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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 计算器上盖 注塑 模具设计 摘要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一， 因而注塑模具得到飞速发展 ，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的意义。本设计题目是计算器上盖模具设计，介绍了注塑成型的基本原理，特别是单分型面注塑模具的结构与工作原理；详细介绍了注射模具浇注系统、成型零件和顶出系统的设计过程。浇注系统主要对浇口道、主流道和分流道进行了设计；成型零件主要对凹模结构 和工作尺寸进行了设计和计算 ， 并对两处侧抽芯机构进行了重点分析和设计，这里采用了成型斜顶杆和橡胶完成，并对脱模力进行 了计算，然后 对模具强度要求、锁模力、最大注射量等做了校核；最后使用 件 对模具的零件进行实体造型，同时完成了注射插装式控制回路的 计。 关键字 ： 成型零件；浇注系统；导向机构； 注塑模具 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 he is of in so of is on of of is on on is on so do on LC 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 摘要 . I . 绪论 . 1 料模具在国民经济中的作用 . 1 料模具生产向信息化发展 . 2 射成型 . 2 次设计的目的 . 4 2 塑件的工艺性分析 . 5 品的结构分析 . 5 料成型特点 . 5 件成型的工艺参数 . 6 选注塑机 . 7 3 成型零件的设计 . 8 型零件应具备的性能 . 8 型零件的结构设计 . 8 模的结构设计 . 8 芯机构的设计 . 9 型斜顶杆的设计 . 10 料制品在模具中的位置 . 11 模两腔及其排列方式 . 12 型面的选择 . 12 型零件的工作尺寸计算 . 13 腔的尺寸计算 . 13 芯 /凸模的成型尺寸 . 14 芯中心到成型面距离 . 16 型壁厚和底板厚度计算 . 16 腔侧壁厚度的计算 . 17 腔底板厚度的计算 . 17 4 浇注系统的设计 . 19 口的设计 . 19 流道的设计 . 20 流道的设计 . 20 气系统的设计 . 21 5 脱模机构的设计 . 22 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 模机 构的构成与功能 . 22 出机构与取出机构的设计 . 22 模力的计算 . 23 6 导向机构的设计 . 26 向机构的作用 . 26 柱导向机构 . 26 柱在模板上的布置 . 27 7 冷却系统的设计 . 29 却水道的设计原则 . 29 模上冷却水道的设计 . 29 模上冷却水道的设计 . 30 8 注塑模与注塑机的关系 . 31 大注塑量的校核 . 31 模力的校核 . 31 大注射压力的校核 . 32 塑机安装模具部分的尺寸校核 . 32 位环的尺寸 . 32 具厚度 . 33 具的外形尺寸 . 33 大开模行程的校核 . 33 9 模具的经济性分析 . 34 10 典型零件的实体造型 . 36 用 零件进行实体造型 . 36 11 注射 /预塑插装式控制回路的 计 . 42 结束语 . 47 致谢 . 48 参考文献 . 49 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 1 绪论 料模具在国民经济中的作用 塑料制品在国民经济各个领域的应用非常广泛。绝大多数塑料制品都是用一定形式的模具生产的。出于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制件可加工成任意形状而且具有生产率高、价格低廉等特点，所以应用日趋广泛，年增长居四大工业材料之首。已经深入到国民经济的各个部门。 塑料工业是随着石油工业的发展应运而生的新兴工业，同时又是一个飞速发展的工业领域。从 20世纪 30年代前后开始研制至今，塑料作为一种新的工程材料不断被开发应用，到目前塑料工业已实现了产品系列化、生产工艺自动化，不断开拓出功能塑料的新领域。随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工业和日用品工业的发展，塑件的需求量越来越大，质量要求也越来越高，这就要求成型塑料模具的开发、设计与制造水平也必须越来越高。因此，塑料模具设计水平的高低、制造能力的强弱及模具质量的优劣，都直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着各种产品的质量、经济效益的增长以及整体工业水平的提高 1 。 塑料模具在我国国民经济中的重 要性，表现在国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石油化工和建筑，都要求塑料模具的发展与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要。以汽车、摩托车行业模具市场为例，在工业发达国家，汽车、摩托车行业是模具的最大市场，其占整个模具市场的一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之 ，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到明确。到 20 仍年，我国汽车年总需求量约 300 万辆，汽车基本车型将达到 170 种，更新车型和改装车型 430种，而且汽车换型时间不断缩短，轿车一般 34年，轻型车 45年，其它车型 68年。汽车换型时约有 80的模具需要更换，一个型号的汽车，所需模具达几千副，价值上亿元。据介绍到 2005 年，我国生产的各类汽车模具只能满足规划需要量的 50左右。 1997年我国摩托车产量超过 1000万辆，居世界第一。这其中共有 14 种排量， 80 多个车型， 1000 多个型号，到 2000 年生产能力达到 2 万辆，每辆摩托车备模具近 1000 副，价值 1000多万元。所有这些，体现了塑料模具在国民经 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 济中的重要性 2 。 料模具生产向信息化发展 塑料制品在人们的日常生活及现代工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着塑料工 业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大，若要生产出较好的塑料制品，必须有先进实用的塑料模具，因此如何设计塑料模具就为有关专业工程技术人员所关注。 模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是 应用已远远不够。目前许多企业已经采用了些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。 随着塑料产品在家电、电子、机械等产品和日 常用品中的越来越广泛应用，对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要。 术的发展正适应了这种客观实际的要求。 术可以显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期 3 。 射成型 塑料模具的分类方法很多，不同的塑料成型方法使用着原理和结构各不相同的塑料模具。按成型方法，可将塑料模具分为注射成型模具、压制成型模具、传递成 型模具、挤出成型模具，中空吹塑成型模具，真空、压缩空气成型模具，铸塑模，泡沫塑料成型模具等。本文着重介绍注射成型模具。 注射成型的主要装置就是 注塑成型机和 注射成型模具。 注塑成型机 注塑成型机可分为合模装置与注射装置。 合模装置主要作用是实现模具开闭以及顶出制品。合模装置可分为如图所示的连杆式和直接利用油压实行合模的直压式。 注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。如图所示从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中，在加热器的作 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 用下加热使机筒内的树脂材料受热 ，在加热装置是 作用下使树脂成为熔融状态，将相当 于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端 ，螺杆的不断向前将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，须控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔 后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置，注射压力达到一定值时 可以将速度控制切换成压力控制。 4 注射成型模具 注射成型模具又可称注射模、注 塑模。 注塑成型（ 指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。注射成型过程大致可分为以下 6个阶段 合模 注射 保压 冷却 开模 制品取出 上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 注射成型不但能成型形状复杂、精度高的塑件，而且 生产效率高，自动化程度高，主要用于热塑性塑料的成型，是热塑性塑料成型的一种主要方法，也可用于热固性塑料的成型。注射模在塑料模中占有很大的比例。 次设计的目的 本次的设计是 我 大学生涯的最后一次综合性的课程设计； 其目的就是通过一定工程实践工作，将所学理论知识与工程实践相结合，培养我们的综合应用能力、独立思考能力和解决工程问题能力。通过毕业设计可以培养我查阅资料、方案设计、参数确定、理论分析、设计计算分析及解决问题的能力，培养计算机绘图软件熟练使用能力及专业外语翻译能力。这次我的设计是模具设计，它 是一项很 复杂的工作，它要求我们在掌握理论知识的基础上要有更好的实践经验。设计一副好的模具，其中牵涉到许多的内容工艺，一套模具有多种工艺方案，在进行的比较中需要考虑的内容 ，很有针对性，对我来说是一次很好的锻炼机会，同时也为我今后的工作打下坚实的基础。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 2 塑件的工艺性分析 品的结构分析 图 计算器上盖的塑件结构图。可以看出其结构比较简单，且属于小型制品。该塑件的主要技术难度为制作尺寸为 内孔与塑件上部的凹槽 ，因为此两处都需要进行侧抽才 能制造出来。根据器材的要求，零件的表面精度无须太高。制品的精度等级一般等级为 4 级。 图 算器上盖塑件图 料成型特点 中文化学名为 丙烯腈 苯乙烯共聚物 ，是一种高结晶聚合物，具有较好 的 综合性能 , 较高 的 冲击强度 , 良好 的 化学稳定性 和 电性能 等特点，虽然 流动性比一点， 但 比 材料 好， 并且 柔韧性好 ，可在 40 C 100 C 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 之间长期使用。但在 注塑生产中也要考虑到它不利的特性，即它属于聚合性塑料，熔点明显，一旦达到熔点，溶体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或溶体受热时间过长，则会引起材料的分解。 计算收缩率为 一般取其平均值为 常温下它的密度为 件成型的工艺参数 表 料成型的工艺参数 塑料名称 丙烯腈 苯乙烯 (共聚 ) 缩写 射机类型 螺杆式 密度 (g/算收缩率 (%) 热 温度 / 时间 /h 8085 23 料筒温度/ 后段 中段 前段 150170 165180 180200 喷嘴温度 / 170180 模具温度 / 5080 注射压力 /0100 成型时间 /s 注射时间 高压时间 冷却时间 总周期 2090 05 20120 50220 螺杆转速 /(r/30 适用注射机类型 螺杆式 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 选注塑机 根据塑料的品种、塑件的质量、模腔的数目等注射工艺，可以初步选型号为000的卧式注塑机。其主要 的技术参数如表 表 塑机的主要技术参数 理论注射容积 / 3210 螺杆直径（ 42 注射速率（ g/s） 110 注射压力（ 150 塑化能力（ g/s） 14 螺杆转速（ r/ 10 250 锁模力（ 1000 拉杆内间距（ 315 315 移模行程 /00 模具厚度（ 50 50 模板行程（ 300 模 具定位孔直径（ 125 喷嘴球半径（ 15 本次选择的注塑机为初步选择，待在后续设计中在对本次注塑机进行校核，若参数对于本模具不适合在另行选择。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 3 成型零件的设计 型零件应具备的性能 由于成型零件的质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备以下性能： 承受塑料熔体的高温和高压。 承受流料的摩擦和磨损。 好，可淬性良好，热处理变形小。 型零件的结构设计 模的结构设计 凹模也称阴模，它是成型塑件表面形状的主要零件。根据塑件成型的需要和加工与装配工艺要求，凹模有整体式和组合式两类。 整体式凹模的结构简单，成型的制品质量较好。但对形状复杂的凹模，其加工工艺性较差。因此。在先进的型腔加工机床尚未普遍应用之前，整体式凹模适用于小型且形状简单的塑料制品的成型。 组合式凹模指凹模由两个及以上零件组合而成。这种凹模改善了加工性，减少了处理变形，节约了模具钢 ，但装配调整较麻烦，有时塑件表面可能存在拼块的拼接线痕迹。因此，组合式凹模主要用于形状复杂的塑件的成型。 本设计采用的是组合式凹模，结构如图 示 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 图 模的结构 芯机构的设计 （ 1）抽芯机构用于成型制品上的孔或其他凸起或凹陷结构，故其设计的合理性直接影响着的塑件的外形是否合格，从而影响它和其它零件的配合。抽芯机构有很多比如：弹簧抽芯机构、斜销抽芯机构、弯销抽芯机构、斜滑块抽芯机构、还有液压抽芯机构等等，本次设计采用斜滑块抽芯机构。它工作原理是将型芯固定在一滑块之上，楔形块固定在动 模板上，当脱模时推板上移，带动楔形块上移，在橡胶的弹力作用下推动滑块，从而达到抽芯的目的。侧抽的具体结构如图 示： 1 塑件 2 型芯 3 楔形块 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 图 芯机构 （ 2）楔形块的斜度计算 推板行程与型芯长度的几何关系如图 图 图中 a 为型芯长度为 b 为推板行程为 30 r c ta (取角 1 为 15 。 型斜顶杆的设计 （ 1）当塑件侧壁内表面出现凹、凸形状或塑件顶端内表面出现 用成型斜顶杆是非常有效的。 本次设计的成型斜顶杆如图 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 1 塑件 2 成型斜顶杆 图 型斜顶杆 （ 2）成型斜顶杆的斜度计算 推板行程与凹槽宽度的几何关系如图 图 中 c 为型芯长度为 b 为推板行程为 30 r c ta (取角 2 为 5 。 料制品在模具中的位置 塑料制 品在模具中的位置直接影响到模具结构的设计。注塑模具每一次注塑循环所能成型的塑件数量是由模具的型腔数量决定的。型腔的数目及排列方式、分型面的位置 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 确定等决定了塑料制品在模具中的成型位置。 模两腔及其排列方式 根据塑件的结构特点及质量要求 ,该模具设计为 1 模 2 腔。另外 根据经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度要降低 4%，本设计要求大批大量生产，综合考虑，采用 1 模 2腔更为合理。 模具型腔的排列方式通常有圆形、 线及复合排列四种。为使塑件排列紧凑，节省钢材，与材料。本设计采用直线型排列方式。如图 图 腔的排列 型面的选择 分型面是模具中用来取出塑件和凝料的可分离的接触表面。分型面的 选择 在注 塑模具 设计中占有重要的地位，直接影响 了 塑件的质量、模具的整体结构、工艺操作的难易程度及模具的制造成本。 注射模的分型面指分开注射模取出塑件的界面，是其定模和动模的接触面或瓣合式注射模的瓣合面。 分型面的形状有平面式分型面、阶梯式分型面、曲面式分型面、斜面式分型面及综合式分型面。 考虑到本塑件零件特征，为了不影响塑件尺寸和形状，利于模具型腔内气体的排出，设计的分型面如图 示 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 图 型面的确定 型零件的工作尺寸计算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来成型塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的径向尺寸、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）与型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具设计中，应根据塑件的尺寸、精度来确定模具成型零件的工作尺寸及精度。 影响塑件尺寸的因素 ： 差，如合模时的误差、侧抽芯的移动误差等； 腔的尺寸计算 （ 1）型腔的内形（长和宽）尺寸 43( 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 (43( (式中 21, L 型腔的长度和宽度（ 塑件外径基本尺寸（ 即塑件的实际外形尺寸； 21, 塑件公差； 塑件平均收缩率（ %）； c 模具成型尺寸设计公差，对于小型塑件一般取c= s /6。 （ 2）型腔的深度尺寸 32( (式中 型腔深度尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ 即塑件的实际高度尺寸。 芯 /凸模的成型尺寸 （ 1）型芯径向尺寸 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 43(d腔(式中 腔D 型腔的内形尺寸（ 塑件外径基本尺寸（ 即塑件的实际外形尺寸； 塑件公差； 塑件平均收缩率（ %）； Z 模具成型尺寸设计公差，对于小型塑件一般取c= s /3。 （ 2） 型芯 /凸模的高度 32( 32(式中 1 2 型芯 /凸模的高度 尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ 即塑件的实际高度尺寸。 塑件公差； 塑件平均收缩率（ %）； c 模具成型尺寸设计公差，对于小型塑件一般取c= /6。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 （ 3） 凸模的长度和宽度 43(43(式中 凸模的长度和宽度（ 塑件内腔基本尺寸（ 即塑件的实际内腔尺寸； 芯中心到成型面距离 1)21( (式中 型芯中心到成型面距离 （ 塑件基本尺寸（ 即塑件的实际尺寸； 型壁厚和底板厚度计算 在塑料注射模的注射过程中，型腔从合模到注射保压过程中将受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的强度和刚度。型腔侧壁所受的压力应以型腔内所受最大压力为准，对于大型模具的型腔，由于型腔尺寸较大，常常由于刚度不足而弯曲变形，应按 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 刚度计算；对于小型模具的型腔，型腔常常在弯曲变形之前，其内应力已超过许用应力，应按强度计算。 本设计的模具属于小 型模具，所以按刚度计算。 腔侧壁厚度的计算 3 =3 = 式中 （ 86/110(26/1103)48/(2/34444441441 般取 105 ,0 p=%）； ) 本设计中0足强度要求。 腔底板厚度的计算 3= 3 = 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 (式中 )69/110(32)69/110(1)/(32)/(44421421 般取 105 ,0设计中4全满足强度要求。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 4 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料流动通道。其作用是将塑料溶体顺利地充满型腔的各个部分，并在填充及保压过程中，将注射压力传递到型腔的各个部分，以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。 口的设计 浇口又称进料口或内流道。它是主流道、分 流道与型腔之间的连接部分，即浇注系统的终端。一般这段很短的通道截面积很小，当熔融的塑料流在高压下通过浇口时，因为浇口的截面积很小，使塑料流速加快，而由于摩擦作用，又使塑料流的温度升高，黏度降低，提高了塑件的流动性，有利于充满型腔，因此它是浇注系统的关键部位。 本设计选择的浇口形式为潜伏浇口，潜伏浇口在一个制品上可以开设一个，也可以开设多个，本设计为一模两腔，故开设了两个浇口。潜伏浇口的特点是：熔融塑料流通过浇口时流速增高，加上摩擦力的作用，塑料流的温度升高，这样，能够获得外形清晰，表面光泽的塑件。另外潜伏浇 口开模后点浇口可自动拉断，有利于自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不会影响塑件表面的美观，其不足之处是：注射压力损失较大，对塑件成型不利，结构复杂，由于浇口附近流速过高，造成分子高度定向，增加局部应力，易发生开裂现象。 本设计的潜伏浇口位置及尺寸选择如图 示： 图 伏浇口的位置 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加
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