轉筆刀殼體注塑模具設計設計說明書畢業(yè)論文文檔

《轉筆刀殼體注塑模具設計設計說明書畢業(yè)論文文檔》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《轉筆刀殼體注塑模具設計設計說明書畢業(yè)論文文檔（44頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）卷筆刀注塑設計摘要本文涉及轉筆刀注塑模型的設計，設計過程參照相關國家機械行業(yè)標準，在零件的制造、裝配及相關標準件方面都嚴格按執(zhí)行相應規(guī)范，設計過程中涉及機械設計、塑料成型模型及成型工藝、高分子材料等資料。首先，本文對轉筆刀的結構特點、材料選用、材料性能及成型工藝特點進行分析，選擇合適的塑料材料。其次，本文對轉筆刀注塑模具的結構進行設計，設計內容包括分型面的設計、定位機構的設計、合模導向及脫模機構的設計。最后，進行相關模具設計計算，其中包括脫模力、冷卻系統參數、成型零件尺寸等的計算。關鍵詞：ABS，注塑模具，轉筆刀；校核Rotary kni

2、fe injection molding desingAbstractThis paper deals with the design of the injection model of pencil sharpener. The design process refers to the national machinery industry standard of the government. The manufacturing, assembly and related standard parts of pencil sharpener are strictly in accordan

3、ce with the corresponding specifications. The design process involves mechanical design, plastic forming model, forming process and polymer materials.Firstly, the structure characteristics, materics of pencil sharpener are analyzed, and suitable plastic materials are selected.Secondly, the structure

4、 of injection mould for pencil sharpener is designed, including parting surface design, positioning mechanism design, clamping guidance and demoulding mechanism design.Finally, the relevant die design calculation is carried out, including the calculation of demoulding force, cooling system parameter

5、s, forming parts size and so on.Key words: ABS, Injection Mold, Pencil Sharpener; CheckVI需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）目錄1 緒論11.1塑料模的功能11.2我國塑料?，F狀21.3國外塑膠模具的發(fā)展狀況41.4設計的內容42 轉筆刀工藝分析62.1轉筆刀零件產品圖62.2轉筆刀結構分析62.3轉筆刀幾何尺寸設計62.3.1壁厚62.3.2脫模斜度72.4轉筆刀的基本特性73轉筆刀材料的性質及成型工藝特點93.1轉筆刀材料的性質93.1.1 轉筆刀成型加工93.1.2 轉筆刀材料的

6、性能103.1.3 轉筆刀材料的結構113.1.4 轉筆刀材料的物理和化學性能指標114 注塑機的型號及參數校核124.1注塑機型號124.1.1注塑量的計算124.1.2鎖模力的校核134.1.3注塑機型號的初步確定134.2 校核注塑工藝參數154.2.1最大注塑量的校核154.2.2校核注射壓力154.2.3校核鎖模力154.3 校核模具安裝尺寸154.3.1校核噴嘴尺寸154.3.2模具外形尺寸校核164.3.3模具厚度校核164.4開模行程的校核164.5分型面選擇175 澆注系統185.1主流道設計185.2分流道設計195.3澆口設計205.4冷料井設計206 成型零部件及合模導

7、向定位機構216.1成型零件工作尺寸的計算216.2成型零件工作強度的計算226.2.1型腔壁厚的計算226.2.2底板的厚度校核226.3導柱的設計236.4導套和導向孔的設計247 脫模機構247.1對脫模機構的要求247.2脫模力計算247.3推桿復位裝置247.4推件機構的設計257.5側孔脫模258.6側向抽芯機構主要參數的確定257.6.1抽芯距S267.6.2斜導柱傾斜角267.6.3斜導柱直徑d267.6.4斜導柱的總長度267.6.5抽芯力計算278 溫度調節(jié)系統288.1加熱系統288.2冷卻系統268.2.1設計原理268.2.2冷卻水孔排列方式288.3冷卻水道計算29

8、9 總結31參考文獻32致 謝34畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明35畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明36需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）主要符號表 型腔最大容量 注射機注塑量容積 注塑系數 模具零件公差 收縮率 彈性模量 塑料制品公差 凸模截面周長 型腔側壁最大變形量 抽芯距 包緊力 冷卻水密度 摩擦斜度需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）1 緒論1.1 塑料模的功能模具是通過將實事先選取的材料經加熱后利用機器注入到其中，利用內部的形狀加工成型指定的制品的工具。根據選用不同種類的材料，不同形式的加工方法，一般將模具分為金屬沖壓，塑料，橡膠，金屬壓鑄，玻璃等幾

9、大類。本次設計主要將主要介紹塑料模具類型和功能，通常情況下把塑料模具分為注塑生產和吹塑生產，這兩種模具都和我們的生活有著不可分割的關系，宿舍中的大桶水瓶，可口可樂瓶子等等都是通過吹塑模具生產的。圖1-1 水桶吹塑模具注塑生產的模具在日常生活中提現的更為明顯，汽車保險杠，大型彩色電視機以及全自動或者是半自動的洗衣機外殼，齒輪齒條，手機內飾件等都是利用注塑模具生成的，通過我們這些模具從業(yè)人員的不斷研究，通過模具生產的零件將會不斷的出現在軍備武器的制造、農耕機器、生活用品的行列中。為了生產這些塑料成品就必須設計與成品對應的模具，根據需要設計成品的毛坯材料，生產批量以及產預算之后，才能確定塑膠模具的生

10、產工藝，模具零件的加工和裝配精度直接影響了塑件產品的表面粗糙度和尺寸精度。25需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）首先，模腔數量級形狀、主流道和分流道尺寸、分型面的選擇、成品表面粗糙度的高低、冷卻裝置的設計、澆口的形狀及尺寸、模具排氣方法的選擇、塑件生成之后頂出方式是否合理，頂出系統在設計時不能頂出壁厚較薄的位置，這樣可能會對零件造成損壞，如果是外觀件，比如手機殼，鍵盤殼等零件，就要把頂出位置設計在不重要的位置或者是背面，這樣才能保證不影響整體的美觀，總總因素正面，在塑膠模具生成中每一個部件和結構的設計都會影響到塑件的尺寸精度，外觀和表面粗糙度，所以模具設計從業(yè)人員時時刻刻

11、都要考慮塑料模結構設計的是否合理，實際操作起來是否簡單，都對加工有著重要的影響。而且，塑料模對塑件制作成本得高低也有巨大的影響，簡易模具除外。因為模具設計的制造是一個綜合設計的最終表面，通常情況下需要有前期的市場調研，產品開發(fā)，模具設計，數控加工，鉗工裝配等五個重要的環(huán)節(jié)，其中還需要購買材料，人員調動等細節(jié)。模具的合理生產需要設計工程師合理的安排塑件的生產工藝和模具零件的加工工藝，如果能提高模具的精度和使用壽命是21世紀塑膠模具生成的重要任務，如果要增強模具的精度和使用壽命首先需要安排合理的生產工藝，然后使用精度更高的CNC加工機床，合理安排模具的熱處理工藝，提供模具耐磨性和韌性，只有更先進的

12、模具才能產出更優(yōu)秀的作品。塑料模是塑料制品生產的基礎，這句話的深刻含義，正在漸漸為人們所理解，模具設計行業(yè)被稱為工業(yè)之母，其實就是模具設計行業(yè)的起點不高，任何人只要經過專業(yè)的塑膠模具培訓，大概是兩個月的時間就可以做一些簡單的模具，但是我國一個制造大國，大型模具的制造水品，在這個制造為主的時代，常常被視為是一國國力的體。1.2 我國塑料?，F狀塑膠模具是生產卷筆刀外殼零件制品最重要的方式之一，具體可以分為注塑成型模具，吹塑成型模具等，本次設計主要介紹注塑成型模具。在過去的50年里，中國的注塑模具主要分布在沿海地區(qū)，其中水平較高的地區(qū)有：深圳，廣州，青島等部分地區(qū)。從塑膠模具產品帶來的經濟效益上來講

13、，模具的設計有出口模和國內模兩種類型，其中出口模標準比較嚴格，產品的加工精度和模具的產品進度也會比較高。從模具的結構形式上來判斷，模具結構一般為機殼模具和汽車模具兩種。剛入行的新人一般都在從事機殼模具，主要是包括某種設備的外殼，卷筆刀外殼等結構簡單，精度較低的模具產品，汽車模具一般有汽車的內飾，把手等結構，這種類型的模具精度比較高，零件結構復雜，再塑膠模具設計中是帶來經濟利益最高的一種模具。翟國泰,胡海朝,張建新.基于Moldflow與Abaqus的注射成型及模具結構聯合仿真分析中提到1，再珠三角，長株潭，長三角等地區(qū)存在著大大小小近萬家模具加工工廠，大的企業(yè)比如富士康和比亞迪等，小的企業(yè)就是

14、個人的加工作坊，每年可以貢獻GDP400億元，從事模具設計，模具開發(fā)，模具裝配合模具加工等專業(yè)的人員有60萬人，更多的企業(yè)開始改革創(chuàng)新，開始研發(fā)精度更好，壽命更長，結構更加復雜的高檔模具，但是我們國家的模具生產和設計水平還是低于國際最高水平的。在活動接觸座澆口優(yōu)化設計中的應用中提出2能提供高質量、低價格、多品種產品的制造策略已經成為關鍵的競爭因素。消費者希望有最短的運輸時間和最先進的產品；企業(yè)也必須不斷創(chuàng)新，縮短市場響應時間。因為模具的生產和設計是一個綜合類型的設計，不僅僅有模具設計，還有前期的產品開發(fā)，后期的數控加工，每一個環(huán)節(jié)都是影響模具設計的關鍵因素。隨著數控加工技術再模具制造行業(yè)的普及

15、，模流分析和優(yōu)化軟件的普及，復合加工技術和高速加工技術的運用都使得模具行業(yè)有了明顯的技術提升。我們國家的模具生產和設計能力主要體現在以下幾點：大型模具中的：汽車保險杠，大型彩色電視機以及全自動或者是半自動的洗衣機外殼。精密模具中的：齒輪齒條，手機內飾件等。復雜模具中的：雙色模具，多色模具，熱流道模具等等。雖然我們國家的模具設計行業(yè)總結水平較低，高精度的加工裝備還是沒有完全普及，多數模具設計企業(yè)并沒有專業(yè)的研發(fā)團隊，但是我們每年都有20億美元的出口額，所以我們國家的模具設計行業(yè)前景一片大好。1.3 國外塑膠模具的發(fā)展狀況 國外的塑膠模具發(fā)展的比較好，是因為歐洲美國等國家比較早的開始了工業(yè)革命，并

16、且最先研制出CAD制造軟件，比如德國西門子公司的UG軟件，就可以進行模具設計，模具編程加工和有限元分析，并且可以出加工圖紙。或者是CAD軟件，就是專業(yè)繪制平面圖紙的軟件，還有PROE軟件等等都是歐洲美國等國家開發(fā)的。我們國家目前普及的制圖軟件只有CAXA。所以在軟件制圖和設計方面還是有一定的差距的。并且歐洲美國等國家的數控加工機床精度比較高，現在中國流行的西門子數控加工系統，三菱數控加工系統，法蘭克數控加工系統都是德國和日門的系統，我們的數控加工機床大多數也是進口德國和日本?，F在出現的有限元分析技術也是來自歐洲美國等地區(qū)，可以利用有限元分析技術分析模具在真正開模的時候會不會出現問題，這樣可以減

17、少不必要的生產成本和設計成本。總的來說，我們國家的模具行業(yè)起步較晚，并且專業(yè)的模具設計軟件也是購買國外的版權，較為精密的數控加工機床也是依靠進口，但是我們國家的模具公司也在研發(fā)屬于我們自己的高精度，高壽命的模具，國外先進技術的涌入使得模具行業(yè)在國內發(fā)展迅速3。在模具行業(yè)中塑料模具占比近1/3。隨著建材、玩具等行業(yè)的快速發(fā)展，塑料模具行業(yè)占比將會越來越大，依此勢頭發(fā)展，塑料模具有望處于整個模具行業(yè)的領導地位，尤其是電器行業(yè)，隨著家電產品的需求增大，家電模具的市場潛力巨大。所以我們有理由相信，我們國家的模具設計行業(yè)會越來越好。1.4 研究內容本次設計主要完成了卷筆刀的塑膠模具設計，首先通過查詢網絡

18、資料，了解到塑膠材料成型的基本概念和設計流程，明確塑膠材料成型對于機械制造行業(yè)的重要性等內容，為了完成這次設計，我需要做以下內容：1：繪制UG三維模型2：完成三維模型的縮放和拔模3：繪制CAD產品圖4：確定模具分型面5：確定型腔布局6：進行UG分模7: 調入標準模架8：設計澆筑系統9：設計冷卻系統10：設計頂出系統11：設計垃圾釘等細節(jié)12：導出CAD裝配圖，在繪制CAD的模具裝配圖時，需要注意很多細節(jié)比如明細欄的填寫，需要明確的區(qū)分出標準件和非標件，如果是標準件必須填上國標號。模具圖每一個零件都要拉出相應的序號。以及拋面線的正確使用，機械制造公差的正確標注，都是在出CAD裝配圖時必須要注意的

19、細節(jié)。13：繪制CAD零件14：編寫設計說明書，并且根據要求排版，word排版是每一個從事機械制造行業(yè)或者是大學生必須具備的一個基礎技能，因為word是一個常規(guī)的辦公軟件，而論文的排版只是用到word功能中的一小部分，所以每一位同學都應該具備word排版這個最基本的能力。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）2 轉筆刀工藝分析2.1 轉筆刀零件產品圖由于本次設計分到的卷筆刀結構比較復雜，通過參考肖允鑫.基于UG的塑料模具快速設計二次開發(fā)的研究4中的作用可以知道UG可以鍛煉學生的設計能力，空間想象能力和學習興趣。卷筆刀的主體是一個矩形結構腔體，腔體內部設計內孔和凹槽特征，利用U

20、G建模得到三維模型。圖2-1 轉筆刀產品圖2.2 轉筆刀結構分析卷筆刀外殼產品就是整個卷筆刀產品中最重要的組成部分，本身不需要很高的精度但是作為外觀件，自身的表面粗糙度要高，精度等級為MT5級。2.3 轉筆刀幾何尺寸設計2.3.1壁厚塑膠模具和沖壓模具，都不能夠對較厚的產品進行制造成型，這和模具的成型性能有關。以沖壓模具為例，壓力機一般不對超過三毫米以上的產品進行沖壓，注塑模具也一般不對超過三毫米的塑件進行注塑，因為材料在經過高溫冷卻輸入到注塑機內，然后進行運水的冷卻，然后頂出成型是一個很快的過程，需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）如果材料太厚，就不能夠完全的冷卻成型。所

21、以本次設計卷筆刀殼體的壁厚為0.6mm。2.3.2脫模斜度零件本身就是90度的，很少有產品設計工程師在設計產品的時候將一個產品設計錐度的，除非產品本身就要求那樣。那么是90的產品，如果進行脫模，就會完全和模具的型芯或者是型腔進行貼合，沒有一點間隙是無法進行脫模的。所以在模具設計的過程中，就會出現一點拔模斜度，這個斜度不能超過3，因為如果超過3，就會偏離這個產品的功能。所以本次設計卷筆刀殼體，拔模斜度為1。2.4 轉筆刀的基本特性李桂金,匡唐清,金凱.基于隨形水路技術的帶把雙色水杯注塑模具設計5表1.1，各種塑膠原料名稱，性能及注塑參數，可以知道ABS的名稱是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，材料密度

22、是1.05，材料熔點是110，注塑溫度是180到270度，注射壓力是70到120MPA，零件的收縮率是0.4%到0.6%，一般取0.5。通過參考黃金霞, 馬振航, 孟凡忠 2015年ABS樹脂市場分析6可以知道ABS材料的使用率是很大的，每年在亞太地區(qū)可以使用1115萬噸，用ABS材料，注塑成型的產品，具有較好的光澤，產品本身沒有味道具有較好的耐油耐水性能，而且使用起來還很環(huán)保，沒有任何的毒性和刺激性的氣味，諸如我們日常實用的飲料瓶，鼠標的外殼，數碼相機的電池外殼等都有使用ABS，所以大多數行業(yè)的產品都會選擇這種材料。表2.1為ABS材料的工藝參數。表2.1ABS材料的工藝參數注射機類型螺桿式

23、螺桿轉速30-60r/min模具溫度50-70注射壓力60-100Mpa保壓壓力5-10Mpa冷卻時間5-15s周期15-30s后處理方法紅外線烘箱溫度70時間0.3-1h備注原材料應預干燥0.5h以上需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）3 轉筆刀材料的性質及成型工藝特點3.1 轉筆刀材料的性質3.1.1 轉筆刀成型加工1.轉筆刀材料的性質：1）如果轉筆刀零件選用ABS材料那么在轉筆刀零件的外表面不會出現明顯的熔點應為在120-180轉筆刀零件會成熔體。2）轉筆刀零件在300C以上會進行分解，所以熱穩(wěn)定性能很好。同時他也會發(fā)生降解反應，在充滿惰性氣體的條件下并且在受熱的環(huán)境

24、下會發(fā)生反應。3）在零件升溫或者降溫都比較容易因為材料的熱導率較高。4）轉筆刀材料使用ABS它屬于牛頓流體；在溫度和剪切速度下會讓它的黏度發(fā)生變化熔體黏度適中。并且具有良好的流動性，便于加工。轉筆刀加工時不用太過干燥；（特殊要求下應滿足70-80以下，時間干燥1.5小時）故材料縮水率比較低。轉筆刀零件在加工時會產生內應力，如何消除應滿足具有合理的模具結構、對轉筆刀進行更正設計、并且在適當的工藝條件下，除此之外還需要對轉筆刀進行6585熱風循環(huán)或熱水中13小時熱處理。2.轉筆刀的加工方法：1） 注塑：一般選用普通注塑機，轉筆刀厚度為2.3-3mm，極限流動長度與厚度的比值應在200：1。在轉筆刀

25、的設計中，它的脫模斜度不小于1，加工排氣槽時應該留有0.03mm以上的深度，并且上下兩模片之間溫度要求不得超出3-6。轉筆刀必須滿足在180-215以下，保持注射壓力約為30-150Mpa，模具溫度在70攝氏度以下的注塑工藝條件。2） 擠出：使用普通擠出機就可以進行對轉筆刀材料的加工，擠出機的制品一般分為管形材料、棒形材料等形狀。擠出成型后，在未對塑件拉伸狀態(tài)下，材料的強度低、脆性大，而在材料經拉伸后能夠提高透明度、強度、光澤及韌性。加工時一般設定溫度在150200之間擠出。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）3） 發(fā)泡成型：一般以ABS為原料加發(fā)泡劑進行發(fā)泡，發(fā)泡劑有化學

26、發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑兩種。發(fā)泡劑在材料擠出后直接和ABS混合或在擠出熔融階段在ABS熔體內將物理發(fā)泡劑注入，將氣泡擠出、隨后進行冷卻。發(fā)泡制成的塑料泡孔細膩、強度高。3.1.2 轉筆刀材料的性能1. 一般性能：ABS是無色透明狀顆粒。一般它被稱為“發(fā)聲膠;因為轉筆刀的表面會比較堅硬，當它跌落或跳動時，會發(fā)出類似金屬的聲音，它只能斷裂但不會發(fā)生彎曲，并且在斷裂時會在斷裂處顯示銀色。點著材料會發(fā)出濃煙和松節(jié)油的味道。 ABS的吸水率為0.05，比PE略大些，但不會對轉筆刀的強度以及尺寸穩(wěn)定性產生影響。2. 光學性能：材料最大的優(yōu)點就是它的透明度，透光率可達88-92，是除過PC和PMMA之外最好的透

27、明塑料品種，被稱為三透明塑料。 ABS的折射率為1.59-1.60，但因為折射較大，所以不能用作光學儀器當中。3. 機械性能：ABS伸展到屈服點時就會自動發(fā)生斷裂，所以他不能拉伸。 ABS在所有塑料當中拉伸強度和彎曲強度都是最好的，抗拉強度大約60MPa。反之，沖擊強度小，不可用于工程方面，主要性能是脆和硬。 ABS耐磨性差，通常耐蠕變。 ABS的機械性能受溫度的影響很大。4. 熱性能：ABS長時間只能在60-80的溫度范圍內使用，所以它的耐熱性能比較差。 同時ABS的耐低溫效果不佳，脆化溫度一般為-30。 ABS不僅線膨脹系數大，導熱系數低下，產品不利于和金屬插入，因此與金屬有很大差異。5.

28、 電氣特性：ABS具有優(yōu)良的電氣絕緣性，溫度與濕度都不會影響它的絕緣性能;耐電弧性好，適用于高頻絕緣材料。6. 環(huán)保性能：ABS具有良好的化學穩(wěn)定性，能抵抗酸，堿，鹽，礦物油和低級醇。它可以被許多碳氫化合物，酮類，高級脂肪酸等攻擊，并且可溶于芳烴，氯化烴和酯類。 ABS在高溫和光照下性能比較差;同時極容易被氧化，所以因放置在陰涼處。但是，ABS具有良好的抗輻射性。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）3.1.3 轉筆刀材料的結構ABS的大分子骨架是飽和的烯烴聚合物，具有良好的電絕緣性，由于其低吸濕性，可以在潮濕的環(huán)境中使用7。ABS的側鏈是由大量的苯環(huán)構成，由于分子結構不規(guī)則

29、，所以分子鏈難以移動，ABS剛性和脆性的產品易產生內應力，導致產品容易開裂，在油或溶劑等介質中使用不良。ABS的側苯基在空間上以無規(guī)則結構排列，導致ABS無法發(fā)生反應成為聚合物，因此具有高透明度。然而，近年來快速發(fā)展研究出新型ABS具有很高的規(guī)律性，但其他性能非常高。結構規(guī)律易于發(fā)生化學反應所以透明度很低。因為材料分子有苯基的存在，主鏈中的氫原子容易被活化，長時間放置在室外時，產物變黃并變脆，其容易和空氣中的氧發(fā)生氧化反應，然而，與此同時，苯基的存在賦予它更高的耐輻射性，并且其性能在106Gy輻射劑量下基本沒有變化。3.1.4 轉筆刀材料的物理和化學性能指標比重：1.05g / cm 3成型收

30、縮率：0.5特點：擁有優(yōu)良的電絕緣性（特別是高頻絕緣），表面看起來透明沒有顏色，透光率在同類型材料中極高，防水性能，化學穩(wěn)定性，一般易碎且強度比較高，容易產生內應力造成制品表面開裂，不耐有機溶劑等介質。成型特性：1. 無定形材料，因為吸濕性小，無需滿足干燥，材料不易分解，但熱膨脹系數大，易產生內應力。它具有良好的流動性，可以用螺桿或柱塞式注塑機模塑。2. 使用加高材料溫度，提高模具溫度，降低注射地壓力和延長注射地時間，從而減少內應力產生，防止收縮和變形。3. 可以用作各種的澆口，并且澆口與塑料部件的圓弧相互連接，以避免在移除澆口時損壞塑料部件。塑料部件具有勻稱的壁厚，優(yōu)選地沒有插入件。如果含有

31、插入物，則應先預熱。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）4 注塑機的型號及參數校核注塑機是模具的載體，具體工作原理比較簡單，這種設備的操作也是比較簡單的。首先供貨商提供的ABS毛坯料是顆粒狀的，購買過來首先就要進行烘干，然后在倒入圖5.1中的料斗里面，當料斗連接加熱裝置將顆粒的ABS材料融化成液體的。這個時候馬達會推動螺桿把液狀的ABS材料注射到模具內部。這樣就是為什么有人稱為注塑模具也有人稱為注射模具的原因。ABS注射到模具內部是可以自動冷卻的，但是要提高生產效率和生產量，所以設計冷卻系統會加速材料的冷卻。模具冷卻之后就需要后面的脫模結構頂出模具。4.1注塑機型號4.1.

32、1 注塑量的計算參考李家浩，王浩主編的注塑模具課程設計指導設計說明書8通過計算塑膠質量等要求選擇注塑機型號，選擇注塑機時需要注意注塑容量，開模行程等參考的比較。首先在UG軟件中測量卷筆刀殼體的體積為，根據胡智清,周全,熊建武主編的仿真步槍槍托機械式自動脫模機構及注塑模具設計9表1.1，各種塑膠原料名稱，性能及注塑參數，可以知道ABS材料密度是，計算產品的質量如下。計算卷筆刀外殼模具流道的體積與質量 (4.1)假設本次設計選擇一模四腔，模具工作一次需要的材料總體積計算如下： (4.2) 模具工作一次需要的總質量計算如下： (4.3) 需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）4.1

33、.2 鎖模力的校核在高壓條件下塑料熔體填充空腔時，模具會產生力沿著分型面分離模具。模具形成力的大小等于塑料部件和澆口系統在分型面上的投影面積和型腔中的壓力。 在產品方面，模具膨脹力必須小于注塑機的額定夾緊力。 根據經驗，塑料熔體向型腔的成型壓力Pc（MPa）為20-40MPa，轉筆刀的流動性良好。型腔的平均壓力為35MPa。確定好型腔平均壓力Pc，對注塑機的額定鎖模力進行校核。首先確定模具的分型面投影面積。 (4.4) 4.1.3 注塑機型號的初步確定產品生產類型為大量生產，塑件的精度等級為級，設計模具每一次開?？梢陨a出四個產品，每個產品的質量為1.35g，每次加工的總質量為3.4g，選擇注

34、塑機型號為HTF80XB，主要資料參考注塑模具課程設計指導書附錄C，注射成型機及注射成型的工藝參數，所有如表4.1所示。表4.1 注射機型號和規(guī)格以及各參數型號單位80A80B80C參數螺桿直徑mm343640理論注射容量cm3111124153注射最大重量g101113139注射最大壓力Mpa206183149注射工作范圍mm122螺桿的轉速r/min0220料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN800拉桿內間距(水平垂直)mm365365允許最大模具厚度mm360允許最小模具厚度mm150移模工作范圍mm310移模開距(最大)mm670液壓頂出工作范圍mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數目P

35、C5油泵最大電動機功率KW11注塑機油箱最大容積l200機器尺寸(長寬高)m4.31.251.8機器地重量t3.22最小模具尺寸(長寬)mm2402404.2 校核注塑工藝參數4.2.1 最大注塑量的校核注塑機的最大注射容量要大于產品的體積。 (4.5) 本次設計選擇的注塑機最大注射量為93，完全大于6.46，設計可以滿足生產要求的，4.2.2校核注射壓力注塑壓力的計算公式為： (4.6)其中卷筆刀外殼的成型壓力，注塑機的最大注射壓力，對比之后，可以滿足設計要求。4.2.3校核鎖模力塑膠產品的鎖模力計算公式如下： (4.7)設計產品數量n=4，設計分型面和澆筑系統的投影面為，設計型腔的壓力為3

36、5mpa，計算得到鎖模力為63.35kn，但是注塑機的鎖模力為800KN，對比之后，可以滿足設計要求。4.3 校核模具安裝尺寸4.3.1 校核噴嘴尺寸本套模具設計噴嘴球面半徑為SR=3mm，所以SR=3+0.5=3.5mm。澆口套圓錐孔的小端直徑d應該大于噴嘴內孔直徑，即在這次設計的過程中注塑機的噴嘴的球面半徑大小為3mm，因此可以得到SR=3+0.5=3.5mm，澆口套的小端直徑要大于噴嘴內孔直徑，它們之間的關系式為 從注塑機的參數知道噴嘴內孔直徑大小為3.5mm，因此 d=3.5+0.5=4mm。4.3.2 模具外形尺寸校核模具的外形尺寸要小于注塑的拉桿型材，就是要求保證模具能正確的放置在

37、注塑機的內部，并且在注塑機的內部能夠合理的開模，本次設計所選擇的的注塑機拉桿尺寸為，模具的尺寸為，對比之后可以滿足設計要求。注塑模具的尺寸應小于注塑機工作表面的有效尺寸。 模具的長度和寬度的尺寸。4.3.3 模具厚度校核實際使用的模具厚度與注塑機所允許的安裝最大模具厚度和最小模具厚度之間要滿足以下條件： (4.8)在設計中模具的厚度Hm=240mm，而所選注射機所允許安裝的最小模具厚度150，最大模具厚度360，所以完全符合要求。4.4 開模行程的校核 (4.9)產品加工加工完成之后，開模取出工件，就計算公式如下: 其中S=310mm是注塑機的最大開模距離，公式大于等于關于成立，開模行程是復合

38、要求的。4.5分型面選擇通過參考王臣松，景許，楊世通的注射模分型面設計原則及實例10可以知道分型面的選擇一般有幾個規(guī)定的位置，也就是所謂的設計原則。1： 一般分型面在選擇的時候，盡量選擇塑膠產品的最大外輪廓。2： 盡量在模具開模之后，將產品留在后模的位置，因為后模會設計頂針，如果產品留在后模，哪怕是粘在后模上面，可以利用頂針頂出，而這是一個常規(guī)的設計技巧。3： 首先要保證分型面的設計不能夠影響這個產品的外觀，尤其是外觀件11比如說：手機殼，電腦外殼，是不能夠將分型面設計在外觀的位置上面的。4： 分型面的設計要有助于這個模具的排氣，如果這款模具不設計排氣，那么一般就會利用分型面排氣。在設計卷筆刀

39、殼體的分型面時使用的分型面結構為單分型，將澆注系統設計在動模位置，動模移動之后澆注系統凝料及卷筆刀殼體從推桿中脫出。這樣就參考第一點：一般分型面在選擇的時候，盡量選擇塑膠產品的最大外輪廓。由于塑件比較規(guī)則，選用的塑件的分型面選擇在卷筆刀殼體的最大截面處，如圖4.1所示為塑件的分型面的選擇。圖4.1 分型面示意圖需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）5 澆注系統塑膠模具澆口類型基本都是固定的，一般情況下可以選擇側澆口，潛澆口，直澆口，護耳澆口，點澆口等類型12，根據不同的材料和模具形式來選擇不同的澆孔。本次設計頸椎支架注塑模具準備將澆口設計在分型面上，通過參考塑膠模具課程設計指

40、導書表2-7常見澆口形式及特點可以知道側澆口結構為矩形結構，加工方便，可以利用數控銑床加工得到。澆筑系統的主要結構如圖5.1所示。圖5.1 澆注系統5.1 主流道設計主通道是將注塑機的噴嘴連接到分支通道的部分，通常在與注塑機的噴嘴相同的軸線上，并且具有帶有一定錐度的圓形橫截面。主流道路的設計要求如下：需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）1） 主通道是圓錐形的，以便于從主流動通道中拉出膠合和塑料熔體的膨脹13。轉筆刀采用流動性好的塑料，錐角為2-4。流速減慢，渦流容易形成。設計的錐角為3。2） 主通道的大端設計為圓形，其半徑通常為1-3mm，以減小流動轉向時的阻力。設計半徑為

41、1毫米。3） 在塑料部件形成良好的條件下，主通道的長度應盡可能短。否則，主通道的總量將增加，并且壓力損失將增加，使得塑料熔體將被過度冷卻并影響注射成型。4） 為使熔融塑料從噴嘴完全進入主通道而不溢出，主通道應與注塑機的噴嘴緊密連接，主通道支座設計為深度為半球形的凹坑3.5毫米。5） 由于主通道反復接觸并與高溫塑料熔體和噴嘴碰撞，主通道部分設計成可拆卸的主澆道澆口，用于使用優(yōu)質鋼進行單獨加工和熱處理，定位環(huán)和主通道同時澆口套管是單獨設計的。6） 主流道是注塑模具圖最先和注塑機結構的位置，所以在設計尺寸時要充分考慮注塑機的噴嘴尺寸。通過參考塑膠模具課程設計指導書主流道的設計過程可以知道主流道需要設

42、計錐度，本次設計錐度取，因為主流道經常與注塑機接觸，很容易損壞，所以在設計時需要選擇耐磨性較好的材料，并且進行淬火，正火等常見的熱處理來增加耐磨性14，選擇材料的時候還要重復考慮模具的生產成本來選擇材料，最常見的模具材料有45#和T10A等。7） 主流道的尺寸參考圖表詳解塑膠模具設計技巧表3.3流道設計和舉例分析，可以知道在塑件材料為ABS時，可以選擇主流道直徑為，綜合考慮設計主流道與注塑機接觸的小端直徑為2mm，與注塑配合的球面半徑為SR3.5mm。5.2 分流道設計分流道的設計具體可以分為第一分流道和第二分流道設計，分流道結構對稱是設計分流道的重點要素,確保對稱的兩個型腔，可以同步注滿塑膠

43、。避免出現左邊的型腔已經注滿，右邊的型腔才注塑一半的情況。后續(xù)的冷卻系統和頂出系統工作起到保證作用。5.3 澆口設計本次設計卷筆刀外殼注塑模具準備將澆口設計在分型面上，并且從卷筆刀外殼零件的外側進膠所以選擇鉸孔的形式為側澆口，通過參考塑膠模具課程設計指導書表2-7常見澆口形式及特點可以知道潛伏澆口加工方便，可以利用數控銑床加工得到，零件可以使用結構較小的塑件。5.4 冷料井設計冷料井設計原則:一般情況下，主流道冷料井的直徑為5-6mm，深度為5-6mm。冷料井的尺寸可以適當的加大時，塑件理應加大。對于分流道冷料井，它的長度為1-1.5倍的流道直徑。冷料井：儲存因熔體與低溫模具接觸而在料流前鋒產

44、生的冷料而設置的通常位于與主通道相對的可動壓板上，或位于分支通道的末端。 冷料井的功能是將冷料儲存在料流的前部15，以防止冷料進入型腔并形成冷接頭; 主流中的集團被拉出以促進脫模。 如圖5.2所示圖5.2 冷料井示意圖需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）6 成型零部件及合模導向定位機構任何材料都會有一種熱脹冷縮的性能，只不過這種性能在塑膠產品上面，體現的更強烈一點16，所以在選擇材料為ABS時需要根據標準設計材料的收縮率，通過參考塑膠模具課程設計指導書表1-1各種塑膠原料名稱，性能及注塑參數，確定材料的收縮率為0.5%。，6.1 成型零件工作尺寸的計算1）凹模有關尺寸的計算

45、長度 (6.1) 寬度 深度 (6.2) 2）凸模有關尺寸的計算 長度 (6.3) 寬度 深度需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等） (6.4) 6.2成型零件工作強度的計算6.2.1型腔壁厚的計算計算公式為 (6.5) 側壁變形量的計算公式 (6.6)通過計算得出，b0.6mm，在UG軟件中測量功能得到型腔的壁厚為0.8mm，模具型腔的壁厚大于最小的壁厚，所以型腔壁厚符合要求；6.2.2 底板的厚度校核按照剛度計算底板厚度的公式為 (6.7)計算得出底板厚度為13.683mm，滿足使用要求，在該模具中動模板厚度為70mm，且型芯的深度為35mm，所以底板厚度為35mm，大于

46、計算底板厚度。所以該模具的動模板符合要求。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）6.3 導柱的設計導柱的設計首先需要保證長度方向的要求，倘若導柱太短就無法與導套進行配合，反之如果導入太長就會高出凸模具會對模具進行裝配造成影響17。導柱形狀一般為圓柱結構或者圓錐結構，因為導柱經常開合，在選擇材料的時候選擇導柱的材料為T8鋼，導柱表面進行淬火，從而提高材料的硬度。6.4 導套和導向孔的設計導套需要與導柱進行配合，一般情況下只有無肩導套和帶肩導套導套兩種類型，本次設計的漏斗零件，結構簡單，尺寸精度和表面粗糙度都沒有具體的要求，所以設計導套的類型為無肩導套。為了方便導柱進入，設計導套

47、結構為通孔結構，由于通孔可以保證空氣流通，假如設計盲孔就會造成導柱通過時有阻力18。設計導套的材料為T8A鋼，進行表面淬火，從而提高材料的硬度。導柱和導套的配合使用H7/h6進行過度配合。在設計時，導柱一般都是模架自帶的，不需要進行特別的設計，使用UG自帶的模具庫就可以得到。1） 導柱與導套的配合為間隙配合，方便拆卸更換，公差配合為H7/f7。2） 合模時，應保證導向零件先于型芯型腔接觸。3） 由于塑件通常留在動模，所以為了方便取出，導柱通常安裝在定模上。30需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）7 脫模機構7.1 對脫模機構的要求零件完成冷卻之后就要將產品頂出來，這樣就完成

48、了，產品從塑膠材料到成型的一個周期，設計脫模機構可以實現模具的自動化生產。一般情況下都會把模具留在凸模邊，因為只有凸模才會設計頂出結構，哪怕模具粘在了模具上，也可以利用頂出結構頂出商品19。所以在設計頂出結構的時候需要充分考慮到模具可能會粘在模具上的位置，針對性的設計頂出結構能達事半功倍的效果19。7.2 脫模力計算 (7.1)其中 (7.2)其數據與制品的幾何特點及塑料性質有關，一般可取8-12Mpa此處取10Mpa。 所以7.3 推桿復位裝置 推桿復位裝置是通過推動推桿板從而實現推桿復位的，推出機構可以多種方式復位，其結構如圖7.1所示。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖

49、等）圖7.1 推桿復位機構7.4 推件機構的設計頂出系統在設計時不能將壁厚較薄的位置頂出，這樣零件可能會造成不必要的損壞，如果是外觀件，比如手機殼，鍵盤殼等零件，就要把頂出位置設計在不重要的位置或者是背面，這樣在保證不影響整體的美觀條件下將其頂出，由于頂針經常運作，如若損壞就要及時維修或者更換，所以在設計時首先需要考慮留有間隙更換方便，加工方便等要求20。本次設計的漏斗零件壁厚基本一致，結構比較復雜，可以使用推桿推出，參考圖表詳解塑膠模具設計技巧圖7.2頂針機構的基本形式，設計結構如下；圖7.2 推桿布置圖7.5 側孔脫模本次設計卷筆刀外殼產品的時候，因為側邊有內孔，內孔的設計方向應與脫模方向

50、相反。就要設計側向抽芯機構。圖7.3側向抽芯機二維圖及7.4側向抽芯機三維圖，設計結構如下圖7.3側向抽芯機二維圖圖7.4側向抽芯機三維圖7.6 側向抽芯機構主要參數的確定7.6.1 抽芯距S (7.3)本次設計中 S=18mm，所以。7.6.2 斜導柱傾斜角在實際生產中，通常取傾斜角為12-25本次設計選擇20。7.6.3 斜導柱直徑d斜導柱直徑計算公式為 (7.4)本次模具設計中，計算如下：取d為10mm。7.6.4 斜導柱的總長度斜導柱總長度計算公式為 (7.5)7.6.5 抽芯力計算 根據各種因素的影響，脫模力計算力公式如下： (7.6)需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CA

51、D圖等）8 溫度調節(jié)系統設計模具的產品一般都需要大量的生產,當塑膠原料進行高溫熔化由顆粒體變?yōu)橐后w噴射入模具內部的時候，就需要模具能夠快速的將液體能化為固體21。這個時候就需要設計冷卻系統來提高模具的固化速度。8.1 加熱系統ABS的成型溫度為200，模具溫度為4080。 由于模具要求低于80，因此不需要加熱裝置。8.2 冷卻系統8 .2.1 設計原則為了使產品保持高效并且良好的質量，設置合理的冷卻系統是模具設計中必不可缺的一步。模具的冷卻成形芯和模腔部分的冷卻兩部分組成。設計采用最常用的冷卻裝置之一冷卻水箱22。冷卻水箱一般位于型芯和型腔內，型腔整體的溫度會通過冷卻水改變，實現塑料件的快速冷

52、卻的目標。冷卻水箱的設計必須合理。冷卻水箱的直徑，中心距離和腔壁的距離必須都要與與腔壁保持一定距離，并且進水口和出水口之間的溫差應著重考慮。冷卻系統設計的主要原則是：1.冷卻水通道的設置。活動模具和腔體的周圍應均勻地布置冷卻水通道，使塑件所有位置都保持一致的收縮率，不必僅布置模具的可動模具或固定模具側面23。否則，模具當高壓側的溫度低時，造成冷卻時溫度低。2.冷卻水孔的設置。冷卻水孔的間距越小，直徑越大，冷卻效果越好;3.水孔與相鄰空腔之間的表面距離應該一致。4.一模多腔中應將大制品對角排位，以滿足模具排位中的模具熱平衡和壓力平衡的要求。 8.2.2 冷卻水孔的排列形式該設計塑料部件屬于中深度

53、殼體支撐結構。 它可以在固定模腔的恒定距離處鉆孔。 由于可移動的插入件，可移動模具他可以通過芯的中心放入管中。 進38需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）入管的水噴入管中。 在閘門附近進行冷卻，管子外面的水和孔壁之間的水通向出水口，如圖8.1所示。圖8.1水路分布示意圖8.3 冷卻水道計算根據熱平衡計算：依據公式可以得出冷卻水所吸走的熱量等于熔體凝固時所放出熱量，故有公式： (8.1)1). 塑料制品在固化中每時所釋放出的熱量Q設定注射時間為2秒，冷卻時間為20秒，保壓時間為15秒，開模取件時間為3秒，得注射成型周期為40秒。設定用20的水作為冷卻介質，水呈湍流狀態(tài)，出口溫

54、度為28，一個小時所成型次數 n3600/4090 (8.2)查注塑模具設計指導手冊得ABS單位重量放出的熱量故：2). 水的體積流量由公式 3). 求冷卻水道直徑d根據水的體積流量查注塑模具設計指導手冊1查得d=8mm；本次設計中的冷卻水道滿足要求。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）9 總結該畢業(yè)設計的塑件是轉筆刀。設計內容是產品結構和模具設計。確定設計主題后，將首次進行市場調研，分析產品的市場使用情況和發(fā)展趨勢，并將研究結果匯總成研究報告，產品外觀形狀為設計將很清楚。之后，編寫設計方案來確定報告，明確要設計的過程和內容，同時查找數據，包括外國文獻，外文文檔翻譯成中文版

55、，然后用UG軟件設計轉筆刀的產品結構。零件以3D模型化并組裝成組件。接下來，選擇產品的塑料部件之一進行模具設計，首先分析塑料結構和成型工藝，然后設計成型模具的各種系統和機構，并進行相關的尺寸計算，然后使用AutoCAD軟件。繪制出模具零件圖和模具裝配圖。最后，分級設計規(guī)范與上述各個階段的設計結果一起編寫。在設計過程中，不可避免地會遇到復雜的問題，例如注塑機的確定和模座的選擇。因此，我熱切地咨詢了老師和同學。在每個人的建議下，我檢查了相關文獻并確定了答案。這讓我意識到有必要與其他專業(yè)人士進行溝通，并在設計時訪問文獻。因此，在本畢業(yè)設計中，必須明確設計目的，鞏固塑料模具設計課程的基礎理論和專業(yè)知識

56、，掌握塑料模具的設計方法和步驟，塑料成型工藝的配方問題。應該解決規(guī)格和設計模具。能夠分析問題并自己解決問題。能力的提高是有限的，但改進也是全面的。正是這種畢業(yè)設計讓我積累了無數的實踐經驗，使我的思想更好地依靠知識，并且不可避免地允許我在將來學習。它顯示出更高的彈性，更強的溝通和理解。這個設計是對我在大學里學到的所有知識的綜合測試。通過這種設計，我再次將我學到的知識應用到實際應用中。我對以前的記憶和更深刻的理解有了更深刻的理解。這真的很有益，可以增強我的專業(yè)知識和軟件操作能力。對未來走向工作崗位起到良好的開頭作用。需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）參考文獻1 翟國泰,胡海朝

57、,張建新.基于Moldflow與Abaqus的注射成型及模具結構聯合仿真分析林,韓J.中國塑料,2018,32(02):128-133.2 趙陽.Moldflow在活動接觸座澆口優(yōu)化設計中的應用J.山東工業(yè)技術,2018(05):60-61.3 何鏡奎,陳洪土.汽車側裙板的熱流道注塑模具設計J.中國塑料,2018,32(02):134-140.4 肖允鑫.基于UG的塑料模具快速設計二次開發(fā)的研究J.山東工業(yè)技術,2018(02):40-41.5 朱曉東.基于Moldflow技術的汽車前保吸能塊模流分析與優(yōu)化J.塑料科技,2018,46(02):85-86.6 李桂金,匡唐清,金凱.基于隨形水路

58、技術的帶把雙色水杯注塑模具設計J.中國塑料,2018,32(01):131-135.7 黃金霞,馬振航,孟凡忠 2015年ABS樹脂市場的分析J.內江科技,2018,39(01):46+13.8 參考李家浩，王浩基于注塑模具課程設計指導設計說明書M.橡塑技術與裝備,2018,44(02):53-56.9 胡智清,周全,熊建武.仿真步槍槍托機械式自動脫模機構及注塑模具設計J.塑料工業(yè),2018,46(01):54-56.需要全套設計聯系Q 97666224（說明書CAD圖等）10 王臣.松景.許楊世通基于注射模分型面設計原則及實例J.家電科技,2018(01):63-65.需要全套設計聯系Q 976