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I 照相机某零件支架注塑模具设计 摘要 模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。它在工业生产中使用极为广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此，模具技术发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。 本次毕业设计的题目是照相机某零件支架注塑模具设计 。本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先，讲 述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性可行性分析。 总的来说，所设计的这套模具经济合理，可行性强，生产方便，是一套实用性较强的模具。 关键词： 注射模；定模；动模；抽芯；斜导柱 充值购买 费领取图纸 a he is a to it a no in of is in is it an to in be by in to a of is to of in a is a of to to of of of a a to to to a of is it a in a of 充值购买 费领取图纸 目 录 1 绪论 . 1 目背景意义 . 1 料工业简介 . 1 国塑料模具现状 . 2 料模具具发展趋 . 3 文主要研究内容 . 3 2 制品的分析 . 4 品的简介 . 4 制品的分析主要包括以下几点 . 4 设计中塑件各项要求 . 4 品的工艺性及结构分析 . 4 构分析 . 5 料的性能分析 . 5 射成形过程 . 7 注射工艺参数 . 7 主要性能指标 . 7 3 模具制造 . 8 定型腔数量及排列方式 . 8 具结构形式的确定 . 8 型腔单分型面模具 . 8 型腔多分型面模具 . 8 塑机型号的确定 . 8 射机的选用原则 . 9 关制品的计算 . 9 射机型号的确定 . 9 射机及各个参数的校核 . 9 型面位置确定 . 11 型面的选择原则 . 11 注系统的设计 12 注系统设计原则 . 12 流道的设计 . 12 充值购买 费领取图纸 料穴的设计 . 14 口的设计 . 14 注系统凝料的脱出机构 . 16 模推出机构的确定 . 16 模推出机构的设计原则 . 16 品推出的基本方式 . 17 芯机构的设计 . 17 向抽芯机构 . 17 模导向机构的设计 . 18 向机构的分类 . 18 设计中导柱的设计 . 18 气系统的设计 . 19 溢设计 . 19 气设计 . 19 气系统 . 19 套模具的排气方式 . 19 度调节系统设计 . 19 热系统 . 19 却系统 . 20 架的确定和标准件的选用 . 20 形零件的结构设计和计算 . 21 模（凹模）的设计 . 21 芯（凸模）的设计 . 22 4 塑料模具材料的选用及技术要求 . 24 料模具材料的性能要求 . 24 料模具零件选材原则 . 24 具的精度要求 . 24 具零件的公差与配合选择 . 24 5 模具工作过程 . 255 型前的准备 . 25 料的检验和预处理 . 25 筒的清洗 . 25 件的预热 . 25 充值购买 费领取图纸 模剂的选用 . 25 射过程 . 25 模过程 . 26 品的后处理 . 26 火处理 . 26 湿处理 . 26 总结 . 27 参考文献 . 28 致 谢 . 29 1 绪论 1 1 绪 论 目背景意义 近几年，我国塑料模具工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，塑料模具具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。在电子、汽车、家电 、玩具等产品中， 60% 100%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。通过本课题的设计，应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼： 1）塑料管件制品的设计及成型工艺的选择； 2）一般塑料管件制品成型模具的设计能力； 3）塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具具结构改进设计的能力； 4）了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高，以适应今后的工作。 料工业简介 模具是利用其特定形状去成型具 有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重 要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模具。塑料模具具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价 值的目的，塑料模具的优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确 2 定以后，塑料模具具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的 合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模具对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模具更是如此。 现代塑料产品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料产品成型技术的 “三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模具是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成 形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 国塑料模具现状 塑料模具是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模具生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/3 1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 ，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模具的设计、制造技术、 术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全，质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化，商品化尚待规模化； 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化 相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 3 料模具发展趋 塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对 模具的要求。由于计算技术和数控加工迅速发展，使得 渐取代了过去塑料模具的设计与制造技术，使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模具 发展不仅可以提高塑料模具质量，减少塑料模具的设计与制造工时，缩短塑料模具生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模具行业提出的 “质量高、交货快、价格低 ”的要求。 塑料模具以后的发展主要有以下几方面： 1)注射模 用化； 2)挤塑模 开发； 3)压模 开发； 4)塑料专用钢材系列化。 文主要研究内容 1)对塑件进行实体测绘，并完成基本参数的计算及注射机的选用； 2)确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制； 3)运用 、工具软件辅助设计完成模具整体结构； 4)对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算； 5)对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析； 6)对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析； 7)绘制模具零件图及装配图； 8)对模具结构进行三维剖析， 9)输出模具开合结构图； 10)编写设计说明书2 制品的分析 4 2 制品的分析 品的简介 图 件 制品的分析是对 所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 制品的分析主要包括以下几点 1)产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性； 2)脱模斜度是否合理； 3)塑件厚度及其均匀性； 4)塑件种类及其收缩率； 5)塑件表面颜色及表面质量要求。 设计中塑件各项要求 1)塑料名称：丙烯腈丁二烯苯 乙烯共聚物（ 2)色调：白色 不透明； 3)生产纲领：大批大量。 品的工艺性及结构分析 毕业设计（论文） 5 构分析 该制品为小型零件，在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证零件各项参数精度 型工艺分析 1)精度等级：采用一般精度 5 级 2)脱模斜度： 15 度。 料的性能分析 由 丙烯腈 (丁二烯 (苯乙烯 (种化学单体合成。其中 A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。其化学分子结构方式如下： 图 种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 从形态上看， 非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相， 另一 个是聚丁二烯橡胶分散相。 透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。 特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的 料。 有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异。 使用性能： （ 1）物理力学性能 有优良的物理力学性能 ，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。 极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超毕业设计（论文） 6 过 30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降。 （ 2）热性能。 品的负荷变形温度约为 93 ，若能对制品进行退火处理，则还可增加 10 左右。 （ 3）电性能。 合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。 （ 4）耐环境性 合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。 合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。 （ 5）耐候性 合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受 350下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。 一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加 工。 （ 6） 流变性 合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然 熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。 一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为 在成型过程中， 热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。 （ 7） 吸水性 有一定的吸水性，含水量在 围。成型时如果聚合物中含有水 分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到 右。 （ 8） 品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对 熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模毕业设计（论文） 7 具温度可控制在 60 80 对一般制品可控制在 50 60 。 射成形过程 对 色泽、 细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充 模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 注射工艺参数 注射机：螺杆式 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度 :170 180 料筒温度（ ： 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 模具温度（ ： 50 80 注射压力（ ： 60 100 保压力（ ： 40 50 高压时间（ s ）：注射 0 5 保压时间（ s ）： 15 30 冷却时间（ s ）： 15 30 成形周期（ s ）： 40 70 主要性能指标 表 主要性能指标 密度 g/ 弹性模量 0 比容 g 弯曲强度 0 吸水率 %（ 24h） 抗拉屈服强度 0 收缩率 % 熔点 C 130 160 3 模具制造 8 3 模具制造 模具制造形式主要是指设计过程中的注射机的确定，浇注系统的形式和浇口位置的选择，成型零件的设计，脱模推出机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计，温度调节系统的设计及各个零件的设计和装配图设计。 定型腔数量及排列方式 当塑料制件的设计已经完成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模 。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点： 1)塑料制件的形状与尺寸精度始终一致； 2)工艺参数易于控制； 3)模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。 一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。经分析该塑件为中等产量、精度中等，故初步定为一模四腔。 具结构形式的确定 型腔单分型面模具 制 品外观质量要求较高 ，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构 。 型腔多分型面模具 制品外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构。该制品外观质量要求较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口。 塑机型号的确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和 排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。 毕业设计（论文） 9 射机的选用原则 1)计算塑件及浇道凝料的总容量应小于注射机额定容量 2)模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力； 3)模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力； 4)模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭合高度之间； 5)模具脱模取出塑件所需的距离应小于所选注射机的开模行程； 关制品的计算 根据零件图提供的样品，可以借助计算机辅助软件建立制品模型，这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。 1) 制品的体积为： (质量为： m= ) 初步估计浇注系统的体积约为塑件的 ： 本设计中取 (3）该模具一次注射共需塑料的体积约为： (4）该模具一次注射共需塑料的质量约为： M= (射机型号的 确定 近年来我国引进注射机的机型很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。 根据计算初步选定型号为 注射机，其主要技术参数如下表 表 射机主要技术参数 额定注射量（ 30 螺杆 (柱塞 )直径（ 28 注射压力（ 157 注射行程（ 50 注射时间 (s) 3 锁模力（ 500 最大成型面积（ 大开合模行程（ 80 模具最大厚度（ 5 模具最小 厚度（ 2 合模方式 液压 机械 喷嘴球头半径（ 杆中芯距（ 32 喷嘴孔径（ 注射机及各个参数的校核 1）注射压力的校核： 该注射机的注射压力为 157注射压力为 60 100 毕业设计（论文） 10 所以能够满足要求。 2）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 n： 123600/ M (上式右边 =4（符和要求） 式 中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机的额定塑化量（ g/h 或 h） T成形周期 注系统所需塑料质量和体积（ g 或 个制品的质量和体积（ g 或 3）按注射机的最大注射量校核型腔数量 n： 12M n (=4（符合要求） 式中 射机允许的最大注射量（ g 或 4）按注射机的锁模（合模）力的校核： 注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机的额定锁模力，既 F P（ (=40 4x(22 =40 (880+子的右面为 00中 N） 个制品在模具分型面上的投影面积（ 注系统在模具分型面上的投影 面积（ P塑料熔体在模腔内的平均压力（ 通常模腔内的压力为20 40型一般制品为 24 34密制品为 39 44设计中取模腔内的平均压力为 40型腔个数 5）最小开模行程的校核： (S=2+5 10 上式右边 S=5+40+8 =53注射机的最大开 模行程是 80以（符合要求） 式中 射机最大开模行程（ 毕业设计（论文） 11 出距离（脱模距离）（ 括浇注系统在内的制品高度（ 6）模具厚度 H 与注射机闭合高度的校核 : m a xm 式中 注射机允许最小厚度 (70 射机允许最大厚度 (200 模架 H=150 70160200 所选模架合格。 型面位置确定 模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具 ,而且涉及模具结构与制造成本 应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 型面的选择原则 1）分型面应选择在制品的 最大截面处 ,无论塑件以何方位布置型腔 ,都应将此作为首要原则； 2）有利于保证制品的外观质量 ,分型面上型腔壁面稍有间隙 ,熔体就会在塑件上产生飞边； 3）尽可能使制品留在动模一侧 ,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易 行； 4）有利于保证制品的尺寸精度； 5）尽可能满足制品的使用要求； 6）尽量减少制品在合模方向上的投影面积 ,以减小所需锁模力； 7）长型芯应置于开模方向 ,当塑件在相互垂直方向都需设置型芯时 ,将较短的型芯设置在侧抽芯方向 ,有利于减小抽拔距离； 8）有利于简化模具结构 ,应尽量避免侧向 分型或抽芯； 9）在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。 对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，以 AA 为分型面 现有方案如下： 毕业设计（论文） 12 图 型面的确定 注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处 ,以获得外形轮廓清晰 ,内在质量优良的塑料制件。该模具采用普通流道浇注系 统 ，其包括：主流道、冷料穴、浇口。 注系统设计原则 1)浇注系统与塑件一起在分型面上 ,应有压降 ,流量和温度的分布的均衡布置； 2)结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置； 3)尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间； 4)浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料； 5)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生； 6)浇注系统凝料脱出应 方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除； 7)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响； 流道的设计 主流道通常位于模具中芯塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 1)主流道尺寸 d=注射机喷嘴直径 +1=3+1 取 d = 这样便于喷嘴和主流道能同轴对准 ,也能使的主流道凝料能顺利脱出。 主流道入口的凹坑球面半径 R,应该大于注射机喷嘴球头半径的 2 文） 13 之 ,两者不能很好的贴合 ,会让塑件熔体反喷 ,出现溢边致使脱模困难 . 射机喷嘴球头半径 +2 3 取 2+2
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