穿線盒注塑模具設計【一模四腔】【含三維】,一模四腔,含三維,穿線盒注塑模具設計【一模四腔】【含三維】,穿線,注塑,模具設計,三維 課程設計（說明書） 課程設計（說明書） 任務書 設計（說明書）題目： 通氣塞注射模具課程設計說明書 學 院 名 稱： 機械工程學院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學 生 姓 名： 學號： XX 指 導 教 師： XX 2017年11月23日 摘 要 塑料是一種可塑性的合成高分子材料，具有重量輕且堅固，耐化學腐蝕， 電絕緣性好，價格便宜，可塑性好等特點，廣泛應用于電腦、手機、汽車、電機、 電器、家電和通訊產品制造中。 注塑成形是成形塑件的主要方法之一， 是指使用注塑機將熱塑性塑料熔體在 高壓下注入到模具內經冷卻固化獲得產品的方法。注塑的優(yōu)點是生產速度快，效 率高，操作可自動化，能成型形狀復雜的零件，特別適合大量生產。 本次課程設計的產品為電源按鍵，具有重量輕，強度高，耐腐蝕，易清潔等 特點，為大批量生產產品。本次設計在針對產品進行工藝性分析后，確定模具分 型面、 型腔數目、 澆口形式、 位置大??； 其中最重要的是確定型芯和型腔的結構， 以及它們的定位和緊固方式。此外還進行了脫模機構的設計，合模導向機構的設 計，冷卻系統(tǒng)的設計等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖及編 制成型零部件的制造加工工藝過程卡片。實踐證明：該模具結構合理、可靠,并 能保證產品質量,對此類注塑產品的模具設計有參考價值。 關鍵詞：塑料 , 注塑成形 , 模具設計 Abstract Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products . Key Words: Plastic , Injection molding , Mold design II 課程設計（說明書） 目 錄 1、工藝性分析………………………………………………………（1） 2、確定型腔數目…………………………………………………… (1) 3、型腔、型芯工作部位尺寸的確定………………………………（1） 4、澆注系統(tǒng)的設計………………………………………………… (3) 5、選用模架………………………………………………………… (4) 6、校核注射機 ………………………………………………………(5) 7、推出結構設計 ……………………………………………………(5) 8、冷卻系統(tǒng)的設計 …………………………………………………(6) 9、排氣系統(tǒng)的設計 …………………………………………………(6) 10、總 結 ……………………………………………………………(9) 11、參考文獻 ………………………………………………………(10) 1.1 引言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于在工業(yè)產品中，一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少整個產品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量和加工及裝配件工時，因此，近年來工業(yè)產品塑料化的趨勢不斷上升。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。 在各種材 料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓注模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各 種模具。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。 模具是工業(yè)生產中的重要工藝裝備。 模具工業(yè)是國民經各部門發(fā)展的重要基礎之一。模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱，模具質量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產品的開發(fā)和老產品的更新?lián)Q代，影響著產品質量和經濟效益的提高。 對塑料模具的全面要求是: ①尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質制品。 ②高效率、自動化、操作簡便。 ③結構合理、制造容易、成本低廉。 ④盡量減少開模、合模和取制件過程中的手工勞動。為此常采用自動開合模 及自動頂出機構。 ⑤合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具。 1.2 塑料模具在國民經濟中的作用 塑料模具（簡稱塑模）的現代設計與制造和現代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的 關系。 塑模是現代塑料工業(yè)中的重要工藝裝備。 塑模工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。 用塑模生產成形零件的主要優(yōu)點是制造簡單、材料利用率高、生產效率高、產品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產的機電產品，更能獲得價廉物美的經濟效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具， 它的結構和加工精度對塑件的質量和生 產效率等有直接的關系。因而世界各國對塑模的現代設計與制造技術都極為關注。近年來國外對塑模的熱澆道、溫度控制系統(tǒng)、應用數控機床加工及減少熱處 理變形等方面都作了許多探索，并取得了一定的成果。 塑模廣泛應用于成型塑料制品，它利用塑料在高溫下所具有的流動性或可塑性， 將其成型為具有一定形狀和尺寸， 并通過化學或物理變化，定型為塑料制品。在塑料加工工業(yè)中，普遍使用有以下幾種塑模：（1）壓縮成型的塑料模具。 （2）壓入成型的塑料模具。 （3）擠出成型的塑料模具。 （4）注射（塑）成型的塑料模具。 此外，還有發(fā)泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纖維增強塑 料成型塑模等等， 但這些塑模的設計是建立在以上所述常用的集中塑模設計基礎 上，且比較簡單。隨著塑模成型方法的不斷出現，必然將還會產生各種新型塑料 的新型成型模具。 近年來我國塑料工業(yè)生產的發(fā)展速度很快， 塑料的應用正普及到國民經濟領 域的各個部門。采用塑模加工的塑件也很多，如各種管材、板材、異型材、復合 管材、發(fā)泡型材及棒材等，都廣泛用于紡織品、醫(yī)藥品、化學物品、機密儀器、 日用品及機械行業(yè)中的齒輪、 軸承等機械零件， 在汽車、 飛機、 造船業(yè)中的儀表、 車門、內襯等，化學工業(yè)中的貯槽、貯罐、填料等，電子及電信工業(yè)中的電線、 電纜絕緣層及防護套等也得到廣泛的應用， 特別是在建筑工業(yè)中塑料的應用更為 廣泛， “以塑代木，以塑代金屬”為人類鉆尋求解決替代有限的木材和貴重金屬 材料開辟了新途徑。 當前在我國塑料戰(zhàn)線上出現了許多新的塑膜結構和新的塑模 的加工方法，為我國塑料模具的設計與制造走向現代化提供了有利條件。據資料 介紹， 國外一些工業(yè)比較先進的國家在塑模的設計與制造方面， 已經采用 CAD/CAM 系統(tǒng)，這對提高塑料制品質量，縮短塑模制造周期，降低塑件成產成本方面取得 較好經濟效益。 1.3 塑料成型模具發(fā)展趨勢 近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大 型、微型、精密、長壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。 (1) 加深理論研究 隨著對塑料成型加工原理的研究越來越深入， 模具設計已由經驗設計階段逐步向 理論計算設計方面發(fā)展。 這些理論為塑料模具的計算機輔助設計和輔助工程奠定 了基礎。 (2) 高效率、自動化 如多層多型腔注射模結構、各種自動脫出產品和流道凝料的脫模機構、自動分型 抽芯機構、熱流道澆注系統(tǒng)注射模具以及高效冷卻結構。高效自動化的模具與高 速自動化的成型設備相配合對提高生產效率、提高產品質量，降低生產成本起了 很大作用。 (3) 大型、超小型及高精度 隨著塑料應用領域日益擴大，在建筑、機械、汽車、儀器、家用電器等采用了許 多大型、精密和高壽命的塑料制品，如汽車殼體、洗衣機桶、傳動齒輪、軸承等。 大型模具設計要求作詳細準確的理論計算，由于模具自重大，物料流程長，型腔 易變形，因此在結構設計上需作更為周密的考慮。高精度模具要求配合精度和運 動精度都很高，耐磨損，模溫控制精確，在高壓下成型，收縮變形小。 (4) 革新模具制造工藝 塑料模具制造中最困難的部分是型腔，特別是異形復雜型腔的加工，若采用各種 坐標機床、仿形機床、光控機床、數控機床等來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械加工方法，這樣 不僅縮短制模周期、提高模具精度，而且還降低了勞動強度和生產成本。采用精 密鑄造、冷擠壓、電加工等新工藝技術給模具型腔加工帶來了巨大方便 (5) 模具計算機輔助設計(CAD)、輔助工程(CAE) CAD 軟件的主要功能是幾何造型技術， 它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上， 完成制件設計的繪圖工作，對制品或模具進行力學分析。 CAE 軟件中流動軟件可以模擬熔體在模內的流動過程，冷卻分析軟件可模擬熔體 的凝固過程和在模內的溫度變化，預測可能出現的問題，如制品缺陷、翹曲、變 形、內應力等，使計算結果優(yōu)化。 (6) 標準化 模具標準化包括塑料注射模零件標準、塑料注射模零件技術條件、塑料注射模模 架標準、塑料注塑模技術條件等，其中零件標準包括導柱、導套、推桿、模板等。 模具標準化為塑料模具設計和制造都帶來極大的方便，由于標準件可以直接購 買，因此模具設計制造者只需精心設計和加工型腔，這樣使塑料模具設計和制造 周期大為縮短，成本降低，質量得到保證。目前發(fā)達國家標準化程度達到 30%以 上，我國標準化程度不高，還需大力推廣，充實完善。 如圖所示塑件，材料為ABS，收縮率0.3%～0.8%。生產批量15萬件。 1、工藝性分析 1）該塑件尺寸較適中，一般精度等級，但因形狀復雜，采用一模4腔。 2）為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用拼鑲結構。 2、確定型腔數目 根據塑件的生產批量及尺寸要求采用一模4腔。 按照塑件所示尺寸，近似計算： 塑件體積Vs≈2.7688cm3 查表6-1塑料ABS的密度為 1.02～1.05g/cm3 (注塑級密度為1.05g/cm3) 單件塑件重量：ms=2.128*1.05g=2.9526≈3g 3、型腔、型芯工作部位尺寸的確定 查表6-4ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%。 平均收縮率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.6% 型腔工作部位尺寸： 型腔徑向尺寸：L?m+δ0=〔(1+ S )×Ls -X△〕+δ0 型腔深度尺寸：H?m+δ0=〔(1+ S )×Hs -X△〕+δ0 型芯徑向尺寸：lm-δ0=〔(1+ S )×ls -X△〕-δ0 型芯高度尺寸：hm-δ0=〔(1+ S )×hs -X△〕-δ0 中心距尺寸： Cm±δz/2=(1+S)Cs±δz/2 式中 Ls—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls —塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs—塑件內型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs—塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm） 修正系數，取0.5~0.75 塑件公差（mm） δz—模具制造公差，?。?/3~1/4）△ 各工件部位尺寸計算結果如圖所示 通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部件不需要進行收縮率計算。 4、澆注系統(tǒng)的設計 （1）確定分型面的位置。 （2）確定澆口形式及位置。為了提高生產效率，便于去除澆口凝料采用中心澆口尺寸與位置如圖所示。 塑件在澆口處的壁厚為1.5mm,澆口直徑可以根據課本：《塑料成型工藝及模具設計》Ｐ７３，取d=2mm (3)型腔位置的排布。該件采用一模一腔的結構形式，那么澆注系統(tǒng)的設計應直接采用從主流道到型腔流道的形狀及尺寸相同的設計，即平行式布置的形式。 　 (4)初步設計主流道及分流道形狀和尺寸。主流道設計成圓錐形，其錐角為２°～６°。 　　　分流道截面設計成圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用模式。圓形截面分流道的直徑可根據塑料的流動性等因素來確定，該塑料為ABS塑料，流動性好，所以選用圓形截面。根據《塑料成型工藝及模具設計》分流道的直徑d可?。病秏m，澆口長度L=1mm. 5、選用模架 （1）型腔強度和剛度的計算。為了方便加工和熱處腔鑲件可分為兩部分，如圖可看出，型腔為整體式。因此，型腔的強度和剛度按型腔為組合式進行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經驗推薦數據。 查本書表6-16型腔壁厚S1=8mm，模套壁厚S2=18mm (2)初選注塑機 1）注塑量：該塑件制件單件重：ms≈3g 澆注系統(tǒng)重量的計算可根據塑件尺寸計算的澆注系統(tǒng)的體積。 Vj≈0.5107cm3 粗略計算澆注系統(tǒng)重量 mj≈Vj×p=0.5107×1.05g≈0.53g 總體積 V塑件=（2.769+0.5017）cm3=3.2771 cm3 總重量 M=3.2771×1.05g≈3.434 g 聚苯乙烯的密度為1.054g/ cm3，ABS塑料密度為1.02～1.05g/cm3。 滿足注射量 V機≥V塑件/0.80 式中 V機－額定注射量（cm3）; V塑件－塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm3）。 V塑件/0.80=3.277/0.80 cm3=4.096 cm3 或滿足注射量 M機≥M塑件p/（p1×0.8） 式中 M機－額定注射量（g）； M塑件－塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）； p1－聚苯乙烯的密度（g/cm3）； p2－塑件采用塑料的密度（g/cm3） M塑件p2/ p1×0.8 =0.53×1.05/1.054×0.8 g =0.66g 2）注射壓力： ρ注≥ρ成型 查表知ABS塑料成型時的注射壓力ρ成型=70～90MPa 3）鎖模力 P鎖模力≥pF 式中p－塑料成型時型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa； F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=（3.14×162+3.14×112+3.14×152）=1890.28（） pF=30X1890.28=56708.4N=56.7KN 根據以上分析、計算，查表知初選注射機型號為 注射機有關技術參數如下 最大合模行程S 160mm 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 2mm 動、定模板尺寸 250mm×280mm 拉桿空間 235mm 3）選標準模架 根據以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和規(guī)格，查表可選用 : 定模板厚度：A=50mm 動模板厚度：B=50mm 墊塊厚： C=60mm 模具厚度： H模=40+A+B+C=201mm 模具外形尺寸：180mm×300mm×201mm 6. 校核注射機 1） 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 2） 開模行程的校核 注射機的最大開模行程S S≥2h件 +h 澆+﹙5～10﹚ S=2×11+30+8=60mm 式中h件＿塑料制品高度﹙mm﹚ h澆＿澆注系統(tǒng)高度﹙mm﹚ 3）模具在注射機上的安裝 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求 7. 推出結構設計 1）推件力的計算 Ft=Ap（μcosα-sinα） A——塑料包絡型芯的面積（） p——塑件對型芯單位面積上的包緊力， α——脫模斜度 q——大氣壓力0.09MPa μ——塑件對鋼的摩擦系數μ，約為0.1–0.3； A1——制件垂直于脫模方向的的投影面積（） A≈（78.5+207.24+392.5）（）=678.24（） Ft=678.24x1.2x(0.3cos40`-sn40`)/=2346.85N 2）確定頂出方式及頂桿位置 根據制品結構特點，確定斜滑塊側向抽芯機構，四個普通圓頂桿分布在滑塊上。 8． 冷卻系統(tǒng)的設計 如圖 由于制品平均壁厚為2mm，制品尺寸又較小，確定水孔直徑為8mm。 由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較困難。實際生產中，通常都是根據模具的結構確定冷卻水路，通過調節(jié)水溫、水速來滿足要求。 采用滑塊上及定模板上開水道的形式。 9． 排氣系統(tǒng)的設計 由于制品尺寸較小，利用分型面及其它零件的結合面的配合間隙排氣即可。 10.頂出機構如圖 11. 按要求繪制裝配圖。 總結與展望 一、總結 通過本次課程設計我學到了許多知識，我的畢業(yè)設計題目是帶輪注塑模具設計。此次設計要綜合運用到我大學三年里所學到的理論知識和專業(yè)知識，并為即將踏入社會的我奠定了堅實的基礎。以下是我對這次的畢業(yè)設計的一些體會和心得： 這次課程設計是一個理論與實踐相結合的過程，這次設計教會了我發(fā)現問題時如何去解決它。解決問題的方法有很多，但是哪一個更合理這就要通過自己的計算了。通過這次畢業(yè)設計，我還發(fā)現了自己的許多不足之處，比如想問題總是過于簡單化，考慮不全面，愛鉆死胡同，想到一個方案也不管是否合理就埋頭苦算，到最后還是要改。在今后的工作過程中我會做到揚長避短。 設計時，經過不斷的到校圖書館認真地查找和借閱相關的參考資料，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴闊了我的知識視野。本模具采用autoCAD、pro/e設計，在畢業(yè)設計其間對軟件的理解與熟練程度得到了很好的提升。 二、今后研究方向 在設計的過程中，也出現了一些客觀不足的問題，沒有實踐條件，不能根據實際的情況來作合適、客觀地修改，加上我自己的實踐經驗又不多，這樣做出來的設計，難免有不足之處，希望楊老師能夠體諒。 參考文獻 [1] [塑料模具設計手冊]編寫組，模具手冊之二[塑料模具設計手冊]（第2版）[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2001.2 [2] 陳萬林等，[實用塑料注射模設計與制造] [M]，北京：機械工業(yè)出版社，2000 [3] 黨根茂，駱志斌，李集仁，[模具設計與制造] [M]，陜西：西安電子科技大學出版社，1995.12 [4] 付宏生，劉京華，[注塑制品與注塑模具設計] [M]，北京：化學工業(yè)出版社，2003.7 [5] 模具實用技術編委會，[塑料模具設計制造與應用實例] [M]，第一版，北京：機械工業(yè)出版社，2002.7 [6] 許發(fā)樾，[實用模具設計與制造手冊] [S]，北京：機械工業(yè)出版社，2000.10 [7] [塑料模具設計手冊]編委會,陜西科技大學計算機與信息工程學院開發(fā),塑料模設計手冊（軟件版）V1.0,機械工業(yè)出版社,2004.6 [8] 朱龍根，[簡明機械零件設計手冊] [S]，北京：機械工業(yè)出版社，1997.11 [9] 華南理工大學 黃毅宏，上海交通大學 李明輝，[模具制造工藝] [M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999.6 [10] 夏巨諶，李志剛，[中國模具設計大典 數據庫(電子版) ]，中國機械工程學中國模具設計大典組委會2003.9 [11] 張祥杰，黃圣杰，[Pro/Engineer Wildfire模具設計][M]，中國鐵道出版社，2004.6 [12] 黨根茂，[模具設計與制造][M]，西安電子科技大學出版社，1995年 [13] 張建宇，張南，劉志民，[氣壓瓶蓋注射模具設計（電子版）][J] [14] 賈潤禮，程志遠，[實用注塑模設計手冊][M]，中國輕工業(yè)出版社，2000.4 [15] 朱冬梅，胥北讕，[畫法幾何及機械制圖][M]，高等教育出版社，2000.4 致 謝 本論文是在導師XXX的悉心指導下完成的，經過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個大學生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里，首先要感謝的是我的指導老師X老師。X老師雖然工作繁忙，但是每周都抽出時間來親自指導和檢查督促我們做畢業(yè)設計，在我做畢業(yè)設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細設計，裝備草圖等等整個過程中X老師都給予我悉心的指導。除了敬佩老師的專業(yè)水平、嚴謹的治學態(tài)度以外，老師科學研究的精神是永遠值得我學習的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學習。 其次我要感謝我的父母和與我一起做畢業(yè)設計的同學們。父母給了我強大的精神動力，同學們在本次設計中勤奮工作克服許多困難來完成此次設計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設計的過程將變得非常困難。 我還要感謝的是學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考、查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機械專業(yè)知識的基礎；同時感謝所有的同學們，正因為有了你們的支持，本次畢業(yè)設計才會順利完成。 通過畢業(yè)設計，使我對塑料注射模具這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當的距離，還需進一步的學習和實踐。 本設計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設計上不很周詳，許多應該考慮的因素可能沒有體現出來。在設計過程中，我得到了老師的精心指導和各方面的幫助，才得以順利進行，在這里再次表達我的謝意。 14