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1、完整版4塑料模具毕业设计8651628摘要本文 是关于 外壳 塑料件 设计，主要 内容包括 机械设计设计 制造工艺 制造工艺 设计设计设计 手册 计计塑件的成 形工艺分析，模具结 构形式的确定，分型 面位置的确定 , 浇注 系统的形 式和浇口的设计 , 成形零件的 机械设计 结构设计和计算 , 模架的确定 和标准件的选用 , 合模导向机构的设计 , 脱模推出机 构的设计等。在正 确分析塑 件工艺特 点和材料 的性能后，涉及模具结构、强度、寿命计算 及熔融塑 料在模具 中流动预 测等复杂 的工程运算问题；运用CAD、三维软 件 等不同 的软件分 别对模具 的设计、制 造和产品 质量进行分析。塑料

2、 件注塑模设计，采用 一般精度，利用 CAD、三维 软件 机械设计 来设 计或分析 注射模的 成型零部件， 浇注系统，导向部 件和脱模 机构等等。 综合运用 机械设计 了专业基础、专业课 机械设计 知识设计， 机械设计 其核心知 机械设计 识是塑料 成型模具、 机械设计 材料成型 机械设计 技术基础、机械设计、 塑料成型工艺、计算 机辅助设计、模具 CAD等。关键词：模架 , 标准件 , 脱模推出机构 .AbstractThis paper is about the design of plastic injection mold,cone-shapedincludeplasticpartsf

3、ormingprocessanalysis,determinationofdiestructureform,partingsurfacepositioning,gating system forms and runner design, forming parts structuredesign and calculation, the determination of the formwork andstandardpartschoose,shutthemoulddesignofsteeringmechanism, stripping out institution design, etc.

4、In the correctanalysisplastics technologycharacteristicsandPP materialperformance,involvingthemould structure,strength, lifetime calculation and molten plastic mould flowpredictionincomplex engineeringcomputationproblem;Using CAD,suchdifferentsoftwareUG respectivelytomoldofdesign,manufacturingandpro

5、ductqualityanalysis.Taperedplasticinjectionmold design, use generalaccuracy,use CAD, UGtodesignor analysis of injection mold, gating system, discusses guidecomponents and moulding mechanism, etc.Comprehensive use oftheprofessionalbasis,professionalclassdesign, anditscoreknowledge is plastic molding,

6、 material molding technology base,mechanical design, plastic injection molding process, computeraided design, mould CAD, etc.Keywords: formwork, standard parts, stripping outinstitution design摘要 1ABSTRACT 2目录 . . 3第 1 章 引言 1第 2 章 塑件分析 62.1 塑件 结构分析 .2.2.1 尺寸精度分析 .2.2.2 表面 质量分析 .2.2.3 设计设计 计算塑件 的 体积和

7、重量 .2.2.4 塑件 注射工艺 参数的确 定 . .2.2 塑件材 料的选择 .2.2.1 材料 ABS的注 塑 设计设计 成型参 数 .2.2.2 材料 ABS性能 .第 3 章 机械设计 注射模的 结构设计 . . 103.1 型腔 数目的 确定 .3.2 型 腔的分布 .6666778810103.3分型面的设 计计计 .113.4浇 注系统 设设计 . .113.4.1主流道 . .123.4.2分流道设计 .133.4.3浇 口形式及 料注塑模 位置的选 择 . .133.4.4剪切速 料注塑模 率的校核 .143.4.5主流道剪 切速率校核 .153.4.6浇口剪切 速率的校核

8、 .153.5成型零件 结构设计 .153.5.1定模的 机械设计 结构设计 . .153.5.2动模的 机械设计 结构设计 .163.5.4型腔和型 芯工 作尺寸计算 .173.6推 杆机构设计 . .183.6.1脱模机 构的选用原则 .183.6.2脱模 力的计算 .183.6.3推杆的设计 .193.7冷却系 统的设计 . .203.7.1设计原则 .203.7.2冷却时间的确定 .213.7.3模 具加热和 冷却系统的计算 . .21第 4 章 注塑机校核 .244.4.1模具 闭合高度的确定 .244.4.2由 锁模力选 定注射机 .244.4.3最大注塑 量的校核 .254.4.

9、4 锁模力的 校核 . 254.4.5 塑化 能力的校 核 25第 6 章 模 具工作原理 . . 26参考文献 27第1章引言随着中 国国民经 济的高速发展，各相 关行业对 于塑料模 具需求越来越多，要 求也日益提高。预计到 2005 年底，仅 汽车行业 就将需要各种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗 衣机和空 调的年产 量均超过 1000 万台。到 2010 年，在建筑与 建材行业方面，塑料 门窗的普及率为 30%，塑 料管的普 及率将达到 50%，这些都 会大大增 加对模具 的需求量。 虽然目前 中国塑料 机械加工 模具工业 的技术水 平已取得 了很大的进步，但总 体上与发 达工业国 家相

10、比仍 有较大的差距。专家认为，制造 理念陈旧 是其发展 滞后的直接原因。加 快技术进步，调 整产品结构，增 加高档模 具的比重， 减少对进 口模具的依赖，是塑料 模具工业业发展的方向。且在 未来的模 具市场中， 塑料模具塑料模具 在模具总 量中的比 例将逐步提高，且发 展速度将 高于其他模具。未来 模具设计 行业的主 要发展方向近年来 , 全球制造 业正以垂 直整合的 模式向中 国及亚太 地区转移， 中国正成 为世界制 造业的重要基地。制 造业模式的变化，必 将产生对 新技术的需求，也必将导致 CADCAM技 术的发展。从我国国情出发，认 真面对 模模具工业业业发展的现状，加快模具 CADCA

11、M技术的推广，建立起 一套软件开发、使用 评价维护体系，形成 区域规模优势，相互交流与协作，组成行业集团，尽 快与国际接轨，参与 国际竞争。 我们有理由相信，随 着中国经 济的不断发展，模具 行业将逐 渐与国际CADCAM行业接轨，适应国 CADCAM的要求，创造 出具有中 国特色的模具设计 制造模式。目前我国 塑料模具 存在的问题我国 塑料模具 存 在六大问题：塑料模 具具 行业与 其发展需 要和国外 先进水平相比，主要 存在六个方面的问题。（ 1）发展不平衡， 产品总体水平较低。（2）工艺 装备落后，组织协调能力差。（ 3）多 数企业开 发能力弱。 一方面是 技术人员比例低、水 平不够高，

12、另 一方面 是 科研开 发投入少， 更重要的 是观念落后，对开发 不够重视。（4）管理落后。（5）供需矛盾 一时还难以解决。（6）体 制和人才 问题的解 决尚待时日。塑料模具分类及 常见类型塑料模具分类塑料 最常见的 设计设计设计设计 成型成型方法 一般分为 熔体成型 和固相成 型两大类。熔体成型 的模具主 要加工工艺 有注射 成型、压塑成型、挤出成型等。固相成型 的 模具主 要有 真空成型、压缩空 气成型和 加工工艺吹塑成型等。按照上述 成型方 加工工艺 法的不同， 加工工艺 可以划分 加工工艺出对应不 加工工艺 同工艺要 加工工艺 求的塑料 加工工艺 加工模具类型 , 主 要有注射 成型模

13、具、挤出成型模具、压塑 成型模具、吹塑 成型模具、吸塑 成型模具、高 发泡聚苯乙烯 成型模具等。塑 料注射模具：它主要 是热塑性 塑料件产 品生产中 应用最为 普遍的一 种成型模具 设计设计 成型模 具塑料注射 成型模 具 对应的 加工设备 是塑料注 射成型机， 塑料首先 在注射机 底加热料 筒内受热熔融，然后 在注射机 的螺杆或 柱塞推动 下经注射 机喷嘴和 计计计 模具的 浇注系统进 入模具型 腔塑料冷 却硬化成 型脱模得到制品。它 是塑料制品生产中 应用最广 设计设计的一种加工方法。塑料挤出模具：是用来 设计设计设计成型生产 连续形状 的塑料产品的一类模具。塑料模具压缩模具：压缩 设计设

14、计成型 方法 是根 据塑料特 性将模具加热至成 型温度后 将计量好 的压塑粉放 入模具 型腔和加 料室闭合模具塑料在高热、高 压作用下 呈软粘流 经一定时 间后固化定型，成为所需制品形状。塑料 吹塑模具： 是用来成 型塑料容 器类中空 制品的一种模具。塑料吸塑模具：是以塑料板、片材 为原料成 型某些较 简单塑料 制品的一种模具。高 发泡聚苯 乙烯成型机械设计 成型模具：是应 用可发性 聚苯乙烯原料来成 型各种所 需形状的 泡沫塑料 包装材料 的一种模具。塑料模 的常用类型注塑模 具种类很多，常见的有：注射模、压塑模、挤出模等。但以注射模 最为常用。注射模是安装 在注射机 上，完成注射成 形工艺

15、所 使用的模具。各种计算 机辅助 设设 计软件简介(1) ProENGINEER 软件ProENGINEER由美国参 数技术公 司推出的 CADCAM系统，该软 件是通过 一种独特的、参数化 的基于特 征的实体 模型设计 而发展起 来的机械 机械设计设计 自动化 (MDA)软件。ProENGINEER具 有强大和 独特的功能，主要表 现在如下 2 个方面。一方面 ,ProENGINEER所拥 有的参数方法和基 于特征的 功能给工 程师提供 了前所未 有的方便和灵活。另一方面， ProENGINEER所具有的独 特的数据 结构提供 了从产品 面的设计到制造过程 的全相关性，任何一 处的修改 会引

16、起其 他有关地 方的自动修改。 ProENGINEER的主 要功能有： 部件设计； 装配设计； 工程制图；NC加工和切削模拟；注 射流动模拟。 ProENGINEER MOLDESIGN模块的出现使 PTC彻底完 塑料模具 成了塑料模 设计自动 化，工程自动 大大提高了 模具设计计的效率。(2) PROE软件PROE ( Unigraphics ) 软件 起源于美 国麦道飞 机公司自 行开发的 PROECADCAM系统，它以 CADCAM一体化而著称，具有 制造工艺 三维实体建模、装配建模，生成 制造工艺 直观可视 制造工艺 的数字虚拟产品，并 制造工艺 对其进行 制造工艺 运动分析、 干涉检

17、查、 制造工艺 仿真运动 制造工艺 及载荷分析。 PROE主 要功能有：参数 制造工艺 化或传统 制造工艺 的实体造 型及丰富 的曲面造型； 工程制图，可由实 体模型自动产生；装 配件的设计，采用自 上而下或 自下而上的方式 ； CAE分析功能； NC 自动编程覆 盖从钻孔到 5 轴铣削 加工的所有范围、 干涉检查 等 PROE 具有良好 的 2 次开发 环境和数 据交换能力。(3)CAE 软件简介CAE软件是 由一家专 门从事塑料计 算机辅助 工程分析的软 件和咨询公司开发的。CAE软件可 以模拟整 个注射过 程以及这 一过程对 注射成型 产品的影响。它主要 包括流动 模拟模块、冷却 模拟模

18、块、保压 分析模块、翘曲分析 模块模腔尺寸确定、 结构应力分析、注塑 机参数优化、气体辅助注射分析、塑件纤 维取向分 析等模块， 通过模拟 与分析可 以判断模具结构的 合理性和 成型工艺 参数的适宜性。最新版本的 MP I 3.0 新增了实验 设计技术功能，它可 以自动建 立和运行 一系列的分析，分析结束后，分 析结构将 自动生成。(4)CADCAE技术设计 计计模具的一般步骤塑料模的 型 腔和型 芯 是根据塑 件的几何 形状设计的，因此，设计时第一 步是对塑 件的形状 进行描述， 将塑件的 三维模型 在计算机中准确地 建立起来， 使它成为 模具设计 整个过程 的基础和依据。然后 进行模具 方

19、案的初步设计，设计 模具的 浇注系统和 制造工艺 冷却系统，利用软 件作模流分析，从而 优化模具 结构设计， 根据分析 结果对浇注、 冷却系 统进行修正。将塑件 三维模型 加入收缩 比即可得 到模具成 型零件 三维模型。将 其与模具 配合零件 ( 如镶块、抽芯等 ) 的 三维模型 装配进行 制造工艺 干涉检查。对 装配模型 进行投影、 剖切等操作即可得 设计计算 模具设计 到模具总装图，对模 具成型零 模具设计件进行相同的操 作 加工工艺 模具设计 即可得 到 模具设计 相应的二模具设计 维工程图。模 模具设计 具成型零件的 三 模具设计 维模型可用于 CAM以产生 NC加工程序。目前， 塑料

20、 模具 设计设计、制造一 般采用通用机 CADCAM软件与专用塑料模 CAE 软件相结合。开 发与推广 专用模具 CAD 设计设计软件是面 临的一个课题。 CAE 分析 只能在设 定条件下对 塑料成 型过程进行模拟，还 不能对分 析结果进行优化，更 不能对设 计过程作 专家指导。集成专用的 塑料模具 CADCAE软件，提 高其智能化程度，是塑料模CADCAE技 术发展的趋势。ProENGINEER模具设计设计软件 为什么会 被广泛应用模具是 机械加工 中的重要 工艺装备，事实上，在 仪器仪表、 家用电器、 交通通讯 和轻工业 等各行业 的产品零件中，有 70%以上的是采用模具加 工而成的。 传

21、统的模 具多用金 属材料制成，重量大 成本高使用不方便， 且易腐蚀。 而料密度小，质量轻，强度高，绝 缘性能好，有良好的 抗腐蚀能力，在国民 经济塑料 制件已成 为各行各 业不可缺 少的重要 材料之一。由于 塑料成型工艺的发展，到 目前为止， 塑料模已处于同冲 压模并驾 齐驱的地位。随着塑 料件应用 的日益广泛，大型塑料件的不断开发， 快速更新换 代与提高 质量的要求，越来越 多的国家采用 CADCAMCAE技术 课来程设计制夹具造模具，其 数控中机用床得维较修毕数业控多设机的计床就维是修毕业设计ProENGINEER，现已发展成为 3D CADCAM系统 的标准软件。ProENGINEER是

22、一个 全方位的 3D 产品开发软件，集成 了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品 制造工艺 数据库管理、注射流 制造工艺 动模拟等 制造工艺 功能于一体。此外 ProENGINEER MOLDESIGN模块的出现使 PTC彻 底完成了塑料模 设计自动工程自动化 化，大大提高了 模具设 计计 工程自动 的效率。随着 工业的发展，工业产 品的品种 和数量不断增加。换 型不断加快。使模具 的需要补断增加。而 对模具的质量要 求 越来越 高。模具技术 在国民经 济中的作 用越来越 显得更为重要。根据 业内专家预测，今年 中

23、国 塑料 模具 市场总体规模将增加 13%左右，到 2005 年 塑料模具 产值将达到 460 亿元，模具 及模具标 准件出口 将从现在的 9000 多万美 元增长到 2005 年的 2 亿美元左右，产 值在增长， 也就意味 着市场在 日渐扩大。相当多的 发达国家 塑料模具 企业移师中国，是国内塑料 模 具工业迅 速发展的 重要原因之一。中国 技术人才 水平的提 高和平均 劳动力成 本低都是 吸引外资的优势，所 以中国塑 模市场的 前景一片辉煌，这是 塑料模具模具 市场 迅速成长的重 设计手册要因素所在。按照我 设计手册国国家标准，模具共分为 10 大类 46 个小类，塑 设计手册料模具 是

24、10 制造工艺 设计手册大类中的 l 个大类，共有 7 个小类： 热塑性塑 料注塑模、 热固性塑 料注塑模、 热固性塑 料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空 吸塑模和 其他类塑料模。塑料 模的发展 是随着塑料 工业的 发展而发展的，在我 国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技 术和制造能力上，都 有很大发展。但就总体来看，与 国民经济 发展和世界 先进水平相比，差 距仍较大， 一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的 塑料 模具 模具 每年 仍大量进口。据悉目 前全世界 年产出模具约 650 亿美元，其中 塑 料模具 约为260 亿美元。我国 1999 年模 具总产值 245 亿元其中

25、 塑料模具 约为 82 亿元， 2000 年近 100 亿元。七类 塑料模具中，注 塑模具所 占比例很大，约占全部 塑料模具的 80%左右。塑料模具 的主要用户是 家用电器行业、汽车、摩托车行业、电 子音像设备行业、办 公设备行业、建筑材料行业、信 息产业及 各种塑料 制品行业等。目前国内年需 塑料模具 约亿元，真中有 30 多亿元 仍靠进口， 进口量最多的 塑料模具有 汽车摩托 车饰件模具、 大屏幕彩 电壳模具、 冰箱洗衣机模具、通 讯及办公 设备塑壳模具、塑料 异型材模具等。大学 三年的学 习即将结束，毕业设 计是其中 最后一个 实践环节，是对以前 所学的知 识及所掌 握的技能的机械设计 机械设计 综合运 用和检验。 随着我国 经济的迅速发展，采 用模具的 生产技术 得到愈来 愈广泛的应用。该塑 件是常用防尘盖，防尘盖 是用来保护不 受磨损的 一个保护盖。它结构 比较 简单 易设计且 符合毕业 设计的要求，所以我 决定设计一个有关 防尘盖 的 一套模具，（见 防尘盖 的零件图见图 1）。在实 习的过程 中也成遇 到过类似 是案子所 以对这个 零件也算 比较熟悉， 对于一些 特性也都 比较清楚， 所以这是 我做毕业 设计的一个很不错的选择。第2章塑件分析2.1 塑件 结构分析见零件图，该 零件总体 形状方形。 尺寸如图； 周边都是平面，零件没有侧凸台。就此看