1、毕业设计题目打蛋机左壳注塑模具CAD/CAM学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名诚信声明本人声明1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。毕业设计（论文）任务书题目打蛋机左壳塑模具设计CAD/CAM姓名专业机械设计制造及自动化班级学号指导老师职称副教授教研室主任关老师一、基本任务及要求1查阅有关注射模文献10篇以上，分析注射模设计常用方法，写出
2、文献综述。2分析打蛋机左壳相关数据3设计注射模具，画出总装配图以及零件图。4对打蛋机左壳模具进行模流分析和数控分析。5撰写毕业论文，字数15000以上。二、进度安排及完成时间1熟悉课题、查阅文献资料，一周2撰写文献综述、开题报告，一周3实体的三维建模，一周4毕业实习，一周5设计注射模具，画出总装配图，零件图，进行模流分析，七周6撰写毕业论文，二周7上交毕业论文，并根据评阅意见进行修改，一周8毕业答辩，一周I摘要注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课题就是将打蛋机左壳作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。通过对工件的正确分析
3、，设计了一副一模两腔的塑料模具。确定了分型面、浇注系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸。采用侧浇口，利用直导柱导向，推杆顶料,斜顶杆和弹簧完成脱模及对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核，并用CAXA绘制了一套模具装配图和零件图。关键词塑料模具；注射成型；模具设计IIBEATEGGMACHINELEFTSHELLINJECTIONMOLDCAD/CAMABSTRACTINJECTIONMOLDINGISONEOFTHEMAINMETHODSOFTHERMOPLASTICPLASTICMOLDING,MOLDINGCANBE
4、ACOMPLEXSHAPEOFPRECISIONPLASTICPARTSTHISTOPICISTOBEATEGGMACHINELEFTSHELLASADESIGNMODEL,THEINJECTIONMOLDRELATEDKNOWLEDGEASTHEBASIS,THEPLASTICINJECTIONMOLDDESIGNPROCESSTHROUGHTHECORRECTANALYSISOFWORKPIECE,APAIROFMOULDWITHTWOCAVITIESWASDESIGNEDTHEPARTINGSURFACE,GATINGSYSTEMHAVEBEENDETERMINED,THECHOICEO
5、FINJECTIONMACHINE,HASCALCULATEDTHEFORMATIONSPAREPARTSIZETHESIDEGATE,USINGSTRAIGHTGUIDECOLUMN,PUTTINGTHEMATERIAL,INCLINEDPUSHRODANDSPRINGCOMPLETEDSTRIPPINGANDMATERIALOFTHEMOULDWERERESEARCHEDSOTHESTRUCTUREISDESIGNEDTOENSURERELIABLEMOULDWORKMATCHINGTHEMOLDSTRUCTUREANDTHEINJECTIONMACHINEWASCHECKED,ANDAS
6、ETOFCAXADRAWINGDIEASSEMBLYDRAWINGSANDPARTDRAWINGSKEYWORDSPLASTICMOLDINJECTIONMOLDINGMOLDDESIGN1目录摘要ABSTRACT第一章绪论111引言112模具的发展现状和发展方向2121国内外注塑模具的发展现状2122国内外注塑模具的发展趋向313本课题的内容和具体要求3131本课题的内容3132本课题的要求4第二章塑件成型的工艺性分析521塑件的分析522ABS主要性能523ABS的注塑成型过程及工艺参数6第三章拟定模具的结构形式731分型面的确定732型腔的分布833注射机型号的确定934成型腔数的确定1
7、0第四章浇注系统的设计1141主流道的设计1142分流道的设计12第五章成型零件结构设计1351凹模的结构设计1352凸模的结构设计1353成型零件工作尺寸的计算13531影响塑件尺寸精度的因素132532模具成型零件的工作尺寸计算1454动模板的强度校核18541厚度的计算18第六章导向与脱模机构的设计1961导向机构的作用和设计原则19611导向机构的作用19612导向机构的设计原则1962导柱、导套的设计19621导柱的设计19622导套的设计2063脱模机构的确定21631顶杆横截面直径的确定22第七章抽芯机构的设计2371抽芯机构的设计原理23第八章冷却系统2481温度调节对塑件质量
8、的影响2482对温度调节系统的要求2483模具冷却装置的设计24831冷却装置的设计要点24832水嘴的结构形式24833冷却水道的结构25第九章其它结构零件的设计26第十章模具的可行性分析27101本模具的特点27102市场前景与经济效益分析27参考文献28致谢291第一章绪论11引言模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术
9、，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业品零件粗加工的75、精加工的50都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值；我国台湾地区模具工业也以每年35以上的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展，尤其是塑料模具，在模具设计和制造水平上都有了长足的进步12模具发展现状及发展方向121国内外注塑模具的发展现状近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料
10、模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具
11、的制造水平提高起到了很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具，汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50吨。2虽然在这十多年中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAECAM按术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化
12、、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到7080，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本最大限度地提高模具制造业的应变能力满足用户需求。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的
13、方向发展。例如叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。我国注塑模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题1发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，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。2工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。3多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投
14、入少，观念落后，对开发不够重视。4供需矛盾一时还难以解决，2003年国产塑料模具国内市场满足率只有74，7，其中大型、精度、长寿命模具满足率还要低，估计不足60。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。5体制和人才问题的解决尚待时日，在模具这样竞争性行业中需依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已越来越显3得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问题，解决尚待时日。122国内外注塑模具的发展趋向由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具
15、生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精”仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显。展望我国塑料模具的未来，笔者以为应从提高技术水平着手，一方面发展专业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力1开发精密、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；2加速模具标准化、专业化、商品化生产；3大力发展CADCAMCAE、RPM等先进模具设计和制造技术；4加
16、大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。13本课题的内容和具体要求131本课题的内容根据模具样品，设计一套注射模具。图14132具体要求A、本设计中要注意的问题塑件的精度要求为六级，其中配合部位为七级。B、计预期的效果通过本次设计，熟练掌握模具开发的基础知识，并能熟练应用AUTOCAD。5第二章塑件成型工艺性分析21塑件的分析（1）塑件的外形尺寸此塑件的壁厚为25MM，塑件的外形尺寸不是很大，但是形状不是很规则，适用于注塑成型。（2）塑件的精度等级此塑件的每个尺寸的公差都不尽相同，有的精度要求不高，有的尺寸的精度要求比较高，我们按照实际的公差进行计算。22ABS的性能分析（
17、1）使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。（2）成型性能1）无定型塑料。其品种繁多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2）吸湿性强。含水量应小于03（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等。溢边料004MM左右。4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口的位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件呈现白色痕迹。（3）ABS的主要性能指标密度/G/CM3102108屈服强度/MPA50比体积/CM3/G086098
18、拉伸强度/MPA38吸水率0204拉伸弹性模量/MPA14103熔点/130160抗弯强度/MPA80计算收缩率0406抗压强度/MPA53比热容/J/（KG）1470弯曲弹性模量/MPA14103623ABS的注塑成型过程及工艺参数（1）注塑成型过程将塑料颗粒定量注入，加入到注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用使塑料逐渐融化成流动状态，然后在柱塞或螺杆的推挤下熔融塑料以高压和较快的速度通过喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中，由于模具的冷却作用，使膜腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开模取出塑件。（2）热塑性注射成型工艺过程注射装备准备装料注射装置准备注射图222
19、注射成形工艺示意图（3）注塑工艺参数1）注塑机螺杆式，螺杆转数为30R/MIN。2）料筒温度（）后段150170；中段165180；前段180200。3）喷嘴温度（）170180。4）模具温度（）5080。5）注射压力（MPA）60100。6）成型时间（S）30（注射时间取16，冷却时间204，辅助时间8）。预烘干装入料斗预塑化清理嵌件预热清理模具涂脱模剂放入嵌件合模注射保压冷却脱模塑件送下道工序7第三章拟定模具的结构形式31分型面位置的确定A、分型面是动、定模具的分界面，即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面。分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。
20、B、分型面的分类及选择原则（1）分型面的分类实际的模具结构基本上有三种情况型腔完全在动模一侧；型腔完全在定模一侧；型腔各有一部分在动定、模中。本模具的型腔设计采用完全在定模一侧的结构设计。（2）分型面的分类及选择原则分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且设计末句结构和制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则有以下几条1）脱出塑件方便；2）模具结构简单；3）型腔排气顺利；4）确保塑件质量；5）无损塑件外观；6）合理利用设备。（3）分型面的确定鉴于以上的要求，在该模具中分型面设在两个曲面的结合处，这是该塑件分型面的一个好的选择。8图232型腔的分布（1）型腔数量的确定该塑件采用的精度一般
21、在23级之间，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。综合考虑，初步设定该模具型腔为一模两腔，故采用直线对称排列。（2）模具结构形式的确定从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。由上分析可确定选用单分型面注射模。33注射机型号的确定（1）注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积V437814CM3塑件质量MV4597G式中，参考表可取105G/CM3/（2）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定
22、准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的021倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按02倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为V总V塑（102）210507CM39（3）选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总10507CM3，并结合试有；V总/081313CM3根据以上的计算，初步选定公称注射量为160CM3，注射机型号为SZ160/100卧试注射机，其主要技术参数如下表理论注射量/CM3160移模行程/MM325螺杆柱塞直径/MMV注射压力/MPA40最大模具厚度/MM320150最小模具厚度/MM200注射速率/GS105锁模形式双曲模
23、塑化能力/GS45模具定位孔直径/MM125螺杆转速/RMIN0200喷嘴球半径/MM12锁模力/KN1000喷嘴口径/MM3拉杆内间距/MM345X345（4）注射机相关参数的校核1）注射压力校核查表可知，ABS的注射压力为80110MPA，这里取P0100MPA，该注射机的公称压力P公150MPA，注射压力安全系数K112514,这里取K113，则；K1P01310013023，否则斜导柱无法带动滑块运动。E、滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。F、防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动
24、型芯水平投影重合。G、滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。抽芯机构斜推杆第24页八章冷却系统81温度调节对塑件质量的影响A、采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好；B、模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。82对温度调节系统的要求A、根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式；B、希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量；C、采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好；D、
25、温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。83模具冷却装置的设计831冷却装置的设计要点A、冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀；B、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合；C、塑件局部壁后处，应加强冷却；D、对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷却；E、当成型大型塑件或薄壁制品时，料流程较长，而料温愈流愈低，为在整个塑件上取得大致相同的冷却速度，可以适当改变冷却水道的排水密度，在料流末端冷却水道可以排列得稀一些；F、冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件强度；G、冷却装置的形式应根据模腔的几何形状而定；H、便于加工清理。832水嘴
26、的结构形式由模具设计与制造简明手册查的水嘴的结构如右图所示第25页图832水嘴结构形式833冷却水道的结构由于该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为8MM，其分布如下图第26页图833冷却水道结构图第27页第九章其它结构零部件的设计本模具采用的是模具设计与制造简明手册P478页160L中的A4型标准模架，所以其它板的尺寸如下各板参数如下（MM，长宽厚）定模垫板25020020，定模板25020020，动模板25016020，动模垫板25016020，垫块23032875，推板2509416，顶杆固定板355200125，模座35540020，总厚320MM。图91模具结构图第28页第十章模
27、具的可行性分析101本模具的特点A、本模具结构合理、紧凑，符合客户的生产要求；B、模具各部分采用不同价格的钢材（在使用特性的允许之下），使模具的利用率达到最佳状态，有利于节约成本；C、模具的设计突破了传统的一分两半的生产方式，直接一次成型，而且采用一模两腔，这样不仅提高了零件的加工精度，而且提高了生产效率，同时也降低了生产成本；D、模具各部分零件的加工，尽量采用磨削方式以缩短生产周期。102市场前景与经济效益分析本产品确属原来模具的换代产品，因结构简单生产效率高，生产成本也会比较便宜。本模具使用寿命较长，所以一经生产，肯定会受到各个生产厂家的欢迎。随着我国人民生活水平的不断提高，人们在注重孩子
28、学习生活的同时，也注重孩子课外的业余生活，此玩具车不仅可玩性好，趣味性强，可以开发孩子的创造性思维，而且经济实惠。所以该玩具车一经生产，一定会受到家长和孩子的欢迎，而作为玩具车的一个零件生产模具，其经济效益也一定会非常可观。综上所述，本模具设计是基本上充分考虑了经济技术型，基本上达到了最佳的性价比。故本方案是一种较为可行的经济合理的设计方案第29页参考文献1塑料模设计手册编写组编著塑料模设计手册（第2版）北京机械工业出版社，1994102许发樾主编模具设计与制造实用手册第2版机械工业出版社,20003刘昌祺主编塑料模具设计机械工业出版社,200994湖南大学叶久新主编注塑模具制造工艺北京机械工
29、业出版社，200795六项互换性基础标准汇编中国标准出版社，200056廖念钊、古莹庵、莫雨松、李硕根、杨兴骏编中国计量出版社，198897唐克中、朱同钧主编画法几何及工程制图高等教育出版社，1997108马金骏编塑料模具设计北京轻工业出版社，19849李秦蕊主编塑料模具设计西北工业大学出版社，19881210张克惠编著注射模设计西北工业大学出版社，1995111吴宗泽、罗胜国机械设计课程设计手册,高等教育出版社，1999612申树义、高济编塑料模具设计机械工业出版社，1992413冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编模具设计与制造简明手册（第2版）上海科学技术出版社，1998714模具实用技术丛书编委会
30、编塑料模具设计与制造应用实例机械工业出版社,200210第30页致谢在老师的专心指导下和历时一个学期的努力之下，我终于完成了这次毕业设计的任务打蛋机左壳注塑模具的CAD/CAM。在此瑾向谭老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。在这么长的时间里，对于一个从未设计过注塑模具的毕业生来说，从一张零件图纸就来完全设计一副模具，真的不是一件容易的事，刚刚开始接到题目的时候自己觉得就是用UG画出来就可以啦，但是万万没有想到越往里面走就发现困难越多，自己所学的东西太少。还好有同学和老师的帮助，炎炎夏日我无不看着老师的汗水，那么多问题和那么同学，老师无不一一解答，我想说没有老师我们就无法完成这几乎不可能考个人单
31、独完成的任务。当然还有那么多可爱的同学，到这时每个人都到忙自己的设计，可是还有很多问题我们一起解决了，当然也耽误了同学的不少时间，所以我想说没有你们我的设计也是做不完的。在这么长的时间里，遇到的困难那是正常的，可那么的困难还是让人有点慌乱了，同时也发现自己的不足，首先是对UG，OUTCAD,CAXA等制图软件没有想象中的那么熟练，UG分模花掉了大量时间，还就是对制图的一些基本自己都有所疏忽了，更多的是对模具的一些知识自己懂的太少，靠一遍学习一遍设计太慢了而且也有很多缺陷。但，总的来说自己还是收获不少，在这个过程中使自己再次认识到UG的制图软件的功能，还有对WORD的熟练程度又上一个台阶。所以要再次感谢老师和同学，帮助我学习和成长，同时也要感谢父母对我的关注，是她们我才可以安心的到学校学习毕业，同时也要感谢学校为我们提供这么一个好的环境。谢谢你们
