电热水壶手柄塑料模具设计本科毕业设计说明书(编辑修改稿)

电热水壶手柄塑料模具设计本科毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

种成型设备的性能、 规格、 特点。 例如对于注射机来说， 在规格方面应当了解以下内容： 注射容量、 锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球 面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度 、模板行程等，具体见 相关参数。 要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和 使用。 确定模具类型的主要结构方案 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设江苏科技 大学毕业设计 4 备，理想的型腔数，在绝对 可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的 要求。 对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度 和尺寸精度。 生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连 续地工作，使用寿命长，节省劳动力。 绘制模具图 （ 1） .绘制总装结构图 绘制总 装图尽量采用 1： 1 的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视 图同时画出。 模具总装图的技术要求内容包括：模具某些系统的性能要求；模具装配 工艺的要求；模具使用，装拆方法；防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油 封、保管等要求；有关试模及检验方面的要求等。 （ 2） .绘制全部零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成 型零件，后结构零件。 1） .图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。 视图选择合理，投 影正确，布置得当。 为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总装 图一致，图 形要清晰。 2） .标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。 标注尺寸的顺序为：先标 主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。 在非主要零 件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。 3） .表面粗糙度。 把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，其它粗糙 度符号在零件各表面分别标出。 4） .其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要 求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。 （ 3）理资料进行归档 把设计模具开始到模具设计结束，检验合格为止，在此期间所产生的 技 术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、 模具设计说明书等。 江苏科技 大学毕业设计 5 塑料注射模具的结构组成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、浇注系统、导向部分、推出机构、调 温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型与抽芯机构组成。 成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包 括主流道、分流道、浇口、及冷料穴。 导向部分在注射模中，用导向部分对模具的动定模导向，以使模具合模时能准确对合。 推出机构是 指分型后将塑件从模具中推出的装置。 调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模 具的温度进行调整。 一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。 排气系统是为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面 上开设排气槽。 对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙 排气。 支撑零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及前述的各部分机构的零 部件。 侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须 先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。 江苏科技 大学毕业设计 6 第三章 塑料件的结构和特点 电热水壶手柄塑料件 由图 31a 知，塑件的结构简单，尺寸适中，属薄壁壳体塑件。 为提高生 产率可采用多型腔； 塑件侧向没有孔和槽， 模具不需要设计侧分型与抽芯机构。 根据端盖塑件的特征，选用浇注系统为侧浇口的单分型面多型腔注射模。 采用侧浇口基本不影响塑件外观。 a b 图 31 电热 水壶手柄塑料件示意图 塑料件的材料 对塑料的认识 塑料的主要成分是树脂、填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、润滑剂等。 它有着以下诸多优点： 1） 重量轻： 一般的塑料密度为 ~ g/cm ， 这对于减轻自重的汽车、 飞机、航空航天等工程有着重要的意义。 2）比强度度高：它是材料的强度和密度之比。 在某些场合传统的金属制 品往往强度上达到要求，但由于质量过大而不能够被使用，特殊的塑料制品可 以满足这一要求。 3）优良的耐磨、自润滑、和吸震性：基于此特点，塑料在电子设备的传 动 机构和摩擦机构中有广泛的应用。 譬如数控机床中要求精度、稳定性很高的 导轨，其摩擦面就是用聚四氟乙烯贴塑而成。 江苏科技 大学毕业设计 7 4）优越的化学稳定性：一般塑料对酸、碱、盐均有一定的抗腐蚀性，因 此在化工设备中有着极其广泛的用途。 5）优良的电绝缘性能：某些塑料无论在高频还是低频，高压还是低压的 情况下，绝缘性能都十分优良。 尤其在高频，高压的情况下，是陶瓷、云母等 其它绝缘材料所不能相比的，因此塑料广泛应用于电机、电器、电子工业的结 构材料和绝缘材料。 塑料的成型工艺特点 塑料在常温下是玻璃态，若加热是高 弹态，进而变为黏稠流态，从而有 优良的可塑性， 可以用很多高生产率的成型方法制造产品。 这就有了节约原料、 易于大批量生产、节省工时等诸多优点。 塑料成型有以下工艺特性： 1）收缩率：它是指塑料从热的模具中取出冷却到室温后，其尺寸发生变 化的特性称为收缩率。 2）流动性：流动性大的塑料容易造成溢料过多、填充不密实、塑件组织 疏松等缺点。 流动性过小则有填充不足、不易成型、成型压力大等缺点。 3）吸湿性：塑料中的水分很大程度上影响到塑件的物理、机械、介电性 能。 塑料中的水分量过大，在成型时产生内压，脱模后水 气溢出极易造成塑件 裂纹，降低机械强度。 此外水分过多会使塑料的流动性过大，造成溢料、造型 时间过长、收缩量过大、易产生跷起、波纹、光泽性不好等缺点。 4）定型速度：热固性塑料在成型过程中要完成交联反应，即树脂分子由 线型结构变成体型结构，这一过程称为硬化。 硬化的速度与塑料的品种、塑件 形状、壁厚、成型温度有关。 工程塑料（ ABS）的特性及注射工艺性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。 每种单体都具有不 同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲 击特 性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 从形态上看， ABS 是非结晶 性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯 丙烯腈的 连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。 这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由 此产生了市场上百种不同品质的 ABS 材料。 这些不同品质的材料提供了不同的 特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS 材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性 以及很 高的抗冲击强度，其成型工艺参数如表 31。 江苏科技 大学毕业设计 8 电热水壶 手柄塑料件的参数 根据图 31，用 pro/E 分析功能分析得： 塑料密度： 塑件体积： 塑件成型投影面积：。 图 32 质量属性 江苏科技 大学毕业设计 9 电热水壶手柄塑料顾问 电热水壶手柄外表面质量的要求是很高要求。 因此，在做此类产品模具时。 必须进行产品模型的塑料顾问分析。 由于 Pro/E的 Plastics Advisers（塑料顾问） [16]模块对塑料顾问分析不是很精确，由此生成的分析结果也仅仅是 作为有限的参考。 （ 1） 填充时间（ Fill Time） 填充时间分析结果用来解决塑料熔体在充填过程中是否能同时充填整个模具型腔。 利用填充时间有助于理解溶解接线与气孔是怎样形成，此外，在充填过程中的 缺陷也能通过充填的动态过程推断出来，例如，滞流、过保压等。 图 33 充填时间结果分析 （ 2） 注射压力（ Injection Pressure） 注射压力结果和压力降结果连接一起使用，可以解释得更加清晰。 例如，即使产品的某一部分有可能接受的压力降，但在同一区域的实际注射压力可能太高，可导致过保压现象。 图 34 注射压力结果分析 （ 3） 流动前沿温度（ Flow Front Temperature） 流动前沿温度也是充填可行性之一，低料温将导致黄色或红色的可行性结果。 江苏科技 大学毕业设计 10 图 35 流动前沿温度结果分析 （ 4） 压力降（ Pressure Drop） 压力降是用来决定充填可行性的因素之一。 假如压力降超过目标压力的 80%，充填可行性就显示黄色；若达到了目标设定 100%，可行性就显示为红色。 在模型上的每个位置的颜色代表是该位置充填瞬间从进浇口点到该位置的压力降。 图 36 压力降结果分析 （ 5） 表皮方位（ Skin Orientation） 表皮方位分析用于预测模型的机型特 性。 在表皮方位的方向上，通常是冲击力较高的。 江苏科技 大学毕业设计 11 图 37 表皮方位结果分析 （ 6） 填充可行性（ Confidence of Fill） 填充可行性显示了塑料充填模穴内某一区域的可能性。 这个结果来源于压力降和温度的结果。 图 38 填充可行性 结果分析 江苏科技 大学毕业设计 12 （ 7） 质量预测（ Quality Prediction） 质量预测分析估量的是产品可能出现的质量和它的机械，这个结果来源温度、压力和其他的结果。 图 39 质量预测结果分析 （ 8） 冷却质量（ Cooling Quality） 冷却质量的分析结果反映了模型中哪里冷却质量高，哪里冷却质量低。 图 310 冷却质量结果分析 江苏科技 大学毕业设计 13 （ 9） 缩痕预测（ Skin Mark Estimate） 缩痕预测分析用来检查模型表面的凹坑情况。 江苏科技 大学毕业设计 14 第四章 注射机的选用 选用注射机的方法和原则 使用现有设备，使塑料、塑件、注射模及注射工艺等所要求的注射机 的规格参数在所选注射机的规格参数可调范围内， 调整注射机的技术参数至所 需要的参数。 根据每次成型件数安满足最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合 适的注射 机，确定注射机，调整注射机的技术参数至所需要的参数。 注射机的种类和应用范围 注塑机按照注射装置和锁模装置的排列方式，可分为立式、卧式和角式 注射机。 其各自的特点如下 ； １ .立式注塑机 注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。 优点：占地少，模具拆装方便，易于安装嵌件。 缺点：重心高，加料困难；推出的塑件要手工取出，不易实现自动化容积较小。 ２ .卧式注塑机 注射装置与锁模机构的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。 优点：重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自行脱落，易实 现自动化。 缺点：模具安装 困难，嵌件安装不稳，机器占地较大。 注射装置与锁模机构的轴线相互垂直排列。 优点、缺点介于立式注射机和卧式注射机之间。 特别适用于中心不允许 有浇口痕迹的平面塑件。 注射机的选用 常用注射机： XSZ60 型注射机：注射量为 60cm3 的柱塞式塑料注射成型机，其主要 参数如表 41。 江苏科技 大学毕业设计 15 XSZY125 型注射机：注射量为 125cm3 的柱塞式塑料注射成型机其主要 参数 表 42 注射机的选用 根据塑件的大小和实际中常用的注射机，注 射端盖塑件选用 XSYZ125 型螺杆式注射机，外形如图 41 所示。 图 41 XSYZ125 型螺杆式注射机 1） 、最大注射量的校核 2） 、注射压力的校核 3） 、锁模力的校核 4） 、最大注射成型面积的校核 当上面四方面校核都满足要求时，才能确定注射机选江苏科技 大学毕业设计 16 用的合适。 注射机参数的校核 1）、最大注射量的校核 注射机的额定注射量为 125cm3 塑件体积： ，每次成型 2个塑件。 假设浇道凝料为 20cm3。 实际注射量＝  2+20 =。