φ40x80衬筒注塑模具设计.docx

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φ40x80衬筒注塑模具设计

摘要

注射成型是塑料成型的主要方法之一，它的好处是能够一次性成型一些形状比较复杂的塑件，其生产效率较为高。

在本毕业设计课题中，以衬筒作为注塑零件，衬筒作为日常生活用品适宜采用注射方法成型，通过对塑件进行结构和工艺性分析，成功的设计出了一套一模四腔的塑料注射模具，并合理的编写出来了成型零件的一项制造工艺。

在设计中，三维软件的应用贯穿到了整个设计过程。

首先利用三维软件的零件模块进行衬筒实体模型的创建，然后利用其制造模块对模型进行分模、型芯的设计、浇注系统的设计，最后利用了其模具生成了标准的模架，并且再进行顶杆、冷却系统、支撑柱等综合布置。

在模具的设计过程中，一些比较重要的尺寸（如壁厚、顶杆直径、流道尺寸等）都经过了理论计算或者取一个较为合理的经验数值，并进行了强度校核和流道剪切速率的校核。

关键词：

衬筒；注射模；推筒；分模

Abstract

Injectionmoldingisoneofthemainmethodsofplasticmolding,itsadvantagescanbeacomplicatedshapeofplasticformingparts,highproductionefficiency.

Inthisdesign,themicropinasproductssuitabletouseinjectionmoldingindustry,throughtheanalysisofplasticpartsstructureandtechnology,designasetofonemoduleandfourcavitiesplasticinjectionmold,andwriteareasonablemanufacturingprocessofmoldingparts.Inthedesign,theapplicationof3dsoftwarerunsthroughthewholedesignprocess,

Firstmicropartsbyusingthree-dimensionalsoftwaremodulespinthecreationoftheentitymodel,andthenuseitsmanufacturingmoduleofdie,thedesignofthecore,thedesignofgatingsystem,andfinallyusethemouldproducestandardmouldframe,andthentopushrod,thecoolingsystemcomprehensivearrangement,columns,etc.Inthemolddesignprocess,someimportantsize（suchaswallthickness,plungerdiameter,thesizeoftheflowchannel,etc.）throughthetheoreticalcalculationortakeareasonablenumericalexperience,andhascarriedontheintensityandtheflowshearrateofthecheck.

Keywords:

Tinypin;Injectionmould;Toppole;Die

参考文献30

结论31

致谢33

第1章前言

近几十年来，中国经历了塑料工业从无到有，从小到大，由强到弱的发展过程中，取得了令人瞩目的成就。

目前，中国已经进入了造型艺术的世界大国的行列。

中国的塑料目前的产能加工机械位居世界第一，同时生产塑料制品及塑料树脂的并列世界第二。

塑料产业是一个新兴产业，包括生产塑料原料（树脂及塑料生产）和塑料制品（又称塑料成型或塑料加工工业）两个系统。

塑料行业是一个快速成长的行业，全球塑料行业只有100多年的历史。

据统计，在世界上，用在最近几十年的塑料材料每五年一近一倍的速度在增长。

近年来，塑料制品被广泛应用于工业，农业，电子，国防，建筑和日常生活的各个领域，并作为原料，其他材料开始取代钢，铝，木材或水泥。

现如今，模具行业的迅速发展，以及在当今工业生产中的地位越来越重要，并且日常生活中所用的产品绝大多数都来自模具成型，致使工业生产中需要大批的模具从业人员。

因此作为本专业的学生理应提高模具设计的知识水平和技能，把自身的能力进行加强，掌握一些必备的设计过程，为以后中国的模具业做出贡献！

近些年，我国经济高速增长，制造业飞速发展，模具行业更是稳重增长。

当今时代，各国之间相互竞争，经济实力千差万别，国力的提升离不开制造业的稳步发展，目前，模具的生产水平高低已然成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。

本次毕业设计主要是为了能够了解注塑模具在设计工程中的相关知识，所用到的相关软件，了解塑料注塑成型的设计过程，可以掌握此次在衬筒模具设计的过程中能够用到的各种设计工具，例如UG，CAD等等。

本设计的设计对象是衬筒，首先从衬筒零件的尺寸确定，模具设计，模架设计及到最后整体模具的绘制，熟悉整个注塑类模具的设计过程。

随着三维建模软件（UG）的不断更新和完善，借助于三维建模设计软件，方便我们去做一些较为难做复杂的设计项目，与此同时，也能过提升设计效率和质量。

合理的模具结构是为了提高基础注塑寿命。

注塑模具型腔和型芯的或不同的结构形式，它的强度，刚度，并便于维修损坏的部件，更换方便不会是不同的。

要设计一个科学合理的结构注塑模具，塑件设计首先要求是合理的。

满足的技术要求和结构塑料部件的前提下，要求必须满足的技术和可行性模具。

其次，注塑模具的结构设计是合理的。

要紧凑，既有良好的强度和刚度，且易于维护的结构维修的形式;指导来选择合适的形式和导向精度，例如在导向柱制成的球形或锥形的导向部分，导向部分的长度大于导向柱更高的核心，以确保动态精度模和固定模制品;应避免在应力最大的部分中的模板的位置各孔的注射成型，以使工作压力超过允许值部分的损伤;而尖角部分的突变是一个重要原因裂化和模具的故障，模具部件的表面的各角应为圆角过渡设计，以避免应力集中;对于型腔和型芯的结构复杂的部件，可以使用一个组合或镶嵌结构来消除应力集中;对于细长的核心，应采取适当措施，以保护结构。

注射模具的唯一合理的结构，注塑模具的寿命可以得到保证和改善。

注塑模具是非金属模具的一种，其主要由浇注系统、导向系统、成型系统、抽芯系统、冷却系统、顶出系统和排气系统等部分组成。

我国注塑模具的发展方向：

目前，我国制造业大方向比较低迷，但总体趋势还是在增长的，我国模具行业的总体发展趋势还是向着大型化、微型化和精密化的方向发展，这也为模具行业的积极向上提供了一个保证；其次，在模具发展过程中必须致力于发展热流道技术，努力提高塑件的生产率和质量，大力节约原材料；再者，要大力发展气辅模具，在保证产品质量的前提下，降低模具制造成本；以及发展高压直射成型技术，减小塑件在注塑过程中产生的局部应力应变从而提高塑件的质量；注重节能环保，保护环境，倡导绿色生产模式；注重快速经济模具的发展，缩短产品的生产周期；重视在材料的选择上尽量选用优质优良的材料，并充分运用先进的表面处理技术，提升塑件表面质量[7]。

计算机辅助设计的应用包括本文用到的CAD以及UG都在注塑模具设计与制造过程中起到了很大的作用，运用计算机辅助设计软件不仅提高了生产的效率，也改变了原先的仅仅只能依靠传统经验进行设计的弊端，也能减少实际制模过程中制模成本，可谓是省时省力省人工。

模具的种类繁多，每一种模具都很重要，应用都很广泛，每一样都是模具生产过程中所不能缺少的，模具是一个大家庭，正是由于每个家庭成员的共同努力下，模具才会取得这么高速的发展。

现在科技发展越来越快，计算机软件的更新换代也极大的促进了模具行业的快步前进，注塑模具越来越得到广泛的应用，塑料的物理性能和化学性能有了质的飞跃，例如延展性，强度，抗疲劳性等。

况且塑料非常便宜，它是可再生资源，经过简单的化学加工后就可以得到，和铁比在这方面有着极大的优越性。

中国注塑模具的发展任重而道远，不管技术还是人才上，目前都和国外先进水平有一定的差距，在模具的精度高低、寿命长短、成本高低、制造周期长短等方面与大部分发达国家还存在差距。

模具设计技术方面的人才不足，模具方面的科研开发以及技术攻关投入较少。

缺乏产品自主开发生产的能力，其中很大一部分都是以仿制为主，能做到的只有相对的“国产化”，而不是完全，具有国际竞争能力的知名产品几乎没有。

材料的质量和性能差，技术不够，对生产成本和周期等方面有很大影响。

工艺装配水品还远远不够，使需要修复的情况增多，造成钳工比例过高。

国内要在注塑模具上有所发展就要注重技术和人才的着重培养，加大相关政策的扶持，为模具行业的发展提供一个方便快捷的空间，加大对人才的培养力度。

当代大学生理应担起国家建设之重任，为中华之崛起而努力奋斗，为祖国的繁荣，富强，发展贡献出自己的一份力量，共同去建设我们的美好家园。

第2章塑件成型工艺分析

2.1塑件的使用要求

本次毕业设计是针对衬筒零件进行相关的模具结构设计，衬筒作为工业用品，其必须具备安全无毒，对人体五危害，且要求注塑材料化学稳定性高，不易分解，容易成型。

本设计用的零件注塑成型材料选用PE原料。

2.2塑件的材料分析

PE塑料学名是聚乙烯（polyethylene，简称PE），PE是热塑性树脂中的一种，它主要是由乙烯合成，PE在工业应用中，它包含乙烯与少量α-烯烃的共聚物。

聚乙烯呈现无臭，无毒，其手感似蜡，兼具了优良的耐低温性（最低使用温度可达-100~-70°C），化学性能非常稳定性的特点，可承受大部分酸碱的侵蚀（不耐带氧化性质的酸），常温下不溶于一般的溶剂，吸水性小，电绝缘性较好。

PE具有一下几点特性：

（1）一般特性

聚乙烯树脂是一种无毒、无味的白色粉末或颗粒状材料，其外部为乳白色，摸起来像蜡的感觉，它的吸水率比较低，一般都是0.01%以下。

聚乙烯耐水性特别好，PE制品的表面都没有无极性，粘合度一般都有点不好同时不利印刷，需后期表面处理。

（2）力学特性

与其他的塑料原料相比，聚乙烯的力学性能较一般，拉伸强度也较低，抗蠕变性不好，但PE材料的耐冲击性好，适用于制作需要缓冲的零部件。

PE力学性能主要是受密度、结晶度以及相对分子质量的影响，根据这几项指标性的增强，力学性也开始了慢慢变大。

PE塑料耐环境应力的开裂性不好，然而伴随着相对分子质量的增加，它的耐环境应力开裂性有所提高。

（3）热学特性

耐热性是聚乙烯材料的一大劣性，目前各个高校也在针对这一特性开发研制不同的改善方法，遗弃解决PE材料的这一缺点。

目前结果表明，当相对分子质量和结晶度提高时，相应的耐热温度将有所提高。

但PE塑料的耐低温性能很好，一般在零下五十摄氏度时，不会发生性质变化。

脆性的温度正常是小于－50℃；而且根据相对分子质量的变大，最低能够达到－140℃。

聚乙烯的线膨胀系数大，最大时候能到（20～24）×10－5/K。

（4）电学特性

因为聚乙烯高度没有极性，故它的介电损耗低、介电强度高，所以PE材料都能做一些调频的绝缘性材料、耐电晕性塑料。

（5）环境特性

聚乙烯是属于烷烃惰性聚合物，化学稳定性较好。

在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，但是不耐一些强氧化剂像发烟硫酸、浓硝酸以及铬酸等等一类的。

聚乙烯在小于60℃以下的时候不能溶于一般的溶剂，但由于它与脂肪烃、芳香烃、卤代