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1、汕头职业技术学院机电工程系毕业设计（论文）摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了简单说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。通过本设
2、计，可以对注塑模具有一个初步的认识，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：生产工艺 注射模 成型零件 装配 塑料模具 分型面目录1 绪 论11.1 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向12外罩材料的成型工艺参数及成型条件22.1 成型工艺参数22.2 成型条件33外罩设计的工艺性要求43.1 外罩几何形状要素43.1.1 外罩壁厚43.1.2 加强筋与增强构支面43.1.3 外罩支承面53.1.4 圆角与孔53.2 外罩的几何形状63.3 模架标准7 4 模具型腔设计7 4.1 型腔数的确定 7 4.2 分型面的确定 8
3、 4.3 成型零件的结构设计 84.3.1 凹模的结构设计84.3.2 型芯的结构设计85 注射机的选择9 5.1注射机的校核95.2注射机锁模力的校核106 模具构件设计与标准106.1 支承件的设计106.1.1 推板导柱和推板导套的结构及其固定形式106.2 定位零件的设计116.2.1 定位圈的设计116.2.2推出机构的选择126.2.3 推出机构的设计采用的设计126.2.4 零部件设计127 浇注系统的设计138 温度调节控制系统的设计158.1 冷却通道的形式159模具的装配169.1 模具的装配16总结17参考文献171绪 论1.1 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向(1)
4、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 (2)在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国
5、塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 (3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件
6、精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 (6)应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 (7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。
7、采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2 外罩材料的成型工艺参数及成型条件2.1 成型工艺参数塑件的成型工艺参数主要是温度、压力和时间三大要素。1 温度。注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。（1） 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，而不会引起塑料分解。（2） 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。 （3） 模具温度 模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温
8、度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等。2. 压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。（1） 塑化压力 注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。（2） 注射压力 注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。3. 时间。 一次注射成型周期包括注射时间（充模时间和保压时间）、闭模冷却时间和其它时间（开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、闭模等时间）。（1） 生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大，一般约为20120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的
9、长短对塑件尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。（2） 冷却时间取决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间约为30120s范围内。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。 温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素，都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来恰当的选定。2.2 成型条件成型条件的选择和控制直接影响塑料的塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间，是生产优质塑件的主要因素。 外罩的成型条件塑料名称苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物缩写ABS注射成型机类型螺杆式堆密度/g-3（不小于）1.05计算收缩率（%）0
10、.5预热温度/80时间/h2料筒温度后段165中段170前段190喷嘴温度/175模具温度/65注射压力/MPa80成型时间/s注射时间55高压时间3冷却时间70总周期128螺杆转速/rmin-130适用注射机类型螺杆、柱塞均可后处理方法红外线灯烘箱温度/70时间/h2说明该成型条件为加工通用级ABS料时所用。3外罩设计的工艺性要求3.1几何形状要素外罩的壁厚主要决定于外壳的使用条件，但壁厚的大小对塑件成型影响很大，壁厚过小则成型时流动阻力大，而且不能保证塑件的强度和刚度；壁厚过大则浪费原料，增加塑件的成本，还容易产生气、泡缩孔等缺陷。本外壳属于大型塑件，其高度为100mm，长度为500mm，
11、宽度为200mm。壁厚的设计包括以下几个方面：（1） 有大面向小面的过渡采用光滑过渡。 （2） 浇口处的厚度比其它部位稍厚一些。壁厚3.1.1. 加强筋与增强结构支面为了确保外壳的强度和刚度在外壳的内表面设置设置加强筋结构，同时可以改善成型是塑料熔体的流动状况。设计主要的考虑有五个方面： （1） 尽量减少塑料的局部集中，以免产生缩孔和气泡。 （2） 加强筋的尺寸不宜过大，尽量矮一些、多一些。 （3） 加强筋之间中心距大于两倍壁厚，这样既可以避免缩孔产生，又可以提高塑件的强度和刚度。 （4） 加强筋布置的方向与熔体流动的方向一致，有利于熔体充满型腔，避免熔体流动受到搅乱。 （5） 加强筋的端面与
12、塑件支承面平行，有一定距离。主要数据如下： 加强筋与壁部连接处的圆角半径为：R=1.5 mm。 两加强筋的距离为：L=30 mm。加强筋的高度为；H=3 mm。加强筋的宽度为：T=2 mm，t=1.5 mm。加强筋的布置 3.1.2. 外罩支承面外罩支承面用来配置自攻螺钉孔。与侧壁连接，以提高其强度；与加强筋连接，以避免形成增厚部位。支承面 3.1.3. 圆角与孔 （1） 圆角 本外罩上的转角处采用圆弧过渡，这样不仅避免了应力集中，提高了强度，而且还使塑件变得美观，有利于塑料冲模时的流动。内壁圆角半径是壁厚的一半，外壁圆角半径为壁厚的1.5倍，圆角半径不应小于0.5 mm。本外罩转角的设计尺寸为：R=1.5H=3.75 mm，r=0.5H=1.25 mm。 转角 （2）外罩上的孔有操作按纽孔、数据线孔和散热孔。设计考虑两个方面： a：孔的形状简单，避免
