本科毕业设计论文电器盖注射模具设计.docx

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本科毕业设计论文电器盖注射模具设计

摘要

岁月的穿梭时间经受不起折磨，马上就要毕业了，为此正在忙的我们也是面临这大学的最后一个主要的任务，那就是毕业论文。

而我的毕业设计就是电器盖注塑模具设计。

在欢声笑语中，不得不认真对待自己的论文。

注射模具结构是塑料模具设计的主线，它在我们的生活中也扮演了重要的角色，与我们的生活息息相关，同时也决定了模具开发的成本和制造及如何去正确的操作。

这次的毕业设计的模具型腔采用是整体式结构，很是方便塑件的加工，而且还是节约了生产资本；型芯和型腔把它们都加工然后再把它们配合在一块，这样才节省了很多材料，节省了很多时间，也节省了人力；定模板和定模座板让它们用螺钉一起配合。

动模板和支承板，垫块，动模座板采用螺钉加销钉固定，保证了相对位置准确，提高了加工精度。

推出机构采用推板推出，使推出阻力较小。

推出机构用导柱与导套结合保证运动精度。

采用侧浇口，这次毕业设计的电器盖设计的是同一个模具两种行腔的结构保证了模具运行。

既节约了材料，又使利用率提高。

这次的毕业设计让我学到了好多的知识，体现了正在学习模具的功能打下了铺垫，这不但需要你以前学习的书本上的理论知识，俄日额还是需要你的操作的动手能力，你要会书本上的知识，而且还要学会一些绘图软件。

而且在此期间，你也同时学会如何运用它们。

当然还有老师们的帮助，没有老师的帮助做完毕业设计是相当苦难的，需要老师的指导，老师给你的指点之事还是需要你去分析，总之学之无涯。

关键词：

电器盖注塑模具；型腔；注射模

Abstract

Yearsoftraveltimetobearsuffering,isgoingtograduate,isbusyforthiswearefacingthelastmajortaskoftheuniversityofthegraduationthesis.Mygraduationdesignistheelectricalcoverinjectionmolddesign.Inthelaughter,havetotakeseriouslytheirownpaper.Isthebackboneofplasticmolddesign,injectionmoldstructureitinourlifealsoplayanimportantrole,iscloselyrelatedtoourlife,italsodeterminesthecostsofmolddevelopmentandmanufacturing,andhowtocorrectoperation.

Thisgraduationdesignisamonolithicstructureisusedinmoldcavityisveryconvenientforplasticpartsprocessing,butalsosavesproductioncapital;Coreandcavityareprocessingthemandthencooperatewiththeminapiece,sosavealotofmaterial,savealotoftime,alsosavesthemanpower;Setthetemplateandthefixedmouldplateletthemusethescrewtogether.Dynamictemplatesandbearingplate,block,moldbaseplatebyusingscrewsandtaperpin,ensuretherelativepositionaccurately,improvethemachiningaccuracy.Launchinstitutionsusepushboard,makeoutsmallerresistance.Launchinstitutionswithmotionguidepinandguidesleevetoensureaccuracy.Usethesidegate,thegraduationdesignoftheelectricalcoverdesignisthesamemoldtwoimpropernessstructuretoensurethemoldrun.Bothsavematerial,andimprovedtheutilization.

Thisgraduationdesignmakesmelearnedalotofknowledge,embodythearelearningthefunctionofthemouldlaidthegroundwork,thisnotonlyneedyouusedtolearntheacademicknowledgeonbook,russo-japanesestillneedyouroperationability,youwanttobookknowledge,butalsotolearnsomedrawingsoftware.Andinthemeantime,youalsolearnhowtousethem.Ofcourse,theteachershelp,withouttheteacher'shelptofinishgraduationdesignisquitesuffering,needtheguidanceoftheteacher,theteachergiveyouadviceofthingsstillneedyoutoanalyze,overallstudyoftheinfinite.

Keywords:

electricalcoverinjectionmold;Cavity;Injectionmould

第一章前言

目前，中国已经进入了造型艺术的世界大国的行列。

中国的塑料目前的产能加工机械位居世界第一，同时生产塑料制品及塑料树脂的并列世界第二。

塑料产业是一个新兴产业，包括生产塑料原料（树脂及塑料生产）和塑料制品（又称塑料成型或塑料加工工业）两个系统。

塑料行业是一个快速成长的行业，全球塑料行业只有100多年的历史。

据统计，在世界上，用在最近几十年的塑料材料每五年一近一倍的速度在增长。

近年来，塑料制品被广泛应用于工业，农业，电子，国防，建筑和日常生活的各个领域，并作为原料，其他材料开始取代钢，铝，木材或水泥。

现如今，模具行业的迅速发展，以及在当今工业生产中的地位越来越重要，并且日常生活中所用的产品绝大多数都来自模具成型，致使工业生产中需要大批的模具从业人员。

因此作为本专业的学生理应提高模具设计的知识水平和技能，进一步认识和掌握计算机辅助设计，增强自身竞争力，为模具行业的发展贡献出自己的一份力量。

近些年，我国经济高速增长，制造业飞速发展，模具行业更是稳重增长。

当今时代，各国之间相互竞争，经济实力千差万别，国力的提升离不开制造业的稳步发展，目前，模具生产水平的高低已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。

本次毕业设计主要是为了能够了解注塑模具在设计工程中的相关知识，所用到的颚相关软件，了解塑料注塑成型的设计过程，能够熟悉在模具设计过程中所使用的各种基本工具，例如UG，CAD等等。

本设计的设计对象是衬筒，首先从衬筒零件的尺寸确定，模具设计，模架设计及到最后整体模具的绘制，熟悉整个注塑类模具的设计过程。

随着三维建模软件（UG）的不断更新和完善，借助于三维建模设计软件，我们可以比较轻松地完成一些复杂的设计工作，同时也可以全面地提高设计效率和设计质量。

合理的模具结构是为了提高基础注塑寿命。

注塑模具型腔和型芯的或不同的结构形式，它的强度，刚度，并便于维修损坏的部件，更换方便不会是不同的。

要设计一个科学合理的结构注塑模具，塑件设计首先要求是合理的。

满足的技术要求和结构塑料部件的前提下，要求必须满足的技术和可行性模具。

其次，注塑模具的结构设计是合理的。

要紧凑，既有良好的强度和刚度，且易于维护的结构维修的形式;指导来选择合适的形式和导向精度，例如在导向柱制成的球形或锥形的导向部分，导向部分的长度大于导向柱更高的核心，以确保动态精度模和固定模制品;应避免在应力最大的部分中的模板的位置各孔的注射成型，以使工作压力超过允许值部分的损伤;而尖角部分的突变是一个重要原因裂化和模具的故障，模具部件的表面的各角应为圆角过渡设计，以避免应力集中;对于型腔和型芯的结构复杂的部件，可以使用一个组合或镶嵌结构来消除应力集中;对于细长的核心，应采取适当措施，以保护结构。

注射模具的唯一合理的结构，注塑模具的寿命可以得到保证和改善。

注塑模具是非金属模具的一种，其主要由浇注系统、导向系统、成型系统、抽芯系统、冷却系统、顶出系统和排气系统等部分组成。

我国注塑模具的发展方向：

目前，我国制造业大方向比较低迷，但总体趋势还是在增长的，我国模具行业的总体发展趋势还是向着大型化、微型化和精密化的方向发展，这也为模具行业的积极向上提供了一个保证；其次，在模具发展过程中必须致力于发展热流道技术，努力提高塑件的生产率和质量，大力节约原材料；再者，要大力发展气辅模具，在保证产品质量的前提下，降低模具制造成本；以及发展高压直射成型技术，减小塑件在注塑过程中产生的局部应力应变从而提高塑件的质量；注重节能环保，保护环境，倡导绿色生产模式；注重快速经济模具的发展，缩短产品的生产周期；重视在材料的选择上尽量选用优质优良的材料，并充分运用先进的表面处理技术，提升塑件表面质量[7]。

计算机辅助设计的应用包括本文用到的CAD以及UG都在注塑模具设计与制造过程中起到了很大的作用，运用计算机辅助设计软件不仅提高了生产的效率，也改变了原先的仅仅只能依靠传统经验进行设计的弊端，也能减少实际制模过程中制模成本，可谓是省时省力省人工。

模具的种类繁多，每一种模具都很重要，应用都很广泛，每一样都是模具生产过程中所不能缺少的，模具是一个大家庭，正是由于每个家庭成员的共同努力下，模具才会取得这么高速的发展。

现在科技发展越来越快，计算机软件的更新换代也极大的促进了模具行业的快步前进，注塑模具越来越得到广泛的应用，塑料的物理性能和化学性能有了质的飞跃，例如延展性，强度，抗疲劳性等。

况且塑料非常便宜，它是可再生资源，经过简单的化学加工后就可以得到，和铁比在这方面有着极大的优越性。

中国注塑模具的发展任重而道远，不管技术还是人才上，目前都和国外先进水平有一定的差距，在模具的精度高低、寿命长短、成本高低、制造周期长短等方面与大部分发达国家还存在差距。

模具设计技术方面的人才不足，模具方面的科研开发以及技术攻关投入较少。

缺乏产品自主开发生产的能力，其中很大一部分都是以仿制为主，能做到的只有相对的“国产化”，而不是完全，具有国际竞争能力的知名产品几乎没有。

材料的质量和性能差，技术不够，对生产成本和周期等方面有很大影响。

工艺装配水品还远远不够，使需要修复的情况增多，造成钳工比例过高。

国内要在注塑模具上有所发展就要注重技术和人才的着重培养，加大相关政策的扶持，为模具行业的发展提供一个方便快捷的空间，加大对人才的培养力度。

当代大学生理应担起国家建设之重任，为中华之崛起而努力奋斗，为祖国的繁荣，富强，发展贡献出自己的一份力量，共同去建设我们的美好家园。

第二章电器盖的成形工艺性分析

生活中的我们身边能见到很多模具，它给我们的生活带来了很多的方便，此次我的设计模具成型图见图1，塑件结构图见图2，为此我们展开了分析。

图1模具成型图

图2塑件结构图

2.1技术要求：

1、外表无痕，表面粗糙度Ra3.2；

2、没有标注倒角半径R0.5，取MT5级精度；

3、小批量生产。

2.2塑件的工艺性分析

2.2.1使用性能、制件技术要求和生产要求

该塑件为盖状，用于防尘。

根据要求，采用小批量生产，采用注塑成型。

2.2.2塑件尺寸精度分析

查表（3—1）和表（3—2）知

400+0.05，250+0.05均为MT2级精度，属“高精度尺寸”，在模具设计和制造中要确保其精度。

其余的尺寸无特殊要求，其尺寸公差按MT5级精度查取。

2.2.3塑件表面质量分析

①必须避免在塑件的分型面处出现毛边；

②注意通孔处不出现锐边；

③表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.2，其它部位没有较高粗糙度要求。

2.2.4塑件的结构工艺性分析

（1）塑件厚度为2mm，壁厚均匀，塑件的成型性能良好；

（2）塑件本身有一定斜度，利于脱模；

（3）从塑件结构看，设置一个分型面。

2.3PP的注射成型工艺

2.3.1注射成型工艺过程

（1）需要预干燥→然后装入料斗→以前的塑料→注射装置制备→注射→保压压力→冷却→释放→最后的操作电气设备

（2）清洁模具、脱模剂→合模→注射

2.3.2PP的注射成型工艺参数

（1）注射机：

螺杆式

（2）螺杆转速（r/min）：

40——80（选30）

（3）密度（g/cm³）:

1.35——1.95

（4）材料收缩率（℅）：

0.5-1.0

（5）料筒温度（°C）：

80——90

（6）喷嘴温度（°C）90——100

（7）机筒温度：

前端/°C75——100

后端/°C40——50

（8）模具温度（°C）：

160——169

（9）电器盖承受的注射压力（MPa）：

98——147

（10）成形时间（S）：

注射时间2——10

保压时间5——20

硬化定型时间15——100

总周期45——120

（11）取用于注射机的种类：

螺杆、柱塞均可

（12）后处理：

方法红外线灯、烘箱

温度（°C）80——130

时间（h）4——24h

2.4PP的性能分析

2.4.1基本特征

聚丙烯属于线型烯类聚合物，是20世纪60年代发展起来的热塑性材料。

聚丙烯密度低，无色，无味，无毒，外观和聚乙烯很相似，呈白色蜡状，密度为0.90-0.91/cm3。

但和聚乙烯相比，它的透明性更高，透气性更低。

此外，聚丙烯的弹性和屈服强度，硬度以及抗拉和抗压强度等都高于聚乙烯，其中的拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。

聚丙烯的吸水率<0.02%,几乎不吸水，因此绝缘性能好，绝缘性能不受适度的影响。

此外，聚丙烯的耐热性性好，能在100摄氏度以上的温度进行消毒灭菌，熔点为164-170摄氏度，其最高温可以达到150摄氏度，最低使用温度为-15摄氏度。

定位拉伸后聚丙烯可以制作铰链，抗弯曲疲劳强度特别高。

2.4.2成型性能

（1）成型性能很好,适当使用压缩成型,它的一部分适应挤出注塑和它的一些应用。

（2）它有水,它很容易挥发,它应该是温暖、排气。

不需要改善模具预热温度和成型压力和注意排气。

（3）在室温下的流动性很大的影响,一般超过140摄氏度,流动性的快速下降。

（4）通常比很多塑料的方向。

2.5PP的主要缺陷和消除措施

主要缺陷:

表面不太平,有一个涟漪,从鼓产品,发泡,产品表面光泽。

消除措施:

预先加热的材料,来扩展占用时间,调整模具温度,延长排气时间。

第三章模具结构形式的拟定

3.1确定型腔的数量和它的排列方式

行腔的数量的确定以及它的排列方式必须使用一模一腔的模具结构，但是还有那些个精度加工要求不是很高的小电器盖，设计简单，形状也不是很复杂，而且当是大批量生产时，可以考虑使用型腔模具提供特殊限情况，同时也会使得生产率提高到更大的程度。

加工设计型腔的数量可以根据模型的大小情况而知道。

3.2模具结构形式的确定

3.2.1型腔的数量的确定

加工形成的注塑模具的塑件是用一模一腔设计而成型的，使用的这个型腔它是均匀安排的在模具的两侧，最后，塑件有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

3.2.2浇注结构的设计

模具浇口套与主流道球面半径R与喷嘴球面半径R0的关系为：

R=R0+（1~2）=12+2=14mm

3.2.3模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d0的关系为：

D=d0+0.5=4+0.5=4.5mm

流道呈圆锥形，其锥度取2°

分流道取半圆形，其半径R=3

第四章注塑机型号的确定

4.1塑件的体积计算

查询到塑件的体积为：

V件=16.14cm3

4.2计算塑件的质量

根据有关资料表可以知道：

ρ=1.02——1.16g/cm3，进而我们可以得出加工塑件的形状和它的重要尺寸，这时我们必须使用一模一腔的模具形式。

塑件与浇注系统的质量为:

W总=ρ（V件+V浇）

=1.09×20.46

=22.3g

4.3注射机的挑选以及分类

根据计算核查工作手册可知，电器盖注射的压力范围600～1000（105）帕，加工塑件容易，可以取P=70Mpa

（1）投影的面积计算A=3.14*30*30-25×40=18.26cm2

（2）压力计算P腔=2/3×P=46.7Mpa

（3）锁模力计算F=AP腔

=18.26×46.7

=852.742N

根据计算，查表（2—33）初选螺杆式注射机：

XS-ZY-60。

4.4注射机有关参数的校核和最终选择

4.4.1模具校核

模具安装时模具的高度必须满足条件：

Hmin＜H＜Hmax

成型零件时模具的高度为H总=237mm

由于XS-ZY-60型注射机可以达到模具的最小厚度为Hmin180mm，注射机达到的最大厚度为Hmax200mm,因此，模具闭合时的高度不能满足安装时的要求。

改选XS-ZY-125型，最大装模高度Hmax=300mm，最小装模高度Hmin=200mm

H总=237mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。

4.4.2注射机的有关参数

XS-ZY-125型注射机的主要参数如下表所示：

表1XS-ZY-125型注射机的主要参数如下表所示：

标称注射量

125cm3

定位孔直径

Φ55mm

最大开模行程S′

300mm

喷嘴球头直径

Φ12mm

最大装模高度Hmax

300mm

喷嘴孔直径

Φ4mm

最小装模高度Hmin

200mm

中心顶杆直径

Φ50

模板最大安装尺寸

428×458mm

顶出行程

0-110mm

4.4.3模具开模行程校核

模具开模行程应满足：

Sm

其中：

Sz为最大开模行程，查注射机XS-ZY-125型Sz=300mm，

Sm为模具的开模行程；

Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm

=15+50+20+7=92mm

可见Sm

4.4.4模具安装部分的校核

这个模具在加工设计时它的外部的形状尺寸为250mm×250mm，XS-ZY-125型注射机模板最大安装的形状尺寸尺寸为428mm×458mm，因此它能满足此次模具设计安装的要求。

4.4.5注塑机的参数校核

V型=20.46cm3

①最大注射机的注射量的校核有如下的计算方式

计算校核的公式满足：

（0.8～0.85）V公≥V型

中间的必须满足：

V型＝20.46cm3

（0.8～0.85）V公=0.8×125=100cm3

由此可以知道上式满足计算校核的公式，即此次所设计的模具注射量满足XS-ZY-125最大注射量要求。

②注射机压力的校核

P机≥P塑

P机——注射机的最大注射压力，Mpa或N/cm3

P塑——成型塑件所需的注射压力，Mpa或N/cm3

一般ABS取100～120Mpa，XS-ZY-125注射机的最大注射压力P机=150Mpa，可见XS-ZY-125注射机满足ABS注射压力的要求。

综合验证，XS-ZY-125型注射机完全能满足此模具的注射要求。

第五章分型面位置的确定

5.1分型面的形式

按照塑件的加工工艺性结构可知，有如下2种分型面的方案见图3图4。

方案1：

图3塑件的加工工艺性结构图

方案2：

图4塑件的加工工艺性结构图

图1与图2进行比较可以得出结论，方案1的型芯是放在动模上，开模后加工形成的零件包在型芯上留在动模，和设计的原理是一致的，也把模具的结构简化了，大大的剪减短了流道，节约成本，同时也使的经济方面有所提高。

所以方案1是比较合适的。

5.2型腔数目的确定及型腔的排列

此次的模具设计是小批量生产，所以这个电器盖的模具设计使用一模一腔，塑件型腔放在模具对称中心成型。

第六章浇注系统的形式和浇口的设计

浇注系统受到了内部压力，为此在这个受力的情况下，它与内部的应力的安排的方式是不均匀的，且其中内壁所受的应力是最大的，外面的壁所受的应力最小，随着厚度或井壁K值得增大，应力眼厚大方向非均匀分布庚寅为突出对圆通事假压力很高的容器，在模具设计上通常对壁的材料增强处理，提高内部应力作用。

6.1浇注系统的设计

分析：

由于这个浇注系统用的是一模一腔结构，把浇注系统放在塑件的中心孔处；假如使用的是潜伏式浇口，这不仅可以防止塑件的侧壁由于剪短浇口而发生了损害，同时浇口可以自己切断。

模具结构的形式很简单，这为此把经济效益提上了很多，因此可以使用潜伏式浇口。

浇注系统结构见图5：

图5浇注系统结构图

6.2主流道的设计

查表得知XS-ZY-125型注射机的喷嘴孔直径d0=Φ4、喷嘴球半径R0=12，故，取

模具浇口套主流道小端的直径是

d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm

模具浇口套主流道球面半径为

R=R0+（1～2）=6+2=8m

将主流道设计成圆锥形，锥度取40。

6.2.1进料位置的确定

潜伏式浇口采取对称分布，两点进浇，浇口设在推杆上。

6.2.2冷料穴的设计

冷料穴设置在主流道的末端，采用Z字形的拉料穴拉料。

6.2.3主流道锥度

主流道锥角一般应在2°——4°，取α=4°，所以流道锥度为α/2=2°。

6.2.4主流道的大端直径

主流道大端直径D=d+2Ltg（α/２）（α=4°）

≈6.0（mm）

6.2.5主流道的大端倒圆角

倒角D/8≈0.6（mm）

6.3主流道衬筒的形式

主流道的的很多部分在加工成型的阶段中在很多方面中是有着很大的差异，与此同时主流道的的小端进料口的地方和注射机的那部分喷嘴与一定条件下的温度、相应的压力塑料熔点有关，为此主流道要冷热交换地反复接触，为了避免发生损件，它对材料的需求也是挺高的，所以模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套）。

为了加工制造的方便和节省材料提供了好的渠道，因此可选用材料比较好的优质钢，进而进行加工处理，也要对其热处理。

在进行加工时的设计时主流道衬套的尺寸见图6：

图6主流道衬套图

固定形式见下图：

图7主流道固定形式图

6.4冷料井的设计

在一次完整的周期时，注射循环完成要间隔一段时间，为此你要注意到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10～25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，准模架的选择根据塑件的结构形式及浇注系统的结构，参考《模具设计与