保护罩的注塑模具设计.docx

1、保护罩的注塑模具设计保护罩的注塑模具设计摘 要与其他机械加工方法相比，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。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备等都是成型优质塑件的重要条件。随着人类社会的不断进步，模具必然会向着更广泛的领域和更高水

2、平发展。本文针对保护罩的注塑工艺进行了分析，根据零件的结构对其制定了加工方案并进行了优化，最后根据加工工艺设计了相应的模具。本文共分十二章，前四章分别对零件的加工工艺方案进行了分析并做了优化；对加工的主要参数进行了计算，其中主要包括塑件的质量和体积，塑件的投影面积的计算，并选取了相应的加工设备。在后几章中主要对模具的零件进行了设计计算，主要有凹模、型芯以及各种成型杆和成型镶块的基本尺寸。在第九至章，主要对 冷却系统进行设计及模架的选取和注塑模材料的选用及技术要求，并对模具的工作过程做了简要的阐述。通过此次设计，对以前所学的知识进行了复习，并对注塑模具设计有了进一步的了解和认识。 关键词：注塑模

3、具，注塑工艺，模架Shield the injection mold design Summary Compared with other machining methods, with the mold shown by workpiece high accuracy, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption, other manufacturing methods can not match. The strength of die and mold manufacturing cap

4、acity The level of manufacturing, has become a national machinery manufacturing technology to measure an important indicator of the level, directly affects the national economy in many sectors. With the development needs of modern industry, plastics industry, agriculture and other fields of applicat

5、ion of daily life more and more widely, more and more high quality requirements. In the production of plastic products, high-quality mold design, mold manufacturing advanced equipment, reasonable processing technology, high-quality materials and modern forming mold equipment, high-quality plastic pa

6、rts are forming an important condition. As human society progresses, the mold will inevitably toward wider areas and higher level. This paper shield injection process has been analyzed, according to the structure of parts of its program to develop the processing and optimized, the final processing t

7、echnology is designed according to the corresponding mold. This article is divided into 12 chapters, the first four chapters of the parts were analyzed processing program, and is optimized; on the processing to calculate the main parameters, which include the quality and volume of plastic parts, pla

8、stic parts of the projection area calculation, and select the appropriate processing equipment. In the latter chapters of the main parts of the mold design calculation carried out mainly die, core rod and a variety of molding and forming the basic size of inserts. In the ninth chapter to the main co

9、oling system design and the selection of mold and injection mold material selection and technical requirements, and work die a brief description of the process. With this design, the knowledge learned previously been reviewed, and injection mold design with a better understanding and awareness. Key

10、words: injection mold, injection molding process, mold 目 录前 言 1第一章 塑料注射模具的设计步骤和内容 31.1塑料注射模具的设计要求 31.2塑料注射模具的设计步骤及内容 31.3塑料注射模具的结构组成和作用 4第二章 保护罩塑料件工艺分析 62.1 塑料件的结构和特点 62.2塑料件的材料 62.2.1 常用塑料及工艺参数 62.2.2 工程塑料（ABS）的特性及注射工艺性 72.3 塑料件的基本参数 82.3.1 塑件的质量和体积 82.3.2 塑件的投影面积 8第三章 注射机的选用 83.1 选用注射机的方法和原则 83.2

11、注射机的选用 93.3注射机的参数校核 10第四章 塑料制品在模具中的位置 124.1分型面的选择 124.1.1分型面的形式及选择 134.1.2分型面的选择原则 144.2型腔的数目和分类 144.2.1确定型腔数目时要考虑的因素： 144.2.2 型腔数目的确定 15第五章 成型零部件的设计 165.1 型腔和型芯的设计 175.2型芯和型腔的尺寸 17第六章 浇注系统设计 196.1浇注系统的设计原则 206.2主流道设计 206.2.1浇口套设计 206.2.2浇口套的固定形式 216.2.3 定位圈的设计 226.3浇口设计 22第七章 推出机构设计 247.1推出机构的设计原则

12、247.2 保护罩推出机构 247.3保护罩推出机构的设计 257.3.1推杆 257.3.2复位杆 267.3.3推件板 267.3.4推板 267.3.5推杆固定板 267.3.6固定螺钉 27第八章 导向机构设计 288.1导向机构的作用和组成 288.2导柱导套的设计原则 288.3导向机构的设计 298.3.1导柱的设计 298.3.2导套的设计 29第九章 冷却系统设计 309.1冷却系统的设计原则 319.2冷却管道的工艺计算 3192.1冷却管道的直径计算 329.2.2求冷却水管道的孔数 329.3冷却水道的结构设计 329.3.1冷却形式 329.3.2定模水道结构设计 3

13、3第十章 注塑模架的选用 3310.1 模架选择的基本步骤 3310.2 选择标准模架型号 3410.3 模架主要尺寸确定的原则 3410.3.1校核模架的长和宽度 3410.3.2 模架厚度确定 3410.3.3设计定模座板 3510.3.4设计定模板 3510.3.5 动模座板设计 36第十一章 塑料模材料的选用及技术要求 3811.1 塑料模材料的性能要求 3811.2 塑料模零件选材原则 3911.3 塑料模材料的选用 3911.4 模具的精度要求 3911.4.1 模具零件的公差与配合选择 4011.4.2 模具形位公差的选用 41第十二章 模具工作过程 4312.1 成型前的准备

14、4312.1.1 原料的检验和预处理 4312.1.2 料筒的清洗 4312.1.3 脱模剂的选用 4412.2 注射过程 4412.3 开模过程 4412.4制品的后处理 4412.4.1 退火处理 4512.4.2调湿处理 45结 论 46参 考 文 献 47致 谢 49前 言在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%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

15、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。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备等都是成型优质塑件的重要条件。随着人类社会的不断进步，模具必然会向着更广泛的领域和更高水平发展。塑料模具是成型塑料制件的工艺转备或工具。根据塑料成型工艺方法的不同，通常将塑料模具分为注塑模具、压缩模具

16、、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具等。合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是实现现代塑料制品生产必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料成型工艺要求、保证塑料制件质量、降低生产成本起着重要的作用。一副质量优良的塑料模具可成型几十万次，甚至上百万次。这与模具设计选材制造和使用维护有着很大关系。对塑料模具设计的要求是：能产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等各方面均能满足使用要求的优质制件。在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求机构合理、制造容易、成本低廉。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生

17、产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。这些系统和软件的引进，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。利用CAD/CAE技术显著提高了模具设计的效率，减少了模具设计中的失误，提高了模具和塑料制件的质量，缩短了生产周期，降低了模具和塑料制件的成本。本文选题能全面反映培养目标，与本专业所学内容密切相关，能结合社会生产实际或科研实践，工程性强，现实意义明显，具有相当的先进性、深度和难度。在本次模具设计毕业设计中，我将认真仔细地进行每一步的设计过程，并与指导老师和同学讨论以随时发现自己在每

18、一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时接触、了解最先进的设计，加工及分析技术，提高了学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了自己实际工作前的一次全过程模拟和锻炼。但由于学生水平有限，本设计说明如有不妥和错误之处，还请各位老师给予批评指正。第一章 塑料注射模具的设计步骤和内容1.1塑料注射模具的设计要求1.塑件材料选用市场能买到的常用塑料（如工程塑料ABS或聚氯乙烯PVC等）；2.生产类型为大批量生产，年产量为30万件；3.要求塑件表面质量光滑，没有熔接痕；4.选用通用注射机，模具容易制造，成本较低。1.2塑料注射模具的设计步骤及内容1.接受设计任务 阅读设计任务书，明确设

19、计任务；阅读设计指导书，准备设计资料及绘图用具。同时了解塑件的图纸及成型技术要求，塑件的生产纲领（数量）及现有生产条件（注射机）等。2.设计前的准备工作1）熟悉塑件：塑件的几何形状、塑件的使用要求、塑件原料的特性； 2）检查塑件的成型工艺性生产过程；3）明确现有注射机的型号和规格（若没有应查手册选用）；4）熟悉了解多种模具的典型结构。3.注射模具结构的设计步骤1)确定型腔的数目 2)选择分型面 3)确定型腔的布置形式 4)确定浇注系统 5)确定脱模方式 6)确定调温系统的结构 7)确定凹模和型芯的固定方式8)确定排气形式 9)决定注射模的主要尺寸 10)选用标准模架 11)绘制模具的结构草图

20、12)校核模具与注射机有关尺寸 13)注射模结构设计的审核 14)绘制模具的装配图 15)绘制模具零件图 16)复核设计图样4.注射模具的审核1)基本结构方面的审核 2)设计图纸方面的审核 3)注射模设计质量方面的审核 4)装拆及搬运条件方面的审核1.3塑料注射模具的结构组成和作用塑料注射模具一般是由成形部件、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型与抽芯机构组成。注射模具各部分的简单说明1. 成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。2. 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口、及冷料穴。3. 导向部分在注射模中，

21、用导向部分对模具的动定模导向，以使模具合模时能准确对合。4. 推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置。5. 调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。6. 排气系统是为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙排气。7. 支撑零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及前述的各部分机构的零部件。8. 侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。第二章 保护罩塑

22、料件工艺分析2.1 塑料件的结构和特点保护罩塑件的结构简单，尺寸偏大，属薄壁壳体塑件。因塑件的体积较大，故采用一模一穴就行注塑成型。根据保护罩塑件的特征，选用浇注系统为点浇口的单分型面注射模。而且由于点浇口的形状简单，截面尺寸小去除浇口后残留痕迹小，不影响塑件外形，对于投影面积大的塑件，应采用多点浇口，以减少翘曲变形。所设计保护罩塑料件的基本平面图及尺寸如图2-1所示:图2-1塑件图2.2塑料件的材料2.2.1 常用塑料及工艺参数表2-1常用塑料及工艺参数塑料高压聚乙烯硬聚氯乙烯聚苯乙烯工程塑料ABS温度/喷嘴150180150170160170180190料筒1802001651801601

23、80210230模具3060306020605070压力MPa注射7010080130601007090保压4050406030405070时间/S注射05250335保压1560154015401530冷却1560154015301530总计401404090409040702.2.2 工程塑料（ABS）的特性及注射工艺性1 ABS塑料的特性 ABS是一种新型工程塑料。具有综合的优良性能(坚固、坚韧、坚硬)，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。 ABS是微黄色或白色不透明粒料，无毒、无味。 ABS由三种成分组成，具有良好的综合力学性能。在机械性能方面，ABS具有质硬、

24、坚韧、刚性好。有一定化学稳定性和良好的介电性能。它还有很好的成型加工性能以及能与其他塑料和橡胶相混熔的特点。ABS塑料的表面可以电镀。 ABS树脂的缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃、不透明，耐气候性不好，特别是耐紫外线性能不好。2 ABS塑料的成型特性 1)使用ABS塑料成型塑件时，由于溶体的黏度值较高，注射成形的压力值高，所以塑件对型芯的包紧力较大，为便脱模，塑件应采用较大的脱模斜度； 2)ABS塑料的溶体黏度高，制品易产生熔接痕，设计模具时应减少浇注系统对料流的阻力，流道长度短一些； 3) ABS塑料吸湿性强，易吸水，成型前应进行干燥处理； 4)在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸

25、稳定性好。3 ABS塑料的注射成型工艺参数如表2-2所示表2-2 ABS塑料的注射成型工艺参数参数取值范围选取数值密度1.021.05g/ cm21.03g/ cm3收缩率S0.3%0.8%0.5%温度/喷嘴180190180料筒210230220模具507060压力MPa注射709080保压507060时间/S注射353保压153020冷却153025总计4070482.3 塑料件的基本参数2.3.1 塑件的质量和体积塑件体积；22.297cm3塑件质量：23.41g2.3.2 塑件的投影面积塑件成型投影面积：143.14cm2第三章 注射机的选用3.1 选用注射机的方法和原则1 使用现有设

26、备 2 根据每次成型件数安满足最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机。3.2 注射机的选用根据塑件的大小和实际中常用的注射机，注射密封盖塑件选用XS-YZ-125型螺杆式注射机(如图3-2)。XS-ZY-125型注射机的主要参数如下：第四章 塑料制品在模具中的位置4.1分型面的选择分型面是模具上用于取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。塑件的分型面应位于截面尺寸最大的部位，本实例中塑件的分型面选取如图所示。这样选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好，而且塑件脱模方便。模具分模图如图4-1示：图4-1分模图4.1.1分型面的形式及选择第五章 成型零部件的设计

27、注射模的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括凹模、型芯以及各种成型杆和成型镶快。成型零件可分为安装部分和工作部分；工作部分与工件直接接触，用来成型塑件，其表面粗糙度根据塑件擦料和表面质量来确定，一般粗糙度大于0.4微米。成型零部件的形状和尺寸决定着塑件的型状和尺寸，进行成型零部件的设计就是根据被成型塑件的质量，结合模具的生产条件，合理确定成型零件的形状，准确计算成型零部件的工作尺寸，并保证他们具有足够的强度和刚度。5.1 型腔和型芯的设计 型腔、型芯可分别有整体式和组合式两种形式。 由于塑件的结构简单，型腔加工容易，所以选用整体式型腔和镶拼组合式型芯。1.确定型腔的结构形式第六章 浇注系统

28、设计浇注系统是指模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体平稳地引入、充满型腔并将注射压力传递到模腔的各个部位，使型腔内的气体顺利地排出，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。6.1浇注系统的设计原则1、浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置；2、结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；3、尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；4、浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的第七章 推出机构设计7.1推出机构的设计原则在注射成型的每一个

29、循环中，到必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或推出、顶出机构）推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此塑件的推出机构不可忽视，在设计推出机构时遵循以下原则：1.推出机构应尽量设计在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来完成的，所以一般情况下，推出机构设计在动模一侧。2.保证塑件不因推出而变形损坏。为了保证塑件在推出过程中不第八章 导向机构设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向零件的作用：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置，导向零件要承受一定的

30、侧向力，起导向和定位作用。8.1导向机构的作用和组成 注射模导向机构一般有导柱导套组成，它主要用来保证动模和定模两大部分或模内其它零件之间的准确配合和可靠分开，一避免模内各种零件发生碰撞和干涉，并保证塑件的形状和尺寸精度。导向机构的主要形式有导柱导向和锥面定位两种。前者在注射模中应用及其广泛，但在注射成型大型、深腔、高精度塑件和薄壁容器及偏心塑件时，为保证定位精度和定位强度，在使用前者的同时还经常配合使用后者。8.2导柱导套的设计原则1.导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有第九章 冷却系统设计注射成型是向模具注射200左右的塑料熔体，使熔体在模具内冷却定型，所以模具在成型过程中还起着而交换器的作用。模具温度调剂系统直接影响着塑件质量和生产效率。模具的冷却是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地导出，以使塑件以较快的速度冷却固化。因此，冷却的效果直接决定着塑件的质