1、 毕业设计（论文） 设计（论文）题目 插座上壳塑料成型工艺与模具设计 学 院： 机电工程学院 学生姓名： 林惠阳 专业班级： 08模具 2班 学 号： 2008301233 指导教师： 陈艳芳 20 11 年 5 月 30日 目录 I 目 录 摘要 . 1 第一章 引言 . 3 第二章 塑件成型工艺分析 . 4 2.1 产品开发依据用途清单 . 4 2.2 制品结构和形状的设计 . 4 2.3制品材料选择 . 6 2.3.1 聚丙烯 (PP) . 6 2.3.3 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物（ ABS） . 7 2.4 注射工艺选择 . 10 2.4.4 模具温度 . 10 2.4.5 料
2、量控制 . 10 第三章 模具与注射机的关系 . 11 3.1 塑件的体积计算 . 11 3.2 注射机的选择 . 11 第四章 注射模的结构设计 . 12 4.1 分型面的选择 . 12 4.2 确定型腔的数量及排列方式 . 13 第五章 浇注系统的设计 . 15 5.1 主流道设计 . 15 5.2 分流道设计 . 16 5.3 浇口设计 . 18 第六章 成型零件的设计 . 19 6.1 型腔径向尺寸计算 . 20 6.2 型芯外径尺寸计算 . 21 Lm=80.6+80.6（ 0.003+0.008） /2+(3/4) 0.42=81.35-0.420 . 21 6.3 型腔深度尺寸计
3、算 . 21 Lm=4.95+4.95（ 0.003+0.008） /2-（ 3/4） 0.320+0.32. 21 6.4 型芯高度尺寸计算 . 21 第七章 脱模推出机构的设计与模架的选用 . 23 7.1 脱模推出机构的设计 . 23 7.2 模 架的选用 . 24 第八章 注射机工艺参数校核 . 26 8.1 注射压力的校核 . 26 8.2 锁模力的校核 . 26 8.3 模具厚度的校核 . 27 8.4 开模行程的校核 . 27 第九章 模具冷却系统 . 28 冷却系统设计原则 . 28 第十章 试模及模具维修 . 30 河源职业技术学院毕业设计说明书 II 10.1 模具的安装
4、. 30 10.2 试模 . 30 10.3 模具的维修 . 30 第十一章 结论 . 32 致谢 . 33 参 考文献 . 34 摘要 1 摘要 塑料是 20 世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的 环节。 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和 尺寸的各种制品。 近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精
5、密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着重要的作用。 此次的设计任务是插座 上盖 模具设计与塑料成型工艺， 如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑技术如何才能在设计中发挥其主要优势，因此，我使用了强大的模具设计软件 UG， 在 UG 平台上 ,建立产品的 2D、 3D 模型，并对其模具设计 ！ 在此次设计中，主要用 所学的 注塑模设计，以及机械设计等方面的知识 ， 利用 UG4.0 软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核
6、。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用 autoCAD 绘制了一套模具装配图和零件图。 关键词 ： 模具；塑料；注塑；工艺 摘要 2 Abstrct Plastic is the only developed in the 20th century, new materials, the volume of world plastics production has caught up and over the steel, as the current human use of a large class of materials. Chinas plast
7、ics industry is booming, the application of plastic products has been deep into all sectors of the national economy. Plastic engineering usually refers to the manufacture and modification of plastic, plastic molding and product processing. Plastic products and mold design is an important part of eng
8、ineering plastics, is the essential link in the plastics industry. Mold is an important industrial process equipment, which is used to shape a certain shape and size of the various products. In recent years, the production of plastic mold and level of development is very rapid, efficient, automated,
9、 large-scale, precision, long-life mold growing share of total output, in terms of various plastic mold, injection mold in production is the largest proportion in the production plays an important role. The outlet cover design task is to mold design and plastic molding process, how to design the fas
10、test to die, and reduce costs, we should first consider the CAD / CAE / CAM technology in the design of how to play the main advantages Therefore, I use a powerful mold design software - UG, UG platform in the establishment of the product 2D, 3D models, and the mold design! In this design, mainly us
11、ed for the study of injection mold design, mechanical design knowledge, the use of plastic parts UG4.0 software was solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed cal
12、culation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. Finally, autoCAD drawing a mold assembly and part drawings. Keywords: Die; plastic; injection; Technology 第一章节 引言 3 第一章 引言 毕业设计 (论文 )是大学生在学校 学习的最后一个重要环节 ,既是对学生学习、实践
13、与研究的全面总结，又是对学生素质与能力的一次综合检验，还是学生毕业资格与学位资格认证的重要依据。其目的有以下几方面： （ 1） 培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行分析与解决实际问题的能力，培养学生的创新精神。 （ 2）培养学生收集、整理和分析各种资料的能力，全面提高学生分析和解决实际问题的能力。 （ 3）提高学生设计、计算和绘图的能力。提高学生实验研究和数据处理的能力。 （ 4）全面提高学生综合分析、总结提高 、编制设计说明书及撰写科技论文的能力。 （ 5）提高学生外语、计算机应用能力。 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。模具成型已成为
14、当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的总产量中所占的比例越来越大，对经济的发展起着十分重要的作用。 近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，在工业生产中对塑料模具的要求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。第一，制品方面要求精度高，外观美，性能好。第二，制造 方面要求结构合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作简单方便，效率高，容易实现自动化，还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展，塑料成型模具将趋向于高效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。 本次设计的题目是“ 插座 上盖
15、设计 ”，其内容为： （ 1） 学会观察制品，判断制件是否符合塑料件的成形条件（比如注意拔模斜度），还特别要留意制件影响开模的细部特征； （ 2） 研究制件的排位方式和进浇方式，画草图确定模具的整体结构，保证结构能循环工作，稳定可靠； （ 3） 在深入研究制件的 基础上确定开模的分型面，以及确定各镶块或滑块、斜顶的分割面组或体积块； （ 4） 对该 样品进行测绘 ,并在测绘的基础上对该产品进行模具 结构 设计 和成型工艺分析 第二章 塑件成型工艺分析 4 （ 5） 用 UG4.0 按照上步的结果把模具核心的部分：凸凹模分割出来 ； （ 6） 进一步完善凸凹模和各细微结构； （ 7） 调用 EM
16、X 中适合的模架完成模架设计； （ 8） 在 UG4.0 中出模具转配图和模仁图，以及对模架板块需要再加工的各组件出工程图； （ 9）把 UG4.0 工程图转入 AUTOCAD 中进行完善。 第二 章 塑件 成型工艺分析 2.1 产品开发依据用途清单 最大几何尺寸： 160X60X10mm 环境：室内，使用温度范围 0 40 有 化学品接触 抗冲击要求：限定量从 1.5m 高度， 0 下摔下外壳不出现裂缝或者开裂特征 刚性要求：在 4Kg 负荷下无变形 电气性能：电绝缘性 一般 外观要求：部件美观，外部光洁性一般 使用寿命： 5 年以上 根据上述使用 要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一
17、定的抗冲击性并且 要有一定的防腐蚀性 ，随着越来越多家庭的使用，这必须 要求 其 生产自动化程度高，成型周期短 2.2 制品结构和形状的 设计 用 UG4.0 软件进行 插座 上盖 的三维建模，三维实体模型更加直观的表现了产品造型 ,可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且 还 可以根据三维模型数据使用 UG4.0 的 CAE分析模块 -塑性顾问进行熔体的充模仿真，可以验证模具结构的正确性，制品如图 2.2 插座上盖 产品图如下： 毕业设计（论文） 河源职业技术学院毕业设计说明书 6 2.3制品材料选择 通用塑料如聚丙烯 PP，聚乙烯 PE 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物（ PP） 具
18、有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点 ,所以 拿 这 三种常用典型材料比较选取。 2.3.1聚丙烯 (PP) 聚丙烯结构式 pp 无毒、无味，密度小， 强度 、刚度、硬度耐热性均优于低压 聚乙烯 ,可在 100度左右使用 .具有良好的电性能和高频 绝缘 性不受湿度影响 ,但低温时变脆、不耐磨、易老化 .适于制作一般机械零件 ,耐 腐蚀 零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 PP是一种半结晶性材料。它比 PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP 温度高于 0C以上时非常脆因此许多商业的 PP材料是加入 14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段
19、式共聚物。聚物型的 PP 材料有较低的热扭曲温度（ 100 ）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。 PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP 的维卡软化温度为 150C。由于 结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP 不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 PP进行改性。 PP的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR的 PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶， PP 的收缩率相当高，一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比 PE-HD等材料要好得
20、多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。均聚物型和共聚物型的 PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它 对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。 PP 也不象 PE那样在高温下仍具有抗氧化性。 2.3.2 聚乙烯 (PE) 聚乙烯英文名称： polyethylene ，简称 PE，是乙烯经聚合制得的一种 热塑性树脂 。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒 ,手感似蜡 ,具有优良的耐低温性能 (最低使用温度可达 -70 -100 ),化学稳定性好 ,能耐大多 数酸碱的侵蚀 (不耐具有氧化性质的酸 ),常温下不溶于一般溶
21、剂 ,吸水性小 ,电绝缘性能优良 聚乙烯是半结晶热塑性材料。它们的化学结构、分子量、结晶度和其他性能很大毕业设计（论文） 程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决于聚合物的化学结构和加工条件。 聚乙烯对于环境应力 (化学与机械作用 )是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度 (0.91 0.96g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般 热塑性塑料 的成型方法 (见 塑料加工 )加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频 绝缘材料 。随着 石油
22、化工 的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的 1/4。 1983 年世界聚乙烯总生产能力为 24.65Mt，在建装置能力为 3.16Mt。 近年来在核物理 ,天体物理 ,反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测 聚乙烯结构式 量中子 .对核物理的研究做出了自己的贡献 . 聚乙烯 (PE)塑料一种 ,我们常常提的方便 袋就是聚乙烯 (PE).聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的 CH2 单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力 (15-30大气压 )有机化合物催化条件下进行 Zi
23、egler-Natta 聚合而成的是高密度聚乙烯 (HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力 (100-300MPa)，高温 (190 210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度 聚乙烯 (LDPE)，它是支化结构的。 2.3.3丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物（ ABS） ABS 外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。 ABS 具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨 、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 ABS 为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不 太高，随所含三种单体比例不同，在 160190 范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于 285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。 ABS 熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。 PP吸湿性稍大于聚苯乙
