毕业设计（论文）-冲水手柄注塑模具设计

1、湘潭大学函授(业余)毕业论文论文题目： 冲水手柄注塑模具设计 院 （系）：_ _专 业： 模具设计与制造 年 级： 2011级 学 号：_ _姓 名： 指导教师：_ _ 完成时间： 2013年4月 目 录摘 要1关键词11 绪论21.1 前言21.2 国内外现状分析及比较21.3 塑料模具的发展趋势31.4 设计思想32 塑件成型工艺分析32.1 塑件（冲水手柄）分析32.1.1 塑件的结构及成型工艺性分析32.2 热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数42.2.1注射成型过程42.2.2 ABS的注射工艺参数。52.3 ABS的性能分析52.3.1 使用性能52.3.2 成型性能52.3.3 ABS的主要性能指标52.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施62.4.1 缺陷62.4.2 消除措施63 拟定模具结构形式63.1 分型面位置的确定63.1.1 分型面对选择原则63.1.2 分型面选择方案73.2 确定型腔数量及排列方式73.3模具结构形式的确定74 注射机型号的确定84.1 所需注射量的计算84.1.4 塑件质量、体积浇注系统凝料体积及所需锁模力的计算84.2 注射

2、机型号的选定94.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核94.3.1 型腔数量的校核94.3.2 注射机工艺参数的校核104.4 安装尺寸校核114.4.1 喷嘴尺寸114.4.2 定位圈尺寸114.4.3 最大与最小模具厚度校核114.4.4 开模行程和推出机构的校核114.4.5 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核115 浇注系统的设计115.1 主流道的设计125.1.1主流道各尺寸计算125.2 主流道衬套形式125.2.1主流道剪切速率校核125.3 分流道设计135.3.1分流道的布置形式135.3.2 分流道长度135.3.3 分流道形状、截面尺寸以及凝料体积135.4 浇口的设计155.4.1 浇口类型和位置的确定155.4.2 浇口尺寸的确定165.5 冷料穴的设计175.5.1主流道冷料穴的设计176 成型零件的设计176.1 成型零件结构设计176.2 成型零件钢材选用186.3 成型零件工作尺寸的计算186.3.1型腔径向尺寸计算186.3.2 型芯径向尺寸的计算206.3.3 型腔高度尺寸的计算216.3.4 型芯高度尺寸的计算226.4 型腔零件强度、刚度的校核

3、236.4.1 型腔侧壁厚度校核236.4.2 型腔底板厚度的校核247 模架的确定257.1 各模板尺寸的确定257.1.1 A板尺寸267.1.2 B板尺寸267.1.3 定模座板267.1.4 垫块267.1.5 动模座板267.1.6 推板267.1.7 推杆固定板278 合模导向机构的设计278.1 导向机构总体设计278.2 导柱设计278.3导套设计289 推出机构289.1 脱模力的计算2810 排气系统的设计2911 温度调节系统设计2911.1 加热系统2911.2 冷却系统2911.2.1 冷却介质3011.2.2 冷却系统的简略计算3012 典型零件的制造工艺3112.1 塑料模成型零件的加工工艺3112.1.1 塑料模成型零件的加工工艺要求3212.2典型零件制造工艺编制3312.2.1 成型零件工工艺流程及加工阶段划分3313 模具的装配3713.1 塑料模具装配过程3714 模具的备料清单和网络周期3714.1 模具非标准件备料清单3714.2 模具标准件备料清单3814.3 网络周期图3914.4 模具的生产过程3915 模具成本的估算3915.1 材料

4、费用3915.1.1 从产品形状需要了解与材料费用相关的三部分4015.1.2 估算模具材料费用4015.2 加工成本4015.2.1 经济加工机床的选择4015.2.2 加工成本核算4115.3 其他费用4115.3.1生产管理4115.3.2 利润4115.3.3 税金4116 结论41致谢43参考文献44冲水手柄注塑模具设计【摘 要】：本设计根据实际的需要完成冲水手柄的注射模设计。该产品采用ABS塑料进行注塑成型,成型方式为一模八腔。该设计根据产品材料和结构特点，对产品进行了工艺性分析,选用了合理的注射成型工艺参数，确定了所需的和成型设备模具的总体结构,同时对模具的细节部分进行了结构设计和一些必要的尺寸计算和强度校核此外，论文还对分型面、浇注系统、脱模机构、成型部件和温度调节系统进行了分析设计，最终完成了产品的三维实体造型、二维零件图和装配图，以及加工工艺规程。【关键词】：冲水手柄，塑料模具，注射成型，注塑机，结构设计，工艺。1 绪论1.1 前言随着塑料制品在机械、电子、汽车、家电、国防、建筑、农业等各行业中的广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突

5、出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品。 其生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍，上百倍。可以说，模具既是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料及设备的“效益放大器”。模具生产的工艺水平和技术含量的高低，已成为衡量一个国家产品制造业技术水平高低的重要标志1。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点，有很大的市场要求和良好的发展前景。1.2 国内外现状分析及比较近年来，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结

6、构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、复合加工和激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术2。 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面： 1) 发展不平衡，产品总体水平较低。2) 工艺装备落后，且配套性不好，利用率低。 3) 大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。4) 供需矛盾短期难以缓解。5) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。6) 信息化管理相对落后。1.3 塑料模具的发展趋势1)在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。2) 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。3) 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术，提高模具制造过程的自动化程度。4) 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。5) 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。6) 应用优质模具材料和先进的表面

7、处理技术对于提高模具寿命和质量十分必要。7) 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率,以提高模具质量，缩短模具制造周期。 8) 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。9) 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展，CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。10) 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。1.4 设计思想本设计主要是基于二维CAD的注塑模具设计，从零件角度上考虑，此零件为ABS塑料，因所给冲水手柄零件的形状比较简单，无侧向凹、凸及侧孔和异型孔等且要求大批量生产并设计成一模多腔，故本设计采用的是单分型面注射模结构，浇注系统设计成非平衡式、浇口设计成矩形侧浇口并对浇口尺寸进行调节以实现浇注系统平衡。塑件的推出采用推杆推出机构实现，球头型拉料杆在分模时将主流道凝料自动掉出。而推出机构的导向及复位则分别选用复位杆和弹簧来实现。2 塑件成型工艺分析2.1 塑件（冲水手柄）分析该塑件是一冲水手柄，如图2-1所示为塑件零件图，该塑件材料为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），塑件

8、要求生产纲领为大批量生产。2.1.1 塑件的结构及成型工艺性分析1）结构分析如下。该塑件是一卫浴操作手柄，属中等壁塑件，整个塑件结构较为简单，产品件中无侧孔、侧凹等结构，故无需采用斜导柱侧向成型机构，采用直接分型即能使塑件方便脱模，保证制件的成型质量和较小的生产周期3。图2-1塑件零件图2）成型工艺分析如下。（1）精度等级。目前我国颁布了工程塑料模塑塑件尺寸公差的国家标准标准（GB/T14486-1993）。模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级，每一级又可分为A、B两部分，其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差，B为受模具活动部分影响尺寸的公差（例如由于受到水平分型面溢边厚薄的影响，压缩件高度方向的尺寸）。对于该冲水手柄件，因其未标注尺寸公差，故取其精度等级为MT5。（2）脱模斜度。由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此脱模前会紧紧地包住型芯或型腔中的其他凸起部分。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤，擦毛等，在设计时应考虑与脱模方向平行的塑件内外表面应具有一定的脱模斜度。塑件上脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状越复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度；塑件高度越高、孔越深，则取较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。脱模斜度一般不包括在塑件的尺寸公差范围内，在塑件图上标注时，内孔以小端为基准，斜度沿扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度沿缩小方向取得。因ABS材料塑件推荐的脱模斜度值为：型芯取351，型腔取40120，故该冲水手柄的脱模斜度型芯取1，型腔取120。2.2 热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数2.2.1注射成型过程1）成型前段准备。对ABS的色泽、细度和均匀等进行检验。由于ABS吸湿性强，故成型前应进行充分的预热干燥处理，除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银丝等缺陷，干燥至含水分0.3%。干燥条件用烘箱加热，温度为90100，时间3h-4h，料层厚度3cm。2

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