电热茶壶底的注塑模具设计【塑料注射模】

充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸电热茶壶底的注塑模具设计摘要通模具按制造的产品分类，可以分为塑料模具（又分为注塑模具、铸压模具和吹塑模具） 、冲压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据的比重大。过对电器支架工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。详细的叙述了模具成型零件包括型腔、型芯等设计，重要零件的工艺参数的选择与计算，浇注系统、冷却系统以及其它结构的设计过程，模架的选择原则。并利用 PRO/E 中的 Plastic Advisor(塑料顾问)对设计完成的塑料模具进行了塑料流动分析。关键词： 注塑模具；PRO/E；CAD充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸AbstractDie by manufacturing the product category, can be divided into plastic molds (also divided into injection mold, pressure die casting and blow mould), stamping dies, die casting, rubber molds and mold, and other glass. Among them, especially injection molds and stamping die-use, technological maturity, which hold the majority.A set of mould with one module and one cavities had been designed through the correct analysis of the technology of a toyS top crust in the graduate designThe design and machining technology process of its molding part including the concave moulding plate、the protrude moulding plate、the moveing mould plate、the fix mould plate、the moulding seat，the choice and calculation of technology parameters of the importent part，the design process of extrusion outfit，inject system and other makeup were specified in detail，mode-choice principles .The plastic material flow analysis was also done using Plastic Adivisor of ProE .Key words： injeetion mould；ProE；CAD 充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸目 录第一章 绪论 .31.1 塑料成形模具在加工工业中的地位 .31.2 塑料模具的发展趋势 .41.3 CDA/CAE/CAM 在塑料模具中的运用 .4第三章 设计方案及参数的确定 .93.1 注塑机的确定 .93.2 浇注系统设计 .103.2.1 主浇道设计 .113.2.2 冷料穴的设计 .123.2.3 分流道的设计 .133.2.4 浇口的设计 .133.4 排气系统的设计 .153.5 冷却系统的设计 .16第四章 模具的结构设计 .164.1 成型零件的设计 .164.2 动、定模的工作尺寸计算 .174.2.1 型芯设计 .174.2.2 型腔设计 .184.2.3 粗糙度设计 .184.2.4 X综合修正系数设计 .194.2.5 形体尺寸公差设计 .194.3 机构的设技 .204.3.1 推出机构的设计 .204.3.2 推杆（复位杆）的设计 .204.3.3 导向机构的设计 .214.3.4 拉料杆的设计 .224.4 注射模标准模架的设计 .234.4.1 模架设计 .234.4.2 动模板的设计 .244.4.3 定模板的设计 .244.4.4 定模座板设计 .254.4.5 动模座板设计 .264.4.6 垫块设计 .264.4.7 推杆固定板设计 .274.4.8 推板的设计 .294.5 模具的整体设计 .29充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸参考文献 .31致谢 32充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸第一章 绪论随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在工业生产中模具已成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在工信部装备工业司印发的了我国模行业“十二五”发展规划后，必将引导广大具行业企业和我国整个模具行业的发展。虽然我国的经济发展速度虽然放缓，但考虑到我国模具在国际上很有优势，预计 2013 年依旧有 10%的增长，为我国模具行业在2020 年进入世界模具强国奠定坚实的基础。根据模具行业的发展趋势，此次毕业设计在杨红飞老师的指导下进行，通过对茶壶底壳的设计，运用以往学过的 CAD 和 Pro/E 了解注塑模设计方法，生产原理，为今后的学习工作打下更深厚的基础！1.1 塑料成形模具在加工工业中的地位模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国以经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力” 。事实上，在仪表仪器、家用电器、交通、通讯和轻工业等各行业的产品零件中，有 70%以上是采用模具加工而成的。工业先进的发达国家，其模具工业年产值早已超过机床行业的产值。近年来，我国各行各业对模具工业的发展十分重视，1989 年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定” ，在后果点支持技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸1.2 塑料模具的发展趋势(1)模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。(2)模具 CAD/CAE/CAM/PDM 正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。(3)模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。(4)大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发(这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行)，变被动为主动。以及“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。(5)随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说： “模具是一种工艺品”的概念正在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被 “只装不配的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。(6)高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。1.3 CDA/CAE/CAM 在塑料模具中的运用随着塑料工业的飞速发展，塑料注射模传统的手工设计与制造已无法适应当前的形势。实践表明，缩短模具设计与制造周期提高塑料制造精度与性能的正确途径之一是采用 CAD/CAE/CAM 技术。80 年代以来，注 射模 CAD/CAM 技术已从实验室研究阶段进入了实用化阶段，并在生产中取得了明显的经济效益。21 世纪已进入通讯时代，像手机这样的高端通讯产品，更新换代的周期越来越充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸短，对产品外观、功能要求越来越苛刻，相应地对模具设计制造的周期、质量、成本的要求也越来越高，因此应用 CAD/CAE/CAM 技术必将带来巨大的经 济效益。在国外，70 年代末期 CAD 技术就大量的应用在塑料机械工业中。首先是在模具设计和制造部门。目前国外的模具 CAD/CAM/CAE 技术已经达到相当高的水平。据前西德联邦贸易部在 1981 年的报导，西德 25%的模具 是采用 CAD/CAM 技术设计和生产的。美国塑料行业的 CAD/CAM 技术的发展也极为迅速，其 CAD软件销售量以每年 30%的增长率上升。英国 67%的塑料模具是用 CAD 技术设计的。MOLDFLOW 软件是世界上第一套塑料模具 CAD 软件，是澳大利亚 MOLDFLOW 公司于 1976 年推出的。目前 MOLDFLOW 已经发展得比较完善，实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品，并能灵活地适应市场需求的变化。塑料模具 CAD/CAE/CAM 的应用带来了巨大的社会效益，据报导，美国 Protetype &Plastic Mold 公司采用了 Computool 公司的 CAD/CAE/CAM 系统后，一年内生产效率提高了一倍，节省了 35%的准备时间，制造周期平均缩短了 30%，材料节省了 10%，模具成本降低了 10%30%。国内部分科研单位、大专院校也在塑料行业开展了 CAD/CAE/CAM 技术的研制和开发工作。华中理工大学国家重点实验室研制成功了“实用化注塑模 CAD/CAE/CAM 微机系统 HSC1.1” ；北京化工学院进行了注塑冲模过程计算机仿真；其他部分企业科研单位也做了一些探讨工作，并且收到了一定的经济效益。近年来，随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展，CAD/CAM 技术的发展和应用越来越普遍，出现了很多可以用于注塑模 具 设计和制 造的软件，其中 PRO/ENGINEER 技术近年来在中国应用的最广泛的模具设计软件之一。由于模具和制造之间的关系密切，可以说，制造是设计的延续。而采用人工设计方法比较迟缓，不可能实现模具设计与制造一体化，也不可达到优化设计的要求。实践证明，模具 CAD/CAM 技术是当代最合理的模具生产方式。模具生产也将可以实现高度标准化、通用化和系统化，有利于采用先进设计与制造技术，使模具越做越精，同时，有利于缩短生产周期，降低生产费用。为了适应市场激烈竞争的需要，不断提高模具设计计制造的质量，进而改善注塑产品的外观品质、充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸尺寸精度，降低成本，缩短交货期，提高效率，CAD/CAE/CAM 技术的进展正是适应这种需要而得以不断完善和发展，必将在塑料注塑模具的领域内得到更加广泛的应用。第二章 塑料的成型特性2.1、注塑件实体图 2-1 塑件实体图（1）充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 2-2 塑件实体图（2）由以上两图可知塑件的最大外形尺寸是 115mm，可见注塑件较大，为保证产品质量，以及节约资本，选用一模一腔结构。图 2-3 塑件主视图充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 2-3 塑件俯视图2.2 、材料的成型特性该材料采用聚丙烯(PP 塑料)。其具有流动性好，冷却速度快，塑料壁厚须均匀, 化学稳定性很好。PP 吸水率小于 0.2%，因此具有高频绝缘性能，故成型前可不进行干燥处理。PP 在 100以上进行杀菌灭毒，熔点在 164到 170，最高使用温度在150。抗疲劳强度特别高，具有良好的成型性能！为此，本毕业设计选用 PP 作为塑件材料！PP 具有许多优良的特性，因此常用他来制作各种机械零件，如法兰、接头、泵叶片、汽车零件、也可作为盖和箱壳绝缘材料!2.3、PP 材料的成型工艺参数参数 取值范围 选取数值密度 0.900.91g/cm 090g/cm收缩率 S 1.0%2.5% 1.5%喷嘴 170-190 180料筒 200-220 210温度/模具 40-80 60注射 70-120 80压力 MPa保压 50-60 60注射 0-5 3保压 20-60 40冷却 15-50 30时间/S总计 40-120 60充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸第三章 设计方案及参数的确定3.1 注塑机的确定该产品的材料为 PP，查手册可知其密度 0.900.91g/cm，收缩率为： 1.o%2.5%，计算出其平均密度为 0.90g/cm，平均收缩率为 2。使用 PRO/E 软件计算出图形的体积，可以得出塑件的体积为 。2=14Vcm件根据塑件的密度可以计算出塑件的量: 。由=0.9142.30MVg件 件于是一模一腔，所以塑件的总质量为 130g。浇注系统内的凝料的体积计算大约为 可以计算出浇注系统内凝3cm注料的质量为 ： =0.9=8.1MVg注 注由此可以得出所需塑料的总体积和总质量：=+138.总 注 件根据所需塑料的总体积查表可以选择注射机的型号为：G54-S200/400注射机的参数为：注射容量为：200-400 cm3注射压力为：109 Mpa螺杆直径：55 cm注射行程：160 cm注射方式：螺杆式最大成型面积为：645cm 2最大开（合）模行程：260 mm模具最大厚度为：406 mm模具最小厚度为：165mm动定模固定板尺寸：532*643mm喷嘴的直径为： 4mm喷嘴球半径为：18mm1） 、最大注射量的校核:注射机的额定注射量为 200400cm充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸塑件体积：144cm，每次成型 1 个塑件。浇道凝料为 9cm。实际注射量144+9 = 153cm 180200 0.50 0.74 1.00200225 0.56 0.82 1.10225250 0.62 0.90 1.20250280 0.68 1.00 1.30280315 0.74 1.10 1.40315355 0.82 1.20 1.50（1）型腔的尺寸计算根据公式可计算出型腔的各径向尺寸： 0.40.410.523.512385mL 型腔深度尺寸计算公式：0.40.410.521/32.975mH 充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸取值为 1/3x（2）型芯的尺寸计算根据公式计算型芯各径向尺寸：00 0.4.41.05231/2385zml 根据型芯高度尺寸计算公式： 00.4.410.521/325.7mh 取值为 1/3x4.3 机构的设 技4.3.1 推出机构的设计注射模的推出机构有推杆、推管、推件板三种形式。根据塑件的形状，构造，设计中选择推件版推出的形式，机构简单可靠，又因为零件尺寸大，为防止零件变形，故采用推件板和推管联合推出机构。如图 4-1 所示，顶杆的尺寸、形状如图 4-2 所示：图 4-2 推管推杆材料选用碳素结构钢 T10A 号钢，淬火处理，低温回火，HRC50-55 表面粗糙度 Ra1.6，与型芯的配合为间隙配合。4.3.2 推杆（复位杆）的设计在推件板推出机构中，推杆也起复位作用，为防止推件板从动模导柱充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸和型芯上脱落，推杆可以用螺纹与推件连接以防推件板从导柱上脱落。复位杆的设计如图 4-4 所示：图 4-4 复位杆二维图复位杆的直径选 25mm，采用圆柱形结构，长度由模板厚度和塑件的推出距离决定，取 160mm。复位杆材料选用 T10A 号钢，淬火处理，低温回火，HRC50-55,表面粗糙度Ra0.8，与动模板的配合为间隙配合。4.3.3 导向机构的设计导向机构主要包括导柱（如图 4-5） 、导套（如图 4-6） ，主要作用是在动模与定模合模时保证型芯与型腔的精确定位，以便合模后保持模具型腔的正确形状；合模时引导动模按顺序闭合，防止损坏凹凸、模。导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，与防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具，一般采用 2 到 4 根导柱。在此设计中采用了 4 根导柱。加工 4 个导柱、导套孔时，应将定模板、定模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板，动模板上加工沉头孔。导柱、导套的材料均选用碳素工具钢 T10A 淬火处理 HRC4548。充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-5 导柱图 4-6 导套4.3.4 拉料杆的设计拉料杆的作用主要是在开模时打开分型面。为塑件的顶出作好准备。本设计中，采用 z 字形拉料杆，工作时依靠 z 字形钩将主流道凝料拉出浇口套，推出时，推出机构带动拉料杆将主流道凝料推出模外，推出后由于钩子的方向性而不能自动脱落，需人工取出。拉料杆的直径选为 4mm，长度由模板的厚度和开模行程的大小决定，选为 220mm.如图 4-7 所示。拉杆的材料选用碳素工具钢T10A 淬火处理 HRC5055。充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-7 拉料杆4.4 注射模标准模架的设计4.4.1 模架设计选用标准模架应设计的内容： 1) 选择标准模架型号；2) 确定模架的长度和宽度；3) 确定模架的厚度，并使之与注射机要求的最大、最小模具厚度适应。4) 设计动定模板和座板。本设计中选取标准模架型号为 S45050， 其结构示意图为 4-8 所示：该模架的的参数为：450 mm x 450 mm x 360 mm充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-8 S4050 模架示意图4.4.2 动模板的设计动模板设计尺寸为：400 mm x 450 mm x 360 mm 材料为 45 钢。定模板如图 4-9 所示:图 4-9 定模板4.4.3 定模板的设计定模板的设计尺寸为：400 mm x 450 mm x 360 mm，材料为 45 钢。成型表面直接在铣床上进行铣削加工，加工误差为 0.03，粗糙度为 0.8，加工后表面进行渗氮处理，设计图如图 4-10 所示：充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-10 定模板4.4.4 定模座板设计定模座板设计尺寸为：450 mm x 450 mm x 360 mm， 材料为 45 号钢，设计图如图 4-11 所示：图 4-11 定模板4.4.5 动模座板设计定模座板设计尺寸为：450 mm x 450 mm x 360 mm，材料为 45 号钢，设计充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图如图 4-12 所示：图 4-12 动模座板4.4.6 垫块设计垫块设计尺寸为：68mm x 450mm x 120mm ， 材料为 45 号钢，设计图如图4-13 所示：图 4-13 垫块4.4.7 推杆固定板设计顶杆固定板的设计尺寸为：400 mm x 450 mm x 360 mm ，材料为 45 钢，设计图如图 4-14 所示：充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-14 推杆固定板4.4.8 推板的设计推板的设计尺寸为：400 mm x 450 mm x 360 mm ，材料为 45 钢，设计图如图 4-15 所示：图 4-15 推板4.5 模具的整体设计 模具的整体设计图如图 4-16 所示：充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸图 4-16 模具整体图模具由以下部份组成：成型零部件，合模导向机构，浇注系统，推出机构，加热和冷却系统，排气系统，要保证生产出合格的产品，各组成部份都应满足设计的技术要求。为了保证塑件的质量与模具的寿命要求，各组成部分应满足以下技术要求：成型部位及分型面：型面粗糙度及尺寸形状，型腔与型空间尺寸，脱模斜度必须达到设计的要求；分型面光滑平整，棱边清晰；镶件组合等符合质量要求，固定结合部分配合严密，不得有间隙；凹凸模组合后应保持间隙一致，塑件同一表面由上下模或两半模成型时错位应在允许的范围内。顶出系统：顶出时动作灵活轻松，顶出行程满足要求，各顶出件无晃动，窜动；顶出杆等在塑件上残留的痕迹应在塑件要求范围内(一般允许高出型面0.1mm)；复位可靠正确，复位杆卅复位系统装配正确，一般应低于型面0.020.05mm。导向系统：导柱，导套垂直度为 100mm:0.02mm，导套内外孔同轴度0.01mm；滑动灵活，无松动及吸死现象；保证导向部位和各零件相对位置；导柱，导套轴线对模板垂直度公差为 100mm:0.02mm。浇注系统：主浇道，分浇道，进料口的尺寸、形状、糙度等均应符合要求；充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸流道平直，圆滑连接，无死角，缝隙，坑；浇口套的主流道，加工粗糙度，加工痕迹应有利于塑料流动及浇注系统脱模；不得有与注射横喷嘴 R 吻合的侧坑，进料端口孔不得有影响脱模的倒锥。模具各零部件的加工应保证精度要求，导柱、导套应保证同轴度要求；加工导柱，导套孔时应同时加工，以保证同轴度要求，其它有同轴度要求的孔都采用同时加工的方法。模具在装配时应保证各零件的准确位置精度，模具上、下平面的平行度误差不大于 0.05mm；相邻零件或相邻单元之间的配合与连接均需按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证其间的配合精度和位置精度。充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸参考文献1 高军、李熹平. 注塑模成型工艺分析及模具设计指导. 北京：化学工业出版社，20092 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计.北京：高等教育出版社，20063 申树义、高济. 塑料模具设计.北京：机械工业出版社，20024 王树勋、邓庾厚. 典型注塑模具结构手册.北京：中南工业大学出版社，20045 冯炳亮. 模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，20026 廖念钊. 互换性与技术测量.北京：中国计量出版社，19947 唐深玉. 挤出模与塑料模设计优化手册.北京：机械工业出版社，19968 陈锡栋、周小玉. 实用模具技术手册.北京：机械工业出版社，20029 付丽、张秀棉. 塑料模具技术制造于应用实例.北京：机械工业出版社，200210余桂英郭纪林. 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