毕业设计（论文）-拖地器按压手柄注塑模具设计.docx

XX学校毕业设计说明书课题名称：拖地器注塑模具设计学生姓名学号所在学院专业班级指导教师起讫时间：年_月_日年_月一日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。本模具采用模两件，测浇口进料】注射机采用海天200XA型号，设置冷却系统，CRD和UG绘制二维总奘图和零件图，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鳖件,从而作出合理的模具设计。关健词，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5.6.2脱模机构类型的选择215.6.3推杆机构具体设计215.7注射模溟度调节系统225. 7.I温度词节对缎件质麻的影响225.9 模架及标准件的选用235. 9.1模架的选用235.10 .恻向抽芯机构类型选择255.11 斜导柱侧向抽芯机构设计计算255I2斜导柱抽芯机构2629第6章模具材料的选用6.1成型零件材料选用296.2注射模用钢种29总结E如iii注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用鳖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富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卜.，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匕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介模系统运动。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：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，使弼件达到所要求的痂量。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，要确立一组圾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JK波动及环境温度等。一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r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，不仅需要全新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加牛.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MoU）F1.OW、美国的CF1.OW、华中科技大学的H-F1.OW等其中MO1.DE1.Of软件包括三个部分:MO1.DF1.OWP1.ASTICSI）VISERS（产品优化顾问,简称MPA）,MO1.DF1.OWP1.ASTICSINSIGHT（注射成型模拟分析，简称MPD,MO1.DF1.OfP1.STICSXPERT（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、分了和纤维取向分布、制品的收缩和赳曲变形等情况,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.这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至谓免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义:食品包装容器,农药喷雾器及家具等。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、粘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案件制品所需的模具结构和模具精度。拖地器如图所示，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(IX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，并浪黄原材料。通常塑件的脱模斜度约取05I.5,根据文献1,塑件材料ABS的型腔脱模斜度为035'一130,型芯脱模斜度为30、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.理件的壁厚对于注射成型生产具有极为歪要的影响，它与注射充模时的熔体潦动、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。因为磁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更亚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，影响到鳖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里缺陷。塑件壁厚一般在I4，最常用的数值为23“。该管连接件壁厚均匀，周边和底部壁厚均为8"“左右。（3）、型件的18角为防止塑件转角处的应力桀中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位巴模具和聚件的力学角度，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05的圆角。般外网强半径大于壁厚的05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皿，、孔塑料制品上通常带有各种通孔和百孔，原则上讲，这些孔均能用一定的至芯成型。但当孔太比杂时，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,由丁型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接狼，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型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。鳖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妫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(SJ1372T978)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案件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗植度越低。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,主要是取决下模具型腔表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度一般为Ra0.02-1.25“之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra0.01-0.63n.模具在使用过程中由型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时绐以抛光身原。该塑件外部需耍的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.2"叫内部为0.4“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,可以测得案件的质量(ABS的密度为1.05g),即可以得出该塑件制品的体枳为质量为84.7克。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”根据型件的结构、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F准备工作。（IX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7080C下干燥24ho、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。柱塞式注射机料简的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料圻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。刻螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗.、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种助剂。般注射制件的脱模，主要依赖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、稔压冷却和脱模儿个步骤，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.该则料制件材料为ABS,就采用退火处理13小时。4. 2浇口种类的确定注刖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的成型。由于本设计中拖地器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，拖地器组装后,浇口被遮挡起来。侧浇口主流道需要设过钩针，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他浇口，且塑件的尺寸较大，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采用一模二腔，需要至少注射量为847x2F69.4g,流道水口废料3.46处总注塑量达到172.86g,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200XA。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：海天HTF200XA型号参数单位200×A爆杆直径mm45理论注射容酬cm3334注射揖量PS304注射压力!pa210注射行程urn210爆杆转速r/min0'150料筒加热功率KW12.45锁模力KN2000拉杆内间距（水平X垂直）11m510×610允许坡大模具厚度mm510允许最小模具厚度mm200移模行程mm470移模开距（最大）mn980液压顶出行程inn130液压顶出力KN62液压顶出杆数量PC9油泵电动机功率KW18.5油箱容积IJOO乩器尺寸（长X宽X高）m5.2×1.6×2.1机器重量t6地小模具尺寸（长X宽）mm350×3504.4.1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证在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为：nm1.+W2<8()%？式中”一型施数量叫一单个塑件的体积<cm')叫一浇注系统所需塑料的体积(cm3)本设计中:n=2/M1=80.7cm'm2=3.3cm'M=2x80.7+3.3XI.O5=172.86g注塑机额定注塑量为301g304X0.8=243,2g>172.86g注射珏符合要求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枳是影晌锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面枳，则成量过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。研+A2<式中n一型腔数百A一单个塑件在模具分型面上的投影面积七一浇注系统在模具分型面上的投影面积n=21.=5229.5mmA,=215nnt'nAi+A,=2x5229.5+215=10674，“/注射成型时%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："A+4)P<F式中：P塑料熔体需型腔的成型压力(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(“A+4)P=10674X30x1.1=353000N=353KN<2000KN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式中一注射机允许的最大模用“m"一注射机允许的最小模厚本设计中模具序度为34Onin200<H<510符合要求第5章注射模具结构设计5. 1分里面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分恩的主要部分，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，每个鳖件的分型面可能只有种选择.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，应从以卜几个方面考虑：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，型腔的推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殳均稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，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卜几个部分。1一主浇道2第分浇道3一第二分浇道4一第三分浇道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，以保证整件班量。b）、模具成型盥件的型腔数：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同设计.c）、塑件大小及形状：根据案件大小，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”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二5.3.3主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷端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。（IX主流道的尺寸设计中选用的注射机为海大200XA,其喷嘴直径为3.5”,喷嘴球面半径为16mw,根据图为）,主流道各具体尺寸如下:a=2=I8+2=2(w（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鳖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/“外。图（7）主潦道衬套及其固定形式（3）、主流道衬套的固定主流道衬套的固定,采用2个M6X20的螺丝.直接锁附固定。度不应小导滑配合长度的2/3,3）导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC28-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.（5）楔紫块设计楔紧角B应比斜导柱的倾斜角大203°。（2）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。D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第位致使活动W1.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、楔形滑块先更位、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（W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牧浅恻凹，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，则需设我俏钉锁紧或用紧的出动装置，保证制品与定模型芯分离而留在动模MoXX学庇中业设计说引竹模R行位图中：=+2°3°（防止合模产生干涉以及开模减少磨擦）30°（为斜掾相颈斜角度，本设计中采用20。）1.=1.5D（1.为配合长度）S=T*23mm（S为滑块需要水平运动距离：T为成品倒勾）=5+2=7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=（1.Ixsina-）cosa（为斜掾梢与滑块间的间隙，一般为O.5MM；1.1.为斜撵梢在滑块内的垂直距离）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0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F：(1)、机械加工性能良好、抛光性能良好注射成型零件工作表面，多需抛光达到镜面，Ra0.050,要求钢材硬度35-40HRC为宜，过硬表面公使抛光困难。(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，且拖地器为廉价大量产品，表面有定光洁度要求，所以模仁料无需淬火,需要长寿命,选择71811,预硬型地光塑料模具钢，预硬硬度达到48-52HRC总结本次塑料模具设计，全面考虑了骐料成型性能，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M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同盟，通过对句题的探索与分析，以后得到圆酒斛决，更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严逆性,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出视，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5金及处理问跑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51'Nra：*mW1.心致谢在本次毕业设计中.特别感谢XXX指导老师的指导和幅助.给予了我充分的信心和把握，让我按时完成了本次设计.由于经验不足和融专业知识的了解不岖透彻，在设计时常行遇到一些同时无法理解，老师则耐心而认出的加以指导怖助，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.参考文献1 .四宏深赵仲治主筑电科成型工艺及模具设计北京机械工业出版社1的32 .黄虹主编照料成型加工与模具化学_1.业出版社2003年3月第一版3 .黄锐主编照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瑞着也料原料与助剂科学技术文赋出版社2003年9月第1版5 .黄饯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 .果料模设计手册（软件版）机械工业出版社7 .王文广ID宝善IU雁晨主褊也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 .田存年主编骐料注射成型模具结构设计图册北京轻工业出版社19989 .DongganxYao,SCa1.inRIssuesinMiniaturizatonofInjectionMo1.dedParisJourna1.ofManufacturingScienceandEngineering.Novenber2004.Vo1.126/73310 TheThicknessProfi1.eofU1.tra-HighMo1.ecu1.arWeightPo1.ytheneFi1.msDuringSequentia1.Biaxia1.Drawing.Po1.yeerEngineeringandScience,January2003.Vo1.43,No.XX学庇中业设计说引竹