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塑料把手模具设计毕业论文设计word格式
塑料把手模具设计
摘要
近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。
国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。
本课题就是将塑料盖作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。
本设计对塑料盖进行的注塑模设计，对塑件结构进行了工艺分析。
明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。
如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。
最后用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。
本课题通过对塑料盖的注射模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图
关键词：
塑料模具，注射成型，模具设计
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本论文附有CAD图纸和完整版说明书，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（QQ邮箱），或加我XX用户名QQ，我把图纸发给你。
最后，希望此文能够帮到你！
Medicalplasticinjectionmolddesigncap
ABSTRACT
Inrecentyears,China'shouseholdelectricalapplianceindustryinthedevelopmentofhigh-speedtoolingindustry,especiallytheplasticmoldtothegrowingdemands,in2004,plasticmoldinthemoldindustryintheproportionhadincreasedtoabout30percent,accordingtorelevantexpertspredict,Inthenextfewyears,Chinaplasticmoldindustrywillcontinuetomaintainanaverageannualgrowthratereachedover10percentofhighspeeddevelopment.Thedomesticmarkettomoldplasticinjectionmoldthedemandisgreatest,ofwhichfocusonthedevelopmentofengineeringplasticsmold.
Plasticinjectionmoldingisanimportantmethodofmolding,whichapplymainlytothethermoplasticplasticmolding,canbeacomplexshapeoftheprecisionmoldingplasticparts.Thisissueistheplasticcoverasadesignmodel,theinjectionmold-relatedknowledgeasthebasisonthedesignofplasticinjectionmoldingprocess.
Thedesignofplasticinjectionmoldcoveredthedesign,structureoftheplasticpartsoftheprocess.Definedthedesign,determinetheinjectionmoldingprocessandthespecificpartofadetailedcalculationandverification.Sothestructurecanbedesignedtoensurethattheuseofreliablemoldworktoensurethattheco-ordinationwithothercomponents.Finally,AutoCADdrawingamoldassemblyandpartsplans.
Thetopicscoveredbyplasticinjectionmolddesign,consolidatedanddeepenedbyknowledge,hasbeenrelativelysatisfiedwiththeresults,achievedtheexpecteddesignintent
KEYWORDS:
Plasticmold,Inljectionmolding;Diedesign
目 录
前 言
模具是工业生产的基础工艺装备。
振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。
在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。
用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。
模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
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，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。
鉴于振兴我国模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。
1997年以来，国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。
经国务院批准，从1997年到2002年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。
1999年7月国家计委和科学技术部发布的《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南（目录）》，把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等，都列进去了。
1999年8月20日党中央和国务院发布的《关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》指出：
要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面，在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域，加强技术创新，形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。
要加强传统产业的技术升级。
注重电子信息等技术与传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。
所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。
从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用:
第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。
例如：
属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品（包括通讯产品）的发展，没有精密模具也不行。
不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。
例如：
形状误差小于0.1～0.3µ的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。
因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。
有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。
第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。
用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。
CAD／CAE／CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。
模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。
逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。
第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。
在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。
1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。
将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。
模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。
因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。
第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。
机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。
这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。
我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。
生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。
从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。
我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。
改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。
近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。
许多模具企业十分重视技术发展。
加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。
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。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。
今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。
中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。
在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。
经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。
尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。
与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。
今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离：
（1）注重开发大型、精密、复杂模具；随着我国轿车、家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。
（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。
因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。
（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。
（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。
第1章材料
1.1设计要求
该塑件的材料：
ABS;精度：
一般;生产批量：
大批量；
1.1.1材料
1）基本特性ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-共聚物）该塑料属于热塑性塑料，其成形性能较好，流动性好，成形收缩率较小（通常为0.3-0.8）比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固比较快，成形周期比较短，但吸水性比较大，成形前必须进行干燥，可以在柱塞式或者螺杆式注射机上成形，ABS的容重r=1.03-1.07g/cm².
2）主要用途聚丙烯可以用作各种机械零件，如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作水、蒸汽、各种酸碱的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。
3）成型特点聚丙烯成型收缩范围大，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；聚丙烯成型的适宜温度为80C左右，不可低于50C，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷，且温度过高会产生翘曲等现象。
1.1.2塑件形状分析
塑料件的形状如下图1-1
`
图1-1塑料把手
由塑料件可以看出塑件尺寸不大，外部结构形状简单并且形状规则，其特征符合塑料件的设计要求。
1.1.3塑件的尺寸精度及表面质量
（1）尺寸精度的选择：
塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和生产成本。
对塑件的精度要求要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件为一般用品，所以精度要求为一般即可，凹槽为工作部位尺寸精度应稍微高一些。
根据《塑料成型工艺及模具设计》中的表3.10精度等级的选用中选择ABS的一般精度精度等级为MT3。
再有表3.9塑件公差数值表中可以查得公称尺寸在0－3范围内公差数值为0.12称尺寸在10-14范围内公差数值为0.18，公称尺寸在18－24范围内公差数值为0.24，公称尺寸在30－40范围内公差数值为0.32，公称尺寸在40－50范围内公差数值为0.40。
（2）尺寸精度的组成及影响因素：
制品尺寸误差构成为：
δ=δs+δz+δc+δa（2-1）
式中δ——制件总的成型误差;
δs——塑料收缩率波动所引起的误差；
δc——模具磨损后所引起的误差；
δa——模具安装，配合间隙引起的误差；
第2章初选注射机
2.1计算塑件体积
有塑件的结构分析得到塑件的体积可以分三部分的的正投影面积和体积分别为
塑件的正投影面积分别为：
S1=3.14*2²=12.56cm²
S2=3.14*0.6²=1.13cm²
S3=3.14*0.2²=0.13cm²
塑件的体积分别为：
V1=S1*0.3=3.77cm³
V3=S2*1=1.13cm³
V3=S3*0.7=0.09cm³
塑件的总体积为：
V=V1+V2-V3=3.77cm³+1.13cm³-0.13cm³=4.81cm³
2.1.1选择压力机
由《塑料成型工艺与模具设计》表3.1常用塑料的注射工艺参数中可以看到材料为ABS的塑料的各项工参数如下：
注射机类型：
螺杆式；
螺杆转速/（r.min-1）：
30～60；
喷嘴形式：
直通式;
喷嘴温度/°C：
180～190;
料筒温度/°C：
前段200～210，中段210～230，后段180～200；
模具温度/°C：
50～70；
注射压力/MPa：
70～90；
保压压力/MPa：
50～70；
注射时间/s：
3～5；
保压时间/s：
15～30；
冷却时间/s：
15～30；
成型周期/s：
40～70；
由以上条件初步选XS－Z-60的注射压力机，由表4.2常用国产注射机的规格和性能可知该压力机的各项参数如下：
额定注射量/cm3：
60
螺杆（柱塞）直径/mm：
38
注射压力/MPa：
122
注射行程/mm：
170
注射方式：
柱塞式
锁模力/KN：
500
最大成型面积/cm2：
30
最大开合模行程/mm：
180
模具最大厚度/mm：
200
模具最小厚度/mm：
70
喷嘴圆弧半径/mm：
12
喷嘴孔直径/mm：
4
顶出形式：
中心定出
动定模固定板尺寸/mm：
330×440
拉杆空间/mm：
190×300
合模方式：
液压-机械
液压泵：
流量/（L/min）170、12压力/MPa：
6.5
电动机功率/KN：
5.5
机器外形尺寸/mm：
2340×850×1460
2.1.2确定型腔数目
当未限定设备时，必须考虑以下因素：
注射机额定注射量GB,每次注射量不超过最大注射量的80%，即：
n=0.8GB-Gj/Gs（2-1）
式中:
n-型腔数；
Gj-浇注系统（g）
Gs-塑件质量（g）
GB-注射机额定注射量（g）
估算浇注系统的体积Vj，根据浇注系统初步设计方案进行估算得到Vj=4.44cm³
则浇注系统塑料重量Gj=vj*r=4.75g.
设n=2，则到：
GB=nGs+Gj/0.8=2*5.15+4.75/0.8g=19g.（2-2）
又根据模具以及分型的方式选择XS-Z-60型注射机，根据塑件精度，由于该塑件精度一般，故采用多型腔即n=2。
由以上可知所选注射机比较合适，因为工件的生产批量大且精度要求一般，据此及经济条件考虑设计时采用一模两腔的模具结构，这样制件精度也会得到保证。
第3章模具设计
3.1型腔的分布
该套模具采用的时一模两腔的型腔平衡平衡分布的模具结构，采用平衡结构有以下特点：
从主流道到各个型腔浇口的分流道的长度、截面形状与尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的。
3.1.1分型面的确定
根据分型面的设计原则：
（1）：
分型面应选在塑件外形最大轮廓处；
（2）：
分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；
（3）：
分型面的选择应保证塑件的精度要求；
（4）：
分形的选择应满足塑件的外观质量要求；
（5）：
分型面的选择要便于模具的加工制造；
（6）：
分型面的选择应有利于排气；
除了这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小，以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象，由于此塑件的形状比较简单，由以上原则设计时选择了塑件外形最大轮廓处
3.1.2浇口的确定
ABS料流动性很好，模具设计时应注意选择浇口位置、形式。
浇口的位置与塑件的质量有直接影响。
在确定浇口时应考虑以下几点：
（1）：
熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。
要做到这一点必须使
1）流程（包括分支流程）为最短；
2）每一股分流都能大致同时到达起远端；
3）应从壁厚较厚的部位进料；
4）考虑各股分流的转向越小越好；
（2）有效地排除型腔内的气体。
（3）型腔内如有成型孔的型芯时，浇口应避免冲击小型芯，并且应考虑到熔体的压力损失。
（4）型腔如有金属嵌件时，浇口应远离嵌件，以避免冲击嵌件。
由以上原则以及模具结构方面考虑确定使用点浇口，点浇口有称针点浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口，这种浇口由于前后两端存在较大的压力差，可以较大程度的增大塑料熔体的减切速率并且产生比较大的减切热，从而导致熔体的表现黏度下降，流定性增加，有利于型腔的添充，从而对薄壁塑料件的表现粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利。
但点浇口也有缺点，那就是去除浇口时容易损伤塑料件，浇口也容易磨损，仅适用于批量不大的塑料件成型和流动性好的塑料件。
3.2浇注系统的确定
注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它有主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。
它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。
3.2.1主流道
主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状和尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度将和压力损失最小。
主流道如图所示：
图3-1主流道
主要参数：
锥角α=2°；
内表面粗糙度Ra=0.63μm;
小端直径D=d+（0.5～1）mm,d=4mm,所以D=5mm；
半径R=r+（1～2）mm,r=12mm,所以R=13mm；
材料为T8A；
由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。
3.2.2浇口套的设计
浇口套的结构形式有：
一种是浇口套与定位圈做成整体的，用螺钉直接固定在定模座板上，一般用于小型注射模。
图3-2浇口套
另一种是浇口套和定位圈设计成两个零件的形式，以台阶的形式固定在定模座板上，在该套模具设计中采用的是第一种方法。
浇口套的形式和尺寸如上图：
3.2.3分流道的设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽量短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。
分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。
要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小以减少传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的凝料脱模较困难，所以一般制成梯形流道。
该模具采用的是U形流道，而且各处的截面面积相等，这种流道有利于脱模。
3.2.4冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，起作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径，冷料穴和分流道的尺寸如下图所示：
图3-3拉料杆
3.3型腔型芯和型芯的确定
3.3.1型腔的结构和固定
型腔是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式的和组合式的，整体式的是在整块金属模版上加工而成，其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹，但缺点是整体式型腔加工困难，热处理不方便，常用于形状简单的中小型模具上。
组合式型腔结构是由两个以上的零部件组合而成。
根据以上分析由于塑件的形状比较简单，型腔加工起来比较容易，所以本套模具采用的是整体式的型腔，加工时要保证型腔的精度要求，并选择合理的热处理方式。
3.3.2型芯的结构和固定
型芯是成型塑件内表面的主要零件，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯、和螺纹型环等。
对于该塑件而言，需要一个主型芯和四个小型芯，还需要另外一个型芯，于其它的形式就不作介绍了。
1.主型芯的结构设计主型芯的结构可以分为整体式的和组合是的两种。
（1）整体式型芯的特点是：
结构牢固，但加工不方便，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验或小型模具上形状简单的型芯。
（2）组合式型芯的结构特点：
加工方便，这种结构是将型芯单独加工后，再镶入模板中，这种结构的型芯与整体式结构相比可以节省材料。
在本套模具中的主型芯采用组合式的，主型芯的固定是用进限位钉固定。
主型芯的结构设计小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。
小型芯单独制造后，再嵌入模板中，小型芯采用直接固定在限位钉上。
但由于本套模具中的小型芯细长，将面临着小型芯固定在哪个模板上的问题，如果小型芯固定在动模一侧，在开合模过程中模板相对移动，小型芯的强度可能不够，因此必须较核型
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