1、重庆三峡学院 毕业设计 （ 说明书 ） 设计 (论文 )题目 伞柄头注塑模具设计 院 系 机械工程 学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2011级 机械 2 班 学生姓名 胡华 学生学号 201107024239 指导教师 职称 完成毕业设计（论文）时间 2015 年 5 月 目录 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 塑料的功用 . 1 1.2 塑料模具的功能 . 1 1.3 伞柄头塑料模具的设计及其目的 . 1 第二章 塑料件几何尺寸及工艺 . 2 2.1 塑料件二维图 . 2 2.2 孔的位置设计 . 3 2.3 加强肋的设计 . 3 2.4 内螺纹设计 . 4 2.5 三维伞柄
2、头 . 4 2.6 塑料件的材料及工艺特征 . 5 第三章 注射机选择 . 5 3.1 塑料件的体积质量计算。 . 5 3.2 注射机的选用 . 6 第四章 分型面的设计 . 7 4.1 分型面的形式 . 7 4.2 分型面的数量 . 8 4.3 分型面选择原则 . 8 4.4 塑料件分型面设计 . 8 第五章 浇注系统 . 9 5.1 浇注系统设计原则 . 9 5.2 浇注系统的布置 . 9 5.3 主流道的设计 . 9 5.4 分流道的设计 .10 5.5 浇口的设计 .11 5.6 冷料井的设计 .11 5.7 点浇口浇注系统二维图 .12 5.8 排气系统的设计 .12 5.9 模具温
3、度控制 .12 第六章 成型零件的工作尺寸计算 .13 6.1 影响工作尺寸的因素 .14 6.2 凹模的工作尺寸计算 .14 6.2.1 凹模的径向尺寸计算公式 :.14 6.2.2 凹模的深 度尺寸计算公式 :.15 6.3 凸模的工作尺寸计算 .15 6.3 1 凸模的径向尺寸计算公式 : .15 6.3.2 凸模的高 度尺寸计算公式 :.16 6.4 螺纹型芯的尺寸计算 .16 6.5 螺距工作尺寸计算 .16 第七章 模架的选择 .17 第八章 导向机构设计 .18 8.1 导柱的结构技术要求 .18 8.2 导套结构技术要求 .18 第九章 脱模机构设计 .18 9 1 螺纹型芯脱
4、模 .18 9 1.1 螺纹型芯脱模机构设计 .19 9.1.2 旋出螺纹塑件的扭矩计算： .19 9.2 脱模力计算： .20 9.2.1 复位杆的强度计算 .20 9.2.2 复位杆压力校核 .21 第十章 注射机参数校核 .21 10.1 最大注塑量校核 .21 10.2 注射压力校核 .22 10.3 锁模力的校核 .22 10.4 模具与注塑机安装部分 相关尺寸校核 .22 10.4 1 模具闭合高度长宽尺寸与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合 : .22 10.4.2 模具闭合高度校核 : .22 10 4.3 开模行程校 核 .23 第十一章 模具的装配 .23 11.1 装配工艺概
5、念 .23 11.2 装配顺序 .24 第十二章 结论 .25 参考文献 .26 致谢语 .27 伞柄头注塑模具设计 胡华 重庆三峡学院 机械工程学院 机械设计制造及其自动 2011 级 重庆万州 404000 摘要 模具被人们称为“工业之母”。通过模具，能够将原材料加工成为各种各样的形状，以满足不同部门，行业，单位的需要。随着社会工业化发展越来越迅速，人们对模具的需求量越来越大，对其质量与生产效率越来越严格。塑料具有密度小，但强度高，在耐腐蚀性和绝缘性能上面具有很好的优越，在很多方面能够代替金属。塑料的注射成型，是塑料制品成型的一般方法。 塑料 经料筒 进入注射机，对原料进行加热，使其高温融
6、化，成为粘稠的流体，之后在 柱塞或螺杆作为加压工具，使其通过注射机的喷嘴高压注入注塑模具的型腔之中。 经过 模具冷却系统辅助塑料冷却，凝固。在脱模机构的帮助下，从模具之中脱落，此时已经 形成了想要的 形状与功能的塑料件。 折叠式雨伞手柄是属于塑料制件，可以通过注塑模具将其注射成型。以达到支撑伞体 的目的 。甚至精心设计可达到手感舒适，美观的效果。且可通过注射成型工艺，可大批量的复制生产，经济又有效率。 关键字 ： 模具 注塑 伞柄 2015 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文） 1 第一章 绪论 1.1 塑料的功用 绝大部分塑料是以合成树脂为主要的成分，并在其中加入 了， 如：稳定剂，
7、着色剂，增塑剂等添加剂，以用来改善塑料的性能。塑料具有密度小，但强度高，在耐腐蚀性和绝缘性能上面具有很好的优越 性能，并且 有些塑料还有优异的防震抗冲的能力。由于这些性能使之 塑料 在机械，仪表，包装，日用品中频繁的出现。 当然塑料也有一些缺点，虽然塑料的比强度高，但相比与钢之类的金属材料还是要差了一些，使之在某些刚性要求严格的地方，不能使用塑料。其次塑料的热导率不如金属，在长期的较高温度下，塑料会渐渐的产生塑性流动，出现变形。再就是塑料易燃烧，会出 现超出意料的火灾。 1.2 塑料模具的功能 原材料，注射机，成型模具是将塑料加工成制品的三个要素。合理的加工工艺，先进的注射模具和高效的设备是塑
8、料模具实现工艺要求，精美的造型， 达到 预想中的效能的关键。 1.3 伞柄头塑料模具的设计 及其目的 本设计塑料件为折叠式雨伞手柄头。尺寸中等，其外侧为有微微起伏的圆柱，不仅美观舒适，也在脱螺纹机构中起止转功能。内侧由凹凸台，加强肋以及粗螺纹组成。 在模具的设计之前，翻阅了大量的相关 资料文献 。比如张维合老师编著的注塑模具设计的实用教程， 朱光力 老师 的塑料模具设计，大连理工大学工程图学教研室编著的机械制图等资料文献，对模具设计有了深一步的了解。之后通过对伞柄头尺寸的设计，塑料的材料的选用，型腔的布局，注射机的选择，设计浇注系统，计算凹凸模的尺寸，推出机构的设计，螺纹型芯的电机旋转脱模的机
9、构设计，装配图等相关的图纸的制作。完整的设计出伞柄头的注塑模具的结构设计。 通过伞柄头注塑模具设计。使提高技术资料的收集、整理、编译及其运用能力；使培养消化、巩固和加深所学的专业知识，掌握塑料模具的设计步骤和方法；使提高使用国家标准，设计手册，模具图册的能力。通 过对伞柄头注塑模具的设计，在制图的过程中，更加深对 SolidWorks,UG, Auoto CAD 等专业软件的运用。 胡华：伞柄头注塑模具设计 2 第二章 塑料件几何尺寸及工艺 2.1 塑料件 二维图 图 2.1 伞柄二维图 塑料件为折叠式雨伞手柄 。其外侧为有微微起伏的圆柱。内侧由凹凸台，加强肋以及 M16 的粗螺纹组成 。 该
10、塑料件尺寸中等，多数为曲面特征。雨伞手柄的 壁厚为 2mm。 因为塑料件上的转角处是应力集中处，易产生应力开裂。所以才有圆弧过渡，避免应力集中，提高强度，并且改善流动状况，利于充满型腔，也方便脱模。 2015 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文） 3 2.2 孔的位置设计 图 2.2 孔的位置设计 雨伞手柄头底端上有绳索孔。其直径为 4mm，离圆心距离为 14mm（即绳索孔 边 与手柄头 外端相距 4mm）。 2.3 加强肋的设计 a=0.5 -1.5 L=(2.5-5)H T=(0.4-0.75)H R=(0.25-0.4)H 图 2.3 塑料件加强肋的形状和尺寸设计 根据图 2.3
11、所示的 塑料件加强肋的形状和尺寸设计。该手柄头的加强肋选 用 尺寸：胡华：伞柄头注塑模具设计 4 H=2mm， a=1 ， L=19mm， T=1.4mm， R=0.5mm 2.4 内螺纹设计 伞柄中心承载着是雨伞的重心。内螺纹链接着伞柄与雨伞主体。为了让凹凸台的壁厚与整体壁厚均匀。所以采用 M16 的粗螺纹，小径 d1=13.835mm，螺距 P=2mm。 2.5 三维伞柄头 图 2.4 三维图形 2015 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文） 5 2.6 塑料件的材料及工艺特征 该伞柄头塑料件选用的材料为 ABS(丙烯晴 -丁 二烯 -苯乙烯共聚物 ) 典型应用范围：汽车（仪表盘，
12、工具舱门，车轮盖，反光镜等） ,电冰箱，大强度工具（吹风机，搅拌机，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆（如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车）等。 1、 注射工艺条件：干燥处理（ ABS 材料具有吸湿性，在加工之前进行干燥处理）。建议干燥条件，为 80 90 C 下最少干燥 2h.材料湿度保证小于 0.1%。 2、 融化温度： 210 280 C；建议温度 245 C。 3、 模具温度： 25 70 C。模具温度将影响塑料件表面粗糙 度， 温度较低将导致表面粗糙度值大。 4、 注射压力： 50 100Mpa。 5、 注射速度：中高速度。 6、 化学和物理特征： ABS 是由
13、丙烯晴 -丁 二烯 -苯乙烯三种化学单体合成。丙烯晴高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，较低的表面的粗糙度值及高强度。 三种单体的比例不同 ， ABS 所表现出来的特性也有些变化 。 这样就会产生了上百种不同品质的ABS 材料，使之在商品的设计更加的灵活多变 。 具有了 不同的特性，例如：从中等到高等的抗冲击性，从低到高的表面粗糙度值和高温扭曲特性等。 ABS 材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 7、 成型收缩率： 0.3% 0.8%。 密度 :1.04-1.8g/cm3。 第三章 注射机选择 3.1 塑
14、料件的体积质量计算。 胡华：伞柄头注塑模具设计 6 图 3.1 伞柄三维图 通过 UG 软件的“分析 测量体”，可知 : 塑料件的体积 V=15924.7mm3 浇注系统的体积 V 浇 =3921.455mm3 ABS 密度： 1.04-1.8g/cm3。取密度 1.05 g/cm3. 塑料件的质量 m=15.9247 x 1.05=16.72 g 浇注系统的质量 m 浇 =3.921455 x 1.05=4.12 g 3.2 注射机的选用 注射机的大小应与模具的大小相匹配。注射机过小，不能保证正常生产，以至于不能产生出优良合格的塑料件；注射机过大，运转费过高，而动作缓慢，增加塑料件的生产成本
15、；在选用注射机时，主要参数有， 公称 注射量，注射压力 ，锁模力 ， 注射速度，塑化能力，合模装置基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。 公称注射量： 是指在对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。 注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇流道时的流动阻力，螺杆（柱塞）对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。 锁模力 : 模力是指注射时为克服型腔内熔体对模具的涨开力，注射机施加给模具的锁紧力 。 注射速度：为了使熔料及时充满型腔， 熔料必须有一定的流动速度 。 合模装置基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度和最小厚度等。 塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量， 塑化能力应与整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的 本领 ，反之则会加成长周期。 开合 模速度：为使模具闭合时平稳，以及开模，推出制件时不使塑料件损坏。 要求模板在合模时从快到慢，开模时从慢到快，在到停止。 空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需要
