毕业设计一模两腔的塑料模具设计

1、毕业设计论文一模两腔的塑料模具设计姓名： 系别：机 械 工 程 系专业：模具设计与制造班级： 学号： 目 录绪 论51 模具概论8注射模简介8注射模的定义8塑料制件几何形状及材料11注射机的选用11注射机的分类12分析制件结构、尺寸精度及表面质量12结构分析15尺寸精度分析17表面质量分析17注射机选定17计算制品的体积和质量:172.3.2 初步选定注射机183确定型腔数目及位置布局19型腔数目的确定193.2 型腔布局方案204 确定模具结构方案21分型面21分型面的选择21分型面个数的确定2122主流道设计22主流道浇口套的设计23分流道设计24浇口的设计25冷料穴的设计27排气系统的设计275成型零件的设计与计算28成型零部件设计28成型零件工作尺寸的计算方法285.2.1 成型零件型腔的计算结果295.2.2 确定标准模架型号和规格296 侧向分型与抽芯机构的设计30抽芯距的确定31抽芯力的确定316.3合模导向机构236.4设计推出脱模机构326.5浇注系统凝料的脱出机构347 注射机与模具有关的参数及尺寸的校核367.1 注射机注射量的校核36注射压力和锁模力的校核36注

2、射机闭合高度和开模行程的校核367.3 模具在注射机上安装尺寸的校核37结 论27参 考 文 献38致 谢39绪 论1.塑料工业在国民经济中的作用：由于塑料具有质量轻、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。我国塑料制品工业发展于20世纪50年代后期，主要用于日常用品，如塑料鞋、日用塑料薄膜等。进入20世纪70年代以来，塑料的应用已涉及到国民经济和人民生活中的各个方面，如仪表、机械制造、汽车、家用电器、化工、建材、医疗卫生、农业、军事、航天和原子能工业中，塑料已经成为金属的良好代用材料，出现了金属零件塑料化的趋势。由于塑料材料具有不能被其它材料所替代的特性，使得塑料工业在促进现代科技发展、加速国防现代化建设、推进农业现代化、改善和提高人们生活方面，发挥着越来越重要的作用。2.模具工业在国民经济中的重要性：用模具生产的塑料制品(简称塑件)具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，因此广泛用于仪器、仪表、家用电器、汽车等行业。模具又是“效益放大器”，用模

3、具生产的最终产品的价值，往往是模具价值的几十倍、上百倍。模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。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”。模具工业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，都要求模具工业的发展与之相适应，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。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。目前，全世界的模具年产值约有600650亿美元。发达国家，如美国、日本、法国及瑞士等国家，模具出口约占本国模具年产值的13。而我国模具出口数量极少，1998年模具出口为0.96亿美元，约占我国度具总产值的3.6，与发达国家的差距比较大。3.当今模具的特点：当前，由于产品品种增多，更新加快，市场竞争激烈，因此对模具的要求是交货期短、

4、精度高及成本低，塑料成型模具正朝着高效率、高精度及高寿命方向发展。随着现代产品对形状、尺寸、精度及零件整体性要求的提高，以及许多新材料、新工艺的广泛应用，对现代模具的结构形式和型腔形状的要求也日益复杂。许多精密塑料成型模具结构的复杂程度近似于一台精密机床，不仅型腔表面形状复杂，而且模具中零件的配套性要求极高加工中必须保证多个模具之间几何形状的协调一致。例如塑料注射模具的设计与制造具有三维几何形状复杂及运动配合精度要求高等特点，同时涉及模具强度计算、模具寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题，是一项综合性的复杂技术工作。只有在成型设备和模具设计及制造方面引入CAD/CAMCAE先进技术，才能迅速地完成模具各类尺寸的计算以及平衡浇注系统、模拟注射过程的计算和分析，通过反复交互，完成查询表格数据、零件目录，绘制模具图纸和明细表等工作，使设计的模具达到尽可能的完美，让模具设计人员从繁重的重复劳动中解脱出来，有较多的时间从事创造性工作，以提高模具的设计质量。1 模具概论模具是近代工业产品大量生产所依赖的一项重要工业与技术。模具制造的精密程度和技术层次，对于生产成品的品质，生产原料

5、的有效利用，以及生产力的提高等方面，均有绝对性的影响。模具业为一切工业之母，而模具业又以塑料模为主。与我们生活息息相关的家电产品、电信产品及汽车零件中，大部分皆为塑料制品。在塑料模具中又由于注射模具有高效、精密、可成型各种复杂制品，工艺先进等诸多其它成型模具所不及的特点而成为塑料制品成型工艺中最重要的并起主导作用的模塑成型工艺装备。 注射模的定义注射模又称注塑模。注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料简中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速通过料筒前端的喷嘴和模具的浇注系统注射入闭合的模具型腔中，经过一定时间后，塑料在模内硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑化注射模主要用于热塑性塑料制件的成型，近年来，热固性塑料注射成型的应用也在逐渐增加。注射模具的分类方法很多：按其成型塑料的材料可分为热塑性塑料注射模具和热固性塑料注射模具；按其使用注射机的类型可分为卧式注射机用的注射模具、立式注射机用的注射模具及角式注射机用的注射模具；按其采用的流道形式可分为普通流道注射模具和热流道注射模具；按其结构特征可分为单分型面注射

6、模具、双分型面注射模具、斜导柱(弯销、斜导柱、斜滑块、齿轮齿条)侧向分型与抽芯注射核具、带有活动镶件的注射模具、定模带有推出装置的注射模具和自动卸螺纹注射模具等。塑料成形模具按成形原理分有注射模、压缩模、压注模、挤出模、吹塑成形模和挤压成形模。本次设计的模具需要成形的塑料零件是插座外壳，材质是PS，所采用的成型模具是注射模。设计模具之前，先明确PS材料的特性，以及简单了解注射模具。聚苯乙烯（PS）是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。聚苯乙烯的生产工艺简单，原料来源丰富。性能PS一般为头尾结构，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg（8082），所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂

7、，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。热性能：最高工作温度为6080。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为7080，脆化温度为-30，PS在高真空和330380下剧烈降解。机械性能：PS的分子量过高，加工困难，所以通常聚苯乙烯的分子量为520万。PS的机械性能，随温度升高，刚性（弹性模量、抗拉强度、冲击强度等下降，而断裂伸长率较大。PS有主要缺点是性脆和耐热性低。对PS进行改性，如橡胶改性的高抗冲PS（HIPS）；MMA-丁二烯-苯乙烯（MBS）；A（丙烯腈）B（丁二烯）S 。 种类聚苯乙烯主要有一般用（GP）PS、抗冲（HI）PS、耐光聚苯乙烯、玻璃纤维增强聚苯乙烯、双轴拉伸聚苯乙烯膜、发泡聚苯乙烯等种类。 (3)用途通用级聚苯乙烯，可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配件

8、，电频电容器薄膜，高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。悬浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料，软木代用品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成木材做家具等。高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS）可注塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳，电器用品、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、电视机、收录机、 机壳体、文教用品、玩具、包装容器、日用品、家具、餐具、托盘、餐具、结构泡沫制品等。(4)成型加工聚苯乙烯流动性好，加工性能好，易着色，尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件。特别适用于注塑成型，注塑成型时物料一般可不经过干燥直接使用。但为了提高制品质量，可在5570鼓风烘箱内预干燥12h。具体加工条件大致为：料筒温度200左右，模具温度6080，注塑温度170至2204.0。成型后的制品应在红外线灯或鼓风烘箱内，于70恒温处理24h。初步了解了材料，下面我们就开始步入正题设计，首先对其进行拔模斜度的设定，零件原始图如图一图一其中青色的面为没有拔模斜度的面，要求我们为其设定

9、好拔模斜度其中有些小于两毫米可以不设拔模斜度如图二图二其中有一处地方要使用侧抽芯机构如图三图三 分析完后我们可以了解到他的分型面是最大的轮廓曲线，如图四所示图四其中我们可以发现有些地方的最大轮廓曲线是不相连接的，如图五图五同种所示的圆的最大轮廓曲线是直径。我们可以用分割面的方法把这个圆形的面分割开，使我们的分型面（最大轮廓曲线）更简单，更便于分模其分割完了的图形如图六所示图六分析好产品的外形和分模形式后，我们可以进入到模具设计的正题。注射机的选用（1）立式注射机。特点是注射系统与合模系统的轴线重合，并与机器安装底面垂直。其优点是占地面积小，模具装拆方便。其缺点是不易实现自动操作，适用于注射量小于的多嵌件制品，一般为注塞式结构。（2）卧式注射机。特点是注射系统与合模系统的轴线重合，并与机器安装底面平行。是注射机中最普遍、最主要的形式。其优点是机身低，易于操作加料，制品推出后可自动坠落，易于实现机械化自动化。其缺点是模具装拆不便，且占地面积大。（3）直角式注射机。特点是注射机构直立布置，锁模、推出机构及动、定模板卧式排列，它们相互成直角。其缺点是加料比较困难，嵌件、活动型芯安装不便。适用于生产形状不对称的制品及使用侧浇口的模具。（1）柱塞式注射机。

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