注塑模毕业设计开题报告郑Word格式.docx

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王胜存

学号

201311322

题目

注射模具设计

指导教师

宋从欣

起止时间

2015-11-23----2015-12-18

设计地点

教室、机房

2015年11月20日

标题：

注塑模具设计

内容摘要：

通过研究本课题的意义，分析模具行业国内外研究现状、水平和发展趋势，通过对模具设计的研究

完成了对塑件注射模具的设计与开发

索引关键词：

模具注塑设计塑料制品机械设计

目录

正文-1-

一、塑料的特性及成型方法-1-

1、塑料的主要性能特点-1-

2、塑料的成型方法-2-

二、注塑模的工作原理及结构组成-3-

1、注塑部件的典型结构-4-

三、注塑模的制造特点及发展方向-5-

1、注塑模的生产特点-5-

2、注塑模的工艺特点-5-

3、注塑模的发展方向-5-

四、结论-6-

后记-7-

参考文献 

-8-

绪论：

模具是工业产品生产的主要工艺装备，与冲压、锻造、铸造等金届成形设备以及塑料等非金属材料成型设备相配套作为成形工具，其作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之成为所需的形体（产品或零件）。

采用模具生产零件，具有生产效率高、产品质量好、材料消耗少、生产成本低等一系列优点，广泛应用于工业生产的各个部门，已成为现代工业生产的重要手段和主要发展方向之一。

在汽车、机械、电工、轻工、纺织、航空、航天等工业领域里，模具承担了60％—90％的产品零件、组件和部件的生产加工，许多新产品的开发和生产部依赖于模具生产。

据国际生产技术协会预测，21世纪机械制造工业零件75％的粗加工和50％的精加工都将依靠模具完成。

模具行业是制造业的重要组成部分，具有广阔的市场前景。

目前全世界的模具年产值在750亿美元左右，我国的模具年产值为60亿美元左右，据估计到2015年我国模具产值将达到660亿人民币。

目前我国一般模具的30%，中高档模具的一半以上还依赖进口。

由此可见，模具制造业的落后在某种程度上已经成为阻滞我国制造业发展的瓶颈所在。

开发和引进先进制造技术是改变我国注塑模具制造业相对落后和市场需求快速增长的重要途径。

先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其应用于产品的设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低 

耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。

先进制造业正在急剧地改变着传统制造业的产品结构和生产模式，注塑模具制造业也不例外。

一、塑料的特性及成型方法

塑料是一类具有可塑性的合成高分子材料。

它与合成橡胶、合成纤维形成了当今日常生活不可缺少的三大合成材料。

具体地说，塑料是以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状，在常温下保持形状不变的材料。

1、塑料的主要性能特点

1）、重量轻

塑料是较轻的材料，相对密度分布在0.90—2.2之间。

很显然，塑料能浮到水面上，特别是发泡塑料，因内有微孔，质地更轻，相对密度仅为0.01。

这种特性使得塑料可用于要求减轻自重的产品生产中。

2）、优良的化学稳定性

绝大多数的塑料对酸、碱等化学物质都具有良好的抗腐蚀能力。

特别是俗称为塑料王的聚四氟乙烯（F4），它的化学稳定性甚至胜过黄金，放在“王水”中煮十几个小时也不会变质。

由于F4具有优异的化学稳定性，是理想的耐腐蚀材料。

如F4可以作为输送腐蚀性和粘性液体管道的材料。

3）、优异的电绝缘性能

普通塑料都是电的不良导体，其表面电阻、体积电阻很大，用数字表示可达109一1018欧姆。

击穿电压大，介质损耗角正切值很小。

因此，塑料在电子工业和机械工业上有着广泛的应用。

如塑料绝缘控制电缆。

4）、热的不良导体具有消声、减震作用

一般来讲，塑料的导热性是比较低的，相当于钢的1/75—1/225，泡沫塑料的微孔中含有气体，其隔热、隔音、防震性更好。

将塑料窗体与中空玻璃结合起来后,在住宅、写字楼、病房、宾馆中使用,冬天节省暖气、夏季节约空调开支,好处十分明显。

5）、机械强度分布广和较高的比强度

有的塑料坚硬如石头、钢材，有的柔软如纸张、皮革；

从塑料的硬度、抗张强度、延伸率和抗冲击强度等力学性能看，分布范围广，有很大的使用选择余地。

因塑料的比重小、强度大，因而具有较高的比强度。

与其它材料相比，塑料也存在着明显的缺点，如易燃烧，刚度不如金属高、耐老化性差、不耐热等。

2、塑料的成型方法

1）、压缩成型

压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。

压机用得最多的是自给式液压机，吨位从几十吨至几百吨不等。

有下压式压机和上压式压机。

用于压缩模塑的模具称为压制模具，分为三类；

溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。

压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产，其缺点是生产周期长，效率低。

2）、注射成型

层压成型常用层压机操作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。

层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。

注射吹塑成型挤出吹塑成型拉伸吹塑薄膜涂覆热熔敷流化喷涂火焰喷涂静电喷涂等离子喷涂。

3）、挤出成型

挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。

挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。

挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝板、薄膜、电线电缆包覆层等。

挤出成型机由挤出装置、传动机构和加热、冷却系统等主要部分组成。

挤出机有螺杆式（单螺杆和多螺杆）和柱塞式两种类型。

前者的挤出工艺是连续式，后者是间歇式。

单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头等部分。

挤出机的辅助设备有物料的前处理设备（如物料输送与干燥）、挤出物处理设备（定型、冷却、牵引、切料或辊卷）和生产条件控制设备等三大类。

4）、中空成型

中空成型又称吹塑成型。

它是制造中空制品和管筒形薄膜的方法。

该法先用挤出机或注射机挤出或注出管筒状的熔融坯料，然后将此坯料放入吹塑模具内，向坯料内吹入压缩空气，使中空的坯料均匀膨胀直至紧贴模具内壁，冷却定型后开启模具取出中空制品。

5）、压注成型

压注成型又称传递成型。

与压缩成型一样，压注成型也是热固性塑料的主要成型方法之一。

该法将塑料粒料或坯料装入模具的加料室内，在受热与受压的作用下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满闭合的模具型腔，然后固化成型。

该法适合于成型形状复杂或带有较多嵌件的热固性塑料制品。

6）、固相成型

固相成型的特点是使塑料在熔融温度以下成型，在成型过程中塑料没有明显的流动状态。

该法多用于塑料板材的二次成型加工，例如真空成型、压缩空气成型和压力成型等。

固相成型原来多用于薄壁制品的成型加工，现已能用于制造厚壁制品。

塑料的成型方法除了以上的六种意外，还有压延成型、浇铸成型、滚塑成型、泡沫成型等。

其中。

在汽车、家电、电子等行业中应用最为广泛的是注射成型。

二、注塑模的工作原理及结构组成

注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上。

在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。

根据模具中各个部件的作用，一般可将注塑模细分为以下几个基本组成部分。

（1）成型部件

成型部件由型芯和凹模组成。

型芯形成制品的内表面，凹模形成制品的外表面形状。

合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。

按工艺和制造要求，有时型芯和凹模由若干拼块组合而成，有时做成整体，仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。

（2）浇注系统

浇注系统又称流道系统，它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。

它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。

（3）导向部件

为了确保动模和定模在合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。

在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向不见，有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。

（4）推出机构

在开模过程中，需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。

推出固定板和推板用以夹持推杆。

在推杆中一般还固定有复位杆，复位杆在动、定模合模时使推板复位。

（5）调温系统

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节。

对于热塑性塑料用注塑模，主要是设计冷却系统使模具冷却。

模具冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道；

模具的加热除可利用冷却水通道热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。

（6）排气槽

排气槽用以将成型过程中型腔的气体充分排除。

常用的办法是在分型面处开设排气沟槽。

（7）侧抽芯机构

有些带有侧凹或侧孔地塑料制品，在被推出以前必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。

所起

（8）标准模架

为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注塑模大多采用了标准模架。

（一）注塑部件的典型结构

1．注射部件的组成

工作原理是：

预塑时，在塑化部件中的螺杆通过液压马达驱动主轴旋转，主轴一端与螺杆键连接，另一端与液压马达键连接，螺杆旋转时，物料塑化并将塑化好的熔料推到料筒前端的储料室中，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，并通过推力轴承使推力座后退，通过螺母拉动活塞杆直线后退，完成计量，注射时，注射油缸的杆腔进油通过轴承推动活塞杆完成动作，活塞的杆腔进油推动活塞杆及螺杆完成注射动作。

2．塑化部件

塑化部件有柱塞式和螺杆式两种。

3．注射油缸

其工作原理是：

注射油缸进油时，活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承，推动螺杆前进或后退。

通过活塞杆头部的螺母，可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。

4．推力座

注射时，推力座通过推力轴推动螺杆进行注射；

而预塑时，通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。

5．座移油缸

当座移油缸进油时，实现注射座的前进或后退动作，并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触，产生能封闭熔体的注射座压力。

6．对注射部件精度要求

装配后，整体注射部件要置于机架上，必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合，以防溢料，要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心；

为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度，必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度；

对卧式机来讲，座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证，对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。

影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。

三、注塑模的制造特点及发展方向

1、注塑模的生产特点

1）每套模具只能生产某一特定形状、尺寸和精度的塑件，因此，在生产中凡是图样有微小差异时，即要变换模具，而无法替代。

2）由于市场经济的日益发展，新产品推出的速度日益加快，以适应市场竞争的需要，客观上要求注塑模的生产周期越来越短，相应的模具设计、制造、工艺、管理等都同步加快和加强，以适应客观发展的要求。

3）有时某个产品需多个塑件装配在一起，这些塑件相互间有位置要求，如彩电的外壳，它的前方要安显像管，后面要装后盖，里面要安装底板等等，这些塑件之间往往相互牵连和影响，某一处的失误都可能造成总体问题。

4）由于模具多是单件生产，前无经验可循，因此在生产制造过程中难免要出现这样那样的问题，这些问题的集中体现是在模具装配后的试模时，通过试模发现问题，并随时进行修整，直至试模合格。

2、注塑模的工艺特点

由于注塑模的高级加工设备科技含量高，价格贵，目前使用并不普遍。

当前我国在注塑模的制造上，其工艺特点主要表现如下。

1）由于注塑模多是单套生产，没有互换的要求，在制造上较多采用”实配法“，即按某一零件尺寸来配制另一与之配合的零件。

2）为了降低制造成本，在模具零件加工中尽量使用普通金属切削机床，常规刀具、量具和工模夹具，尽量减少二类工具的数量。

3、注塑模的发展方向

我国注塑模及其设计与制造技术的发展相当迅速,设计技术在模具设计与制造中也得到了广泛的应用和一定的发展.国家对注塑模技术应用和推广也相当重视,并投入大量的人力和物力进行研究。

1991年上海交通大学模具国家工程研究中心（上海模具技术研究所）完成了国家"

七五"

重点攻关项目"

注塑模计算机辅助设计系统"

的研制,并开发出集成化注塑模系统;

1996年又在通用机械软件平台上研究和开发了大型全三维注塑模.目前,虽然国际上注塑模技术的理论研究和实际应用都已取得巨大的进步,但都还需在实际应用中进一步完善和发展.随着相关技术和理论的发展,注塑模技术将会进一步向集成化、并行化、智能化和专用化方向发展.此外,目前应用的都是一些孤立的系统,相互间缺乏有效的数据交换与信息共享机制,限制了各系统应用效益的进一步发挥.研究和开发统一的注塑产品信息模型,使用统一产品数据管理与交换技术,建立集成化注塑模系统,可进一步提高产品开发质量与效率.

四、结论

模具工业是国民经济的基础工业，是国际公认的关键工业。

棋具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发的能力。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。

从某种意义上讲，现代工业产品的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。

在日本，模具被誉为“进入富裕社会的源动力”，在德国则冠之为“金属加工业中的帝王”，在

罗马尼亚称“模具就是黄金”，美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”。

可以断言，随着现代工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济发展过程中将会发挥越来超重要的作用。

近几年来，世界模具市场总量为500---650亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业产值。

模具的主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等国家，这些国家每年的模具出口量约占本国模具总产量的1／3。

中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动力成本低，只要配备一些先进朗数控制模设备、提高模具加工质量、缩短生产周期、沟通外贸渠道，模具出口就会有很大发展。

因此，研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济酌发展具有特别重要的意义。

后记

模具设计工件是需要非常专业的知识和多年的经验才能胜任的。

随着我国机械行业的飞速发展，模具设计工程师越来越短缺。

已经严重制约了模具行业的健康发展。

在广东、浙江、上海、江苏等地找到五年以上设计经验的模具工程非常困难，而刚刚毕业的模具专业的学生又远远不能满足企业的需要。

通过本次毕业设计实践，采用CAD/CAM（MasterCAM、UG、Per/E）技术可以使设计者从繁沉计算和绘图工件中得到解脱。

采用人机结合，各尽所长，充分发挥其人的创造思维能力，控制设计过程，使模具设计趋于合理化。

而计算机则发挥其计算分折和储存信息的能力。

两者结合，发挥各自的优势，有利于获得最优的设计成果，缩短开发周期。

采用CAE技术，可以实现在计算机上“试模”，即对整个注射过程进行仿真分折’;

抱括“填充、保压、冷却、纤维取向，结构应力和收缩，以及整个塑料封装成型和热固性塑料流动分折”预测未来产品可能纤维出现的缺陷，对存在的问题在设计阶段予以解决，直至提出最优的设计参数，使一次试模成为可能;

实现并行工程，从而可以加快产品的开发进程，降低试模成本，提高生产效率。

1.张维合编著，注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社

2.屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计[M], 

机械工业出版社

3.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:

4.刘际泽.塑料制品内与模具设计提案.北京:

中国轻工业出版社

5.李得群.国外注射模CAD/CAM/CAE发展概况.模具工业

6.刘跃军，翟金平.聚合物注射成型的过程控制[[J].工程塑料应用

7.益小苏.高分子材料的制备与加工.杭州、浙江大学出版社

8.刑海涛.精品模具申城展风采高水平设备荟萃上海[[J].机械工人/冷加工

9.杨洪旗.模具设计与CAD技术[[J].CAD/CAM计算机辅助设计与制造