保险座塑料注塑模具设计含全套CAD图纸.docx
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保险座塑料注塑模具设计含全套CAD图纸
西安工业大学北方信息工程学院
本科毕业设计（论文）
题目：
保险座塑料注塑模具设计
系别：
机电信息系
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
学生：
学号：
指导教师：
2013年05月
摘要
模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。
本论文主要介绍了保险座的塑料注塑模具的设计。
设计中首先通过分析塑件的形状及工艺特性，选择了合适的模具设计方案；其次是对注塑机的选择，包括注射机的初选和注射机有关参数的校核，并确定了注射机；再次完成模具的结构设计，包括分型面的选择和确定、型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统的设计、成型零件结构设计、抽芯机构设计、推出机构的选择、冷却系统的设计、标准模架的选择。
最后对成型零件尺寸进行计算，确定工艺参数。
采用此模具能够保证塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、结构简单、开模容易、效率高，具有较强的实用性。
关键词：
塑料注塑模具；注塑机；结构设计
ThedesignofplasticinjectionmouldfortheSafetybox
Abstract
Moldiswidelyusedinindustrialproductionthemaintechnologicalequipment,Itisanimportantmeansofmodernindustrialproductionandprocessdevelopmentdirection,Manymodernindustrialdevelopmentandtheimprovementofthetechnicallevels,Largelydependsonthedevelopmentofdieandmouldindustrylevel.Thispapermainlyintroducedtheplasticinjectionmoldinsuranceseatofdesign.
Firstthroughanalysisinthedesignofplasticparts,processcharacteristicsandshape,choosethepropermoulddesign,Secondisthechoiceofinjection,mcludinginjectionmachineofprimariesandinjectionmachinerelatedparameterrespectively,Todeterminetheinjectionmachine；Completethediestructuredesignagain,Enclosethechoiceanddeterminationparting,Cavitynumberofdeterminingandcavityarrangement，Thedesignofgatingsystem,Moldingpartsstructuredesign,Core-pullingmechanismdesign,selectionoflaunchinstitutions,coolingsystemdesign,standardformworkchoice,Finallycalculatedformoldingpartssize,determinetheprocessparameters.
Usingthismoldcanguaranteeplasticsdimensionappearanceandsurfacerequirements,Andlowcost,simplestructureandeasytoopenmold,highefficiency,withstrongpracticability.
KeyWords:
Plasticinjectionmold;injectionmachine;Structuredesign
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主要符号表
K
安全系数
E
材料弹性模量
Smax
塑料的最大收缩率
P1
脱模阻力
Smin
塑料的最小收缩率
C
型芯成型部分断面的平均
P0
单位面积的包紧力
h
型芯被塑料包紧部分的长度
Δs
塑件公差
P0
单位面积的包紧力
D腔
型腔內形尺寸
Φ
安全系数
Qcp
塑料平均收缩率
S
顶顶出行程
ds
塑件外径基本尺寸
1
富裕量
Ds
塑件內形基本尺寸
2
顶出行程富裕量
h腔
凸模/型芯高度尺寸
α
倾斜角
Hs
塑件內形深度基本尺寸
Q
抽拔阻力
P1
动模受的总压力
P
斜导柱所受的弯曲力
F
塑件的投影面积
ε
塑件收缩率
P
型腔压力
f
摩擦系数
K
修正系数
μ
塑料泊桑比
B
动模垫板的宽度
L
支撑块的跨距
1绪论
1.1前言
模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。
现代模具工业有“不衰亡工业”之称。
模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。
如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有60%—80%的零件需用模具加工，轻工业制品的生产中应用模具更多。
螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。
并且推广工程塑料、粉末冶金、橡胶、合金压铸、玻璃成型等工艺，全部需用模具来进行。
由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。
因此，模具技术发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。
也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一[1]。
1.2模具发展现状及发展方向
1.2.1塑料模具工业的发展现状
改革开放20多年来，我国（除港台地区外，下同）的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高。
据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近17000家，约60万从业人员，年模具总产值达200亿元人民币。
但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的60％左右，还不能适应国民经济发展的需要。
目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。
据海关统计，1997年进口模具价值6.3亿美元，这还不包括随设备一起进口的模具；1997年出口模具仅为7800万美元。
1997年中国模具工业协会对下属的209家骨干企业（含产品厂的模具车间）的统计资料表明，其模具总产值13.7亿元人民币，进口模具大约为336万美元。
目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈[2]。
a.模具工业产品结构的现状:
按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分[3]。
按产值计算，目前我国冲压模占50％左右，塑料成形模约占20％，拉丝模约占10％，而世
界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40％以上[4]。
我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到3～5um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平[5]。
我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。
目前单型腔，简单型腔的模具达70％以上，仍占主导地位。
一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。
模具平均寿命约为80万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到5um以下，最高寿命已突破2000万次，型腔数量已超过100腔，达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平[6]。
b.模具工业技术结构现状:
我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。
从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。
在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。
在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步[7,8]。
计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。
我国大部分模具厂、车间的模具业务设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。
设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。
虽然近年来也引进了不少先进的模具业务设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。
缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。
中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的8%~12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。
1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。
近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。
c.模具工业配套材料，标准件结构现状:
近10多年来，特别是“八五”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具业务的专用工具、辅助材料等，并有所推广。
但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。
在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。
另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。
模具业务的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完
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