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1、毕业设计（论文）课题： 焊枪手柄万向节注射模具设计 系 科： 机械工程系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具 目 录前言3绪论4塑件工艺性分析塑件原材料特性6塑件原材料成型性能6塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析7塑件成型方法确定8塑件成型模具设计型腔的数量和布置9选择注塑机型号及其参数10确定分型面11浇注系统选择和设计12成型部件的设计计算18斜滑块抽芯机构19模架的确定和标准件选择（示意图）.20排气系统设计.21温度调节系统设计.22模具装配分析. 22开模分析25推出机构（脱模）.25导向机构.28模具设计心得体会.28参考文献.30前 言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具
2、体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为焊接万向节的注塑模具。本次设计以注射焊接万向节模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。由于
3、实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，恳请各位老师批评指正。绪 论一 【模具在加工工业中的地位】模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸
4、精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求
5、、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展二 【模具的发展趋势】近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1） 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2） 高效
6、率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3） 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效
7、率，而且改善了质量，降低了成本。三 【设计在学习模具制造中的作用】 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。塑件工艺性分析一、 塑件原材料特性塑件结构如图所示，塑料的材料采用ABS，属热塑性材料。1基本特性：ABS是由丙烯氰、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组成的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯
8、氰使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。对于选用ABS为材料的成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度，而且在低温下也不迅速下降。有良好的力学强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。但是其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93左右，气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。2主要用途：ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵水轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡
9、泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有ABS夹层板制小轿车车身，ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品等。3成型特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较强，塑料上的脱模斜度稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易于产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。4干燥：由于ABS吸湿性强存储时必须充分干燥。成型温度: 200-230 熔化温度：180-200模具温度：50806mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。由于该产品的平均壁厚不超过6mm，而且要
10、求塑件光泽和耐热时，应控制6070。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（“d”是冷却腔道的直径）。 注射压力：60-100 MPa射速度：使用高速注射。流道和浇口：流道直径在4.7到9.5mm之间，流道长度应尽可能短且少弯曲。由于产品的形状应适合轮辐式浇口。二、 塑件原材料成型性能：l 结晶料、吸湿性大l 无定性料、流动性中等，溢边值为0.03mm左右。l 可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。l 加热时间长则发生分解、烧伤。l 冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模仁应有冷却系统l 收缩
11、率范围不大，收缩值小，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响极小， 应控制模温，保持冷却均匀、稳定。l 宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分l 质硬稳定，易于成型加工。塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析图一l 结构分析：从零件图上分析，此零件总体为管状，利用UG可计算出其体积约为11744.4mm3，质量约为12.2g的产品。l 尺寸精度：该塑件的精度为5级，精度要求较低。该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为）塑件内圆尺寸：280+0.32、290+0.32、320+0.36、R20+0.16外圆尺寸：380-0.36、330
12、-0.36、R150-0.26轴向尺寸：35.50-0.36、60-0.18、30-0.16l 表面质量分析：该零件的用途是连接焊枪手柄，部分表面在实际应用中要求具有球副，经常转动，需此表面相对光滑一些，其余表面则无特殊要求。 塑件成型方法确定: 该塑件的结构比较简单，为管状塑件，即回转体，符合塑件最小壁厚要求。此回转体外圆上有一止转凸台。塑件不易取出，需要考虑侧抽装置。可以考虑采用镶块装置。综上，该塑件成型工艺性好，可以采用注射成型方法生产。塑件成型模具设计型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高，又小批量生产，同时考虑其结构形式初定一模两腔。考虑脱模时凝料的去除难易程度，采取侧浇口。如图二所示
13、：图二选择注塑机型号及其参数(1) 注射量的计算：通过Ug建模分析，塑件的体积为11744.4 mm3，塑件的质量: 此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量为: (2) 锁模力的计算：流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积，在此时还是个未知数，根据经验公式：(为每个塑件在分型面上的投影面积)，用进行估算：l l 式中 l 查塑件所需的注射压力60-100Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的25%-50%，因塑件为回转件，其压力损失比较大，所以取大一些，则选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-ZY-125柱塞式注射成型机，其有关参数如下：标称注射量/ 125模板的最大厚度/mm300螺杆直径/mm42模板的最小厚度/mm200合模力/kN900模板尺寸300440注射压力 /MPa150拉杆空间/mm
