1、 本科毕业论文 （ 20 届） 线圈高骨架注射模具设计 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 本科生毕业论文 2 摘要 本次设计介绍了线圈高骨架的塑件工艺特征，也介绍了 ABS 塑料的成型工艺特点，详尽介绍了线圈高骨架的结构设计和模具设计的过程还有要点。重点 介绍了线圈高骨架的塑件结构的设计方法，分析和阐述了注射机的选择，高架骨的模具型腔数目的确定，模架的选择方法，模具分型面，浇注系统，排气系统等的设计过程。为了达到线圈高骨架光滑表面质量的要求，为此塑件注射模具设计的结构特是潜伏浇口形式的单位分型面注射模。最后转到了AutoOCAD 绘制完
2、整了的模具装配总图和主要的各种模具零件图及编制成型零部件的制造加工工艺。 在设计过程中，最重要的是确定型芯和型腔的结构，此外还分析了模具受力，脱模机构的设计、合模导向机构的设计、冷却系统的设计等，重点解是一模两腔的注射模具结构和 多顶杆顶出机构，完成后能够自动复位，提高自动公程度，在设计时合理选择模具材料，在保证达到强度要求和节省成本的基础上提高生产效率。 关键词： 塑料注射模 ; 线圈骨架 ; 注射模具结构 ;塑件的成型工艺 ;潜伏浇口 本科生毕业论文 3 Coil high skeleton injection mold design high Abstract The injection
3、 technological characteristics of Framework of coil are analyzed,and introduce characteristics of ABS plastic molding process, the design of structure of Framework of coil and the design main points of mould are alsk nitroduced. The design method of plastic structure is mainly introdrced.the selecti
4、on of sidewall thickness,and the deigning process of the parting plane,the exhaust system,in order to achieve Framework of coil smooth surface qualisy requirements,the design structure characteristics of the Framework of coil are two times parting planes with tunnel gate style.finally changes to the
5、 AutoCAD plan integrity the mold assembly drawing and the main mold detail drawing and the cstablishment formation spare part manufacture processing craft. When in the designing it is the most importantly deterministic core and thedie sppace structure,as well as their localization and fastens the wa
6、y ,In addition has also analyzed the mold stress,the drawing of patterns organization desgn,gathers the mold guidance organization the design,the cooing system design and soon.The key is two cavity with one mold infection mold structures and the movement process design,After completescan the automat
7、ic reset. Enhances the automaticity,when desing the reasonable choice mold material,in the guarantee achievedthe intensity requsts and saves the cost in the foundation to enhance the production efficiency. Keywords: Plastic injection mould; Framework of coil;Mould strcture;plastic pieces of the mold
8、ing process;tunnel gate本科生毕业论文 4 目录 前言 . 6 第一章、塑件工艺分析 . 9 1.1、塑件的原始材料分析 . 9 1.2、塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析 . 10 1.3、 明确塑件生产批量 . 10 1.4、估算塑件的体积和重量 . 11 1.5、分析塑件的成型工艺参数 . 11 第二章、确定模具结构方案 . 12 2.1、脱模原理 . 12 2.2、确定型腔数量及布局形式 . 12 2.3、选择分型面 . 13 2.4、确定浇注系统与排气系统 . 13 2.4.1、浇注系统形式 . 13 2.4.3、分流道设计 . 14 2.5、选择推出方式 .
9、16 第三章、模具设计的有关计算 . 17 3.1、型芯和型腔工作尺寸的计算 . 17 3.2、侧壁厚度与推板厚度的计算 . 18 3.2.1、侧壁厚度 . 18 3.2.2、推板厚度 . 18 3.3、斜导柱 等侧抽芯有关计算 . 18 3.3.1、斜导柱的设计与计算 . 18 3.3.2、斜滑块（型腔）的设计 . 20 3.3.3、楔紧块的设计 . 20 3.3.4、导滑条的设计 . 21 3.4、冷却与加热系统 . 21 第四章、选择模架 . 23 4.1、初选注射机 . 23 4.1.1、浇注系统重量 . 23 本科生毕业论文 5 4.1.2、注射压力 . 25 4.2、选标准模架 .
10、 25 4.3、注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 . 26 4.4、开模行程的校核 . 26 4.5、模具在注射 机上的安装 . 26 第五章、推出机构的设计与校核 . 27 5.1、推件力的计算 . 27 5.2、推杆的设计 . 27 5.2.1、推杆的直径计算 . 27 5.2.2、推杆压力校核 . 28 5.3、推板强度校核 . 28 第六章、模具材料的选择和装配 . 29 结论 . 31 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 32 本科生毕业论文 6 前言 模具是制造业一种基本的工艺装备，它的用途是限制材料和控制（固态或液态）的流动，使它形成所要求的形体。用模具制造零件
11、以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛的应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在产品的质量上起着至关重要的作用，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模工具，正日益受到人们的关注意。早在 1989 年3 月中国政府颁布的关于当前产业政 策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。目前，我国 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的
12、模具企业在广东和浙江等省发展得到最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入 。例如 ,科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自已的模具制造中惦。中外合资和外商独资的模具企业刚多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占 50%（中国台湾： 40%），塑料模具约占 33%（中国台湾： 48%），压铸模具约占 6%
13、（中国台湾： 5%） ,其它各类模具约占 11%（中国台湾： 7%）。 中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（ 1961-1981），成长期（ 1981-1991） ,成熟期（ 1991-2001）三个阶段。 萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。 1981 1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高速成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台
14、湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产口的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具产业已推行计算机辅肋模具设计和制造等 CAD/CAM 技术，所以台湾模具接触这些技术的时间相当早。 成熟期，在国际化，自由公和国际分工的潮流下， 1994 年， 1998 年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997
15、 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。整全而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算辅助设计，台湾模具厂商品供应对像已由传统的民用家电，五金镤和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。 本科生毕业论文 7 伴着 外资布局中国，模具行业加 速 结构 的 调整，国内中低端模具企业品牌经营与可持续发展， 2010 年中国模具业仍将保持强 大 的发展势头。 1、模具产业 ： 可持续发展 与 品牌 的 经营 因
16、为 模具的从属性和对 特殊用户的依赖性， 然面 品牌 却 在模具产业长期 的 不被 看重 。但是 伴 随着市场经济的 迅速 发展，品牌效应已愈加 关键 ， “ 经营品牌 ” 已成为模具企业 发展壮大的必然趋势 。据罗百辉了解，全国已有 10 个左右的省、市级驰名 (着名 )模具商标和品牌，个别企业已在申报全国着名商标。随着质量工作的不断深入和对环保的重视， 2009 年又有一大批模具企业通过了 ISO9000 的国际质量体系认证及 ISO14000 环境管理认证。同时， 2009 年行业内又增加了一大批高新技术企业，包括国家级和省、市级， 而且 不少 的 企业在 2009 年建立了模具研发中心
17、 或 技术中心 。 2、模具市场：联合重组资本运作 产需两旺的良好的发展前景 及 市场环境， 让很多 投资者 和 企业家踊跃投资于我国的模具业， 当中 外资和民营资本 依旧 是主流 部分 ，投资热情普遍 上涨 ， 大部分 的技改项目和新 型 项目在 2006 年不断 出 现。 2009 年这一生产方式得到进一步发展 ，是 由于集群生产具有方便协作、降低成本、扩大市场、利于交流及可享受较为优惠的政策特点。 当今 全国已 经 有十 几 个具有很大 规模的模具园区、 模具城、 生产基地等，正在建设、筹建或规划的还有十多个。除集群生产之外，有些地方 现在 还在发展虚拟制造 与 模具联合体。 3、模具
18、企业：高档模具 的快速发展 伴 着汽车工业近年以超过 20%多 的增幅发展，进入汽车领域的模具企业和模具产品比上年有 着 大幅 度的 增加。汽车 行 业对模具产品的质量 精度限制的不停提高 ， 进一步催 使 着 模具企业 的 改进， 以 不断提高水平。 而且 ，由于模具出口大幅增长， 市场竞争的增强， 也在很大程度上带动了模具 生产 水平的提升。 2009 年模具水 准 提高的 关健 表现 在 ：热流道模具和气辅模具有的已达国际水平 ;在 CAD/CAM技术得到普及的同时， CAE技术应用越来越广， CAD/CAE/CAM一体化技术得到发展，并取得较好成果 ;模具新结构、新品种、新 工艺、新材
19、料的创新成果不断涌现，专利数量增多。大型级进模长度已超过 3 米，精密级进模已可与 2000 次 /分高速冲床匹配 。 4、模具人才： 可持续性 培训工作 的发展 同 于模具行业人才 ，尤其 是中高级人才 的严重 短缺，近 几年 来各地 招 学和培训工作备受关注。 模具工业不但高新技术产业的一个重要组成部分，而且还是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中百分之六十到百分之九十的产品零件，组件和部件的生产加工。 模具制造的重 要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽
20、车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国家民经济五大支柱产业之一，汽车工业的重点是发展零部件，经济型轿车与重型汽车，汽车模具作为发展重点，已经在汽车工业产业政策中得到了证实。汽车基本车型不断增加， 2005 年将近达 170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了迎合着市场的需求，汽车行业将不断改换型号，汽车换型时约有 83%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国 摩托车共有 14 种排量 80 多个车型， 1000 多个型本科生毕业论文 8 号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000 多个，其
21、中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需要 1000 副模具，总价值为 1000 多万。其它行业，如电子及通讯，家电，建筑等，同样也存在很大的市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重大的意义。 美国塑料的产量多年来总是雄居各国第一 位。早在 80 年代前期，美国塑料的产量就已达2000 万吨之多， 1986 年增至 2310 万吨，占全球总产量 8100 的 28.5%，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，
22、 1988 年， 1990 年， 1992 年， 1994 年， 1996年 1998 年分别增加到 2710万吨， 2810 万吨， 3010 万吨， 3410 万吨， 4000 万吨和 4360 万吨，占世界总产量的比例从 1996年起提高到 30%以上。 2001 年美国塑料产量为 4170 万吨，其中聚乙烯为最多，达 1500 丂吨。其次分别是氯乙烯 650 万吨，聚丙烯 720 万吨，聚苯乙对酞酸脂 320 万 吨，聚苯乙希 280 万吨。国内塑料的消费量，美国同样也是全球最多的。美国的全部塑料消结果量 2001 年为 4280万吨。美国现有各种大小塑料企业单位 1 万多家，其中职工
23、人数少于 50 人的约占总数的 53%，50 100 人的约占 21%， 100 500 人的约占 23%，超过 500 人的占近 4%，职工总数近 90 万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达 110 万， 2001 年的出货金额为 2150 亿美元，人均出货金额为 195 美元。 然面中国塑料工业从起步到现在，经过了半个多世纪，有了相当大发展，模具水平有了较大提高。近年来更是持续高速的增 长状态， 1991 年的产量仅为 250 万吨， 1995 年加到了 350万吨， 1998 年超过 700 万吨，到 2002 年已增达约 1400 万吨，超过日本从而成为世界上第三大塑料原料生产国。在
24、大型模具方面已能生产 48“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料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。今年塑料制品市场将持续走强，在包装，工程，建材，农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500 万吨。其中包装塑料制品今 年需求量将超过 850 万吨，工程塑料制品需求量将达 400 万吨左右，建材塑料制品需求量将达 300 万吨以上，农用塑料制品需求量将在 500 万吨左右，日用塑料制品需求量约为 80 万吨左右。 经过多年的奋斗，中国塑料产业已在新型的模具材料等方面取
25、得了卓越的进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造的周期上作出了巨大的贡献。 本科生毕业论文 9 第一章、塑件工艺分析 1.1、塑件的原始材料分析 此材料为丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物 （ ABS 塑料），骨架塑件如图 1.1： 图 1.1 骨架塑件 图 1.1 骨架塑件 ABS 是由三种化学单体合 成。分别为：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯，收缩率为 0.3% 0.8% 。ABS 是无毒、无味、呈显微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能，且具有极好的抗冲击强度。 根据 ABS 中三种组分之间的比例的不同，其
26、性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分成超高冲击型，高冲击型号，低冲击型，和耐热型等等。 （ 1）主要用途 在机械工业上 ABS 用来制造轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、仪表壳、电机壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业 上用 ABS 可制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用 ABS 夹层板制小轿车车身。 ABS 还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。 ABS 常用来制造各种壳体和结构体，以及经电镀等表面处理的装饰品。 （ 2）成型特点 ABS 在升温时粘度增大，因此成型压力较高，塑料上的脱模斜度应该稍大 ;ABS
27、 易吸水，成型号加工前应进行干燥处理；容易产生接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对塑料流的阻力 ;在正常的成型条件下，壁厚，熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模 具温本科生毕业论文 10 度控制在 50 60，强调塑件的光亮泽和耐热性时，模具温度可控制在 60 80。 1.2、塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析 1.2.1、结构分析 从零件图上分析，此零件总体形为回旋体，在一个直径为 38mm ，高为 17mm 的圆柱中间有一个直径为 16mm，高为 11mm 和一个直径为 19mm ，高为 6mm 的台阶孔，然后留壁厚为 1.5mm。该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽
28、心机构，该零件属于中等复杂程度。 1.2.2、尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸尺寸的符合程度。影响塑件的尺寸精度因素有 模具制造的精度以及后期磨损因素 。 塑件自身收缩、冷却变化因素（这个涵盖的方面多了，模流分析是一个很高深的学问） 。 原料稳定性因素 。 注塑机系统、工艺因素地区、天气、环境因素 。 人为操作因素（操作员取件、机 械手取件 ）。 该塑件的尺寸精度要求不高，可选择尺寸的精度为 IT4 级。对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。 从塑件的壁厚上来看，该塑件的所有壁厚均匀，都为 1.5mm ，有利于塑件的成型。 1.2.3、表面质量分析 对该塑件表面
29、没有什么要求，故比较容易实现。 1.2.4、脱模斜度 塑件在冷却时收缩会使它紧紧饱紧型芯或腔中的突起位置，因此，为了方便从塑件中抽出型芯或从腔中脱水出塑件，防脱模的时候出现拉伤塑件，因此在设计时必须留有足够的斜度在塑件内外表面沿脱模方向。脱模斜度 取决于塑件的开形状，壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一点。 在开模后的塑件留在型腔内，查参考文献 15表 2-10 可得 ABS 的脱模斜度为：型腔：40 1 20 ;型芯： 35 1。如果开模后塑件留在型腔内时，塑件中，设 ABS 的脱模斜度为：型腔： 1，型芯： 50。普通情况下，脱模斜度不包括在塑件的公范围内。 1
30、.2.5、塑件壁厚 塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。塑件的壁厚对塑件的质量有很 大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺过应满足一下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够了受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁纸厚可知， ABS 制牛最小壁厚为 0.8mm，中型塑件推荐壁厚为 1mm.。 同一塑件的壁厚应尽可能一不能致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕，内部会产生气泡和缺陷，同时也不容易冷却。在要求必需需有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过 1： 3，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过度部分的突然变化。综上，根据塑件的使用性能要求，本塑件的壁纸厚取 1.5mm. 1.3、 明确塑件生产批量
