1、本科毕业论文（20 届）苍蝇拍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I摘要本次设计主要内容为塑料注射模具的设计。利用模具及注塑装置注射成型所需制品。塑料模具是成型塑料制件的工艺装备。合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是实现现代塑料制品必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料成型工艺要求，保证塑料制件质量，降低生产成本起着重要的作用。一副质量优良的塑料模具可成型几十万次，甚至上百万次。这与模具设计、选材、制造和使用维护有着很大关系。对塑料模具设计的要求是：能生产出尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等均能满
2、足使用要求的优质制件。苍蝇拍是每个家庭必备的日用品，市场需求量较大。它是塑料日用品生产厂家经常生产的产品。企业对该模具的需求量也相应较大。设计苍蝇拍注射模具有实用价值。本次设计的方法是让主流道轴线垂直于分型面，轴向截面为梯形，采用扇型浇口。拉料杆的头部为 Z 形，采用顶料杆顶料，利用模具间隙排气。内容包括成型零件工作尺寸的计算，塑料件体积计算，注射机合模力校核，设计总结等。关键词：苍蝇拍；注射；模具；计算本科生毕业论文IIFly swatter injection mold designAbstractThis design main content for the plastic injec
3、tion mould design. Use of injection molding mould and injection device required products. Plastic mould is molding process equipment of plastic objects. The reasonable processing technology, efficient equipment, advanced mold is to realize the modern plastic products indispensable three important fa
4、ctors. Especially plastic mould plastic molding process requirement to the realization of plastic objects, ensure the quality, reduce production cost plays an important role. A pair of high quality plastic mold but molding hundreds of thousands of times, even millions of times. This and mold design,
5、 select material, manufacturing and maintenance have great relationship. To plastic mold design requirement is: can produce size accuracy, appearance, physical properties, mechanical properties, etc all can meet the requirements of the use of high quality parts. Swat is every family essential commod
6、ities, market demand is bigger. It is plastic housewares manufacturers often produced products. The enterprise to the mould demand too large corresponding. Fly swatler injection mould design has practical value.This design method is to let the mainstream word perpendicular to the axis parting surfac
7、e, axial section, the scalloped for trapezoid gate. Pull the lever for Z material, the head shape, top material feeding stem top using mould clearance exhaust. Contents include molding parts, plastic calculation of work size is calculated, injection machine and mold force checking, design summary, e
8、tc. Keywords: swat; Injection; Mould; calculation 本科生毕业论文III目 录前言 .1第一章 绪论 .21.1 中国模具行业的发展 .21.2 现代模具制造的特点 .21.3 注塑模具制造的特点 .21.4 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 .3第二章 塑件工艺分析 .42.1 塑件的原始材料分析 .42.2 尺寸精度分析 .42.3 表面质量分析 .42.4 明确塑件生产批量 .4第三章 模具结构 .53.1 脱模原理 .53.2 确定型腔数量及布局形式 .53.3 分型面的选择 .53.4 浇注系统形式 .63.5 主流道的设计 .
9、63.6 浇口的设计 .73.6.1 浇口的选用 .73.6.2 浇口位置的选择 .73.7 分流道的设计 .73.7.1 分流道设计要求 .73.7.2 设计要点 .73.7.3 分流道的形状和尺寸 .83.8 Z 形拉料杆设计 .83.9 排气系统 .93.10 推出系统设计 .93.11 模具冷却系统设计 .9第四章 模具设计的有关计算 .104.1 成型零件工作尺寸的计算 .10本科生毕业论文IV4.2 塑料件体积计算 .114.3 注射机的选择 .124.4 注射机合模力校核计算 .12第五章 模具的调试 .145.1 模具的安装 .145.2 模具的试模 .14设计总结 .18致谢
10、 .19参考文献 .20本科生毕业论文1前言模具是制造业的重要工艺装备。先进的制造工艺已成为我国工业的发展方向之一。模具制造的水平，已成为衡量产品制造水平的重要标志之一，模具在很大程度上决定了产品的质量和效益。中国模具产业的潜在市场很大，近年来中国已迅速发展成为模具制造大国，以每年15%左右的增长速度发展，在世界模具制造业产值中，所占的比例逐年上升，全世界模具总产值超过700亿美元，我国在2007年模具销售额已达870亿元人民币，列日本、美国之后，位居世界第三位。2007年我国模具进出口总量达34.66亿美元，约合260亿人民币，比2006年增加12.24%出口模具达14.13亿美元。模具出口
11、增加，进口减少，逆差下降，总体情况良好。但我国仅是一个模具制造大国，远未达到模具制造的强国水平。模具材料是模具制造业的基础，模具材料的性能、质量对模具的使用寿命有极大的影响。因此，模具材料的研究和开发，一直受到模具生产厂商的重视，并得到了迅速的发展。模具材料的发展也带动了工业产品向高级化、个体化、高附加值化的方向发展 1。塑料工业近20年来发展十分迅速，早在十多年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛地应用。相应地，塑料模具在整个模具行业占有很重要的地位。根据国内外模具市场的发展状
12、况，有关专家预测，未来我国的模具业经过行业调整后，塑料模具的比例将不断增大。近年来，塑料模具的设计与制造技术得到很快发展，特别是计算机技术的飞速发展及其在塑料模设计与制造中的应用，彻底改变了传统的模具设计与制造方式，使塑料模技术得到了飞跃性的发展。在现代塑料模具设计与制造中，CAD是利用计算机对模具进行几何设计、实体建模、绘图等；CAE是利用计算机进行数值模拟分析计算进而评估和分析模型，从而对模具模型进行优化；CAM指设计的模具模型在经过CAE评估分析及优化后，最终进行加工刀具轨迹生成与仿真，产生数控加工代码，从而控制数控机床进行加工。现代塑料模具设计的思路是设计者在电脑上直接建立产品的三维模
13、型，并根据模型进行模具结构设计、分析及优化，再根据模具结构设计三维模型进行NC编程，从而加工出模具。这种方法使产品模型设计、模具结构设计、模具结构分析、工艺设计及加工编程都以3D数据为基础，实现数据共享，不仅能大幅度提高设计效率，且能保证质量，降低成本 2。本科生毕业论文2第一章 绪论1.1 中国模具行业的发展模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。现代模具制造业对数控加工技术装备和计算机辅助(设计/ 制造/
14、分析) 技术等高技术的广泛应用，越发表现出它的技术密集型和资金密集型的高技术装备产业的特点。由此可见，当今模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志 3。1.2 现代模具制造的特点现在应该引起我们特别注意的是一些基础的高新技术领域。加强技术创新形成了一大批具有竞争优势的高新技术产业。例如采用逆向工程技术获取传统测量工具无法得到的产品数据，快速准确地完成三维建模，为后续处理提供电子数据) 采用快速原型制造技术和设备，用分层实体堆积等方法将复杂的CAD模型转化为实物，使模具和产品的设计、评价与制造周期大大缩短。现代模具制造的特点具体表现在
15、高精度、高生产率、长寿命和结构复杂。随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用对现代模具的结构形式和型腔要求也日益复杂。传统模具设计制造技术根本不能满足市场对模具的要求。因此研制和开发新的模具设计、制造技术势在必行。快速模具制造RT(Rapid Tooling)技术正是在这种形势下产生发展的,并且在现代模具的生产中发挥了重要作用 45。1.3 注塑模具制造的特点（1）型腔及型芯呈立体型面。塑件的外部和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，这些复杂的立体型面加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，如果采用传统的加工方法，不仅要求工人技术水平高、辅助工夹具多、刀具多，而且加
16、工的周期长。（2）精度和表面质量要求高，使用寿命要求长。目前一般塑件的尺寸精度要求为IT67，表面粗糙度Ra0.20.1m，相应的注塑模具零件的尺寸精度要求达到IT56，表面粗糙度Ra0.1m以下 6。激光盘记录面的粗糙度要达到镜面加工的水平的0.020.01m这就要求模具的表面粗糙度达到0.01m以下。（3）工艺流程长，制造时间紧。对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，而且在很多的情况下都是在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。因为对制品的形状或尺寸精度要求很高，加之由于树脂材料的特性各异，模具制造完成后，还需要反复地试模与修正，使开发和交货的时间非常紧张。（4）专业
17、分工，动态组合。模具生产批量小，一般属于单件的生产，但是模具需要很多的标准件，大到模架，小到顶针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，普通设备和数控设备使用极不均衡 78。本科生毕业论文3注塑模具结构要根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量来决定，它包括型腔数目及排列方式、浇注系统、成型部件、冷却系统、脱模机构、侧抽芯机构等几大部分 910，同时要尽量采用标准模架，计算机技术在注塑模具中的应用主要体现在注塑模具结构设计中。1.4 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。2、在塑料模设计制造中全面推广应用 C
18、AD/CAM/CAE 技术 11。3、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。气助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。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体辅，而且其常用于较复杂的大型制品，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。4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、小批量的生产方式 12-14。5、提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率。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规格品种。6
19、、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、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 15。本科生毕业论文4第二章 塑件工艺分析2.1 塑件的原始材料分析材料为聚乙烯，塑件基本骨架如图 2.1：图 2.1 骨架（1）基本性能聚乙烯，英文简称 PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70 -100) 。 聚乙烯是
20、通用的热塑性塑料，聚乙烯树脂是结晶型的线型结构的高聚物。它和聚丙烯均属聚烯烃，而聚乙烯是最主要的聚烯烃。聚乙烯的耐热性不高，使用温度不高于 100 度，故该模具应该设置冷却水道，聚乙烯耐寒性很好，在零下 60 度仍有较好的机械性能和柔软性；聚乙烯的化学稳定性很好，在常温下能耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸、碱、盐溶液的作用。聚乙烯耐水性很好，长期与水接触，其性能保持不变。聚乙烯有很突出的电气性能和良好的耐辐射性能。因此聚乙烯很适合用来制造苍蝇拍。但是，聚乙烯在热、光、氧气的作用下会发生老化，逐渐变脆。所以聚乙烯苍蝇拍市场需求量是不断增加的，相应的模具需求量也在不断的增加。聚乙烯的成型性能好，
21、这是由于其吸水性小，成型前可不预热；熔体粘度小，流动性好，成型时不易分解。这就有利于聚乙烯苍蝇拍生产。（2）加工工艺聚乙烯可采用多种成型工艺加工，可以注塑、挤出、中空注塑、薄膜吹塑，薄膜压延、大型制品滚塑、发泡成型等，中高密度聚乙烯还可以热成型。聚乙烯型材可以进行机械加工、焊接等。PE 为结晶性原料，吸湿性极小，不超过 0.01，因此在加工前无需进行干燥处理。PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。PE 的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE 收缩率为1.22左右，HDPE 收缩率在 1.5左右。因此容易变形翘曲，模具冷
22、却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。本科生毕业论文5聚乙烯的成型加工都是在熔融状态下进行的，成型的熔融温度一般都高于聚乙烯熔融温度 3050.不同的成型工艺对材料的熔体流动性有不同的要求，注塑和薄膜吹塑应选用熔融粘度指数较大的材料，型材挤出和中空吹塑应选用熔融指数较小的材料。聚乙烯通常以注塑成型为主，故着重介绍其加工工艺。低密度聚乙烯与高密度聚乙烯皆具有良好的注塑成型工艺性，其典型的成型工艺条件如表 1.1 所示。注塑成型用于制备承载的制品时，应选用注塑用品级中的熔融指数较小的材料，若用于制备薄壁长流程制品或非承载性制品，可选用熔融指数较高的材料。表 1.1 聚
23、乙烯的注塑成型工艺工艺参数 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯后部 140160 140160中部 160170 180190料筒温度/前部 170200 180220喷嘴温度/ 170180 180190模具温度/ 3060 3060注射压力 / MPa 50100 70100螺杆转速 /(rmm-1) 70 3060（3）应用领域1）挤出或压延成型各种薄膜聚乙烯的最大应用领域是农用，育苗用地膜，蔬菜用大棚膜，园艺用各种薄膜，各种包装薄膜，出版物的薄膜封皮等。除聚乙烯自身的单层膜外，还可与其他材料层叠成复合薄膜。2）中空吹塑成各种容器各种工业和日用容器，如油桶、啤酒桶、涂料桶、瓶、饮料瓶、奶瓶、药品包装瓶、洗涤剂瓶以及其他各种形状和大小的包装容器，多用聚乙烯制备。3）注塑成各种工业用品及日用常品聚乙烯可注塑成各种生活用品，如水桶、各种大小的盆、碗、灯罩、瓶壳、茶盘、梳子、淘米箩、玩具、文具、娱乐用品等，也可以制备自行车、汽车、拖拉机、仪器仪表中的某些器件。2.2 尺寸精度分析该塑件所有尺寸的精度为 IT4 级，对塑件的尺寸精度要求不高，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 ，有利于塑件的成型。m2.3 表面质量分析对该塑件表面没有什么要求，故比较容易实现。综合以上分析，注射时在工艺参数控制的好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。
