計算器上蓋注塑模具設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 計算器上蓋 注塑 模具設計 摘要 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一， 因而注塑模具得到飛速發(fā)展 ，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大的意義。本設計題目是計算器上蓋模具設計，介紹了注塑成型的基本原理，特別是單分型面注塑模具的結構與工作原理；詳細介紹了注射模具澆注系統(tǒng)、成型零件和頂出系統(tǒng)的設計過程。澆注系統(tǒng)主要對澆口道、主流道和分流道進行了設計；成型零件主要對凹模結構 和工作尺寸進行了設計和計算 ， 并對兩處側抽芯機構進行了重點分析和設計，這里采用了成型斜頂桿和橡膠完成，并對脫模力進行 了計算，然后 對模具強度要求、鎖模力、最大注射量等做了校核；最后使用 件 對模具的零件進行實體造型，同時完成了注射插裝式控制回路的 計。 關鍵字 ： 成型零件；澆注系統(tǒng)；導向機構； 注塑模具 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 he is of in so of is on of of is on on is on so do on LC 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 目 錄 摘要 . I . 緒論 . 1 料模具在國民經濟中的作用 . 1 料模具生產向信息化發(fā)展 . 2 射成型 . 2 次設計的目的 . 4 2 塑件的工藝性分析 . 5 品的結構分析 . 5 料成型特點 . 5 件成型的工藝參數(shù) . 6 選注塑機 . 7 3 成型零件的設計 . 8 型零件應具備的性能 . 8 型零件的結構設計 . 8 模的結構設計 . 8 芯機構的設計 . 9 型斜頂桿的設計 . 10 料制品在模具中的位置 . 11 模兩腔及其排列方式 . 12 型面的選擇 . 12 型零件的工作尺寸計算 . 13 腔的尺寸計算 . 13 芯 /凸模的成型尺寸 . 14 芯中心到成型面距離 . 16 型壁厚和底板厚度計算 . 16 腔側壁厚度的計算 . 17 腔底板厚度的計算 . 17 4 澆注系統(tǒng)的設計 . 19 口的設計 . 19 流道的設計 . 20 流道的設計 . 20 氣系統(tǒng)的設計 . 21 5 脫模機構的設計 . 22 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 模機 構的構成與功能 . 22 出機構與取出機構的設計 . 22 模力的計算 . 23 6 導向機構的設計 . 26 向機構的作用 . 26 柱導向機構 . 26 柱在模板上的布置 . 27 7 冷卻系統(tǒng)的設計 . 29 卻水道的設計原則 . 29 模上冷卻水道的設計 . 29 模上冷卻水道的設計 . 30 8 注塑模與注塑機的關系 . 31 大注塑量的校核 . 31 模力的校核 . 31 大注射壓力的校核 . 32 塑機安裝模具部分的尺寸校核 . 32 位環(huán)的尺寸 . 32 具厚度 . 33 具的外形尺寸 . 33 大開模行程的校核 . 33 9 模具的經濟性分析 . 34 10 典型零件的實體造型 . 36 用 零件進行實體造型 . 36 11 注射 /預塑插裝式控制回路的 計 . 42 結束語 . 47 致謝 . 48 參考文獻 . 49 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 緒論 料模具在國民經濟中的作用 塑料制品在國民經濟各個領域的應用非常廣泛。絕大多數(shù)塑料制品都是用一定形式的模具生產的。出于塑料具有質量輕、強度高、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、制件可加工成任意形狀而且具有生產率高、價格低廉等特點，所以應用日趨廣泛，年增長居四大工業(yè)材料之首。已經深入到國民經濟的各個部門。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應運而生的新興工業(yè)，同時又是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領域。從 20世紀 30年代前后開始研制至今，塑料作為一種新的工程材料不斷被開發(fā)應用，到目前塑料工業(yè)已實現(xiàn)了產品系列化、生產工藝自動化，不斷開拓出功能塑料的新領域。隨著機械工業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日用品工業(yè)的發(fā)展，塑件的需求量越來越大，質量要求也越來越高，這就要求成型塑料模具的開發(fā)、設計與制造水平也必須越來越高。因此，塑料模具設計水平的高低、制造能力的強弱及模具質量的優(yōu)劣，都直接影響著許多新產品的開發(fā)和老產品的更新?lián)Q代，影響著各種產品的質量、經濟效益的增長以及整體工業(yè)水平的提高 1 。 塑料模具在我國國民經濟中的重 要性，表現(xiàn)在國民經濟的五大支柱產業(yè) 機械、電子、汽車、石油化工和建筑，都要求塑料模具的發(fā)展與之相適應，以滿足五大支柱產業(yè)發(fā)展的需要。以汽車、摩托車行業(yè)模具市場為例，在工業(yè)發(fā)達國家，汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場，其占整個模具市場的一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之 ，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產業(yè)政策中得到明確。到 20 仍年，我國汽車年總需求量約 300 萬輛，汽車基本車型將達到 170 種，更新車型和改裝車型 430種，而且汽車換型時間不斷縮短，轎車一般 34年，輕型車 45年，其它車型 68年。汽車換型時約有 80的模具需要更換，一個型號的汽車，所需模具達幾千副，價值上億元。據(jù)介紹到 2005 年，我國生產的各類汽車模具只能滿足規(guī)劃需要量的 50左右。 1997年我國摩托車產量超過 1000萬輛，居世界第一。這其中共有 14 種排量， 80 多個車型， 1000 多個型號，到 2000 年生產能力達到 2 萬輛，每輛摩托車備模具近 1000 副，價值 1000多萬元。所有這些，體現(xiàn)了塑料模具在國民經 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 濟中的重要性 2 。 料模具生產向信息化發(fā)展 塑料制品在人們的日常生活及現(xiàn)代工業(yè)生產領域中得到日益廣泛的應用。隨著塑料工 業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求愈來愈大，若要生產出較好的塑料制品，必須有先進實用的塑料模具，因此如何設計塑料模具就為有關專業(yè)工程技術人員所關注。 模具企業(yè)及其模具生產正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 應用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經采用了些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。 隨著塑料產品在家電、電子、機械等產品和日 常用品中的越來越廣泛應用，對塑料模具的設計和制造的要求也越來越高。傳統(tǒng)的手工設計與制造方式早已滿足不了生產發(fā)展的需要。 術的發(fā)展正適應了這種客觀實際的要求。 術可以顯著提高塑料產品和塑料模具的設計制造效率，提高設計制造質量，減少試模修模時間，從而縮短從塑料產品設計、模具設計、模具制造到進行產品模塑生產的整個周期 3 。 射成型 塑料模具的分類方法很多，不同的塑料成型方法使用著原理和結構各不相同的塑料模具。按成型方法，可將塑料模具分為注射成型模具、壓制成型模具、傳遞成 型模具、擠出成型模具，中空吹塑成型模具，真空、壓縮空氣成型模具，鑄塑模，泡沫塑料成型模具等。本文著重介紹注射成型模具。 注射成型的主要裝置就是 注塑成型機和 注射成型模具。 注塑成型機 注塑成型機可分為合模裝置與注射裝置。 合模裝置主要作用是實現(xiàn)模具開閉以及頂出制品。合模裝置可分為如圖所示的連桿式和直接利用油壓實行合模的直壓式。 注射裝置是使樹脂材料受熱融化后射入模具內的裝置。如圖所示從料頭把樹脂擠入料筒中，通過螺桿的轉動將熔體輸送至機筒的前端。在那個過程中，在加熱器的作 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 用下加熱使機筒內的樹脂材料受熱 ，在加熱裝置是 作用下使樹脂成為熔融狀態(tài)，將相當 于成型品及主流道，分流道的熔融樹脂滯留于機筒的前端 ，螺桿的不斷向前將材料射入模腔。當熔融樹脂在模具內流動時，須控制螺桿的移動速度（射出速度），并在樹脂充滿模腔 后用壓力（保壓力）進行控制。當螺桿位置，注射壓力達到一定值時 可以將速度控制切換成壓力控制。 4 注射成型模具 注射成型模具又可稱注射模、注 塑模。 注塑成型（ 指，受熱融化的材料由高壓射入模腔，經冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復雜部件的批量生產，是重要的加工方法之一。注射成型過程大致可分為以下 6個階段 合模 注射 保壓 冷卻 開模 制品取出 上述工藝反復進行，就可連續(xù)生產出制品。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 注射成型不但能成型形狀復雜、精度高的塑件，而且 生產效率高，自動化程度高，主要用于熱塑性塑料的成型，是熱塑性塑料成型的一種主要方法，也可用于熱固性塑料的成型。注射模在塑料模中占有很大的比例。 次設計的目的 本次的設計是 我 大學生涯的最后一次綜合性的課程設計； 其目的就是通過一定工程實踐工作，將所學理論知識與工程實踐相結合，培養(yǎng)我們的綜合應用能力、獨立思考能力和解決工程問題能力。通過畢業(yè)設計可以培養(yǎng)我查閱資料、方案設計、參數(shù)確定、理論分析、設計計算分析及解決問題的能力，培養(yǎng)計算機繪圖軟件熟練使用能力及專業(yè)外語翻譯能力。這次我的設計是模具設計，它 是一項很 復雜的工作，它要求我們在掌握理論知識的基礎上要有更好的實踐經驗。設計一副好的模具，其中牽涉到許多的內容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進行的比較中需要考慮的內容 ，很有針對性，對我來說是一次很好的鍛煉機會，同時也為我今后的工作打下堅實的基礎。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2 塑件的工藝性分析 品的結構分析 圖 計算器上蓋的塑件結構圖?？梢钥闯銎浣Y構比較簡單，且屬于小型制品。該塑件的主要技術難度為制作尺寸為 內孔與塑件上部的凹槽 ，因為此兩處都需要進行側抽才 能制造出來。根據(jù)器材的要求，零件的表面精度無須太高。制品的精度等級一般等級為 4 級。 圖 算器上蓋塑件圖 料成型特點 中文化學名為 丙烯腈 苯乙烯共聚物 ，是一種高結晶聚合物，具有較好 的 綜合性能 , 較高 的 沖擊強度 , 良好 的 化學穩(wěn)定性 和 電性能 等特點，雖然 流動性比一點， 但 比 材料 好， 并且 柔韌性好 ，可在 40 C 100 C 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 之間長期使用。但在 注塑生產中也要考慮到它不利的特性，即它屬于聚合性塑料，熔點明顯，一旦達到熔點，溶體粘度迅速下降。當溫度超過一定限度或溶體受熱時間過長，則會引起材料的分解。 計算收縮率為 一般取其平均值為 常溫下它的密度為 件成型的工藝參數(shù) 表 料成型的工藝參數(shù) 塑料名稱 丙烯腈 苯乙烯 (共聚 ) 縮寫 射機類型 螺桿式 密度 (g/算收縮率 (%) 熱 溫度 / 時間 /h 8085 23 料筒溫度/ 后段 中段 前段 150170 165180 180200 噴嘴溫度 / 170180 模具溫度 / 5080 注射壓力 /0100 成型時間 /s 注射時間 高壓時間 冷卻時間 總周期 2090 05 20120 50220 螺桿轉速 /(r/30 適用注射機類型 螺桿式 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 選注塑機 根據(jù)塑料的品種、塑件的質量、模腔的數(shù)目等注射工藝，可以初步選型號為000的臥式注塑機。其主要 的技術參數(shù)如表 表 塑機的主要技術參數(shù) 理論注射容積 / 3210 螺桿直徑（ 42 注射速率（ g/s） 110 注射壓力（ 150 塑化能力（ g/s） 14 螺桿轉速（ r/ 10 250 鎖模力（ 1000 拉桿內間距（ 315 315 移模行程 /00 模具厚度（ 50 50 模板行程（ 300 模 具定位孔直徑（ 125 噴嘴球半徑（ 15 本次選擇的注塑機為初步選擇，待在后續(xù)設計中在對本次注塑機進行校核，若參數(shù)對于本模具不適合在另行選擇。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 3 成型零件的設計 型零件應具備的性能 由于成型零件的質量直接影響到塑件的質量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備以下性能： 承受塑料熔體的高溫和高壓。 承受流料的摩擦和磨損。 好，可淬性良好，熱處理變形小。 型零件的結構設計 模的結構設計 凹模也稱陰模，它是成型塑件表面形狀的主要零件。根據(jù)塑件成型的需要和加工與裝配工藝要求，凹模有整體式和組合式兩類。 整體式凹模的結構簡單，成型的制品質量較好。但對形狀復雜的凹模，其加工工藝性較差。因此。在先進的型腔加工機床尚未普遍應用之前，整體式凹模適用于小型且形狀簡單的塑料制品的成型。 組合式凹模指凹模由兩個及以上零件組合而成。這種凹模改善了加工性，減少了處理變形，節(jié)約了模具鋼 ，但裝配調整較麻煩，有時塑件表面可能存在拼塊的拼接線痕跡。因此，組合式凹模主要用于形狀復雜的塑件的成型。 本設計采用的是組合式凹模，結構如圖 示 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 模的結構 芯機構的設計 （ 1）抽芯機構用于成型制品上的孔或其他凸起或凹陷結構，故其設計的合理性直接影響著的塑件的外形是否合格，從而影響它和其它零件的配合。抽芯機構有很多比如：彈簧抽芯機構、斜銷抽芯機構、彎銷抽芯機構、斜滑塊抽芯機構、還有液壓抽芯機構等等，本次設計采用斜滑塊抽芯機構。它工作原理是將型芯固定在一滑塊之上，楔形塊固定在動 模板上，當脫模時推板上移，帶動楔形塊上移，在橡膠的彈力作用下推動滑塊，從而達到抽芯的目的。側抽的具體結構如圖 示： 1 塑件 2 型芯 3 楔形塊 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 芯機構 （ 2）楔形塊的斜度計算 推板行程與型芯長度的幾何關系如圖 圖 圖中 a 為型芯長度為 b 為推板行程為 30 r c ta (取角 1 為 15 。 型斜頂桿的設計 （ 1）當塑件側壁內表面出現(xiàn)凹、凸形狀或塑件頂端內表面出現(xiàn) 用成型斜頂桿是非常有效的。 本次設計的成型斜頂桿如圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 塑件 2 成型斜頂桿 圖 型斜頂桿 （ 2）成型斜頂桿的斜度計算 推板行程與凹槽寬度的幾何關系如圖 圖 中 c 為型芯長度為 b 為推板行程為 30 r c ta (取角 2 為 5 。 料制品在模具中的位置 塑料制 品在模具中的位置直接影響到模具結構的設計。注塑模具每一次注塑循環(huán)所能成型的塑件數(shù)量是由模具的型腔數(shù)量決定的。型腔的數(shù)目及排列方式、分型面的位置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 確定等決定了塑料制品在模具中的成型位置。 模兩腔及其排列方式 根據(jù)塑件的結構特點及質量要求 ,該模具設計為 1 模 2 腔。另外 根據(jù)經驗，每增加一個型腔，塑件尺寸精度要降低 4%，本設計要求大批大量生產，綜合考慮，采用 1 模 2腔更為合理。 模具型腔的排列方式通常有圓形、 線及復合排列四種。為使塑件排列緊湊，節(jié)省鋼材，與材料。本設計采用直線型排列方式。如圖 圖 腔的排列 型面的選擇 分型面是模具中用來取出塑件和凝料的可分離的接觸表面。分型面的 選擇 在注 塑模具 設計中占有重要的地位，直接影響 了 塑件的質量、模具的整體結構、工藝操作的難易程度及模具的制造成本。 注射模的分型面指分開注射模取出塑件的界面，是其定模和動模的接觸面或瓣合式注射模的瓣合面。 分型面的形狀有平面式分型面、階梯式分型面、曲面式分型面、斜面式分型面及綜合式分型面。 考慮到本塑件零件特征，為了不影響塑件尺寸和形狀，利于模具型腔內氣體的排出，設計的分型面如圖 示 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 型面的確定 型零件的工作尺寸計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來成型塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設計中，應根據(jù)塑件的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸及精度。 影響塑件尺寸的因素 ： 差，如合模時的誤差、側抽芯的移動誤差等； 腔的尺寸計算 （ 1）型腔的內形（長和寬）尺寸 43( 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 (43( (式中 21, L 型腔的長度和寬度（ 塑件外徑基本尺寸（ 即塑件的實際外形尺寸； 21, 塑件公差； 塑件平均收縮率（ %）； c 模具成型尺寸設計公差，對于小型塑件一般取c= s /6。 （ 2）型腔的深度尺寸 32( (式中 型腔深度尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ 即塑件的實際高度尺寸。 芯 /凸模的成型尺寸 （ 1）型芯徑向尺寸 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 43(d腔(式中 腔D 型腔的內形尺寸（ 塑件外徑基本尺寸（ 即塑件的實際外形尺寸； 塑件公差； 塑件平均收縮率（ %）； Z 模具成型尺寸設計公差，對于小型塑件一般取c= s /3。 （ 2） 型芯 /凸模的高度 32( 32(式中 1 2 型芯 /凸模的高度 尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ 即塑件的實際高度尺寸。 塑件公差； 塑件平均收縮率（ %）； c 模具成型尺寸設計公差，對于小型塑件一般取c= /6。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 （ 3） 凸模的長度和寬度 43(43(式中 凸模的長度和寬度（ 塑件內腔基本尺寸（ 即塑件的實際內腔尺寸； 芯中心到成型面距離 1)21( (式中 型芯中心到成型面距離 （ 塑件基本尺寸（ 即塑件的實際尺寸； 型壁厚和底板厚度計算 在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的強度和剛度。型腔側壁所受的壓力應以型腔內所受最大壓力為準，對于大型模具的型腔，由于型腔尺寸較大，常常由于剛度不足而彎曲變形，應按 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 剛度計算；對于小型模具的型腔，型腔常常在彎曲變形之前，其內應力已超過許用應力，應按強度計算。 本設計的模具屬于小 型模具，所以按剛度計算。 腔側壁厚度的計算 3 =3 = 式中 （ 86/110(26/1103)48/(2/34444441441 般取 105 ,0 p=%）； ) 本設計中0足強度要求。 腔底板厚度的計算 3= 3 = 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 (式中 )69/110(32)69/110(1)/(32)/(44421421 般取 105 ,0設計中4全滿足強度要求。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料流動通道。其作用是將塑料溶體順利地充滿型腔的各個部分，并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部分，以獲得外形清晰、內在質量優(yōu)良的塑件。 口的設計 澆口又稱進料口或內流道。它是主流道、分 流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，當熔融的塑料流在高壓下通過澆口時，因為澆口的截面積很小，使塑料流速加快，而由于摩擦作用，又使塑料流的溫度升高，黏度降低，提高了塑件的流動性，有利于充滿型腔，因此它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。 本設計選擇的澆口形式為潛伏澆口，潛伏澆口在一個制品上可以開設一個，也可以開設多個，本設計為一模兩腔，故開設了兩個澆口。潛伏澆口的特點是：熔融塑料流通過澆口時流速增高，加上摩擦力的作用，塑料流的溫度升高，這樣，能夠獲得外形清晰，表面光澤的塑件。另外潛伏澆 口開模后點澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。去除澆口以后，塑件上留下的痕跡不明顯，不會影響塑件表面的美觀，其不足之處是：注射壓力損失較大，對塑件成型不利，結構復雜，由于澆口附近流速過高，造成分子高度定向，增加局部應力，易發(fā)生開裂現(xiàn)象。 本設計的潛伏澆口位置及尺寸選擇如圖 示： 圖 伏澆口的位置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加