毕业设计（论文）-随声听后盖注塑模具设计（全套图纸三维）(30页).doc

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1、-毕业设计（论文）-随声听后盖注塑模具设计（全套图纸三维）-第 27 页毕业设计说明书(论文)题 目： 随身听后盖设计 目录摘要及关键词3Abstract41.绪 论51.1前 言52 注塑工艺分析及成型方法简介72.1 塑件（老年人用随身听播放机后盖）分析72.1.1 塑件72.1.2 塑料名称72.1.3 生产纲领72.2 塑件的结构及成型工艺分析82.3材料ABS的注射成型过程及工艺参数82.3.1注射成型过程82.3.2材料ABS的注塑成型参数82.3.3材料ABS性能93 模具设计113.1拟定模具结构设计113.1.1分型面位置的确定113.2确定型腔数量及排列方式123.3模具结

2、构形式的确定123.4注射机型号的确定133.5浇注系统、关键零部件设计173.5.1浇注系统形式和浇口的设计173.5.2分型面设计223.5.3成型零件设计223.5.4排气系统的设计243.5.5温度调节系统设计243.5.6脱模机构的设计283.6侧向抽芯机构类型选择303.7模架的确定354 总结374.1模具设计过程体会374.2设计存在问题及解决设想37全套图纸加153893706摘 要 摘要：根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模二腔，侧浇口进料，注射机采用海天HTF160XB型号，设置冷却系统，CAD和UG绘

3、制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键字：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；UG绘制3D图AbstractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accura

4、cy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a four submarine gates feed injection machine adopts HAITIAN the HTF160XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, u

5、se brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map UG draw 3D maps injection machine selection1.绪 论1.1前 言作为工业生产基础工艺装备的模具，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

6、之一。 在第十一五规划中指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比拟的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，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。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱

7、、洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；在了弹、枪支等兵器产品中占95%以上。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。另外，从资料获悉，目前，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。据各国报导，模具工业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金”的“磁力工业”，如今世界模具工业的发展速度超过了新兴

8、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。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”，在德国，被冠之以“金属加工业中的帝王”之称号，而欧盟一些国家称“模具就是黄金”，新加坡政府则把模具工业作为“磁力工业”，中国模具权威经理称为“模具是印钞机”。可见模具工业在世界各国经济发展中具有重要的显著地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。2 注塑工艺分析及成型方法简介2.1 塑件（老年人用随身听播放机后盖）分析2.1.1 塑件老年人用随身听播放机后盖塑件结构如图2.1所示。图2.1 注塑零件图在模具设计之前需要对塑件的工艺

9、性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。本设计课题-老年人用随身听播放机后盖如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。2.1.2 塑料名称根据各材料的注塑性能及加工使用性能，综合市场价格，选择材料为ABS。2.1.3 生产纲领大批量，自动化生产。2.2 塑件的结构及成型工艺分析1.结构分析该塑件结构中等难度，分别在不同的型腔内成型，故在模具设计和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工艺，以保证转动的顺畅和零件的使用寿命。该塑件装配在老年人用随身听播放机后盖

10、表面，对表面美观有一定要求，设计时要注意对外边面的处理。2.成型工艺分析精度等级：采用一般精度5级。脱模斜度：该注塑零件壁厚约为12mm，其脱模斜度查参考文献1中的有塑件内表面351，塑件外表面40120。由于该塑件没有特殊狭窄细小部位，所用塑料为ABS，流动性较好。2.3.1注射成型过程1.成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS的吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量 H模具厚度H最小； H最大=500mm；H最小=180mm；故满足要求。3) 开模行程校核此处所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机）。注

11、塑机的开模行程应满足下式：S机-（H模- H最小） H1H2+（510）mm (3.3)因为S机- (H模- H最小)420-（341-180）=259mmH1H2（510）40+132+10=182mm即 S机-（H模-H最小） H1H2+（510）mm故满足要求。式中: H1推出距离，单位mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm；S机注塑机最大开模行程。3.5浇注系统、关键零部件设计3.5.1浇注系统形式和浇口的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统

12、，包括主流到，分流到、冷料穴，浇口。1.主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主要的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模是主流道凝料的顺利拔出（1）主流道尺寸主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径+（0.51） (3.4) =3+（0.51），取D=3.5主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径+（12）(3.5) =10+(12)，取SR0=11球面配合高度h=35mm，取h=3mm主流道长度L=117.5mm主流道大端直径D=3.1+2Ltan=3.5+2117.5tan1=7.62，取D=7.62mm(3.6)浇口套总长LO=L+h=

13、120.5mm(3.7)（2）主流道衬套的形式主流道小端入口处于注塑机喷嘴反复接触，属于易损件，对材料要求较严格，因而模具主流道部分设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用幼稚钢材进行单独加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC。由于该模具流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较合适。（3）主流道衬套的固定主流道衬套采用销钉和定位圈固定。2.冷料穴的设计（1）主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直径应稍大于主流道大端直径。由于该模具型腔分布对称，所以冷料穴可设在中心位置。冷料穴直径=8 mm D(3.8)冷料穴深

14、度=3/4 D=4.5 mm(3.9)（2）分流道冷料穴的设计此模具分流道比较短，所以可以不加冷料穴。3.分流道设计（1）分流到布置形式分流道在分型面上的布置与型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，应该遵循两方面原则：一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量段、锁模力力求平衡。改模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如图3.4所示。图3.4流道分布示意图（2）分流道的长度长度应尽量短，减少弯折。该模具的分流道长度在设计过程中由绘图的出，L=40.17mm。（3）分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道设置在分型面上，采用圆形截面，ABS经验值d=（4.89.5）mm，由d（

15、1.11.2）=d上级，所以得出d=5.8，取为6 mm。（4）分流道表面粗糙度由于流道中于模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6微米，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面 滑移，是中心层具有较高的剪切速率，此处Ra=0.8。4.浇口的设计浇口是连接流道于型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口截面积通常为分流道的0.070.09倍，浇口截面积取为圆形。（1）浇口类型及位置的确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时，对外

16、观要求较高，所以从潜伏浇口和牛角式浇口中进行选择。其中，潜伏浇口模具结构简单，只需两板模即可，比较有优势。综合以上，采用潜伏浇口最合适，而且相应的模具结构也比较简单，所以选用潜伏浇口。（2）浇口尺寸设计由经验公式，浇口的深度d=0.206=1.407；(3.10)5 模拟充填分析 在模具制造加工之前，可在计算机上运用CAE技术对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，并以此为依据来核对进胶方式及浇口位置的选择。 本次设计中选择运用模流分析对塑件的充填情况进行分析，主要分析浇口选择产生的充填压力、温度

17、、时间数据是否合理，成型的锁模压力等值是否在注塑机的额定范围，以及产品的尺寸数据、变形程度、熔接痕能否达到塑件的外观和使用要求。 将模型导入MoldFlow软件中，运用相关命令，得出充填时间、温度、熔接痕位置及塑性变形的分析结果，如图所示。图3.5充填时间图3.6充填温度 图3.7 表层流向从以上各项检测数据验证得出，采用在塑件侧边侧浇口进胶的方式是完全可行的。3.5.2分型面设计在UG工作环境下，可以对简单零件自动产生分型面。但老年人用随身听播放机后盖塑件，形状规则，分型面大部分是平面，所以手动创建曲面之后合并为分型面。3.5.3成型零件设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中

18、构成塑件外形的成型零件成为凹模，构成塑件内部形状的成型零件成为凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生翘曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响脱模。分型成功後凹模如图3.8所示，凸模如图3.9所示。图3.8凹模图3.9凸模3.5.4排气系统的设计该套模具是属于小型模具，排气量很小，可利用分型面、滑块和顶杆等间隙进行排气，不需要单独开设排气槽。3.5.5温度调节系统设计1.加热系

19、统由塑料模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产率。ABS材料的注塑成型温度为5080，查参考文献1中常用热塑料的模具温度表，可以得知所选塑件材料模具温度为：100C，所以可以不设置加热装置。2.冷却系统一般注射到模具内的塑料温度为200左右，而塑件固化后从模具性强中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽量快的传给模具，一是塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。(1)设计原则：冷却水孔数量尽可能的多，孔径尽可能大；冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等；浇口处要加强冷却；冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水；冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处；

20、进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。（2）设计过程：已知：材料ABS，塑件厚度1.5mm，ABS单位热流量系数Q1=350kg/kg,解：冷却时间(3-11)s 根据ABS性能，取=10s 注射时间=2s，保压2s 注射周期为t=10+2+2+（58）=20s (3.12) 每小时注射次数N=3600/20=180 总热量 Q=W=NG (3.13) =800.0215350 =1354.5kJ/h 模具四侧面积 (3.14) 分型面面积 开模率 (3.15)散热表面积=0.04m2 (3.16)模温70，室温20对流所散发的热量： (3.17)辐射所散发的热

21、量： (3.18) =0.86 注塑机所散发的热量： (3.19)应由冷却系统从模具中带走的热量为 为负(3.20)所以模具靠自身可以散热。但为更加安全和提高效率，仍添加冷却系统。（3）冷却系统的布置 该塑件分型面为大致为阶梯形，把模仁分为上下两部分，上部分由分流道，应重点加强冷却，因此布置在偏上位置。 由上面计算可知，该模具塑料释放的总热量不大，旨在模具型腔周围开始冷却水管即可，凹模水管直径为10mm，凸模水管直径为10mm。 水管具体分布线如图3.10所示。3.10水路示意图3.5.6脱模机构的设计注射成型的每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置成为脱

22、模机构，也称为推出机构。1.脱模推出机构的设计原则 塑件推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时，应遵循下列原则。（1）推出机构应尽量设置在动模一侧；（2）保证塑件不因推出而变形损坏；（3）机构简单、动作可；（4）良好的塑件外观；（5）合模时的准确复位。2.塑件推出的基本方式选择零件脱模无特殊要求，采用最常见的推杆推出即能满足脱模要求。推杆形式选择圆形推杆。3.顶杆布局图3.12顶杆布局示意图4.顶杆尺寸计算（1）脱模力 (3.21) (3.22) (3.23) (3.24) 取1，查参考文献1中表8-2得=3.

23、556由ABS特性和模具材料得f=0.21 取1，查参考文献1中表8-3得=1.0052=1.75mm，E=1800Mpa，S=0.5%，=0，L=14cm =625N（2）推板厚度 (3.25) =300mm，E=210000Mpa，B=150mm, =1/5*0.28mm（3）推杆直径 (3.26) K=1.5，L=140，n=7，E=2100000，取d=8mm3.6侧向抽芯机构类型选择一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。下图列出模具的常用行位结构。图3.131.从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶） 2.从动力

24、来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构斜导柱侧向抽芯机构设计计算 是利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾。如图所示： 1、侧向分型与抽芯机构的类型（1）手动抽芯（2）液压或气动抽芯（3）机动抽芯2、抽心距：S=H+(3-5)其中,S为抽芯机构需要行走的总距离，H为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过3D或2D进行实际测量）4.5mm为产品抽芯后的安全距离本设计中，抽芯距离小，抽芯7.5mm即可。3、抽芯力：将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。抽芯力F=PA(f *cos+sin)p-塑料制

25、品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取812Mpa;A-塑料制品包紧型芯的侧面积，f-磨擦系数，取0.10.2 -脱模斜度，一般就是几度而已。F-单位为NF=10x300x0.1x1=300N斜导柱抽芯机构（1）斜导柱抽芯机构的结构及其设计1）斜导柱的设计 斜导柱的结构设计A、斜导柱的形状，在此套模具中，我们采用标准的斜导柱形式，含有胚头示。可以直接购买标准件。B、斜导柱的材料：45钢、T8、T10或者20钢经渗碳处理，淬火硬度在55HRC以上，表面粗糙度为Ra0.8mRa1.6m。 C、斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。 D、 斜导柱倾斜角的确定：通常取1520，一般不大于25

26、E、斜导柱的长度计算： F、 斜导柱直径的计算：查表关于斜导柱长度的计算：可以根据三角函数（即勾股定理计算，也可以在3D里面直接测量，此模具中，抽芯距离较小，S=1.5mm，还需要3mm左右安全距离。滑块行程较大，所以采用的角度略大，根据实际经验，取角度18，斜导柱长度可以在CAD里面实际测量与计算，最后得出，斜导柱长度l=105mm滑块长度为70mm（不加T脚）根据实际经验，超过100mm以上的滑块，用两根斜导柱，且滑块厚度50mm，属于中小型滑块，采用20mm直径斜导柱。 （2）滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合

27、式两种。滑块材料常用45钢或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。（3）导滑槽设计1）导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8。2）滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，3）导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC 28HRC32，（4）滑块定位装置设计，由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用模架倒滑槽的方式，主要作用为固定与导向作用。（5）楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。（2）斜导柱抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同，组成了抽芯机构的不同结构形式。1）斜导柱在定模上

28、、滑块在动模上的结构A、设计时必须注意，滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞，造成活动侧向型芯或推杆损坏。B、如果发生干涉，常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。（2）斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构（3）斜导柱和滑块同在定模上（4）斜导柱和滑块同在动模上斜滑块抽芯机构斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。1、斜滑块抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹，成型面积较大的场合。2、特

29、点：在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。3、斜滑块的导滑形式4、倾斜角通常不超过30。5、进行斜滑块抽芯机构设计时，若定模一侧有成型型芯，则需设置销钉锁紧或压紧的止动装置，保证制品与定模型芯分离而留在动模一侧。 图3.14滑块抽芯机构图中： = +2 3 ( 防止合模产生干涉以及开模减少磨擦 ) 30 ( 为斜撑销倾斜角度，本设计中采用18)L=1.5D (L 为配合长度 ) S=T+3 5mm(S 为滑块需要水平运动距离； T 为成品倒勾 ) =1.5+4.5=6MM产品的底部跟随后模一起运动，所以不计算在倒扣距离之内S=(L1xsina- )/cos ( 为斜撑梢与滑块间的间隙

30、, 一般为 0.5-1MM ； L1 为斜撑梢在滑块内的垂直距离 )3.7模架的确定选用标准模架，可以大大缩短模具的制造周期，提高企业的经济效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为CI，如图3.15所示。模架尺寸为350550mm。图3.15标准模架各模板尺寸的确定：1.A板尺寸A板是定模腔板，塑件高度16.82mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应由一定的距离，因此A板厚度取90mm。2.B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度为16.82mm，同样要有冷却水道的位置，所以B板厚度取100mm。3.C垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚

31、度+推板固定板厚度+（510）=90mm，取垫块厚度为90mm。上述尺寸确定之后，就可以确定标准模架，利用 UG添加标准零件和之前设计好的结构，逐步完成设计。图3.16模具整体效果4 总结4.1模具设计过程体会在对老年人用随身听播放机后盖的设计过程中，本人查阅了很多资料，学习了之前未曾了解的一些知识，开阔了视野，对模具行业也有了新的认识。在技能方面，通过对此塑件模具的设计，本人更加熟练了对UG和AutoCAD的运用，同时，学习了新的软件，如CAD和UG插件。期间，我遇到了不少困难，如由于对软件不熟悉，设计初期没有设置绘图尺寸，直到导入模架才发现问题；设计初期经验不足，考虑不全面，没有对工作资料

32、进行备份，由于失误丢失前期工作，只能重做等等。这些困难有专业性的也有非专业性的，解决专业性难题，让本人更加深刻的掌握了模具设计的基础知识，而解决那些非专业性的难题，让本人学会了做事缜密，锻炼了自己的耐心和毅力。在设计过程中，本人运用了大量的计算机辅助设计，大大地提高了效率，本人深深感受到CAD/CAE技术的优越性和科学性。4.2设计存在问题及解决设想由于对软件和设计方法的不熟悉，本人走了很多弯路，浪费了许多时间，造成时间紧张，导致最后还有有很多不完善的地方有待改进。由于时间紧张，只能放弃。最大的失误就是在早期放置塑件位置布局型腔时，由于经验不足，没有做长远考虑，塑件位置摆反，导致两个型腔距离过近，以致影响到后来冷却系统