底座注射模設計畢業(yè)論文

1、<p>　　底座注射模設計（論文） </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　對塑料底座注射模結構采用中心澆口進料，采用一模一腔的模具結構， 材料采用流動性能差的PC塑料，通過對塑件的分析，注射機的選定，澆注系統的設計，成型零件的設計計算，脫模推出機構的設計，以及冷卻系統的設計和導向地位機構的設計，給出了生產底座的一個實際參考設計生

2、產流程。</p><p>　　通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及其工作原理；為以后從事本行業(yè)打下了良好的理論基礎。此次設計的過程中查閱了大量的模具設計資料，通過模具的設計與應用，同原有的設計方法相比，模具的應用提升了產品的質量，模具整體設計的思路和要求符合現代設計潮流和未來的發(fā)展方向。</p><p>　　關鍵詞: PC；一模一腔；中心澆

3、口；模具設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　base injection mould structure adopts center gate; Selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow not well PC p

4、lastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency; PC Based on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design of the shunt way, Lord, molding parts design calculat

5、ion of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide mechanism design, status are given a production of plastics</p><p>　　The mould designprocess .Through the design and applicatio

6、n of the mold ,the processing technology ，compared with previous technology ,which increase the quality of the product. The overall design mentality</p><p>　　and request conform to the modern design tidal an

7、d development direction of the future.</p><p>　　Keywords: pc; plastics base; center gate; mold design.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、塑件成型工藝性分析5</p><p&g

8、t;<b>　　1.塑件的分析5</b></p><p>　　2.注射成型過程6</p><p>　　二、擬定模具的結構形式和初選注射機7</p><p>　　1.分型面位置的確定7</p><p>　　2.注射量的計算7</p><p><b>　　3.選擇注射機8<

9、/b></p><p>　　三、澆注系統的設計9</p><p>　　1.澆注系統的設計原則9</p><p>　　2.分流道的設計10</p><p>　　3.冷料穴的設計10</p><p>　　四、成型零件的結構設計及計算11</p><p>　　1.成型零件的結構設計1

10、1</p><p>　　2.成型零件鋼材的選用12</p><p>　　3.凹模深度尺寸的計算12</p><p>　　五、脫模推出機構的設計13</p><p>　　1.脫模力的計算13</p><p>　　2.推出方式的確定13</p><p>　　六、排氣槽的設計15</

11、p><p>　　七、導向與定位機構的設計16</p><p>　　1.導柱導向機構16</p><p>　　八、零件的加工工藝過程17</p><p>　　1.小型芯制造工藝過程：17</p><p>　　2.型腔制造工藝過程17</p><p><b>　　九、設計小結20&

12、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p>　　一、 塑件成型工藝性分析</p><p><b>　　1.塑件的分析</b></p><p>　?。?）外形尺寸

13、 該塑件壁厚較厚，平均壁厚約為30mm，結構較簡單，對稱度好，只需做幾個型芯即可，塑件為熱塑性塑料，流動性差，適于螺桿式注射機注射成型。</p><p>　　(2) 精度等級 該塑件重要尺寸和次重要尺寸精度等級均為MT4，由以上分析可見該零件的尺寸精度中等，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。</p><p>　　(3) 脫模斜度 pc的成型性能良好，成型收縮率較小，其脫模斜度根據參

14、考文獻[1]中表2-19可知型腔的脫模斜度在，型芯的在，pc的流動性差，為使注射充型流暢，選擇塑件上型芯和凹模的統一脫模斜度為。</p><p><b>　　圖1 塑件圖</b></p><p><b>　　2.注射成型過程</b></p><p>　?。?）成型前準備。對PC的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗，成型前必須預

15、干燥，水分含量應低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產生白濁色澤，銀絲和氣泡。常用方法是循環(huán)鼓風干燥，溫度控制是120℃，時間8~12h以上。</p><p>　?。?）注射過程。塑料在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統進入模具的型腔成型，其過程分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。</p><p>　?。?）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線

16、燈、烘箱，處理溫度為100℃~130℃，處理時間為2h~8h。</p><p>　　二、擬定模具的結構形式和初選注射機</p><p>　　1.分型面位置的確定</p><p>　　通過對塑件結構形式的分析，分型面應選在塑件截面積最大，且有利 開 模，其位置如圖2所示。</p><p>　　圖2

17、 分型面的選擇</p><p><b>　　2.注射量的計算</b></p><p>　　通過Pro/E建模分析得塑件質量屬性如圖3所示。</p><p>　　圖3 塑件質量屬性</p><p><b>　　塑件體積：</b></p><p>　　塑件質量：=1.2

18、5;1745.4=2094.4g </p><p>　　式中，ρ可根據參考文獻[3]表9-6取為1.20。</p><p><b>　　3.選擇注射機</b></p><p>　　根據以上計算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為=57.6，由參考文獻[2]式4-18，=/0.8=2269/0.8=2836

19、。根據以上的計算，查參考文獻[3]中表13-1，初步選定公稱注射量為3000，注射機型號為XZY-3000的螺桿式注射機，其主要技術參數見表2。</p><p>　　表2注射機主要技術參數</p><p>　?、?模具型腔內的脹型力，則</p><p>　　==268.5×40=1074.1kN </p><p>　

20、　式中，是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內的壓力，通常取注射壓力的20%~50%，大致范圍在25MPa~40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑件制品應取較大值。ABS屬于中等黏度塑料切精度要求不高，故將取為40MPa。</p><p>　　由表1 可知注射機的公稱鎖模力是=630kN，鎖模力安全系數=1.1~1.2這里取=1.2，則取=1.2=1.2×1074.1=1289kN<所以注射機鎖模力

21、滿足要求。</p><p>　　對于其它安裝尺寸的校核要等到模架選定，結構尺寸確定后方可進行。</p><p><b>　　三、澆注系統的設計</b></p><p>　　1.澆注系統的設計原則</p><p>　　所謂注射模的澆注系統，是塑料熔體從注射機噴嘴射出后達到型腔之前在模具內流經的通道。其主要作用是使塑料熔體平

22、穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。它分為普通流道澆注系統和熱流道澆注系統。</p><p>　　澆注系統設計原則為：</p><p>　?。?）重點考慮型腔布局。</p><p>　?。?）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統流程應盡可能短，截面尺寸應盡可能彎折盡量少，表面粗糙度要低。</p><p>　?。?）均衡進料

23、，即分流道盡可能采用平衡式布置。</p><p>　　（4）塑料耗量要少，滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統容積盡量小，以減少塑料耗量。</p><p>　?。?）消除冷料，澆注系統應能收集溫度較低的“冷料”。</p><p><b>　?。?）排氣良好。</b></p><p>　?。?）防止塑件出現缺陷，避免熔體出現充

24、填不足或塑件出現氣孔、縮孔、殘余應力。</p><p>　　（8）保證塑件外觀質量。</p><p>　　（9）較高的生產效率。</p><p>　　該底座的注塑模具采用普通流道澆注系統，它包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。為了滿足塑件外觀質量要求, 進料澆口開設在塑件的中間孔的圓環(huán)里。為了降低塑料熔體的壓力和減少熱量損失,流道應盡量短,同時為方便塑件的脫模, 應

25、使開模時塑件滯留于動模一側, 然后借助開模力驅動頂出裝置將塑件推出。因為塑件的體積較大，對稱度高，且中間帶有比主流道直徑大的孔，故該模具可以采用輪輻式澆口。</p><p><b>　　2.分流道的設計</b></p><p>　　為盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。

26、 </p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　3.冷料穴的設計</b></p><p>　　

27、冷料穴位于主流道正對面的大型芯上，其主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質量。本設計主流道冷料穴，冷料穴的直徑宜稍大于主流道大端直徑，深度約為直徑的1～1.5倍。</p><p>　　四、成型零件的結構設計及計算</p><p>　　1.成型零件的結構設計</p><p>　　(1)凹模的結構設計： 凹模是成型制品的外表面的成型零件。

28、按凹模結構的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。根據塑件的結構，選用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時可省去定模座板根據歲塑件的結構分析，本設計采用整體嵌入式凹模，如圖4所示。</p><p>　　圖4 整體嵌入式凹模</p><p>

29、;　　(2)動模凸凹模的結構設計： 凸凹模通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結構分析可知，該塑件的型芯有多個：一個是成型塑件的內表面的大型芯，因包緊力大所以設在動模部分，另外四個小型芯設計時也將其放在動模部分，如圖5所示；所以總體來說，該動模凸凹模的結構應屬于組合式。</p><p><b>　　圖5 動模凸凹模</b></p><p>　　2.成

30、型零件鋼材的選用</p><p>　　根據對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋旋旋旋光性能。又因為該塑件為大批量生產，所以構成型腔的凹模鋼材選用45鋼。對于成型塑件內表面的大、小型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用40Cr。 </p><p>　　3.凹模深度尺寸的計算 </p>&

31、lt;p>　　塑件高度方向尺寸的轉換：</p><p>　　型腔的最大深度mm，相應的制作公差mm，</p><p>　　磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　五、脫模推出機構的設計</p><p>　　在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑

32、件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機構稱為脫模機構。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯合式脫模六種。本塑件結構簡單，根據塑件的結構工藝性可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式，根據脫模力計算來確定。</p><p><b>　　1. 脫模力的計算</b></p><p>　?。?/p>

33、1）32小型芯脫模力</p><p>　　因為=r/t=16/16=1＜10，所以此處視為厚壁圓筒塑件，</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1877.1N </b></p><p>　　式中=0.667 </p><p>　　因為有四個

34、小型芯，所以脫模力為1877.1×4=7508.4 N</p><p>　　(2) 總脫模力的大小 </p><p>　　F==12834.4+7508.4+4458.3=24801N.</p><p>　　另外考慮肋板收縮等因數的影響，可以按計算脫模力乘以一個不太大的系數，此處考慮為1.2 ， 所以推出應力：=1.2F=29761N</p>

35、<p><b>　　2.推出方式的確定</b></p><p><b>　　5.1 推桿材料</b></p><p>　　推桿的常用材料有鋼、或碳素工具鋼，推桿頭部需淬火處理，硬度在50HRC以上，表面粗糙度在Ra1.6μm。</p><p>　　5.2 校核推出應力</p><p>　

36、　1）推出面積 設14mm的圓推桿設置8根，那么推出面積為 =1230.9mm2 ； </p><p>　　推出應力 </p><p><b>　　MPa[] </b></p><p>　　所以推桿能夠安全推

37、出，不會出現頂白頂破的可能。上式[]查文獻[3]表2-12得[]=26MPa []為推桿作用在塑件表面上的接觸許用應力，大致是該種塑料常溫下拉伸屈服應力的1/2。</p><p><b>　　圖6 推桿</b></p><p><b>　　六、排氣槽的設計</b></p><p>　　在注射成型過程中，模具內除了型腔和澆

38、注系統中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。</p><p>　　注射的排氣方式，大多數情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設排氣槽的方式。</p><p>　　該塑件由于采用中心澆口進料熔體經塑件由上往下充滿型腔，動模凸凹模上有八根推桿

39、，其配合間隙可作為氣體排出方式，不會在底部產生憋氣現象。同時，氣體會沿這分型、型芯和推件板之間的間隙向外排出。 </p><p>　　七、導向與定位機構的設計</p><p>　　注射模的導向機構用于動模、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。按作用分為模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈與注射機相配合，是模具的澆口套能與注射機噴

40、嘴精確定位；而模內定位機構則通過導柱導套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用木架本身所自帶的定位機構。 1. 導柱導向機構</p><p>　　模具導柱導向的導柱、導套結構，適用于精度要求高、生產批量大的模具。同時在設計導柱和導套時還應注意以下幾點：</p><p>　　(1) 導柱應合理的均布在模具分型

41、面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。</p><p>　　(2) 導柱的長度應比型芯端面高出6～8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。</p><p>　　(3) 導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，導柱常采用20#低碳鋼經滲碳0.5～0.8 mm,淬火48～55HRC,也可用T8A、T10A碳素工具鋼,經淬火處理，硬度達到50~55HRC。導套一般采用T10

42、A或者經過滲碳處理20鋼，熱處理50~55HRC，公差采用6級。</p><p>　　(4) 除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推反之間設置導柱和導套，以保證推出機構的下常運動。</p><p>　　(5) 導柱的直徑應根據模具大小而決定，可參考標準模架數據選取。</p><p>　　八、零件的加工工藝過程</p><p>

43、　　1.小型芯制造工藝過程：</p><p><b>　　小型芯如下圖所示：</b></p><p><b>　　圖7小型芯</b></p><p><b>　　工藝過程如下：</b></p><p>　　1、備料：40Cr d×L 45×200mm圓鋼&l

44、t;/p><p>　　2、粗車：以左端面為基準面，用夾心軸和尾針固定圓鋼，先車至d×L 42×200mm,留余量1至2mm，于離基準面20毫米處，向右車至d×L32.4×180mm，留加工余量1~2毫米，于左端面167.31毫米處， 向右車至d×L為16×28.38MM，車斷。</p><p>　　3、熱處理：退火處理，消除應力。&l

45、t;/p><p>　　4、半精車：車削外圓直徑至實際尺寸。</p><p>　　5、磨削：用心軸裝夾，粗、精磨各外圓至圖紙要求。</p><p>　　6、熱處理：進行滲碳處理，淬火后硬度為54-58HRC</p><p><b>　　7、拋光。</b></p><p>　　2.型腔制造工藝過程<

46、/p><p><b>　　型腔如下圖所示：</b></p><p><b>　　圖8凹模</b></p><p><b>　　工藝過程如下：</b></p><p>　　1.備料： L×B×h 275×275×120mm 45號鋼。</

47、p><p>　　2.粗磨：磨外平面至L×B×h 273×273×118mm，留余量，保證上下端面不超過0.05。</p><p>　　3.劃線:確定下平面距邊緣長和寬為35.9mm四個交匯點，并連接相鄰的兩點，在直角處劃出半徑為31mm的圓角。劃出各處投影在平面圓的圓心所在的直線，交點即為圓心。劃出上平面的中心線。</p><p>

48、;　　4.粗銑：在其中一個交匯點沿著劃線銑出深度為80mm的型腔，留余量。</p><p>　　5.鉆孔：除左端面外在各個端面圓心先銑出直徑為12mm、深度為13mm的大孔，在距離A平面為90mm和180mm的圓心處鉆直徑為10mm，深度為28mm的盲孔，在上平面中心線的交匯處鉆直徑為30mm的通孔。</p><p>　　6.熱處理：淬火，硬度為43-48 HRC</p>&

49、lt;p>　　7.磨：磨外平面至圖紙實際要求，并保證A平面與B平面的垂直度。</p><p>　　8.精銑：銑內型腔，使其粗糙度達到0.8。</p><p>　　9.精鉸：使直徑為30mm的內型腔達到所需精度要求。</p><p><b>　　10、拋光。</b></p><p><b>　　11.設計小

50、結</b></p><p>　　通過這次系統的注射模的設計，，使我對模具設計工作有了更深層次的認識，即：模具不是只為設計而設計，要統籌規(guī)劃，全盤考慮。這次設計使我能夠理論聯系實際，多方面、多角度地去感知、體會書本上比較抽象的理論知識。在指導老師及關心與幫助下，我的做事效率得到了一定的提高，獨立思考并解決問題的能力得到了加強，培養(yǎng)了實際動手能力。我更進一步的了解了注射模的結構及各工作零部件的設計原則和設

51、計要點，了解了注射模具設計的一般程序。</p><p>　　進行塑料產品的模具設計首先要對成型制品進行分析，再考慮澆注系統、型腔的分布、導向推出機構等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設計要求。對形態(tài)復雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動性、收縮率，透明性和制品的機械強度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經濟性。模具的結構設

52、計要求經濟合理，認真掌握各種注射模具的設計的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設計周期，提高模具設計的水平。收獲大概可概括為以下幾點：</p><p>　　培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力</p><p>　　從設計的開始，就有意識地培養(yǎng)自己獨立思考問題、發(fā)現問題并解決問題的能力。大到模具的整體布局，小到排氣槽的設置、冷料穴的長短，都要經過認真思考，才能拿出相對比較成熟的方案。</p>

53、<p><b>　　鍛煉了實際動手能力</b></p><p>　　在整個的設計過程中，翻閱了大量的文獻資料，參考了大量的書籍，除了獲得設計所需的數據外，還學到了其它許多的知識。更重要的是鍛煉了自己的動手能力和借助工具書解決實際問題的能力。授人以魚，不如授人以漁，我相信這些能力在我今后的工作和生活能定能讓我受益匪淺。</p><p><b>　　繪

54、圖水平得到了提高</b></p><p>　　通過做設計這一期間的實際操作及練習，學到了很多具體的繪圖細節(jié)。譬如：虛線、點畫線的畫法及線條的粗細；剖線、剖面線的畫法及線條粗細；標題欄的畫法及明細表的編排、技術要求等。此外，繪圖的速度也得到了進一步的提高，各種快捷鍵的操作也越來越熟練。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&l

55、t;p>　　[1] 高軍，李熹平，高玉田，褚興榮. 注塑成型工藝分析及模具設計[M]. 北京：化學工業(yè)出版社. 2009.</p><p>　　[2] 葉久新，王群. 塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 2007.</p><p>　　[3] 伍先明，張蓉. 塑料模具設計指導[M]. 北京：國防工業(yè)出版社. 2006.</p><p>　　

56、[4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森 . 模具設計及制造簡明手冊[M]. 第二版.上海：上?？茖W技術出版社. 2002.</p><p>　　[5] 《塑料模具設計手冊》編寫組. 塑料模設計手冊[M]. 第二版. 北京：機械工業(yè)出版社. 1999.</p><p>　　[6] 唐志玉，李德群，徐佩弦. 塑料模具設計師指南[M]. 北京：國防工業(yè)出版社.1999.</p><p

57、>　　[7] 陳錫棟，周小玉. 實用模具技術手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 2003.</p><p>　　[8] 詹友剛. ProE/ENGINEER 中文野火版5.0模具設計教程[M]. 第二版. 北京：機械工業(yè)出版社. 2010.</p><p>　　[9] 馮炳虎，韓泰榮，殷振海，蔣文森.模具設計與制造簡明手冊[M]. 上海：上?？茖W技術出版社.1991.</p&

58、gt;<p>　　[10] 王衛(wèi)衛(wèi). 材料成型設備[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 2010.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先要感謝母校多年來對我的培養(yǎng)和教育，讓我在這幾年的大學生活里，不僅學習了科學文化知識，還學會了許多為人處世的道理，提高了自己分析問題和解決問題的能力。其次要感謝老師們多年來的辛勤教誨，正是因為