机械设计毕业论文：压力盖模具设计与制造.doc

1、本科毕业论文（20 届）压力盖模具设计与制造所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 -目 录摘要 .1关键词： .1Abstract .2Keywords: .2第一章 绪论 .3第二章 压力盖的工艺性分析及材料选取 .52.1 压力盖的结构 .52.2 设计压力盖的意义 .52.3 压力盖的工艺性分析 .52.3.1 各型腔到主流道的位置要求 .62.3.2 模具中型腔排列方式 .62.3.3 模具上力的平衡 .72.4 压力盖材料的选取 .72.5 压力盖的结构、尺寸精度及表面质量分析 .82.5.1 压力盖的结构分析 .82.5

2、.2 压力盖的尺寸精度分析 .82.5.3 压力盖的表面质量分析 .82.6 压力盖模具材料的选取 .82.6.1 压力盖模具材料的主要性能要求 .82.6.2 压力盖模具材料的使用性能要求 .82.6.3 压力盖模具材料的工艺性能要求 .92.6.4 塑料模具材料的选用原则 .92.6.5 确定压力盖模具的材料 .92.6.6 压力盖模具材料的热处理 .10第三章 压力盖注射模设计 .113.1 注射模的基本组成 .113.2 成型零部件设计 .113.2.1 分型面设计 .113.2.2 注射模的排气 .123.2.3 成型零部件的结构设计 .123.2.4 成型零部件工作尺寸的计算 .1

3、3- 3 -3.3 浇注系统设计 .153.3.1 主流道设计 .163.3.2 分流道设计 .163.3.3 冷料穴设计 .173.3.4 浇口设计 .183.4 导柱合模导向机构设计 .183.4.1 导柱设计 .183.4.2 导套设计 .183.4.3 导柱布置 .183.5 推出机构设计与二次推出机构设计 .193.6 侧向分型与抽芯机构的设计 .193.6.1 抽芯距与抽芯力的计算 .193.6.2 斜导柱分型与抽芯机构 .193.7 冷却系统的设计 .213.7.1 冷却系统的设计原则 .213.7.2 冷却系统的结构设计 .213.8 注塑机的参数选择 .22第四章 模具结构及

4、工作过程 .234.1 压力盖模具装配图 .234.2 模具工作过程分析 .234.3模具的维护与保养方法 .24设计小结 .25致谢 .26参考文献 .27本科生毕业论文1摘要随着现代材料技术与模具加工技术的飞速发展，塑料以其优异的加工性和品种功能的多样性，已成为当前人类使用的四大材料（木材、水泥、钢铁、塑料）中发展最快的一类，在国民经济的各个领域得到广泛的应用。本课题为塑料压力盖模具设计与制造，介绍了压力盖注射模的结构及工作过程, 着重介绍了一种新颖的采用斜导柱驱动方法进行侧向抽芯机构的结构设计, 并阐述了该模具的工作过程, 介绍了注射模设计中采用的强制脱模、滑动型顶出机构。该设计的主要意

5、义与目的在于掌握塑料模具设计的总体思路，培养独立分析问题、考虑问题和解决问题的能力，运用PROE与Auto CAD软件设计出一套完整的模具，一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具，从而提高设计者各方面的能力。塑料盖注塑模具设计开发出新的塑料成型工艺和快速经济模具，以适应多品种、大批量的生产方式。压力盖的模具设计首先必须考虑到塑件的工艺性，从而选定合适的材料，分析塑件的表面质量和尺寸精度结构，选定分型面，考虑材料的收缩率从而设计出型心和型腔，进而进行模具的浇道，浇口以及冷却系统，顶出机构和卸料机构的设计，由于零件尺寸较小，结构简单，采用一模八腔的设计。当设计完模具后

6、，对设计完成的模具进行工作过程的分析，并从中找出问题，加以改进、完善。关键词：压力盖；浇注模具；PROE；Auto CAD；设计本科生毕业论文2Pressure lid mold design and manufacturingAbstractWith modern materials technology and mould processing technology rapid development, plastic with its high workability and breed diversity of the function, has become the current

7、humans four fastest developing national economy kind materials (wood, cement, steel, plastic), in all fields of applied widely. This topic for plastic pressure lid mold design and manufacture, introduces the pressure cover injection mould structure and working process, mainly introduces a novel obli

8、que guide columns by driving method of lateral core-pulling mechanism structure design, and expounds the working process of the mould, this paper introduces the design of injection mould forced stripper secondary ejection, sliding type ejection institutions. The design of the main meaning and purpos

9、e is to grasp the general idea of plastic mold design, to foster independent analysis problem, consider and problem-solving ability, using PROE and Auto CAD software design a complete set of mold. a deputy can produce the given plastics, reasonable structure, and can guarantee the accuracy and surfa

10、ce quality products of plastic mold, thus improve designers various aspects ability. The plastic cover injection mold design developed new plastic injection molding process and rapid economic mold, to meet many varieties, high-volume production methods. Pressure cover mould design ,we must first con

11、sider the technology of plastic parts and designation appropriate materials, and then analyze the surface of plastic parts quality and size accuracy structure, select parting surface, consider material shrinkage to design cores and cavity, and mold runner, runner and cooling system and ejection inst

12、itutions ,unloading mechanism design. for small in size and the replacement parts by simple structure, we use the design of exactly eight cavity. After the design, analyzing the mold of the working process of the mould, and finding out the problems, improving and perfecting. Keywords: pressure cover

13、; Casting mould; PROE; Auto CAD; design本科生毕业论文3第一章 绪论模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业化水平和产品的开发能力。近年来，塑料模具工业发展迅速，体现在模具产品向着大型化、精密化、复杂化的方向发展，综合技术含量不断提高以及模具制造周期不断缩短 1。但与国外塑料模具的先进水平相比，依然存在一定差距。在我国，塑料模具发展不平衡，总体水平较低、工艺装备落后，组织协调能力差、大多数企业开发能力弱、供需矛盾短期内难以缓解、体制和人才问题的解决尚需时日。与传统的机械设计相比，模具设计又有自己的特点。主要体现在模具是用于批量生

14、产的基础设备，其加工的产品一般为最终产品，模具型腔必须要有拔模模角以及圆弧过度，专业化程度高。在整个产业链大批量生产中, 设计、制造模具代表着重要的环节，因为几乎所有零件的生产过程,都使用了模具。因此,质量、成本和订货至交货的时间模具模具和生产的经济影响了大量的组件,组件和组件,尤其是在汽车工业。因此,模具制造商被迫制定和实施最新技术和工艺设计部分包括过程建模快速、快速成型、模具,优化刀具路径生成和高速切削加工、机械切削工具、表面涂装和维修以及误差修正和电火花加工等2。模具设计一般都是借助于 CAD/CAM软件。比较常用的有 AutoCAD ,UG, Pro/E以及Solid works 。2

15、l 世纪模具制造行业追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期，降低生产成本、最大限度的提高模具制造业的应变能力满足用户需求。随着各种 CAD/CAM软件的越发成熟，模具产业将会不断的向着集成化、智能化、柔性化和网络化发展 3。塑料具有密度小、质量轻而强度高、刚度大、绝缘性着色性好、成型方便等优点，成为20世纪发展最快材料之一。模具材料的研究开发、强韧化处理，特别是新型材料的开发和引进对模具行业的发展注人了新的活力。在模具使用过程中由于表层热软化模具使用寿命大大缩短,因为他们高热负荷下之间的接触的时间长,其材料变形量大而模具使用寿命也依靠磨损。同时，模具塑性变形很大程度上取决于

16、有限元分析、磨损和热软化测试，这是一些的主要限制因素影响模具准确性和模具使用寿命。目前该项研究中已经提出了利用模具寿命估算热锻磨蚀塑性变形量及应用预测 4】 。而模具材料的选择和寿命密切相关，选取材料时必须得使模具满足工作条件要求（耐磨性、强韧性、疲劳断裂性能、高温性能、耐冷热疲劳性能和耐蚀性），工艺条件要求（可锻性、退火工艺性、切削加工性、氧化退碳敏感性、淬硬性、淬透性、淬火变形开裂倾向和可磨削性）和经济条件 5。用于生产塑料模具的塑料模具钢必须具有高纯净度，组织均匀致密，无网状及带状碳化物，无孔洞疏松及白点等缺陷、具有良好的热加工工艺性能，热处理变形小，尺寸稳定性好、淬透性高，热处理后具有

17、高的强韧性、高的硬度和耐磨性，等向性能好、在硬化状态下具有良好的镜面抛光性及花纹图案蚀刻性预硬后具有良好的切削加工性以及具有良好的耐氟氯腐蚀性和一定的耐热性 6。塑料件大部分都是用塑料模具进行成型的， 因此，塑料模具的成型尺寸和精度，直接关系到用模具生产出的塑料件的尺寸和精度。目前国内大部分的模具设计教材、手册和著作均没有论述清楚对塑料模具的成型尺寸计算方法。脱模斜度的存在使得塑料件的外形尺寸和内形尺寸有差错，则可能会造成塑料件尺寸不合格。同时， 由于模具是单件生产的，故设计时可以考虑对部分设计尺寸在试模时进行修正 7。模具的制作必须有合理的浇口及浇道的设计。因为浇口是连接分浇道和型腔的桥梁，

18、它本科生毕业论文4具有两个功能：第一，对塑料熔体流入型腔起控制作用：第二，当注塑压力撤销后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却同化的塑料不会倒流 8。塑料模具的设计直接影响到塑件的生产率和成型质量。要想获得优质的塑件，模具必须有良好的结构工艺性。影响塑件成型的因素很多，可能对操作难易、模具结构、塑件质量、成型周期及模具制作等产生较大的影响。各个因素也可能同时对塑件的某一性能产生影响， 比如充填不足可能是可能是壁厚过小，可能是模具温度的问题，材料本身流动性的问题或可能浇注系统设计不合理等等 9。依靠传统的模具制造出的较为落后的产品已无法满足当代市场的要求，而ProE软件的孕育而生为模具设计增加

19、了动力，它能够设计现代产品复杂的外形与结构 10。由于ProE软件使用全新的基于特征的参数化造型方法概念写成的，以致使其造型效率明显超过其它传统的造型方法，从设计到加工制造已全面铺开，是一套CADCAMCAE软件的代表产品。在模具设计中，充分发挥软件的强大功能，就能使模具设计结构更加合理，同时节省大量的时间 11。将ProE充分运用到模具设计中可提高设计者对模具图的认识能力和设计能力。同时软件能够实现零件设计、模具设计、计算机仿真等工艺过程，改变了传统的设计理念，能使设计人员创建、修改、仿真分析模具构件 12。本科生毕业论文5第二章 压力盖的工艺性分析及材料选取2.1 压力盖的结构压力盖的具体

20、结构与尺寸如图1.1所示。图 2.1 压力盖三视图由图2.1可知该压力盖的外径大小为36 mm，在压力盖的侧面有一个外径为10 mm的侧孔，压力盖的高度为18 mm，在压力盖的中心有一个与侧孔内径大小相等的内孔，在压力盖内部，有两条加强筋起到加强固定的作用。从整体观察分析，压力盖的整体尺寸较小、结构又非常简单，设计制造方便，属于大批量生产的塑件。2.2 压力盖的工艺性分析压力盖的三维视图如图1.2所示本科生毕业论文6图2.2 压力盖三维视图由图2.2可知，该塑件的尺寸较小，为一般的日用品，采用一模八腔的设计，确定使用侧浇口的形式。怎样设计型腔布局？在型腔数目确定以后，就应当对型腔布局加以研究，

21、一般可从以下几方面进行考虑。包括各型腔到主流道的位置要求，模具中型腔排列方式以及模具上力的平衡。2.3.1 各型腔到主流道的位置要求 1.为了减少凝料量，从主流道到各型腔的距离要设计得尽量短。 2.为了使塑件内应力相近，变形相近使熔料进入各型腔时的温度趋于一致。 2.为了使设置顶杆、冷却水道等方便，在条件允许的情况下，使各型腔间距离尽可能大些。 4.为了与机筒中心相对应，型腔在注射时所承受的反作用力的合力，应作用于模板中心。2.3.2 模具中型腔排列方式型腔在模具中的排列方式多种多样。下面介绍几种常用排列方式的特点，如图 2.3所示。 本科生毕业论文7图 2.3 型腔的排列a)环形排列 b)串

22、联排列 c)对称排列 环形排列(图 a)。这种排列是以主流道为中心的等距离排列。在这种排列方式下，主流道到任一型腔的流道都是相同的，因此各型腔的填充条件也是一致，这样能够保证塑件质量稳定且一致，但是它单个型腔平均占据的面积较大，故模板上容纳的型腔相对有限。 串联排列(图 b)。这种排列是以主流道为中心的串联排列。在这种排列方式下， 在相同面积的模板上可容纳更多的型腔，可充分利用模具面积。但是，它各个型腔的流程不同，若按相同截面积的流道浇注，会使熔料对各型腔的填充速度不一，致使塑件质量差异较大，因此，必须对其浇口截面积认真核算，使它与流道速度相适应，在能力允许的条件下，最好用电脑进行计算。 对称

23、排列(图 c)。这种排列从各方面讲都是对称的，与环形排列有相似之处在于从主流道到任一型腔的距离均相等，但是它的流道比较长，因此凝料也会比较多， 浪费较大。2.3.3 模具上力的平衡在型腔布置中，为了使模具稳定可靠地工作，要求所有注射力、锁模力均作用于主流道中心。如果各型腔合力作用点中心与主流道不同轴，这样会导致模具和锁模系统的载荷发生偏载，合模时各边受力不同，导致受力小的一侧密合不严，成型时容易产生飞边溢料。在复杂模具设计中，必须首先确定模具重心，并由此确定各型腔的位置。综上所述，这里考虑选择串联排列作为本次压力盖模具设计的型腔排列。2.4 压力盖材料的选取压力盖选择塑料作为其成型材料。塑料是

24、以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被模塑成型为一定几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。塑料具有密度小、质量轻，比强度高，绝缘性能好、介电损耗低，化学稳定性高，减磨、耐磨性能好，减震、隔音性能好的特点。塑料的种类繁多，而PS（聚苯乙烯）材料是近年来发展起来的一种容器外壳材料，具有质量轻、耐腐蚀、寿命长等优点，能耐许多矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及其水溶液。该材料属于一种无色透明的热塑性材料，玻璃转化温度高于100。PS材料具有加工容易、良好的尺寸稳定性、抗冲击强度和硬度高等特性，由此选取PS材料作为压力盖的材料。PS材料的收缩率为（0.30.6）%，模具温度为10，加工温度为180280，密度为1.05g/cm 3。