1、 1 常州机电职业技术学院 毕业设计（论文） 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 模具设计与制造（ CADCAM） 题 目： 口 杯 注射模具设计与制造 指导者： 评阅者： 2014 年 9 月 2 摘 要 塑料工业是一门新兴产业，自塑料问世后几十年，塑料来源丰富，制作方便及成本低廉、金属零件塑料化的发展很快，在机械电子、国防、交通、通讯、建筑 、农业、轻工业和日常生活用品等行业中都得到了广泛的应用，对塑料模具要求量增加。因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 通过对制作进行注射工艺性分析，综合考虑了产品质量要求和生产实际，确定了最佳工艺方案为一模两腔的结构形
2、式。并对模具总体结构进行设计和分析论证，对工艺参数进行精确详细的计算。正确选择了注塑设备，并对塑料零件进行设计，设计过程中利用了注射模国家标准和典型组合。提高了模具设计效率，适应了当代模具设计要求，最后对主要零件的加工工艺过程及装配进行了介绍。 关键词： 模具设计 、 结构分析 3 Abstract Plastics industry is an emerging industry, since several decades after the advent of plastic, plastic source of rich, convenient and low-cost product
3、ion, metal parts plastic of the developed rapidly, in machinery and electronics, defense, transportation, communication, construction, agriculture, light industry and daily necessities and other industries have been widely used, on the plastic mold requested increase. Therefore, the research injecti
4、on mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. The production of injection process analysis, considering the product quality requirements and the actual production, and determine the best technical scheme for mold
5、two cavity structure. And mold the overall structure design and analysis of process parameters for accurate, detailed calculation. Correct selection of injection molding equipment, and plastic parts design, design process using the national standard and the typical combination of injection mold. Imp
6、rove the efficiency of mold design, adapted to the contemporary mold design requirements, finally the main parts machining process and assembly is introduced in this paper. Key Words: Mold design, structure analysis 4 前 言 毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前一次综合性设计。本次设计的课题是塑料盖的注射模设计，是对以前所学课程的一个总结。 在此次设计中，主要用到所学的
7、注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点 又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事
8、模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学 批评指正。 5 目 录 摘要 2 Abstract 3 前言 4 第一章 绪论 7 1.1 塑料模的功能 7 1.2 我国塑料模现状 7 1.3 塑料模发展趋势 8 第二章 注塑工艺分析 10 2.1 注塑成型参数 10 第三章 成型设备的选择 13 3.1 注射成型工艺简介 1 3 3.2 注射成型工艺条件 1 3 3.2 注塑机的 选择 14 3.3 注塑机参数校核 15 第四章 分型面 的选择 16 4.1
9、分型面的设计 16 4.2 确定型腔数及排列方式 17 第 五 章 浇注系统设计 18 5.1 主流道设计 18 5.2 浇口套的结构设计 19 5.3 分流道设计 19 5.4 浇口设计 20 5.5 冷料井设计 21 第 六 章 成型零部件设计 21 6.1 成型零件工作尺寸的计算 22 6.2 模具型腔侧壁的计算 23 第 七 章 导向机构设计 24 7.1 导柱 24 7.2 导套 25 第 八 章 侧向分型与抽芯机构 26 8.1 抽芯机构设计 26 8.2 侧型芯滑块设计 29 第 九 章 脱模机构设计 31 9.1 推出机构的组成 31 9.2 脱模机构的分类 32 9.3 推杆
10、推出机构 32 9.4 推杆布局 33 6 第 十 章 冷却系统设计 34 第十一章 标准模架选择与校核 35 11.1 模架选择 35 11.2 成型设备的校核计算 36 致谢 38 参考文献 39 7 第一章 绪 论 1.1 塑料模的功能 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型 方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工 领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑
11、料模 .塑料模优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定 以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制
12、模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品 成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占 80%。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常棵标志一个国家工业化的发展程度。 1.2 我
13、国塑料模现状 在模具方面，我 国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具8 向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、 CAD 技术、 CAPP 技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化 商品化尚待规模化； CAD、 CAE、 Flow Cool 软件等应用比例不
14、高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。 1.3 塑料模发展趋势 （ 1）模具日趋大型化。 这一方面是由于用模具制造的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求而发展的一模多腔（现在有的已达到一个模几百腔）所致。 （ 2）模具的精度将越来越高。 10 年前，精密模具的精度一般为 5UM，现在已达2UM 3UM，不久 1UM 精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求 的提高，有些模具的加工精度要求在 1UM 以内，这就要求发展超精加工工艺。 （ 3）多功能复合模具将进一步发展。 新
15、型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接 和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。 （ 4）随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。 由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此 ，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达 80% 以上，效果十分明显。 （ 5）随着塑料成形工艺的不断改进与
16、发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。 塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等）。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注 射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成9 本。 （ 6）模具标准件的应用将日渐广泛。 模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标
17、准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日渐广泛。 （ 7）快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产的时代， 21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达 75%以上。一方面是制品使用周期短 ，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（ E）、聚酯（ P）或其中填充金属（ M）、玻璃（ G）等增强制制作简易模具，这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。 （ 8）随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不
18、断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。 （ 9）随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑 料模的要求也将越来越高。 （ 10）模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势。 10 第二章 注塑工艺分析 如图所示，塑件选择，材料为 ABS，收缩率为 0.3% 0.8%，生产批量 20 万件 图 2 塑件 名称：水杯 材料： ABS 塑料（抗冲击） 数量：大批量生产 质量： 10.6g 颜色：蓝色 要求：塑件表面光滑，塑件允许最大的脱模角度为 0.3 度。 2.1 注塑成型参数 2.1.1 ABS 塑料的性质
