壳体注塑模毕业设计范文.docx

黄冈职业技术学院毕业设计论文课题名称:壳体注射模具设计系别机电工程系专业模具设计与制造班级四班姓名陈婷学号0603070403指导教师鄢敏引言4设计任务5第一章绪论61.1 模具工业在国民经济中的地位61.2 我国模具技术的现状及开展趋势6第二章成型工艺规程的编制72.1 塑件工艺性分析72.2 计算塑件的体积和质量72.3 塑件的注射工艺参数确实定8第三章模具结构和设计83.1 分型面的选择83.2 确定型腔的排列方式93.3 浇注系统的设计93.4 冷料穴的设计IO3.5 排气系统的设计103.6 脱模机构的设计113.7 成型零件的结构设计Il第四章模具设计的有关尺寸计算114.1 型腔型芯有关尺寸的计算124.2 型腔侧壁板厚和底板厚度计算13第五章模具的加热和冷却系统计算13第六章模具的闭合高度确实定I3第七章注射机的有关参数的校核147最大注射量的校核144.3 注射压力的校核144.4 锁模力的校核144.5 模具外形尺寸的校核1573模具厚度的校核157.6 推出机构的校核15第八章绘制模具总装图和零件工作图15塑料注射成型工艺卡16总结17谢辞17参考文献18壳体注射模毕业设计【摘要】塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中开展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计说明书包括:壳体成型工艺规程的编制、注射模结构设计、模具设计的有关计算、模具加热和冷却系统的计算、模具闭合高度确实定、注射机有关参数的校核、绘制模具总装图和非标零件工作图。本设计介绍了注射成型的根本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了根本的设计原那么；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。【关键词】塑料模具；参数化；分型面abstractTheplasticsindustryintheworldgrowsoneofnowquickestindustryclasses,buttheinjectionmoldisdevelopsthequicktype,therefore,theresearchinjectionmoldtounderstoodthattheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.thethisdesigninstructionbookletincludes:Plasticcoverformationtechnologicalprocessestablishment,injectionmoldstructuraldesign,molddesignrelatedcomputation,moldheatingandcoolingsystem'scomputation,dieshutheightdetermination,injectionmachinerelatedparameterexamination,planmoldfinalassemblydrawingandnon-signcomponentsshopdrawing.thisdesignintroducedinjectionmolding'sbasicprinciple,speciallysingleisdividedtheprofiletoinjectmold'sstructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionmoldgatingsystem,thetemperaturecontrolsystemandgoesagainstsystem'sdesignprocess,andhasgiventheexplanationtothemoldintensityrequest;throughthisdesign,mayhaveapreliminaryunderstandingtotheinjectionmold,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofwork.keywordPlasticmold;Parametrization;Minuteprofile引言塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中开展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。近几年注射成型技术的不断开展，塑料制品已经深入到日常生活中的每一个角落。由于塑料件具有重量轻，生产方便，价格廉价，大到成人用品，小到儿童玩具，几乎全部采用塑料件生产。塑料件的模具结构设计，应根据企业实际生产的具体要求来进行模具结构设计。塑料是不可或缺的重要材料，近年来中国塑料制品产量不断攀升，主要包括日用品和工业配件，注射成型制品占塑料制品总量的20l30<,而注射模是成型塑料制品的重要工具之一，熟练的掌握注射模的设计有着深远而重大的意义。本设计介绍了注射成型的根本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了根本的设计原那么；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明：最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件pro/engneer的program模块，对导柱和导套进行了参数化设计。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理:通过对PRoGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库,从而有效的提高工作效率。1.2.4.5.6.7.8.设计任务塑件制品如图0"所示，批量生产，试进行塑件的成型工艺和模具设计，并选择模具主要的加工方法和工艺。名称：壳体材料：PP技术要求：MT5级，色泽鲜艳，外表光洁，无飞边无、无疤痕批量：20万件/年拔模角：1.5。本模具的设计过程:分析塑件的工艺性设计模塑成型工艺熟悉成型设备的技术标准确定模具结构模具设计的有关计算模具总体尺寸确实定与结构草图的绘制模具结构总装图和零件工作图的绘制校对，审图最后用计算机出图第一章绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种根本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低,生产本钱低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的根底工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的上下是衡量一个国家产品制造水平上下的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和开展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府公布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。1.2 我国模具技术的现状及开展趋势20世纪80年代开始，兴旺工业国家的模具工业已从机床工业中别离出来，并开展成为独立的工业部门，其产值己超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业开展也十分迅速。近年来，每年都以15%的增长速度快速开展。许多模具企业十分重视技术开展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业开展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速开展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要开展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速开展，成为模具制造强国。第二章成型工艺规程的编制2.1、 塑件工艺性分析1、塑料的分析聚丙烯无色、无味、无素毒。外观似聚乙烯更透明。密度仅为0.90至0.91g/c?时。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性比聚乙烯好,其抗拉强度甚至高于聚苯烯和ABS。定向拉伸后聚丙烯可制作较锌，有特别高的抗弯曲、疲劳强度。聚丙烯熔点为164C至170C,耐热性好，能在I(XrC以上的温度下进行消毒灭菌，其最高使用温度到达50C,最低使用温度为-15C,低于-35C时会脆裂。因不吸水、聚丙烯的绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易降解、老化,所以必须参加防腐剂。聚丙烯的成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为8(C左右，不能低于50C,否那么会造成成型塑件外表光泽差或产生熔接痕等缺陷，。但温度过高会产生翘曲现象。2.、塑件的结构和尺寸精度分析外表质量分析(1) .结构分析。从零件图上分析，该零件总体形状圆桶形，底部是一个球面，圆桶内外径分别为34、42,桶底球面半径为R40和R36,球面内外与圆柱边内外对称，壁厚均匀，结构相对简单，模具设计不是很复杂。(2) 尺寸精度分析。设计要求塑件精度等级为MT5级，尺寸精度中下等，对应模具相关零件的尺寸加工可以保证。(3) .外表质量分析。该塑件要求色泽鲜艳、外表无光洁无疤痕、无飞边，无其它特殊要求，帮比拟容易实现。由以上分析可知，该塑件在工艺参数控制得好的情况下塑件的成型要求可以得到保证。故塑件采用注射成型。2.2、 计算塑件的体积和质量经计算塑件的体积为2185.68×103cm3,查资料得PP的密度=0.98g/cn,故塑件的质量为：In=GZ=I9.7(g)。对于一模一腔时，压力机注射量为21851.68/0.8=27314.6mm3=27.3Cm3,采用一模两腔时压力机的注射量为大约为54.6cm)考虑其外形尺寸,注射时所需的压力及废料,初选用注射机型号为XS-Z-1250国产注射机XS-Z-125技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)260×290理论注射容积125移模行程(mm)300螺杆(柱塞)直径(mm)42最大模具厚度(m)300注射压(MPa)120最小模具厚度(mm)150注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压-机械塑化能力(gs)模具定位孔直径(mm)150螺杆转速(rmin)3060喷嘴球半径(mm)12锁模力(KN)800喷嘴口直径22.3、 塑件的注射工艺参数确实定查阅相关资料聚丙烯的成型工艺参数可作出如一选择:成型温度为180C至200C,注射压力为70MPa至120MPa上述参数在试模时需要做必要的调整。第三章模具结构和设计3.1、 分型面的选择根据分型面的选择原那么：1、便于塑件脱模；2、在开模时尽量使塑件留在动模;3、保证塑件的质量(外观不遭到损坏)；4、应有利于防止溢料；5、防止模具结构复杂；6、有利于排气和模具的加工方便。图3-1该塑件结构简单，外表无特殊要求，模具加工难度不是很高，又便于在成型后的脱模，所以选用如图3-1所示的圆桶端面为分型面。3.2、 确定型腔的排列方式塑件采用一模两腔，即模具需要两处型腔，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程序等因素，定采用以下的排列方式。如图3-2所示图3-23.3、 浇注系统的设计(1)主流道的设计。查阅相关资料得出XS-ZY-125型注射喷嘴的相关尺寸，喷嘴前端孔直径为4=12mm,喷嘴前端球面半径为R=12mm。根据模具主流道与喷嘴R=R|+(12)mm,及d=d+(O.5T)Inm,取主流道球面半径R=13mm,大端直径d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形其斜度为1。3。,想换算设主流道大端直径D=8.5mm,为了便于熔料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡喷嘴与主流道的关系如图3-3所示。图3-3(2)分流道的设计分流道形状有尺寸。应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道长度等因素来确定，本塑件的形状不算复杂，熔料填充型腔比拟容易，根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工，选用截面形状为半圆开分流道。取R=4mm图3-4图3-5浇口的设计浇口的设计原那么：1)防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。防止方法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。2)对称的浇口可以防止翘曲。3)浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩。4)防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。5)浇口位置要有利于排气以防止包风。6)流动比不够时，考虑多个浇口。7)浇口的位置应尽可能防止熔接痕的产。根据塑件的成型要求用型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想，选择在分型面处型面处进料,模具的结构彩整体式的型芯和型腔。采用的侧浇口，初选尺寸为ImmX0008mmXO.6mm(bXtXh),试模时修正。如图3-5所示。3.4 冷料穴的设计本模具的流道布置形式采用平衡式。冷料穴是为了储存因熔体与低温模具接触而在料流前锋产生的冷料而设置的，这些冷料如果进入型腔将减慢熔体填充速度，最终影响制品的成型质量。本制件采用如图3-6带钩形拉料杆的冷料穴I-定模2-冷料穴3-动模4-拉料图3-63.5 排气系统的设计排气系统是熔胶填充时将型腔内空气排出模具以及开模时让空气及时进入型腔，防止产生真空结构。设计时考虑以下形式：(1)利用模具分型面和配合间隙自然排气。(2)利用烧结金属块排气。(3)排气槽排气。(4)顶针排。本制品采用模具分型面和配合间隙自然排气。3.6 脱模机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原那么：(D塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。(2)由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。(3)结构合理可靠，便于制造和维护。因为该塑件的壁厚为4mm,外表质量要求不是很高，为了简化模具结构可采用推杆推出机构。3.7 成型零件的结构设计(1)凹模的结构设计凹模是成型塑件外外表的的凹状零件。它通常分为整体式和组合式两大类。整体式凹模是由整块钢材直接加工而成的，结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的质量好。适用于形状简单的小型腔塑件成型。组合式凹模是由两个以上的零件组合而成，这种凹模改善了加工性，减少热处理变形，节约了制作模具的贵重材料，但结构复杂，装配比拟麻烦，塑件外表可能遗留一镶拼痕迹组合的型腔牢固性差。综上所述，结合本塑件的形状尺寸及外表质量要求和模具的材料(选用45钢)，工厂设备等因素，选择整体式凹模。(2)型芯模结构的设计型芯是指塑料成型中成型塑件较大内外表的凸形零件。型芯有整体式和组合式两大类，型芯是350=19mm圆柱体，端面是R7.1'。"的球面，假设采用整体式加工麻烦,且浪费材料，所以采用组合式型芯。第四章模具设计的有关尺寸计算设计中成型零件的工作尺寸均采用平均法计算查阅相关资料可得聚丙烯的收缩率为耳小=IQ%，Kiax=2+5%，故平均收缩率为Cp=(1.0%+2.5%)/2=17.5%O模具制造公差取=A/34.1 型腔型芯有关尺寸的计算因塑件精度等级按MT5级,34产,42°om,310076,33/R砒76,360,DlC0-0.02'。1、型腔的尺寸计算：根据型腔径向尺寸计算公式：上m=(4+45(式1)中42例对应径向型腔尺寸:1.m=(42+42×l.75%-34×0.64)产=43.2尸R15°o2。对应的型腔径向尺寸：1.m=(1.5+1.5×1.75%-34X0.2)心彳=1.38；(UWR40°76对应的型腔径向尺寸：1.m=(40+40×1.75%-43X0.76)产力二如二丁，根据型腔深度尺寸计算公式：%=(%+H%-A)?1式2)3376对应型腔深度尺寸：Hm=(33+33×l.75%-23×0.76)产=33.产2、型芯的尺寸计算根据型芯径向尺寸计算公式：Lm=H+h5Scp+(式3)34/6对应的径向型芯尺寸：1.m=(34+34×1.75%+34×0.56)o,56s=35Oh9Rl对应的型芯尺寸：1.m=(I+1X1.75%+34X0.2)”山仁R36/76对应的型芯径向尺寸:1.m=(36+36X1.75%+23×O.76).7fi/1=37.I0025(式4)型芯深度尺寸计算公式如下：",”=(H+HiScp+-)0,31二76对应的型芯深度尺寸：/(31+31×L75%+23×0.76)%.76/3=32%,54.2 型腔侧壁板厚和底板厚度计算由于该模具属于小型模具在计算型腔壁厚和板厚时采用强度计算1、型腔侧壁厚度计算式5）F替=8.8mmb:许用应力P：型腔内熔融塑料的压力（MP）（=160MP,底板选用45钢，P=40MP）2,型腔侧壁厚度计算/强=18.8mm可取凹模板的外形尺寸为180mm×200mmX63mm第五章模具的加热和冷却系统计算本塑件在注射成型时不要求有太高的模具温度,因而模具上可不设加热系统。通过计算可知模具每分钟所需的冷却水的方式体积流量较小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。第六章模具的闭合高度确实定根据支承与零件的设计中提供的经验数据，有动模座板H1=25mm,定模座板H2=25mm,定模板H；,=63mm,支承板H$=32mm,动模固定板H5=20mm,根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块：H,=63三,而因模具的闭合高度为：H=H1+H2+H5+H4+H5+H6（式7）H=25mm+25mm+63mm+32mm+20mm+63mm=228mm第七章注射机的有关参数的校核7.1 、最大注射的校核注射机的最大注射量指注射机一次注射塑料的最大容积。选择注射机时，必须保证塑件连同凝料、飞边在内的质量或体积吧大于注射机的最大注射量，否那么，就会使塑件成型吧完整或内部组织疏松，塑件强度降低。校核公式7.2 注射压力的校核注射压力校核的目的是校验注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要，注射机的的最大压力应大于或等于塑件成型时所需的注射压力，即PmaXNP（式9）因注射机的最大注射压力Zax=120MPa塑件的成型压力P=60MPa,满足要求。7.3 锁模力的校核当高压熔体充满模具型腔时，会在型腔内产生很大的力，迫使模具沿分型面胀开，这个力的大小等于塑件及浇注系统在分型面投影面积的之和乘以模具型腔内熔体压力，它要小于注射机的额定锁模力心，才能保证注射时不发生溢料现象，即FS=P（nA+A）YFp（式10）因本塑件模具型腔数目"=2,单个塑件在分型面上的投影面积A=1384"""2,浇注系统在分型面上投影面积A=60"""2,型腔内熔体压力P=3OMPa,代入公式得K=Il5MR?,注射机的公称锁模力%=900MP",所以满足要求7.4 模具外形尺寸的校核模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆距离，否那么无法安装。同时，模具的座板尺寸不能超过注射机的模板尺寸。查模具设计手册得XS-ZY-125的拉杆空间为260""X290"""，动、定模固定板尺寸为428/，""x458n""""，本模具的外形尺寸为18S""?x200"""，动、定模座板的尺寸为23Snz"x300"""，通过比拟可知满足要求。7.5 模具厚度的校核模具总厚度要位于注射机可安装的最大厚度和最小厚度之间。查模具设计手册得XS-ZY-125的安装厚度在20（加""300w"之间，而本模具的厚度为22&"团，满足要求。型注射机所允许的模具最小厚度为Wnn=150mm。最大厚度为Hmin=300mm,即满足"mhlVHV开模行程指模具开合过程中，注射机移动模板的距离。本模具是单分型面注射模，由校核公式：S%+外+（510>7""（式11）因塑件脱模所需的推出距离万=3"也，包括浇注系统在内的制件高度外=50Im,代入得九+2+IOmm-84mm,注射机的最大开模行程S=300mm,所以满足要求。7.6 推出机构的校核查模具设计手册可知XS-ZY-125是两侧双顶杆机械推出装置，模架的尺寸较大，为了减少本钱，可把XS-ZYT25注射机换成相关参数相同，中心顶杆机械推出装置的JG-SZ800注射机。第八章绘制模具总装图和零件工作图塑料注射成型工艺卡黄冈职业技术学院壳体塑料瓶托注射成型工艺卡资料编码车间共页第页零件名称壳体材料牌号PP设备型号JG-SZ800装配图号材料定额每模件数2件零件图号单件质量17.9g工装号零件草图材料枯燥设备注塑机温度七时间h筒料温度七后段160-170°C中段200220uC前段180200°CECO喷嘴170190°C吊V模具温度4080C时间S注射055S保压2060s冷却15-50s压力MPa注射压力70120MPa背压506OMPa总结历经两个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查！塑料摸技术开展很快，在国内模具工业产值中塑料模具所占比例不断的扩大。在精度方面，塑件的尺寸精度可达IT6-7级以上，型面的粗造度到达RaO.05-0.025um,塑料使用达100万以上。在塑料模具的设计制造中CAD/CAM技术得到较快的普及，CAE软件己在局部厂家应用，气辅注射技术和高效多色注射技术也开始成功应用。这次毕业设计给我提供了一个学习塑料模具设计及制造相关知识的时机，进一步拓宽了我的知识面，同时也给了我一个温习以前所学知识的时机，使我进一步稳固了机械设计的根底知识。通过这次设计，我学到了许多绘图技巧，特别是对模具CAD/CAM的应用，以及较全面的掌握了Word的编辑功能知识的运用，同时也对机械行业的前景有个新的了解。由于以前的知识学得不是很牢固，在设计中遇到了很多问题无法解决，但是在刘良瑞老师和鄢敏老师的悉心指导及同学的帮助下，我根本上完成了本次毕业设计的设计任务,在此向他们致以诚挚的谢意!最后，由于水平有限，设计中难免存在缺乏，诚恳期盼各位老师予以指正。谢辞在本设计的开题论证、课题研究、论文撰写和论文审校整个过程中，得到了刘良瑞老师和鄢敏老师的亲切关心和精心指导，使得本设计得以顺利完成。指导老师敏锐的学术思想、严谨踏实的治学态度、渊博的学识、精益求精的工作作风、诲人不倦的育人精神，将永远铭记在学生心中，使学生终生受益。他对本设计的构思、框架和理论运用给予了许多深入的指导，使得设计得以顺利完成。在此谨向尊敬的指导老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。感谢学校给我们提供设计场地，和系领导的关心和指导，在设计过程中，结合工作体会和经历，提出了正反两方面建设性的观点，为我完成设计给予了极大的帮助。还要感谢一起做这个课题的同学们。在毕业设计期间相互帮助，相互合作才使整个设计得以顺利完成，感谢机电工程系的领导和老师对我的关心和帮助。再次感谢所有支持和帮助过我的领导、老师、同学们。参考文献1 .大连理工大学工程画教研室编.机械制图高等教育出版社1993.52 .冯炳尧等编模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社1998.73 .李德群等编著塑料成型模具设计华中理工大学出版社1990.74 .彭建声、秦晓钢编著模具技术问答机械工业出版社1996.105 .李海梅主编注塑成型及模具设计实用技术化学工业出版社2002.66 .杨安主编注塑成型工艺与模具设计北京理工大学出版社2007.8