1、IUNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 路由器下盖注塑模具的设计 摘 要 塑料成型制品是以塑料为主要结构材料经成型加工获得的制品，又称塑料制件，简称塑件。塑料成型制品应用广泛，特别是在电子仪表、电器设备、通信工具、生活用品等方面获得大量应用。如各种受力不大的壳体、支架、机座、结构件、装饰件等；建筑中所大量使用的各种塑料管材、板材以及门窗异型材；塑料中空容器和各种生活用塑料制品等。作为塑料制品的主要生产基础工艺装备的塑料模具，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。进入 21 世纪以来，我国在模具行业发展迅猛。模具行业为推动我国的
2、经济生活各领域的发展做出巨大贡献。随着我国进入“十二五”快速发展时期，在机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等领域对塑料模具的强烈市场需求推动下，塑料模具的发展前景一片光明。其中复杂、高精度、多功能复合型模具成为未来模具行业发展的重点。我国从改革开放开始，对国外先进技术的消化吸收，特别是计算机技术在整个制造领域的成功应用更是大大地推动了模具行业的飞速发展。近年来我国在模具行业取得长足进步，新材料、新工艺、先进加工设备不断出现。模具零件的标准化、专业化和商品化已达到较高的水平。如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。模具又因其生产效率高、
3、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工II制造业所无法比拟的。当然近年来，我国模具行业一直保持着良好的发展，已经驶入发展快车道。尤其我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。本文设计的内容是底板注塑模具。塑件的材料为聚丙烯（PP） 。根据地板的结构形状特点以及现有的注塑成型工艺，为实现塑件的快速成型、脱模，采用点浇口的浇注方式。本文对注塑模具进行简要介绍，注塑模具中的主要零件进行了设计计算，并在设计过程中着重考虑了生产实际中的经济性和合理性。Abstract
4、 In the 21st century, the mold industry of China has rapid development. Mold industry contributes greatly to promote Chinas economic development in all areas of life. As China into the “second Five-Year“ period of rapid development in machinery, automobile, home appliances, electronic information an
5、d the field of building materials such as plastic mold, are driven by strong market demand, and these give plastic mold industry bright prospects. The future development of the industry focuses on the complex, high precision, functional composite mold. The reform and opening up of China for digestio
6、n and absorption of foreign advanced technology, especially in the field of computer technology in the successful application of the entire manufacturing has greatly promoted the rapid development of the mold industry. In recent years, China has made great progress in the mold industry, new material
7、s, new technology and advanced processing equipment. Mold parts standardization, specialization and commercialization have reached a higher level.The content of this paper is to design the injection mold for a toothpaste cap. The material is polyethylene plastic (PE). According to the shape characte
8、ristics of toothpaste cap structure and the existing injection molding process, the use of gear and rack as the screw-separating mechanism, this paper designs an efficient spin injection mold with auto-off thread. Unscrewing institutions include spur gears, the IIIrack, straight bevel gears and the
9、screw core. To achieve rapid forming of plastic parts and mold opening, a point gate and secondary mold opening structure of three-plate molds are used. This paper briefly describes the injection mold, the auto-off thread process and principles of mold design. Unscrewing of the gear and rack driving
10、 system for the mold design and the main parts of the plastic injection mold are calculated, and the actual production of economic rationality is also considered in the design process.Key Words：Injection mold；Internal thread；Point gate；Gear rack mechanism1目录摘 要 .IAbstract .II引 言 .11 塑料模具及塑料模具行业 .21.
11、1 塑料模具简介 .21.2 塑料模具行业的现状及发展方向 .22 注塑成型工艺与设备 .52.1 注塑模的组成及各部分作用 .52.2 注塑成型过程 .52.3 注塑机 .73 模具分析与设计 .83.1 设计任务要求 .83.2 塑件介绍及塑件材料 .93.2.1 塑件介绍 .93.2.2 塑件材料分析介绍 .93.3 分型面选择 .103.4 型腔布置方案 .103.5 注塑机的选择 .113.6 模具浇注系统设计和浇口的设计 .123.6.1 主流道的设计 .133.6.2 定位环的设计 .143.6.3 分流道设计 .143.6.4 浇口的设计 .153.7 合模导向机构和定位机构
12、.153.7.1 导向机构的总体设计 .153.7.2 导柱设计 .153.7.3 导套设计 .163.8 浇注冷却系统的设计 .173.9 脱模推出机构的设计 .183.9.2 复位杆的设计 .203.10 拉料杆的设计 .203.11 排气系统设计 .213.11 模架的选择 .214 模具零件的设计计算 .224.1 定模板尺寸的设计计算 .224.2 动模板的尺寸的设计计算 .224.3 具材料例表 .235 模具装配 .245.1 塑料模具装配的技术要求 .245.2 塑料模具装配过程 .2525.2.1 装配动模部分 .255.2.2 装配定模部分 .256 经济性分析 .26结
13、论 .27参 考 文 献 .28致 谢 .29引 言本次毕业设计的题目是路由器下盖注塑模具的设计，设计中的注塑产品（底板）与实际生活息息相关，在各种电子产品中被广泛使用。次毕业设计的设计要求和设计参数如下：一设计要求：（1） 塑件产品图 1 张，模具总体结构装配图 1 张；（2） 模具主要零件图 68 张；（3） 总体图量不少于 1.5 张零号图，全部设计图纸用 CAD 完成；（4） 模具设计计算说明书一份。3二设计参数： （1） 型腔数量：2（2） 塑件材料：PP根据此次毕业设计所做底板的结构参数以及塑件的结构特点：查阅过相关书籍文献后，初步选定分型面，型腔大小以及数量，塑件应留在动模一侧，
14、明确顶出机构的设计方案。结合上述浇注系统的设计、型腔的布置方案以及分型面的选择确定了模具的类型以及模架的初步选择。此次设计在XXXXXXXXXXX 老师的大力支持下和细心指导之下才得以顺利进行，尤其在分型面的创建过程当中，正应为蒋老师的指导让我正确的选择好分型面才得以让后面的设计顺利进行，也让我在分型面的创建这方面让我体会颇多，当然整个设计过程当中，让我对注塑模具有了全新认识，也产生了浓厚的兴趣。1 塑料模具及塑料模具行业1.1 塑料模具简介塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种以及成型方法的不同，塑料模具主要分为以下几大类（1） 塑料注
15、塑模具：主要用来成型热固性塑料。注塑模具由于其成型效率高，易于成型形状复杂的制品，并且容易在工业中实现自动化生产。因此在塑料工业中注塑模具发展较为迅速，目前在我国日益发展壮大，技术水平也得到了极大地提高和发展。注塑模具的结构及基本零件： 成型零件，包括凹模、凸模、各种成型芯。4 支承固定零件，包括模底座、固定板、支承板、垫块等。用于固定模具或支承压力。 导向零件，包括导柱和导套。用于确定模具或推出机构运动的相对位置。 抽芯零件，包括斜销、滑块等。在开模过程中用于抽出活动型芯或镶块，使塑件脱模。 推出零件，包括推杆、推管、推块、推件板、推板、推板固定板等。用于使塑件脱模。（2） 塑料压塑模具：主
16、要用来成型热固性塑料。包括压缩成型模具和压注成型模具。（3） 塑料挤出模具：主要用来成型生产连续形状的塑料产品。（4） 塑料吹塑模具：主要用来成型塑料容器类中空制品。（5） 塑料吸塑模具：主要用来生产一些日用品、食品类包装制品。（6） 高发泡聚苯乙烯成型模具：主要用来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料。1.2 塑料模具行业的现状及发展方向模具工业生产的基础工艺装备。模具是现代，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。所以模具行业在整个工业领域重要性不言。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标
17、志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。（1） 我国塑料模具行业的现状 80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%，1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑
18、料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K 模具有限公司制造多腔 VCD 和DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次，
19、交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在52934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的
20、 50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统，如美国 EDS的 UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美国 CV 公司的CADS5、日本 HZS 公司的 CRADE、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定
21、的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品
22、化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。 长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。其中长三角和珠三角个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，这些企业的模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。同样在生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有 10 年以上的差距。
23、 企业是模具创新的主体。长期以来我国塑模具企业存在着研发能力弱，创新意识薄弱。一方面是由于技术人员比例低、水平不够高，另一方面是由于科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。使得我国大多数塑料模具企业长期处在中低档模塑制品加工链下游，难以实现高附加值的企业利润。 一切竞争都可归结于人才的竞争。由于我国现行体制和教育培养体系问题。高质量模具研发人才缺口问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力
24、解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。（2） 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向。 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的6一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求
25、的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型
26、制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 应用优质材料和先进的表面处
27、理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，因而产生了新世纪产业需求的微机电系统技术。许多新兴制造技术随之产生，包括光刻，电铸及脱模技术(LIGA)、紫外光蚀刻技术(UV)、放电加工(EDM)、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技术以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。因此我国必须在现有的基础上加强对微
28、注塑成型领域的理论及技术研究。2 注塑成型工艺与设备2.1 注塑模的组成及各部分作用（1） 塑件成型零件：赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由型芯、型7腔以及其他辅助零件等。（2） 浇注系统：将熔融塑料从注射机喷嘴引向流入闭合的模腔，一般由主流道、分流道、浇口、冷井以及钩料杆等。（3） 合模导向与定位零件：保证模具各结构件相互的移动精度，通常有导柱和导套以及定位环、锥面定位元件等。（4） 脱模机构：将塑件从模具中平稳可靠地脱出来的机构装置，称之为脱模机构或推出机构。脱模机构一般情况下设在动模一侧，主要有推杆、推杆固定板以及推杆电板等零件组成。（5） 复位机构：模具完成塑件推出动作后，需要将动、
29、定模闭合以便完成下一次的注塑。合模时为避免推杆损伤型腔表面，一般采用复位杆带动推杆回到原先位置。（6） 温度调节系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具应设有温度调节系统对模具温度进行调节。温度调节系统主要由加热和冷却系统组成。一般热塑性塑料成型时需要冷却，热固性塑料成型时需要加热。（7） 排气系统：塑料熔体注入模具型腔时，会使型腔填充不满或因气体在高压力作用下快，快速升温而使塑件局部烧伤。所以在模具中应开有排气槽以保证气体迅速彻底排出模腔。（8） 侧向分型抽芯机构：当塑件侧向有凸凹及孔时，在塑件被顶出之前，需要先抽拔出侧向的型芯（或镶块） ，才能使塑件顺利实现脱模。（9） 模架：模具中各模板和导柱、导套以及复位杆、推杆等，通过螺钉连接组合成一起的装配体称之为模架。模架是实现模具基本功能的基础零件，模架的尺寸规格已实现系列化、标准化、商品化。在设计模具时可直接选用模架。2.2 注塑成型过程注塑成型是热塑性塑料的主要方法。它的注塑成型过程归纳起来是塑化、注射和模塑三个过程。其注射工艺流程如图 2.1 所示。
