mpa 缺口冲击强度 11 20 硬度 62 86HRR 2mkJ 体积电阻系数 收缩率 范围内 A BS 的 热 变 形 温 度 为 93c 130008 4 118 制 品 经 退 火 处 理 后 还 可 提 高 10 左 右 ABS 在 40 时 仍 能 表 现 出 一 定 的 韧 性 可 在 40 100 的 温 度 范 围 内 使 用 2 2 塑件材料成型性能 ABS 易 吸 水 使 成 型 塑 件 表 面 出 现 斑 痕 云 纹 等 缺 陷 因 此 成 型 加 工 前 应 进 行 干 燥 处 理 ABS 在 升 温 时 黏 度 增 高 黏 度 对 剪 切 速 率 的 依 赖 性 很 强 因 此 模 具 设 计 中 大 都 采 用 点 浇 口 形 式 成 型 压 力 较 高 塑 件 上 的 脱 模 斜 度 宜 稍 大 易 产 生 熔 接 痕 模 具 设 计 时 应 该 注 意 尽 量 减 小 浇 注 系 统 对 料 流 的 阻 力 在 正 常 的 成 型 条 件 下 壁 厚 熔 料 温 度 对 收 缩 率 影 响 及 小 要 求 塑 件 精 度 高 时 模 具 温 度 可 控 制 在 50 60 要 求 塑 件 光 泽 和 耐 热 时 模 具 温 度 应 控 C 制 在 60 80 ABS 比 热 容 低 塑 化 效 率 高 凝 固 也 快 故 成 型 周 期 短 C 南京工程学院毕业设计说明书 论文 3 2 3 塑件材料主要用途 ABS 在 机 械 工 业 上 用 来 制 造 空 调 涡 轮 泵 业 轮 轴 承 把 手 管 道 管 连 接 件 蓄 电 池 槽 冷 藏 库 和 冰 箱 衬 里 等 汽 车 工 业 上 用 ABS 制 造 汽 车 挡 泥 板 扶 手 热 空 气 调 节 导 管 等 还 可 用 ABS 夹 层 板 制 小 轿 车 车 身 ABS 还 可 用 来 制 造 水 表 壳 纺 织 器 材 电 器 零 件 玩 具 电 子 琴 及 收 录 机 壳 体 食 品 包 装 容 器 农 药 喷 雾 器 及 家 具 等 南京工程学院毕业设计说明书 论文 4 第 3 章 塑件的工艺分析 在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构 尺寸大小 精度等级和 表面质量要进行仔细研究和分析 只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具 结构和模具精度 圆柱空调涡轮如图所示 具体结构和尺寸详见图纸 该塑件结构中等复杂 程度 生产量大 要求较低的模具成本 成型容易 精度要求不高 图 1 3D 视图 3 1 塑件的结构设计 1 脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩 因此它在脱模前会紧紧的包住模 具型芯或型腔中突出的部分 为了便于脱模 防止因脱模力过大拉伤制品表面 与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度 脱模斜度的大小与制 品形状 壁厚及收缩率有关 斜度过小 不仅会使制品尺寸困难 而且易使制 品表面损伤或破裂 斜度过大时 虽然脱模方便 但会影响制品尺寸精度 并 南京工程学院毕业设计说明书 论文 5 浪费原材料 通常塑件的脱模斜度约取 0 5 1 5 根据文献 1 塑件材料 ABS 的型腔脱模斜度为 0 35 1 30 型芯脱模斜度为 30 1 2 塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素 是设计塑件时必须考虑的问题之一 塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响 它与注射充模时的熔体流 动 固化定型时的冷却速度和时间 塑件的成型质量 塑件的原材料以及生产 效率和生产成本密切相关 一般在满足使用要求的前提下 塑件的壁厚应尽量 小 因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大 生产成本提高 更重要的是会延 缓塑件在模内的冷却速度 使成型周期延长 另外还容易产生气泡 缩孔 凹 陷等缺陷 但如果壁厚太小则刚度差 在脱模 装配 使用中会发生变形 影 响到塑件的使用和装配的准确性 选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀 以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷 塑件壁厚一般在 1 4 最常用的m 数值为 2 3 该管连接件壁厚均匀 周边和底部壁厚均为 3 左右 3 m 塑件的圆角 为防止塑件转角处的应力集中 改善其成型加工过程中的充模特性 增加 相应位置模具和塑件的力学角度 需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角 过度 在无特殊要求时 塑件的各连接角处均有半径不小于 0 5 1 的圆角 m 一般外圆弧半径大于壁厚的 0 5 倍 内圆角半径应是壁厚的 0 5 倍 该塑料件表面圆角半径和内部转弯处圆角为 1 m 4 孔 塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔 原则上讲 这些孔均能用一定的 型芯成型 但当孔太复杂时 会使熔体流动困难 模具加工难度增大 生产成 本提高 困此在塑件上设计孔时 应尽量采用简单孔型 由于型芯对熔体有分 流作用 所以在孔成型时周围易产生熔接痕 导致孔的强度降低 故设计孔时 孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径 孔的周边应增加壁厚 以保证塑件的强度和刚度 3 2 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格 在 一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品 反正成型 出的制品尺寸就比较小 从节约材料和能源的角度出发 只要能满足制品的使 用要求 一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑 以便使制品的外形尺寸玲珑 小巧些 该塑件的材料为 ABS 流动性较好 适用于不同尺寸的制品 塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度 为降低模具 南京工程学院毕业设计说明书 论文 6 的加工难度和模具的制造成本 在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精 度设计得低一些 由于塑料与金属的差异很大 所以不能按照金属零件的公关 等级确定精度等级 根据我国目前的成型水平 塑件尺寸公差可以参照文献 2 表 3 2 塑件的尺寸与公关 SJ1372 1978 的塑料制件公差数值标准来确定 根据 任务书和图纸要求 本次产品尺寸均采用 MT3 级精度 未注采用 MT5 级精度 3 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高 表面粗糙度越低 这除了在成型时从工艺上尽可能 避免冷疤 云纹等疵点来保证外 主要是取决于模具型腔表面粗糙度 塑料制 品的表面粗糙度一般为 Ra 0 02 1 25 之间 模腔表壁的表面粗糙度应为塑m 件的 1 2 即 Ra 0 01 0 63 模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗 糙度不断增加 所以应随时给以抛光复原 该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多 为 Ra0 2 内部为 0 4m m 3 4 塑件的体积和质量 本次设计中 塑件的质量和体积采用 3D 测量 在 UG 软件中 使用塑模部 件验证功能 可以测得塑件的质量 ABS 的密度为 1 05 即可以得出3 cg 该塑件制品的体积为质量为 89 克 南京工程学院毕业设计说明书 论文 7 第 4 章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确 定 4 1 注射成型工艺过程分析 5 根据塑件的结构 材料及质量 确定其成型工艺过程为 第一步 为使注射过程顺利和保证产品质量 应对所用的设备和塑料作好以下 准备工作 1 成型前对原材料的预处理 根据注射成型对物料的要求 检验物料的含水量 外观色泽 颗粒情况 并测试其热稳定性 流动性和收缩率等指标 对原材料进行适当的预热干燥 ABS 材料吸水率极低 成型前一般不必进行干燥处理 如有需要 可在 70 80 下干燥 2 4 h 2 料筒的清洗 在初用某种塑料或某一注射机之前 或者在生产中需要改变产品 更换 原料 调换颜色或发现塑料中有分解现象时 都需要对注射机 主要是料筒 进行清洗或拆换 柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难 因为柱塞式料筒内的 存料量较大而不易对其转动 清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒 对螺杆 式通常是直接换料清洗 也可采用对空注射法清洗 3 脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂 一般注射制件的脱模 主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计 在和产 上为了顺利脱模 常用的脱模剂有 硬脂酸锌 液体石蜡 白油 硅油 对 ABS 材料 可选用硬脂酸锌 因为此脱模剂除聚酰胺塑料外 一般塑料都可使 用 第二步 注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料 塑化 注射入模 稳压冷却和脱模几 个步骤 但实际上是塑化成型与冷却两个过程 第三步 制件的后处理 注射制件经脱模或机械加工后 常需要进行适当的后处理 目的是为了消 除存在的内应力 以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性 制件的后处理主要 有退火和调湿处理 该塑料制件材料为 ABS 就采用退火处理 1 3 小 4 2 浇口种类的确定 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通 道 其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分 浇注系统设 计的好坏对塑件性能 外观及成型难易程度影响很大 它由主流道 分流道 浇口及冷料穴组成 其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好 南京工程学院毕业设计说明书 论文 8 的成型 由于本设计中空调涡轮塑件外表面质量要求较高 所以选用侧浇口 侧浇 口直接在中间的圆端面处进 空调涡轮组装后 浇口被遮挡起来 侧浇口主流道需要设置钩针 分流道与产品相连 顶出产品包含流道连接 在一起 4 3 型腔数目的确定 因为本设计中采用侧浇口 且塑件的尺寸不大 为提高塑件成功概率 并 从经济型的角度出发 节省生产成本和提高生产效率 采用一模二腔 进行加 工生产 4 4 注射机的选择和校核 由于采用一模二腔 需要至少注射量为 8 9x2 17 8g 流道水口废料 5g 总注塑量达到 22 8g 再根据工艺参数 主要是注射压力 综合考虑各种 因素 选定注射机为海天 160XB 注射方式为螺杆式 其有关性能参数为 海天 HTF160XB HTF 海天注塑机技术参数 2 型号 参数 单位 160 B 螺杆直径 mm 45 理论注射容量 cm3 320 注射重量 PS g 291 注射压力 Mpa 159 注射行程 mm 201 螺杆转速 r min 0 230 料筒加热功率 KW 9 3 锁模力 KN 1600 拉杆内间距 水平 垂直 mm 455 455 允许最大模具厚度 mm 500 允许最小模具厚度 mm 180 移模行程 mm 420 移模开距 最大 mm 920 液压顶出行程 mm 140 液压顶出力 KN 33 液压顶出杆数量 PC 5 油泵电动机功率 KW 18 5 油箱容积 l 240 机器尺寸 长 宽 高 m 5 4 1 45 2 05 机器重量 t 5 最小模具尺寸 长 宽 mm 320 320 南京工程学院毕业设计说明书 论文 9 4 4 1 注射量的校核 模具设计时 必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机 额定注射量的 80 以内 校核公式为 mn 8021 式中 型腔数量 单个塑件的体积 3c 浇注系统所需塑料的体积 2 3m 本设计中 n 1 8 9 5 13c23 M 2 8 9 5 22 5g 注塑机额定注塑量为 22 5g 注射量符合要求 4 4 2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素 如 果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积 则成型过程中会出现涨模溢 料现象 必须满足以下关系 An 21 式中 n 型腔数目 单个塑件在模具分型面上的投影面积1A 浇注系统在模具分型面上的投影面积2 n 2 2097 150 1m2 2 2097 150 43442n m 注射成型时为了可靠的锁模 应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇 注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力 即 P F21An 式中 P 塑料熔体对型腔的成型压力 MPa F 注射机额定锁模力 N 其它意义同上 根据教科书表 5 1 型腔内通常为 20 40MPa 一般制品为 24 34MPa 精 密制品为 39 44MP P 4344 30 1 1 14300N 143KN 1600KN21An 锁模力符合要求 4 4 3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 1 模具厚度 闭合高度 模具闭合高度必须满足以下公式 maxminH 式中 注射机允许的最大模厚 注射机允许的最小模厚ax 本设计中模具厚度为 280mm 180 H 500 南京工程学院毕业设计说明书 论文 10 符合要求 2 开模行程 S 的校核 模具开模后为了便于取出制件 要求有足够的开模距离 所谓开模行程是 指模具开合过程中动模固定板的移动距离 注塑机的开模行程是有限的 设计模具必须校核所选注射机的开模行程 以便与模具的开模距离相适应 对于卧式注射机 其开模行程与模具厚度有关 对于多分型面注射模应有 mHS10 521max 式中 推出距离1 包括浇注系统凝料在内的塑件高度2 水口料的长度 20 30 本设计中 500 90 mm 90 30 120 mmmaxS12H 总的开模距离需要 H 120mm 以上 经计算 符合要要求 3 顶出装置的校核 在设计模具推出机构时 需校核注射机顶出的顶出形式 要注意在两侧 顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆 注射机的最大顶出距离要保 证能将塑件从模具中脱出 海天 160XB 型注射机为两侧推出机构 经检查能满足将模具脱出的要求 南京工程学院毕业设计说明书 论文 11 第 5 章 注射模具结构设计 5 1 分型面的设计 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分 它们的接触表面分开 时能够取出塑件及浇注系统凝料 当成型时又必须接触封闭 这样的接触表面 称为分型面 它是决定模具结构的重要因素 每个塑件的分型面可能只有一种 选择 也可能有几种选择 合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条 件 选择分型面时 应从以下几个方面考虑 1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 2 使塑件在开模后留在动模上 3 分型面的痕迹不影响塑件的外观 4 浇注系统 特别是浇口能合理的安排 5 使推杆痕迹不露在塑件外观表面上 6 使塑件易于脱模 综合考虑各种因素 并根据本模具制件的外观特点 受用平面分型面 并 选择在塑件的最大平面处 开模后塑件留在动模一侧 分型面的选择 5 2 型腔的布局 型腔的布局与浇注系统的布置密切相关 型腔的排布应使每个型腔都通过 浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力 以保证塑料熔体均匀地充满每个 型腔 使各型腔的塑件内在质量均一稳定 这就要求型腔与主流道之间的距离 南京工程学院毕业设计说明书 论文 12 尽可能短 同时采用平衡流道 型腔布局由图所示 由于本设计中塑件是上下 两部分配合装配使用 需要相同的注射工艺参数 以达到高的成功率 模具采 用侧浇口 并采用对称式布局 以求达到良好的浇注质量 图 4 型腔布局方式 5 3 浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道 浇注系 统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类 本设计中采用普通点 浇口浇注系统 正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要 5 3 1 浇注系统组成 普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分 1 主浇道 2 第一分浇道 3 第二分浇道 4 第三分浇道 5 浇口 6 型腔 7 冷料穴 5 3 2 确定浇注系统的原则 在设计浇注系统时应考虑下列有关因素 a 塑料成型特性 设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求 以保证 塑件质量 b 模具成型塑件的型腔数 设置浇注系统还应考虑到模具是一模二腔或一模 多腔 浇注系统需按型腔布局设计 c 塑件大小及形状 根据塑件大小 形状壁厚 技术要求等因素 结合选择 分型面同时考虑设置浇注系统的形式 进料口数量及位置 保证正常成型 还 应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的 质量弊病和部位等问题 从而采取相应的措施或留有修整的余地 d 塑件外观 设置浇注系统时应考虑到去除 修整进料口方便 同时不影响 塑件的外表美观 e 冷料 在注射间隔时间 喷嘴端部的冷料必须去除 防止注入型腔影响塑 件质量 故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施 6 5 3 3 主流道的设计 流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始 到分流道为止 的塑料熔体的流动通道 南京工程学院毕业设计说明书 论文 13 1 主流道的尺寸 设计中选用的注射机为海天 160XB 其喷嘴直径为 3 5 喷嘴球面半径m 为 16 根据图 6 主流道各具体尺寸如下 m 3 R1826 HLm90 2tan LdD5 7 浇注系统与定位环 浇口套 2 主流道衬套的形式 选用如图所示类型的衬套 这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出 定模 将主流道衬套和定位球设计成两个零件 然后配合固定在模板上 衬套 与定模板的配合采用 67 mH 图 7 主流道衬套及其固定形式 南京工程学院毕业设计说明书 论文 14 3 主流道衬套的固定 主流道衬套的固定 采用 2 个 M5X20 的螺丝直接锁附固定 5 3 4 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道 分流道应 能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态 本设计中由于塑件排布比较紧 凑 且采用侧浇口 如图所示 主流道和点浇口的位置 5 3 5 浇口的设计 浇口又叫进料口 是连接分流道与型腔的通道 它有两个功能 一是对塑 料熔体流入型腔起着控制作用 另一个是当注射压力撤销后封锁型腔 使型腔 中尚未固化的塑料不会倒流 常向的浇口形式有直接浇口 侧浇口 点式浇口 扇形浇口 圆盘式浇口 环形浇口等 浇口的位置选择原则 浇口的位置与塑件的质量有直接影响 在确定浇口位置时 应考虑以下几 点 1 熔体在型腔内流动时 其动能损失最小 要做到这一点必须使 1 流程 包括分支流程 为最短 2 每一股分流都能大致同时到达其最远端 3 应先从壁厚较厚的部位进料 4 考虑各股分流的转向越小越好 2 有效地排出型腔内的气体 根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果 采用侧浇口 浇口一般尺寸如 CAD 图所示 根据此图结合实际选用适当值 5 3 6 冷料穴的设计 主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料 因为最先流 入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降 如果让这部分温度下降的塑料流 入型腔会影响制品的质量 为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末 南京工程学院毕业设计说明书 论文 15 端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上 其标称直径与主流道直径相同 或略大一些 这里取为 最终要保证冷料体积小于冷料穴体积 冷料穴的m5 z 形式有多种 这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它与推杆配 用 开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模 最后在 推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模 如上图 8 所 示 5 4 注射模成型零部件的设计 7 模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔 构成模具型腔的零部 件称成型零部件 一般包括凹模 凸模 型环和镶块等 成型零部件直接与塑 料接触 成型塑件的某些部分 承受着塑料熔体压力 决定着塑件形状与精度 因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分 成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的 冲击和摩擦作用 长期工作后晚发生磨损 变形和破裂 因此必须合理设计其 结构形式 准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度 刚度和良好的 表面质量 5 4 1 成型零部件结构设计 成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下 从便于加工 装配 使用 维修等角度加以考虑 1 凹模的设计 凹模也称为型腔 是用来成型制品外形轮廓的模具零件 其结构与制品的 形状 尺寸 使用要求 生产批量及模具的加工方法等有关 常用的结构形式 有整体式 嵌入式 镶拼组合式和瓣合式四种类型 本设计中采用整体式凹模 其特点是结构简单 牢固可靠 不容易变形 成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹 还有助于减少注射模中成型 零部件的数量 并缩小整个模具的外形结构尺寸 不过模具加工起来比较困难 要用到数控加工或电火花加工 型腔 3D 图 南京工程学院毕业设计说明书 论文 16 2 凸模的设计 本设计中零件结构较为简单 深度不大 但经过对塑件实体的仔细观察研 究发现 塑件采用的是整体式型芯 这样的型芯加工方便 便于模具的维护 型芯与动模板的配合可采用 6 7PH 型芯 3D 图 5 4 2 成型零部件工作尺寸的计算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸 主 要有型腔和型芯的径向尺寸 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯和型芯 之间的位置尺寸 以及中心距尺寸等 在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及 精度等级 影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率 模具成型零部件的 制造误差 模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差 这些影响因素 也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据 由于按平均收缩率 平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一 定的误差 因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭 经验决定 这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸 塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后 因冷却及其它原因会引起 尺寸减小或体积缩小 收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一 选定 ABS 材 料的平均收缩率为 0 5 刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为 BA05 式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1 3 1 4 或取 IT7 8 级 作为模具制造公差 在此取 IT8 级 型芯工作尺寸公差取 IT7 级 模具型腔的 小尺寸为基本尺寸 偏差为正值 模具型芯的最大尺寸为基本尺寸 偏差为负 值 中心距偏差为双向对称分布 各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸 5 5 排气结构设计 排气是注射模设计中不可忽视的一个问题 在注射成型中 若模具排气不 南京工程学院毕业设计说明书 论文 17 良 型腔内的气体受压缩将产生很大的背压 阻止塑料熔体正常快速充模 同 时气体压缩所产生的热使塑料烧焦 在充模速度大 温度高 物料黏度低 注 射压力大和塑件过厚的情况下 气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部 造成气孔 组织疏松等缺陷 特别是快速注射成型工艺的发展 对注射模的排 气系统要求就更为严格 在塑料熔体充模过程中 模腔内除了原有的空气外 还有塑料含有的水分 在注射温度下蒸发而成的水蒸气 塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体 塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体 常用的排气方式有利用配合 间隙排气 在分型面上开设排气槽排气 利用推杆运动间隙排气等 由于本次设计中模具尺寸不大 本设计中采用间隙排气的方式 而不另设 排气槽 利用间隙排气 以不产生溢料为宜 其值与塑料熔体的粘度有关 5 6 脱模机构的设计 塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程 使塑 件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构 主要由推出零件 推出零件固定 板和推板 推出机构的导向和复位部件等组成 5 6 1 脱模机构的选用原则 1 使塑件脱模时不发生变形 略有弹性变形在一般情况下是允许的 但不能形成永久变形 2 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排 3 推杆的受力不可太大 以免造成塑件的被推局部产生隙裂 4 推杆的强度及刚性应足够 在推出动作时不产生弹性变形 5 推杆位置痕迹须不影响塑件外观 5 6 2 脱模机构类型的选择 推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构 机动推出机构 液 压和气动推出机构 根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构 套管推出机 构 推板推出机构 推块推出机构 利用成型零部件推出和多元件综合推出机 构等 本设计中采用推板加推杆推出机构使塑料制件顺利脱模 5 6 3 推杆机构具体设计 1 推杆布置 该塑件采用了 2mm 大小有托推杆 3mm 的直推杆 其分布情况如图 10 所示 这些推杆均匀的分布在产品边缘处 使制品所受的推出力均衡 南京工程学院毕业设计说明书 论文 18 图 10 推杆布置 2 推杆的设计 本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆 设计时推杆的直径根据不同的设 置部位选用不同的直径 见图 0 推杆端平面不应有轴向窜动 推杆与推 杆孔配合一般为 其配合间隙不大于所用溢料间隙 以免产9 8 fHf或 生飞边 ABS 塑料的溢料间隙为 m06 4 5 7 注射模温度调节系统 在注射模中 模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率 由于各种塑 料的性能和成型工艺要求不同 对模具温度的要求也不相同 一般注射到模具 内的塑料粉体的温度为 左右 熔体固化成为塑件后 从 左右的模具C 20 C 60 中脱模 温度的降低是依靠在模具内通入冷却水 将热量带走 对于要求较低 模温 一般小于 的塑料 如本设计中的聚苯乙烯 ABS 仅需要设置冷系 8 统即可 因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度 模具的冷却主要采用循环水冷却方式 模具的加热有通入热水 蒸汽 热 油和电阻丝加热等 5 7 1 温度调节对塑件质量的影响 注射模的温度对于塑料熔体的充模流动 固化成型 生产效率以及制品的 形状和尺寸精度都有影响 对于任一个塑料制品 模具温度波动过大都是不利 的 过高的模温会使塑件在脱模后发生变形 若延长冷却时间又会使生产率下 降 过低的模温会降低塑料的流动性 使其难于充模 增加制品的内应力和明 显的熔接痕等缺陷 南京工程学院毕业设计说明书 论文 19 模具冷却水路图 5 7 2 冷却系统之设计规则 设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却 冷却孔道应使用 标准尺寸 以方便加工与组装 设计冷却系统时 模具设计者必须根据塑件的 壁厚与体积决定下列设计参数 冷却孔道的位置与尺寸 孔道的长度 孔道 的种类 孔道的配置与连接 以及冷却剂的流动速率与热传性质 1 冷却管路的位置与尺寸 塑件壁厚应该尽可能维持均匀 冷却孔道最好设置是在凸模块与凹模块内 设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具 通常 钢模的冷却孔道与模具表面 模穴或模心的距离应维持为冷却孔道 直径的 1 2 倍 冷却孔道之间的间距应维持 3 5 倍直径 冷却孔道直径通常为 6 12 mm 7 16 9 16 英吋 在此取 6mm 5 8 模架及标准件的选用 5 8 1 模架的选用 1 确定模具的基本类型 注射模具的分类方式很多 此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分 的典型结构如下 单分型面注射模 双分型面注射模 带有活动成型零件的 模 侧向分型抽芯注射模 定模带有推出机构的注射模 自动卸螺纹的注射模 热流道注射模 2 模架的选择 根据对塑件的综合分析 确定该模具是单分型面的模具 由GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中小型模架 可选择CI型的模架 其基本结构如下 南京工程学院毕业设计说明书 论文 20 DI型模具定模采用两块模板 动模采用一块模板 又叫两板模 大水口模 架 适合侧浇口 潜伏式浇口 采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具 由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式 经过考虑分析 导柱导套选择选正装 根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓 尺寸 经过计算可以知道该模具是一模二腔的模具 而型腔之间的距离在20 30mm之间 把型腔排列成一模二腔可侧得长为190mm 宽为120mm 模架的长 L 190 复位杆的直径 螺钉的直径 型腔壁厚 350mm 模架的宽W 120 复位杆的 直径 型腔壁厚 270mm 根据内模仁的尺寸 在计算完模架的长宽以后 还需要考虑其他螺丝导柱 等零件对模架尺寸的影响 在设计中避免干涉 在此 由于有斜导柱侧抽芯机构 还需要考虑侧抽芯对模具设计中模架外 形尺寸的影响 所以就取B L 270 x350的模架 塑件的厚度为7 5mm 塑件的全部胶位都留 在定模部分 该模具型腔结构简单 型芯 型腔的固定是固定总高度的加30 50mm B板的厚度取80mm 满足强度要求 A板为70mm C板为120mm C的选择 应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度 在本设计中 因为采用龙记的DCI4040标准模架 其标准模脚的高度为 80mm 完全满足顶出要求 综上所述所选择的模架的型号为 LKM CI 2735 A70 B80 C80 5 8 侧向抽芯机构类型选择 一 般 指 的 模 具 的 行 位 机 构 即 凡 是 能 够 获 得 侧 向 抽 芯 或 侧 向 分 型 以 及 复 位 动 作 来 拖 出 产 品 倒 扣 低 陷 等 位 置 的 机 构 下 图 列 出 模 具 的 常 用 行 位 结 构 1 从 作 用 位 置 分 为 下 模 行 位 上 模 行 位 斜 行 位 斜 顶 2 从 动 力 来 分 为 机 动 侧 向 行 位 机 构 和 液 压 气 压 侧 向 行 位 机 构 南京工程学院毕业设计说明书 论文 21 斜导柱侧向抽芯机构设计计算 是 利 用 成 型 的 开 模 动 作 用 使 斜 撑 梢 与 滑 块 产 生 相 对 运 动 趋 势 使 滑 块 沿 开 模 方 向 及 水 平 方 向 的 两 种 运 动 形 式 使 之 脱 离 倒 勾 如 图 所 示 1 侧向分型与抽芯机构的类型 1 手动抽芯 2 液压或气动抽芯 3 机动抽芯 2 抽心距 S H 3 5 其中 S 为抽芯机构需要行走的总距离 H 为通过测量出来的产品抽芯距离 可以通过 3D 或 2D 进行实际测量 3 5MM 为产品抽芯后的安全距离 本设计中 抽芯距离小 抽芯 5 8mm 即可 3 抽芯力 将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力 抽芯力 F PA f cos sin p 塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力 通常取 8 12Mpa 南京工程学院毕业设计说明书 论文 22 A 塑料制品包紧型芯的侧面积 f 磨擦系数 取 0 1 0 2 脱模斜度 一般就是几度而已 F 单位为 N 本设计中 抽芯的倒扣圆柱非常之小 抽芯力可以忽略 在此不做计算 斜导柱抽芯机构 1 斜导柱抽芯机构的结构及其设计 1 斜导柱的设计 斜导柱的结构设计 A 斜导柱的形状 在此套模具中 我们采用标准的斜导柱形式 含有胚 头示 可以直接购买标准件 B 斜导柱的材料 45 钢 T8 T10 或者 20 钢经渗碳处理 淬火硬度在 55HRC 以上 表面粗糙度为 Ra0 8 m Ra1 6 m C 斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合 H7 m6 D 斜导柱倾斜角的确定 通常 取 15 20 一般不大于 25 E 斜导柱的长度计算 F 斜导柱直径的计算 查表 2 滑块的设计 滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和 移动的可靠性 滑块分为整体式和组合式两种 滑块材料常用 45 钢或 T8 T10 等制造 要求硬度在 HRC40 以上 3 导滑槽设计 1 导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合 一般采用 H8 f8 2 滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的 1 5 倍 而保留在导滑槽内的 长度不应小于导滑配合长度的 2 3 3 导滑槽材料通常用 45 钢制造 调质至 HRC 28 HRC32 4 滑块定位装置设计 由于我们采用的是后模行位的形式 根据生产的实 际情况 采用行位压板的方式 主要作用为固定与导向作用 南京工程学院毕业设计说明书 论文 23 5 楔紧块设计 楔紧角 应比斜导柱的倾斜角 大 2 3 6 斜导柱抽芯机构的结构形式 斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同 组成了抽芯机构的不同结构形式 1 斜导柱在定模上 滑块在动模上的结构 A 设计时必须注意 滑块与推杆在合模复位过程中不能发生 干涉 现象 所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞 造成活动侧向型芯或推杆损坏 B 如果发生干涉 常用的先复位附加装置有弹簧先复位 楔形滑块先复位 摆杆先复位等多种形式 2 斜导柱在动模上 滑块在定模上的结构 3 斜导柱和滑块同在定模上 4 斜导柱和滑块同在动模上 斜滑块抽芯机构 斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动 在制品被 推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作 一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两 种 1 斜滑块抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹 成型面积较大的场合 2 特点 在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作 3 斜滑块的导滑形式 4 倾斜角通常不超过 30 5 进行斜滑块抽芯机构设计时 若定模一侧有成型型芯 则需设置销钉锁紧 或压紧的止动装置 保证制品与定模型芯分离而留在动模一侧 南京工程学院毕业设计说明书 论文 24 模 具 行 位 图 中 2 3 防 止 合 模 产 生 干 涉 以 及 开 模 减 少 磨 擦 30 为 斜 撑 销 倾 斜 角 度 本 设 计 中 采 用 20 L 1 5D L 为 配 合 长 度 S T 2 3mm S 为 滑 块 需 要 水 平 运 动 距 离 T 为 成 品 倒 勾 1 22 3 4 22mm 产 品 的 底 部 跟 随 后 模 一 起 运 动 所 以 不 计 算 在 倒 扣 距 离 之 内 S L1xsina cos 为 斜 撑 梢 与 滑 块 间 的 间 隙 一 般 为 0 5mm L1 为 斜 撑 梢 在 滑 块 内 的 垂 直 距 离 南京工程学院毕业设计说明书 论文 25 第 6 章 模具材料的选用 正确选用模具各部分零件的材料 是注射模具设计过程中的一项重要工作 它直接影响模具的使用寿命 加工成本以及制品的成型质量 选择模具材料时 需要根据模具工作条件 从使用性能和加工性能两方面对材料提高要求 6 1 成型零件材料选用 成型零件材料选用的要求如下 1 机械加工性能良好 2 抛光性能良好 注射成型零件工作表面 多需抛光达到镜面 要求钢材硬度mRa 05 35 40HRC 为宜 过硬表面会使抛光困难 3 耐磨性和抗疲劳性能好 4 具有耐腐蚀性能 6 2 注射模用钢种 热塑性注射模成型零件的毛坯 凹模和主型芯以板材和模具供应 本设计 中 采用 718H 的预硬模具钢 这个不做钢材的分析与选择 只对 718H 钢材进 行分析 型芯和型腔由于采用了该预硬型塑料模具钢 且空调涡轮为廉价大量产品 表面有一定光洁度要求 所以模仁料无需淬火 需要长寿命 选择 718H 预硬 型抛光塑料模具钢 预硬硬度达到 48 52HRC 南京工程学院毕业设计说明书 论文 26 总结 本次塑料模具设计 全面考虑了塑料成型性能 模具结构特点 注射工艺参数 塑件 表面粗糙度以及制造精度等 在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的 并且 通过这次设计 我了解了注射模设计概况 熟悉了注射设备 基本掌握了注射成型 的一般原理 在设计和三维建模过程中也遇到了一些问题 通过对问题的探索与分析 最后得到圆 满解决 更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严谨性 达到了毕业设计的目的 伴随经济建设 特别是汽车 机械 电子 日用制造等行业的飞速发展 对模具设计 与制造的人才的需求与日俱增 模具设计制造 特别是注射模具的设计与制造将更为受到 重视 并将会广泛应用到各个领域中 飞速发展 相信这次设计中获得的经验及处理问题的能力将会对今后的学习和工作有所启示和帮 助 模具总装图 M8X40LM8X5L 10X87L M8M8 M8 M8 M8 M8 M8M8 M6X20LM6X20LM5X20L5X20L TF40X27 南京工程学院毕业设计说明书 论文 27 致谢 在本次毕业设计中 特别感谢 XXX 指导老师的指导和帮助 给予了我充分的信心和把 握 让我按时完成了本次设计 由于经验不足和对专业知识的了解不够透彻 在设计时常 常遇到一些问题无法理解 老师则耐心而认真的加以指导帮助 让我学到了书本上学不到 的知识 既增长了见识也充实了自己 南京工程学院毕业设计说明书 论文 28 参考文献 1 曹宏深 赵仲治主编 塑料成型工艺及模具设计 北京机械工业出版社 1993 2 黄虹主编 塑料成型加工与模具 化学工业出版社 2003 年 3 月第一版 3 黄锐主编 塑料工程手册 下册 第四章节 机械工业出版社 4 宋卓颐 史勤芳 房双宽 赵永仙编着 塑料原料与助剂 科学技术文献出版社 2003 年 9 月第 1 版 5 黄锐主编 塑料成型工艺学 第二版 中国轻工业出版社 1997 年 5 月第 2 版 6 塑料模设计手册 软件版 机械工业出版社 7 王文广 田宝善 田雁晨 主编 塑料注射模具设计技巧与实例 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版 8 田春年主编 塑料注射成型模具结构设计图册 北京 轻工业出版社 1998 8 Donggang Yao Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering November 2004 Vol 126 733 9 The Thickness Profile of Ultra High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing Polymer Engineering and Science January 2003 Vol 43 No 1 南京工程学院毕业设计说明书 论文 29