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1、毕业设计（论文）摘 要 本设计详细地阐述了箱型底座工艺分析及注射模具设计的设计过程，给出了注射模具设计的一般步骤。在对产品进行结构分析和工艺分析的过程中，使用了MPI来模拟充型过程、分析成型过程中的参数变化、预测充型质量和可能出现的缺陷。列出了注射机选择的主要依据，并对主要参数进行了校核。在模具的结构设计的过程中，举出了各部分设计时应参照的原则，并结合本课题进行了具体的分析。在分型面的选择问题上，本设计列出了三种方案，通过分析比较，选择了一种最佳方案。侧抽芯主要参数的确定，参照了斜导柱的计算方法，指出了侧抽芯机构的设计要点。重点分析设计了调温系统，说明了调温系统对产品成型的重要性，详细计算了进
2、、出模具的热量，最终确定散热面积、冷却水道直径、冷却水道长度等工艺参数。应用GU完箱型底座模具及相关成型零件的三维参数化设计。对模具的安装和调试进行了大致的说明，对模具的开合动作做了必要的分析，对试模过程中可能出现的问题做了详细的分析，并提出了相应的解决方法。关键词：注射模，工艺分析，参数化设计，箱型底座目录第1章 绪论11.1 选题的背景、目的及意义11.2 国内外塑料模具的发展状况及已有的研究成果11.3 本设计基本设计思路及方法21.4 本设计预期结果和意义3第2章 塑料工艺性及成型工艺条件分析42.1 塑件结构工艺性分析42.1.1塑件结构分析42.1.2塑件工艺分析42.2材料的成型
3、工艺性52.2.1苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的基本性能52.2.2原材料的预热干燥52.2.3材料的注射成型工艺参数5第3章 塑件成型工艺和设备的选择与校核73.1利用Moldflow进行模料流动性分析73.1.1模拟结果73.2 成型设备的选择93.3注射机的校核103.3.1最大注射量的校核103.3.2注射压力的校核113.3.3锁模力的校核113.3.4安装部分的校核12第4章 注射模的结构设计144.1注射模的结构分析144.2制品成型位置及分型面的选择154.2.1制品成型位置及分型面的选择原则154.2.2模具分型方案的分析与确定164.3模具型腔数目的确定184.4浇注系统的
4、设计194.4.1浇注系统设计的基本原则194.4.2流道的设计204.4.3分流道的设计214.4.4浇口的设计22第5章 排气系统的设计25第6章 成型零件的设计及力学计算266.1凹模的结构设计276.1.1方型腔尺寸计算276.1.2凸台型腔尺寸计算286.2凸模的结构设计296.2.1主型芯尺寸计算296.2.2中心圆孔径向尺寸计算306.2.3侧抽芯尺寸计算30第7章 导向及脱模机构的设计327.1导向机构设计327.1.1导柱导向机构设计的基本原则327.1.2导柱导套的选用和排布337.1.3 支撑零部件的设计与选用347.2脱模机构设计347.2.1脱模机构的设计原则357.
5、2.2脱模力的计算357.2.3脱模方案的分析与确定367.2.4推杆的设计与校核387.2.5推出机构的导向和复位设计397.2.6限位钉39第8章 侧向分型于与抽芯机构的设计418.1侧向分型与抽芯机构的方案分析与确定418.2斜导柱侧向抽芯与分型机构主要参数的确定428.2.1 抽芯力的计算428.2.2 抽芯距的计算438.2.3 斜导柱倾角的确定438.3 斜导柱侧向抽芯与分型机构的结构设计448.3.1 斜导柱的设计448.3.2 侧滑块设计468.3.3 导滑槽的设计468.3.4 滑块定位装置的设计478.3.5 锁紧块的设计47第9章 温度调节系统的设计489.1 温度调节系
6、统的分析489.2 冷却系统的计算489.2.1冷却时间的确定489.2.2 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算489.2.3 水管接头的选用519.3 冷却系统的分布51第10章 模具装配与调试5210.1 模具的装配顺序5210.2组件的装配5210.2.1型芯和型腔与模板的装配5210.2.2 过盈配合零件的装配5310.2.3 斜滑块侧抽芯机构的装配5310.3 模具总装配5310.4 试模5510.4.1 试模的过程5510.4.2 试模时的注射工艺条件5610.5 试模时部分出现的缺陷、原因和调整方法5610.6 试模过程记录58结 论 59参考资料 60致 谢 61附 录 62
7、箱型底座注塑模具设计图纸清单62第1章 绪论1.1 选题的背景、目的及意义塑料是以树脂为主要成分，添加一定数量和一定类型的助剂，在加工过程中能够形成流动的成型材料。塑料经过成型加工，可以制成具有特定形状又具有一定使用价值的塑料制品。由于塑料原料丰富、制造方便、加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著，目前世界上的体积产量已经赶上和超过了钢铁，成为人类使用的主要材料。世界各国都非常重视塑料工业的发展，其低成本高效益为制造业带来了巨大的财富1。大多数塑料制品的制造是靠模塑成型的。用模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点。塑料模具的设计和制作水平，对塑
8、料制品的成型质量具有至关重要的影响。从某种意义上来说，塑料市场的开拓、塑料制品的优劣主要取决于模具质量。塑料的成型方法很多，主要有注射成型、挤出成型、中空成型、压缩成型、压缩成型、压注成型和固相成型。到目前为止，塑料注塑成型仍是塑料加工的最主要方法之一，世界上塑料成型模具产量中半数以上是注射模具。注射模亦称注塑模，其成型原理是：将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这
9、样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。1.2 国内外塑料模具的发展状况及已有的研究成果随着塑料工业的发展和进步，人们对注射制件的要求越来越高。如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度和使用范围，一直是塑料行业孜孜以来的目标。近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新工艺和新结构层出不穷，有热固性塑料注射模、无流道成型、新型冷却系统、气体辅助成型以及注射模计算机辅助设计（CAD）、辅助工程（CAE）与辅助制造（CAM）。在20世纪60年代以前，热固性塑料
10、制件一直是用压缩和压注方法成型，其工艺周期长、生产效率低、劳动强度大、模具易损坏、成本较高。进入20世纪60年代后，热固性塑料注射成型得到迅速发展，压缩成型工艺在欧、美、日等先进工业国家已逐渐被注射工艺所取代。日本在这方面成绩最显著，目前85%以上的热固性塑料制件都是以注射成型方法获得的。中国虽然自20世纪70年代久开始推广应用热固性塑料注射成型工艺，但发展缓慢，目前只有3%-4%的热固性塑料制件采用了注射成型方法。其主要原因是用于热固性塑料注射成型的原料需要具有特殊的工艺性能（流动与固化的特殊要求），在这方面我国还存在着一定的差距。注射模CAD/CAE/CAM技术已成为当今世界热门的研究课题
11、。其主要标志为分散、零星的研究迅速发展为集中、系统的研制和开发，一些研究成果很快地转化为促进模具行业进步的生产力。1978年澳大利亚的Moldflow公司率先推出商品化的二维流动模拟软件，在生产中发挥了作用。在以后的短短十余年间，国际软件市场便涌现出许多注射模CAD/CAE/CAM商品化软件，如美国AC-Tech公司的注射模CAE软件C-MOLD，它包括了流动、保压、冷却、翘曲分析等程序。该公司的软件具有较高的水平和可信赖性。德国Aachen大学IKV研究所的CADMOULD软件，包括模具结构设计、模具强度与刚度分析、流动模拟及冷却分析等程序1。现在国外一些著名的商品化三维造型软件都带有独立的
12、注射模设计模块,如美国PTC公司的Pro/E、UGS公司的UG-II、SDRC公司的I-DEAS系统。这三个CAD/CAM系统目前在塑料模具工业中的应用最为广泛。此外还有美国CV公司的CADDS系统、法国MATRA公司的EUCLID系统、法国 DASSAULT公司的CATIA系统、英国DELCAM公司的DUCT系统、日本造船信息系统株式会社的Space-E系统和日本UNISYS株式会社的CADCEUS系统等都各具特色,拥有各自的用户群。1.3 本设计基本设计思路及方法2本设计的基本设计思路是利用三维参数化设计软件GU进行箱型底座的三维造型、分模设计、装配设计和冷却系统设计等，从而完成整套模具的
13、结构设计。在具体方法上，采用GU的工程图模块快捷地将三维图直接转化成二维CAD图，并利用Auto CAD迅速地实现图形的国标化，从而减轻工作的强度，缩短模具的设计周期，提高效率。此外，本设计采用Moldflow公司的专业模流分析软件Moldflow Part Insight（MPI），对所设计的实体进行模料的流动分析。通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟，有效预测和显示了熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，以便有效确定浇口最佳位置和数目，以及最优化的浇注系统布局和工艺条件。1.4 本设计预期结果和意义通过本次毕业设计，拟达到以下成果：（1）通过本次设计的过
14、程，了解塑料与成型加工有关的各种性质、塑料制件的结构分析及其工艺性，为学习认识其性质和塑料的成型工艺性与模具的设计打下基础。（2）了解注射成型工艺及模具设计的过程，熟悉模具的结构及特点，熟悉模具设计的基本方法和步骤，熟悉有关注射模具的相关设备，并能正确选用。（3）熟练应用计算机绘图软件Auto CAD、GU以及专业模流分析软件Moldfolw等进行设计工作，掌握相关资料、手册、标准的收集与整理，并熟悉资料及数据的查询方法。（4）通过设计过程，进一步巩固所学专业基础知识，并能够理论结合实践，提高专业技术能力和水平，为以后踏上工作岗位积累经验和方法。毕业设计是大学阶段最后一个教学环节，通过毕业设计
15、既可以巩固我们在本阶段学习的理论知识，培养我们运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能力，又可以使我们初步掌握科学研究的基本方法和撰写符合规范要求的专业技术文件的能力。搞好毕业设计工作，对培养我们的实践能力、创新能力和创业能力，对于全面提高教学质量具有重要的现实意义。第2章 塑料工艺性及成型工艺条件分析2.1 塑件结构工艺性分析2.1.1塑件结构分析该底座是某个工件的一个配合件，因此在配合处有尺寸精度的要求，为了方便成型，转角处用圆角过渡，而且塑件外表面要求光滑平正，不得又扭曲、飞边、气泡、银丝及明显的的痕迹等缺陷。塑件上由于是四面都有内凸起，采用斜滑块进行成型，内孔用外抽芯成型，整体而言，该塑件在结构上是比较简单的，因此采用注塑成型在工艺上是可行的的。具体尺寸见零件图。2.1.2塑件工艺分析为了保证塑件的成型质量，需要确定合理的注塑成型工艺。本设计
