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1、摘要摘 要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形优质塑件的重要条件。在我们日常的生活中可以见到各种各样的塑料制品，它丰富了我们的生活也方便了人们，我们甚至说已经离开不了塑料制品了。塑料的普及带动了塑料模具的发展，随着工业的继续发展，塑料制品一定会在工业、农业、日常生活中发挥出越来越重要的作用！本课题的设计任务是一个塑料基座，对其进行模具开发，包括对这个任务制作的一系列详细过程，涉及塑件的工艺分析、塑件的体积和重量、塑
2、件工艺参数的确定、注塑模具的设计、成形零件结构设计等，并运用CAD制作模具的装配图及各个零件图。关键词：注塑模具设计、结构设计、工艺分析、工艺参数 目 录摘 要I目 录II第一章 绪论11.1我国模具工业的现状11.2塑料模具的发展前景11.3问题提出及方案选择11.4注射模设计要求与程序21.4.1基本要求与注意事项31.4.2设计程序3第二章 注塑件的设计52.1功能设计52.2材料选择52.3结构设计62.4注塑成型的准备62.4.1注塑成型工艺简介62.4.2注塑机的选择82.4.3注塑机的校核10第三章 成型零件结构设计113.1凹凸模的结构形式及设计113.2凹模工作尺寸的计算12
3、3.2.1型腔和型芯工作尺寸计算123.2.2型腔侧壁厚度和底板厚度的的计算13第四章 浇注系统的设计154.1主流道的设计154.2分流道的设计154.3浇口的设计16第五章 导向机构设计17第六章 推出机构设计196.1脱模力的计算196.2推板推杆脱模机构设计20第七章 抽芯机构设计237.1确定抽芯机构形式237.2斜导柱抽芯的结构尺寸23第八章 温度调节系统设计258.1模具的加热258.2模具的冷却25第九章 注射机的相关校核27结论28致 谢29参考文献30I第1章 绪论第一章 绪论1.1我国模具工业的现状目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具
4、厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。1.2塑料模具的发展前景塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，树脂可分为天然树
5、脂和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。在一定温度和压力下，塑料具有可塑性，可以利用模具将其定型为一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定。塑料密度小、质量轻。塑料的比强度高。塑料的绝缘性能好，介电损耗低。塑料的化学稳定性高。塑料减磨耐磨性能好。塑料的减振和隔音性能好。透光性能和绝热性能以及防水、防透气和防辐射等特殊性能。因此，塑料已成为各行各业不可缺少的一种重要的材料。塑料是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的，目前塑料制件几乎进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。塑
6、料作为一种新的工程材料，不断被开发和利用，加之成型工艺的不断成熟、完善和发展，极大地促进了塑性成型方法的研究和塑料成型模具的开发和制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求日益加大，塑料会在我们的生活和生产中发挥越来越重要的作用！本文即介绍了基座的注射模具设计详细过程。当然，很多人或许对基座并不是太了解，但是作为我的课题，我会认认真真的完成，来检验我的模具的相关知识到底学的怎么样，是不是还停留在纸上谈兵的阶段。也同时检验我的动手动脑能力，并提高自己对周边事物的观察力度和创新意识以及与老师同学的互通学习的能力。1.3问题提出及方案选择图1-1基座结构塑料成型模具的种类繁多，按模塑方法分类有
7、压缩模、压注模、注射模、挤出机头。在实际生产中，则要根据具体零件的特点和成型要求具体分析，选择适当的方案，以达到最佳效果。在此次设计中，我负责的是塑料基座的外型及其模具的设计。在设计过程中，我要解决的问题是根据基座的用途及美观性，在满足基座使用功能的前提下，设计出美观、实用的基座，以及完成基座整套注塑模具的设计及主要成型零件的加工工艺。工艺分析：零件如图1-1基座所示，最大壁厚为5.5mm,最小壁厚为0.875mm壁厚差为4.625mm。壁厚差较大，塑件不够均匀。浇口应设置在最厚处，便于熔融塑料能充满型腔，使塑件成型。下面对零件的表面质量进行分析，该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有杂
8、质外，没有特别的表面质量要求，。但是在安装、使用中其表面与人的手指接触较多，因此表面自然形成圆角。在这里要设计的是一塑料基座，综合成型特点等采用注射模具设计较为适宜。注射模又称为注塑模。系在液压机上采用注射工艺来成型塑件的模具，它主要用于热塑性塑件的成型，也可以用于热固性塑件的成型。根据对注塑模种类的比较，这里我所设计的塑料基座，结构属于中等复杂程度的零件，从零件图上进行分析，该零件总体形状为长方形，侧面有5个8mm*5.5mm的的方孔，所以在模具设计时必须考虑设置侧向分型抽芯机构；上面有5个凸台，凸台中间各有两个直径为5.5的通孔。从零件的尺寸精度来看，该零件的重要尺寸有：5.5mm、8mm
9、*5.5mm、11mm等，精度为3级，其余为次要尺寸，尺寸精度为5级。该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具零件的尺寸精度要求较高。具体的设计方法和步骤在下面的内容当中我将逐一介绍。1.4注射模设计要求与程序1.4.1基本要求与注意事项合理地选择模具结构 正确地确定模具成型零件的尺寸设计的模具应当制造方便充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工设计的模具应当效率高、安全可靠模具零件应耐磨耐用模具结构要适应塑料的成型特性1.4.2设计程序1.调研、消化原始资料。2. 选择成型设备3. 拟定模具结构方案4方案的讨论与论证5绘制模具装配草图6绘制模具装配图7编写设计说明书第2章 注塑件的设计第二章 注塑件
10、的设计2.1功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件是一基座,承受外力冲击载荷,振动,摩擦等相对较大，塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;该零件生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。2.2材料选择通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等。要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型
11、特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表2-1所示。表2-1 材料的性能和成型特性比较塑料品种性 能 特 点成 型 特 点模具设计注意事项使用温度主要用途聚苯乙烯（非结晶型）透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂 因流动性好，适宜用点浇口，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件3080 装饰制品，仪表壳，绝缘零件，容器，泡沫塑料，日用品等第2章 注塑件的设计聚丙烯质轻坚韧，良好的耐热性能，机械性能很高，室温和低温下抗冲击性能较差，耐寒性和染色性较差。化学稳定性良好
12、在常温下不溶于一般溶剂耐应力开裂性异常优越，流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，成型前要干燥，注射时速度不能太高合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温，以防分解收缩率取0.35120齿轮、轴承、管道、及电线外皮等构件聚碳酸酯（非结晶型）介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好尽可能使用直接浇口，减小流动阻力，塑料要干燥，不宜采用金属嵌件，脱模斜度2 130脆化温度为100在机械上做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零
13、件等经过上述的分析比较，在这里的基座塑料选择中，材料选择聚丙烯，属于热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料具有刚度好、耐水、耐热性强、其介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，该塑件吸水性好，熔料的流动性较好，容易成形，但收缩率较大。另外，该塑件成形时易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，成行温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成形时应注意控制成形温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。2.3结构设计塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求,以便降低模具结构的复杂程度和
14、制造难度,保证生产出价廉物美的产品；另一方面,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依据，在前面的分析当中已经涉及到。2.4注塑成型的准备2.4.1注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。（1）物料准备。成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有
15、无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。 （2）注塑过程。塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段。（3）制件后处理。由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型
