机械课程设计（论文）-塑料仪表盖注塑模具设计

1、课程设计说明书课题名称：0818注塑模具设计专 业：模具设计与制造专业班 级： 设 计 者：合 作 者：指导教师： 2016 年 月 日摘 要本设计是0818零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD/CAM技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD/CAM在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACTThis design is the design of injection mold parts of the square box, in combination with the traditional mechanical design after the ap

2、plication of the CAD/CAM technology in the design of injection mould, apply the CAD system in model and plastic injection mould design. This paper introduces the application of the current development of Chinas mould technology and the CAD/CAM in the mold, including AUTOCAD. Design of mechanical part, which includes the work principle and application of plastic injection mould, the design criteria. Design calculation of the plastic mold, mold structure design, selection of injection molding mach

3、ine, the design of gating system, dynamic and static mold, pouring system, demoulding mechanism, ejection mechanism, cooling system design etc. So the structure is designed to ensure reliable operation of die.Keywords: CAD; CAM; injection molding process;目 录摘 要2ABSTRACT3目 录41 绪 论61.1模具的作用与地位61.2 本次设计研究目的及意义61.3 CAD发展概况61.4 注塑模CAD内容72 塑件的工艺分析92.1塑件的工艺性分析92.1.1 塑件的原材料分析92.1.2 PP的注塑工艺参数92.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析112.2.1 结构分析112.2.2 尺寸精度分析112.2.3表面质量分析112.3计算塑件的体积和质量123 注塑模设计133.1 注射模具分型面的选择133.1.1 分型面的基本

4、形式133.1.2 分型面选择的基本原则133.1.3 分型面的选择133.2 浇注系统的设计133.2.1 浇注系统的组成133.2.2 注射模具主流道的设计144 成型零件和模体的设计184.1 模具型腔的结构设计184.2 型芯的结构设计194.3 成型零件的尺寸确定195 顶出机构的设计216 模具加热和冷却系统的设计237 模具闭合高度确定248 绘制模具总装图和非标零件工作图258.1本模具总装图和非标零件工作图见附图258.2本模具的工作原理259 排气系统269 模具价格估算27总 结28参考文献29致 谢301 绪 论1.1模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建

5、材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占90%以上；在枪支等兵器军工产品中占95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成

6、严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3 CAD发展概况计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD的应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务，并通过设计人员进行创造性的设计以实现最优方案。CAD(ComputerAidedDesign）诞生于20世纪60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。80年代，由于PP机的应用，CAD得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。通用的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，不过幸运的是，AutoCAD是个开放性软件

7、，可以对它进行二次开发，如采用ADS，ARX语言等。由于二次开发的深入，加强了参数化设计、智能化设计等，这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能。CAD技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具CAD软件是澳大利亚MOLDFLOW公司于1976年推出并以公司名字命名的MOLDFLOW。目前MOLDFLOW已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。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。据美国Protetype&PlasticMold公司统计，该公司使用CAD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%。模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CA

8、M/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。塑料模具CAD的应用带来了巨大的社会效益和经济效益。1.4 注塑模CAD内容在模具设计中，模架及某些零件，如导柱、导套、推杆、支撑块、浇口套、定位圈等分别已形成厂标、行标或国标。对于这些标准的或本单位采用的模架及零件可在通用的二维工程图CAD系统中建立模架、零件库，以被设计时调用。对于浇注系统、温控系统、模架结构强度计算等内容，已有一些较成熟的计算方法或经验计算方法，可设置这些计算公式的模块，以便设计人员进行快速计算。注塑模CAD的内容有以下几点：1.注塑制品的几何造型2.模腔面形状的生成3.模具结构方面的设计4.标准模架选择5.部装图及总装图的生成6.模具零件图的生成7.常规计算和校核。2 塑件的工艺分析该塑件是0818产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用PP，生产类型为大批量生产。图2 0818图2.1塑件的工艺性分析2.1

9、.1 塑件的原材料分析该材料为PP 是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。2.1.2 PP的注塑工艺参数比重:1.18-1.20克/立方厘米 成型收缩率:0.5-0.8% 成型温度：230-320 干燥条件：110-120 8小时 可在 -60120下长期使用。物料性能 冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。 适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件材料特性1.无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。吸湿小，但对水敏感，须经干燥处理。成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件，塑件须经退火处理。2.熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。3.塑胶流动性差，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。4.料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率小、伸长率小、抗冲击强度低，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120度时塑件冷却慢，易变形粘模5.塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口PP的注塑工艺参数料筒温度喂料区3050(50)区116

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