家用晾衣架上的活动圈注塑模具设计毕业论文(编辑修改稿)

家用晾衣架上的活动圈注塑模具设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

点。 因此我国的模具工业在今后5～ 10 年内仍会有不低于 10%的增长速度，相应的设计制造技术和信息化应用水平也需要进一步提高。 新一轮的企业扩张是在技术 产品更高层次基础上的突破，模具企业由于采购的设备大都为高精设备，一次性投入大，资金缺乏，研发创新也任务繁重，提升技术步伐、实现信息化建设在艰难前行。 我国政府对模具工业发展十分重视，工业和信息化部发布的“十二五”机械行业系列规划中即有《“十二五”模具行业发展规划》；同样工业和信息化部、科学技术部、财政部、国务院国有资产监督管理委员会新近发布的《重大技术装备自主创新指导目录》中模具也占有重要地位，这一切为模具企业转型升级提供了方向、许多模具企业为适应新形势，不断为制造业需要的新工艺新材料成型试制及生产 高性能模具。 同时，技术改造和设备更新的积极性也进一步激发了，采用先进的模具技术、采购高性能的数控加工加工机床和精密测量设备，努力创造融资新渠道，加快技术改造和设备更新，正逐渐变成趋势。 未来模具技术继续向“五化”、产业特色向“两化”方向发展。 模具技术在标准化、自动化、专业化、精细化、信息化以及他们的集成技术成为行业发展方向，产业向高端化、差异化方向发展更为突出，模具产业升级使得高档模具的内涵更丰富，模具参与新产品试制，使模具设计前移，使更多的企业获得比较协调地向产业升级、优化产品结构方向发展，信息化 建设促进模具行业跨越发展。 预计这一趋向将会持续下去、带动面也会越来越大 [4]。 从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： （ 1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 （ 2）高效率、自动化 3 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。 高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 （ 3）大型、超小型 及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （ 4）革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 （ 5）标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 设计在学习模具制造中的作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。 在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 设计的主要任务 设计依据：塑件要求精度 MT5 级，材料为 ABS，中批量生产。 说明书：包括活动圈工艺性分析；注塑模具方案对比分析；注塑模具总体对比分析；注塑模总体设计；主要工作零件结构设计与计算；浇注系统、推出 机构、数据的校核等。 字数不少于 万字。 完成图纸量：模具装配图 1 张，爆炸图 1 张，主要工作零件图 6 张，塑件图 1 张，总图量折合成零号图纸不少于 张。 4 第 2 章 方案选择 塑件成型工艺分析 塑件分析 该塑件为家用晾衣架上活动圈，其性能要求耐用，耐磨，要求外表不允许有成形斑点和溶解痕，好看，有光泽，表面较光滑；化学性质稳定，耐化学腐蚀。 塑件要求精度为 MT5 级，材料为 ABS，中批量生产。 塑件结构及尺寸如图 所示： 图 11 塑件图 5 塑件的原 材料分析 塑件的材料采用丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物（ ABS）。 其基本特性是无毒无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度在 ~179。 其收缩率 ~%。 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物吸湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于 %。 流动性一般，溢料间隙约在。 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。 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 [1]。 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 在升温时粘度增高 ，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阴力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。 要求塑件精度高时，模具温度可控制在 50~60oC，要求塑件光泽和耐热时，应控制在 60~80oC。 （ 1） ABS 主要技术指标 查文献 [6]表 可知 ABS 的主要技术指标如表 21 所示： 表 21 ABS 的主要技术指标 比容 ~熔点 130~160oC 吸水性 ~% (24h) 热变形温度 105Pa—— 90~108oC 屈服强度 50MPa 拉伸弹性模量 抗弯强度 80MPa 收缩率 %~% （ 2） ABS 注射工艺参数 查文献 [6]表 可知 ABS 的注射工艺参数如表 22 所示： 6 表 22 ABS 的注射工艺参数 注射机类型 螺杆式 螺杆转速（ r/min） 30~60 喷嘴形式（ oC） 直通式 喷嘴温度（ oC） 180~190 料筒温度（ oC） 前 200~210；中 210~230；后 180~200 注射压力（ MPa） 70~90 保压力（ MPa） 50~70 注射时间 (s) 3~5 保压时间 (s) 15~30 冷却时间 (s) 15~30 成型周期 (s) 40~70 计算塑件的体积和质量 塑件的工作条件对精度要求较低，根据 ABS 的性能可选择其塑件的精度等级为 MT5 级精度。 经计算得塑件的体积为：体积 V =179。 塑件的质量为：质量 M = 分型面的选择 分开模具取出塑件的面称为分型面。 注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。 分型面的形状有平面和曲面等，但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。 有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。 选择分型面时，应考虑的基本原则： （ 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 （ 2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模。 7 （ 3）保证制件的精 度和外观要求。 （ 4）分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。 （ 5）不妨碍制品脱模和抽芯。 （ 6）有利于浇注系统的合理处置。 （ 7）尽可能与料流的末端重合，以利于排气 [6]。 不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。 该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。 在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及 便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图 22 所示，图中指引处即为分型面处： 图 22 分型面处 型腔数量及排列方式的确定 型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。 注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔 —— 型腔。 其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。 型腔数量的确定 其数目的决定与下列条件有关： （ 1） 塑件尺寸精度 型腔数越多时，精度也相对地降低， 2 级超精密注塑件，只能一模一 8 腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。 4 级的精密级塑件，最多一模四腔。 （ 2 ）模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。 从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。 （ 3） 注塑成形的生产效益 多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。 但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 （ 4） 制造 难度 多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。 塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。 影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。 本设计根据塑件结构的特点，考虑型腔布局方式，采用一模两腔的模具结构，这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。 型腔的布局 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因 而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。 型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。 这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。 合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的； 非平衡式型腔布局的特点 是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。 在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。 9 本设计一模两腔，虽壁厚不均匀，但对称度高，故采用平衡式 ，布局如图 23 所示： 图 23 型腔的排列方式 注射机的初步选择 （一） 注射量的确定 注射量的多少是判定选用何种类型注射机的重要指标，根据塑件的体积大小和型腔的数量根据可得出注射量的多少，由下式得出： Q = 2=179。 （二） 注射机的初步选择 注射成型系统由注射机与注射模一起构成。 目前，国产柱设计主要有三种类型，即立式、卧式、直角式。 注射机结构形式不同，故使用的模具 结构也有所差异。 所以，在设计注射模时注射机的类型是非常重要的。 本次设计的塑件为中小型塑件且镶嵌件比较多，根据上面计算所得出的塑件的质量和体积，初步选择的注射为 XSZY125 型注射机。 查文献 [6]表 可知型号为 XSZY125 的注射机主要技术参数如表 23 所示： 10 表 23 XSZY125 型 注射机的主要技术参数 序号 主要技术参数项目 参数数值 1 额定注射量 /（ 3cm ） 125 2 螺杆直径 /（ mm ） 42 3 注射压力 /（ MPa ） 120 4 注射行程 /（ mm ） 115 5 注射时间 /（ s ） 6 锁模力 /（ kN ） 900 7 最大成型面积 /（ 2cm ） 320 8 动、定模模板最大安装尺寸 /（ mmmm ） 428 458 9 最大模具厚度 /（ mm ） 300 10 最小模具厚度 /（ mm ） 200 11 最大开模行程 /（ mm ） 300 12 喷嘴球头半径 /（ mm ） SR12 13 定位圈直径 /（ mm ） 100 11 第 3 章 部件的设计与计算 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。 它的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔的各个部分，并在填充及保压过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。 它向型腔中的传质、传热、传压情况决定着塑件内在的和外表的质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以，浇注系统设计的好坏是影响生产的一个关键问题，也是注塑模具设计中的主要内容之一。 由于塑料熔体在模具浇注系统中型腔的压力、温度和剪切速率都是随时随地变化的，在设计浇注系统中，应加以综合考虑，以期在充模阶段熔体以尽可能低的表现粘度和较快的速 度充满整个型腔；在保压阶段，又能通过浇注系统是压力充分。