手表托架注塑模具设计.docx

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手表托架注塑模具设计

摘要

本文的主要任务是注塑模具结构设计，内容包括塑料模具的工作原理及应用，塑件分析，模具的各零件设计以及总体设计。

大致的设计思路如下：

通过所给塑件的具体分析，确定注塑机；根据所选的注塑机来确定型腔数量和布局；注塑模具的关键是分型面的设计，这关系到产品质量和模具的设计；浇注系统设计包括主流道设计、分流道设计、浇口设计和冷料穴设计；排溢系统设计保证填充效果；成型零件设计计算，保证产品质量和模具的加工制造；导向机构、定出机构、复位机构必须合理；冷却系统设计控制模具温度，影响塑件成型质量。

关键词：

AutoCAD,PROE,塑料，注射模，注射机。

Injectionmolddesignofwatchesbracket

Themaintaskofthispaperisthestructuraldesignofinjectionmolds,includingplasticmoldoftheworkingprincipleandapplicationofanalysisofplasticparts,molddesignandtheoveralldesignoftheparts.

Roughdesignideasareasfollows:

throughtheplasticpartstothespecificanalysisofinjectionmoldingmachine;accordingtotheselectedcavityinjectionmoldingmachinetodeterminethenumberandlayout;injectionmoldisthekeytothedesignsurface,itrelatestoproductqualityandmolddesign;gatingsystemdesignincludingthedesignofthemainstream,separatedesign,gatedesignandthedesignofcold-feedpoints;rowoverflowfillingsystemdesigntoensureresults;moldingpartdesignterms,toensureproductqualityandmoldmanufacturing;orientedinstitutions,forinstitutions,resetmustbereasonable;coolingsystemdesignedtocontrolmoldtemperature,affectingthequalityofmoldingplasticparts.

KeyWords:

AutoCAD,PROE,Plastic,Plasticinjectionmold,Plasticinjection.

前言

模具是工业生产的主要工艺设备，是国民经济的基础工业，在生产和生活中发挥着越来越重要的作用。

当前，模具工业表现出强劲的发展趋势：

模具日趋大型化，模具的精度将越来越高，多功能复合模具将进一步发展，热流道技术推广应用，塑料成型工艺改进和发展，模具标准件应用广泛，快速经济模具前景广阔。

随着工业飞速发展，带来了塑料工业的迅猛发展，石油工业的发展又为塑料工业插上了腾飞的翅膀。

塑料制品已进入到人们生活的各个领域，几乎所有的电器都有塑料制品，比如电器罩、电器壳等；还有各式各样的饮料瓶等，可以说人们的生活越来越离不开塑料制品了，带给了我们很大的好处。

塑料以其密度小，机械性能好等优点，发展规模将逐步壮大。

而模具是塑料工业的基石，必将具有广阔的发展前景。

本次毕业设计，就瞄准这一发展前景，在杨红飞老师的精心指导下，通过对手表托架注射模的设计，深入学习了Pro/E、CAD等制图软件，掌握了注射模具设计的一般方法，注射剂的工作原理及模具制造的专用设备，为今后的工作打下了坚实的基础

本次设计历时一个月，期间的工作如下:

首先，在指导老师的带领下去工厂参观学习，了解产品的注塑过程和模具的制造方法，对注射模有了较为整体的思想；进而，弄清自己的具体任务，设计所要达到的要求，确定了提纲以及工作流程，通过各种相关书籍的学习、工具书的查阅以及数据的计算，初步拟好了论文，确定了各个零件的结构和参数；再而，运用制图软件，画出零件图，组装图，整理资料并正式编写设计说明书；最后，交由指导老师审阅，并作相关修改，确定最终图纸及论文。

由于水平有限，加上经验不足，疏漏和错误在所难免，在此恳请各位老师原谅，并给予指正，谢谢！

1设计内容

根据所给的手表托架零件图，设计一副合理的注塑模。

如下图所示：

2设计目的

1掌握注射模设计的一般方法；

2了解注射机的工作原理；

3了解模具的加工方法；

4进一步掌握设计的一般方法，熟练设计的一般过程。

3.塑件成型的基本过程

注射成型是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体——成为“熔体”，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高的压力（约为25～80Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。

注射成型的全过程可以分为：

（1）塑化过程现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化装置。

塑料原料（成为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。

通过料筒的电加热和料筒内螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。

注射动作是由螺杆的推进完成的。

（2）充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的型腔，把型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实型腔的各部位。

充模过程是注射成形中最主要的过程。

由于塑料熔体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在充模过程中的压力损耗、粘度变化，多股汇流等现象，左右着塑件的质量。

因此充模过程的关键问题——浇注系统的设计就成为注射模设计过程的重点。

现代的设计方法已经御用了CAD/CAE等计算机技术以解决浇注系统设计中疑难问题。

（3）冷却凝固过程热塑件塑料的注射成形过程是热交换的过程。

即：

塑化————注射充模————固化成型

加热————理论上绝热————散热

热交换效果的好坏决定塑件的质量，包括外表质量和内在质量。

因此，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代的设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。

（4）脱模过程塑件在型腔内固化后，必须采用机械的方式把它从型腔内取出，这个动作有脱模机构来完成。

不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的必须采用最有效和最好的脱模方式。

因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。

由

（1）到（4）形成了一个循环。

每一次循环，就完成了一次成形，成形一个乃至数十个塑件。

4塑件制品分析

本塑料制件是手表托架，形状如图所示：

图4-1

它是由两个半圆和一个矩形组成，中间挖空，矩形的一边切开，半圆的一边加两个矩形凸块，形状并不复杂。

塑料制件的设计主要根据使用要求进行，由于塑料有特殊的物理性能，在设计塑件时必须考虑以下几个方面的因素：

1.塑料的物理性能，如强度、刚性、韧性、吸水性以及对力的敏感性；

2.塑料的成型工艺性，如流动性；

3.塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）；

4.塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；

5.模具的总体结构，特别是抽心与脱出塑件的复杂程度；

6.模具零件的形状及其制造工艺。

综合考虑以上的因素，本塑件采用ABS（一种丙烯晴—丁二烯—苯乙烯聚合物，英文全称为：

Acrylonitrile-butadiene-styrene）作为原料。

ABS由丙烯晴，丁二烯，苯乙烯共聚而成这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。

丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工型和染色性能。

ABS的特点：

无毒，无味，呈微黄色，冲击韧性较好，机械强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电性能良好；易于成型和机械加工，其成型塑件有较好的光泽。

成型收缩率为：

0.3%～0.7%，

吸湿性为：

0.05%～0.06%

密度为：

1.03～1.07g/

其成型特性有：

1.无定形料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯，聚氯乙烯好，溢边值为0.04mm左右。

2.吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。

3.成型时宜取高料温，高模温，但料温对物件影响较大、料温过高易分解（分解温度为250℃左右）。

对精度较高的塑件，模温宜取50～60℃，对光泽，耐热塑件，模温宜取60～80℃。

注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180～230度，注射压力为100～140Mpa，螺杆式注射机则取160～220度，注射压力为70～100Mpa。

5型腔数量及排列方式

型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因素影响。

排列方式主要影响注射压力的平衡，以及浇注系统的设计。

模具根据型腔数量可分为单型腔模具和多型腔模具两种。

单型腔模具的特点是：

结构简单、制造成本低、周期短、塑件的精度高、工艺参数易于控制，但是塑料成形的生产率低、塑件的成本高，适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量生产及试生产；多型腔模具特点是：

塑料成形的生产率高、塑件的成本低、塑件的互换性差、工艺参数难以控制、模具结构复杂、模具的制造精度和成本高、周期长，适用于小塑件大批量生产。

通过分析塑件的形状和结构形式，以及所采用的注射原料和浇注系统设计等综合因素，本设计决定为一模两腔，矩形布置，以其中一轴180°对称。

型腔数量的校核：

可以通过两种方式进行校核，一是按注射机的最大注射量确定型腔数量，一是按注射机的额定锁模力确定型腔数量。

这里我们采用最大注射量确定型腔数量，计算公式如下：

式中K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；

mN——注射机允许的最大注射量；

m1——单个塑件的质量或体积；

m2——浇注系统所需塑料质量或体积。

经估算m1=18.9，m2=3

所以n

2.4选两腔合格

6注射机的选用与校核

6.1注塑机的选择

根据《塑料模设计手册（第3版）》附录表8注射机技术规范及特性选择XS-ZY-125（螺杆）注射机，它的主要参数如下：

注射机型号

XS-ZY-125（螺杆）

直径

42mm

最大理论注射容量

125

注射压力

120Mpa

锁模力

900Kn

最大注射面积

320

最大模具厚度

300mm

最小模具厚度

200mm

模板行程

300mm

喷嘴圆弧半径

12mm

喷嘴孔直径

4mm

定位孔直径

100mm

表6-1

6.2注射机的校核

6.2.1注射量的校核

根据《塑料模设计手册》可知：

塑件的体积应小于注射机的注射容量，通常按如下公式进行校核

V件≤0.8v注=0.8×125

=100

式中：

V件————塑件与浇注系统的体积总和;

v注————注射机容