毕业设计雨伞手柄塑料模具设计.doc

第一章 绪论1.1 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、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1.2 我国模具技术的现状及发展趋势20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展 成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值改革开放以来，我国的模具工业 发展也十分迅速 近年来， 每年都以 15％的增长速度快速发展 许多模具企业十分重视 技术发展加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力此 外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将 依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了 较大提高在大型模具方面已能生产48"(约122CM)大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方 面，以能生产照相机塑料件模具， 多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。

经过多年的努力， 在模具 CAD/CAE/CAM 技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技 术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等 方面作出了贡献尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量 还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密， 复杂模具与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距今后，我国模 具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离 1)注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展， 成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化 2)加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模 具制造成本而且能提高模具的制造质量因此，模具标准件的应用必将日渐广泛 3)推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一 个重要里程碑实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可 显著地提高模具设计制造水平 4)重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现， 模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术， 以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。

第二章 塑件的工艺分析2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物）用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等） ，收音机壳，手 柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等） ，打字机键盘，娱乐用车 辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等比重:1.05 克/ 立方厘米燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点：1、综合性能较好 ,冲击强度较高 ,化学稳定性 ,电性能良好 .2、 与 372有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件 ,且可表面镀铬 ,喷漆处理.3、 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别4、 流动性比HIPS差一点，比PMMAPC等好，柔韧性好5、 用途：适于制作一般机械零件 , 减磨耐磨零件 ,传动零件和电讯零件 .6同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象成型特性：1. 无定形料 ,流动性中等 , 吸湿大,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时 间预热干燥 80-90 度,3 小时 .2. 宜取高料温 ,高模温,但料温过高易分解 （分解温度为 >270度）. 对精度较高的 塑件,模温宜取 50-60 度,对高光泽.耐热塑件 ,模温宜取 60-80 度.3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物， 导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PS SAN BS的各种性 能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能 ABS是丙烯腈、丁二烯和 苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、 刚的特性，燃烧缓慢，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，但无熔融滴落现象ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性 能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了， 笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果 ）成型加工和机械加工较好ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分 醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。

密度为 1.02~1.05g/cm 3ABS有良好的机械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 性能水、无机盐、碱和酸类对 ABS几乎无影响ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂， 但与烃长期接触会软化溶胀ABS有 一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调 色可配成任何颜色ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70oC左右，热变形温度 为93oC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆 ABS在升温时粘度增高，所以成 型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力； 在正常的成型条件下， 壁厚、熔料温度对收缩率影响极小ABS主要技术指标:表1-1热物理性能密度(g/ cm 3)1.02 —1 . 05比热容(J - kg-k)1255—1674导热系数-1 -1(W- m - K X10-2)13.8 —31.2线膨胀系数(10-5K-1)5.8 — 8.6滞流温度(° C)130表1-2 力学性能屈服强度(MPa50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率(%)35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺口11表1-3 电气性能表面电阻率(Q)1.2 X10体积电阻率(q6.9 X10击穿电压(KV/mrj)\介电常数(10 Hz)3.04介电损耗角正切(106Hz)0.007耐电弧性(s)50— 852.2 分析塑件的结构工艺性雨伞手柄的形状较简单，其内侧有凸凹台及加强肋。

雨伞手柄的注塑材料首先选用ABS，雨伞手柄的中心决定了它的重心位置的所在所以我们必须很好的处理它壁厚的 均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通 过有效的控制模具温度来调节收缩率由于雨伞手柄的主体作用是起固定作用，它的内 部结构就相应的给注塑带来了一定的难度 主要是它内侧凸台的壁厚跟加强肋及外侧一 样，在注塑的时候，所受到的力相差不大，不大容易造成塑件填充不满的缺陷，可以考 虑采用单浇口而在外侧有绳索孔，在生产过程中，凸凹模是无法解决这个问题，所以 就使用外侧抽芯机构该塑件尺寸中等，整体结构较简单 . 多数都为曲面特征除了配合尺寸要求精度较 高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选 一般精度等级： 5 级2.3 工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口 该浇口的分流道位于模 具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不 受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 C 2小时成型收缩率 :0.4-0.7%模具温度：25-70 C （模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280 C （建议温度：245C）成型温度：200-240 C注射速度：中高速度注射压力： 500-1000bar第三章注射机的选择3.1塑件体积的计算塑件：零件塑件的体积 V=10.9cm3浇注系统的体积：V2=3.1cm3塑件与浇注系统的总体积为 V=10.9*4+3.1=46.7cm33.2计算塑件的质量：查手册取密度尸1.05g/cm3塑件体积：V=10.9cm3塑件质量：根据有关手册查得:p =1.05g/cm 3所以，塑件的重量为：M=V x p =10.9cm3 x 1.05=11.45g3.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据得(4-1 )mpnm m-(4-2)k-注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8;mp -注射机最大注射量，cm3或g; m--浇注系统凝料量，cm3或g； m-单个塑件体积或质量，cm3或g；根据塑件的结构及尺寸精度要求，该塑件在注射时采用1模2腔3.4计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下图4.1 浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积 V2=3.1cm33.5注射机的选择注塑机的主要参数有公称注射量，注射压力,注射速度,塑化能力，锁模力,。