手表托架注射模具設(shè)計(jì)

1、 摘 要 本文的主要任務(wù)是注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括塑料模具的工作原理及應(yīng)用，塑件分析，模具的各零件設(shè)計(jì)以及總體設(shè)計(jì)。大致的設(shè)計(jì)思路如下：通過(guò)所給塑件的具體分析，確定注塑機(jī)；根據(jù)所選的注塑機(jī)來(lái)確定型腔數(shù)量和布局；注塑模具的關(guān)鍵是分型面的設(shè)計(jì)，這關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和模具的設(shè)計(jì)；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道設(shè)計(jì)、分流道設(shè)計(jì)、澆口設(shè)計(jì)和冷料穴設(shè)計(jì)；排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)保證填充效果；成型零件設(shè)計(jì)計(jì)算，保證產(chǎn)品質(zhì)量和模具的加工制造；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、定出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)必須合理；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制模具溫度，影響塑件成型質(zhì)量。關(guān)鍵詞： Auto CAD,PROE, 塑料，注射模，注射機(jī)。Injection mold design of

2、 watches bracket The main task of this paper is the structural design of injection molds, including plastic mold of the working principle and application of analysis of plastic parts, mold design and the overall design of the parts. Rough design ideas are as follows: through the plastic parts to the

3、 specific analysis of injection molding machine; according to the selected cavity injection molding machine to determine the number and layout; injection mold is the key to the design surface, it relates to product quality and mold design; gating system design including the design of the mainstream,

4、 separate design, gate design and the design of cold-feed points; row overflow filling system design to ensure results; molding part design terms, to ensure product quality and mold manufacturing; oriented institutions, for institutions, reset must be reasonable; cooling system designed to control m

5、old temperature, affecting the quality of molding plastic parts.Key Words: Auto CAD,PROE, Plastic, Plastic injection mold, Plastic injection.15目 錄 前 言51 設(shè)計(jì)內(nèi)容62 設(shè)計(jì)目的63.塑件成型的基本過(guò)程74 塑件制品分析85 型腔數(shù)量及排列方式106 注射機(jī)的選用與校核116.1注塑機(jī)的選擇116.2注射機(jī)的校核116.2.1注射量的校核116.2.2鎖模力的校核126.2.3 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核127 分型面的確定138 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6、148.1澆注系統(tǒng)的基本概念148.1.1澆注系統(tǒng)的組成148.1.2澆注系統(tǒng)的作用148.1.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問(wèn)題148.2主流道設(shè)計(jì)148.3 分流道設(shè)計(jì)158.4澆口的設(shè)計(jì)178.5 冷料穴的設(shè)計(jì)179排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1810 成形零件的設(shè)計(jì)1910.1 成形零件應(yīng)具備的性能1910.2型芯和型腔的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)1910.2.1型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1910.2.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1910.3成形零件的工作尺寸設(shè)計(jì)1910.4型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算2111 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2311.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用2311.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2312 脫模機(jī)構(gòu)與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2412.1.脫模機(jī)構(gòu)2412.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)

7、計(jì)原則2412.3 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2512.4 頂料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2512.5復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2513 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2613.1 冷卻水孔的設(shè)計(jì)原則2613.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算2614 模具的整體設(shè)計(jì)28結(jié) 束 語(yǔ)29致 謝31參考文獻(xiàn)32前 言模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前，模具工業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)：模具日趨大型化，模具的精度將越來(lái)越高，多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展，熱流道技術(shù)推廣應(yīng)用，塑料成型工藝改進(jìn)和發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用廣泛，快速經(jīng)濟(jì)模具前景廣闊。隨著工業(yè)飛速發(fā)展，帶來(lái)了塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油工業(yè)的發(fā)展又為塑料工業(yè)插上了騰

8、飛的翅膀。塑料制品已進(jìn)入到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎所有的電器都有塑料制品，比如電器罩、電器殼等；還有各式各樣的飲料瓶等，可以說(shuō)人們的生活越來(lái)越離不開(kāi)塑料制品了，帶給了我們很大的好處。塑料以其密度小，機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展規(guī)模將逐步壯大。而模具是塑料工業(yè)的基石，必將具有廣闊的發(fā)展前景。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，就瞄準(zhǔn)這一發(fā)展前景，在楊紅飛老師的精心指導(dǎo)下，通過(guò)對(duì)手表托架注射模的設(shè)計(jì)，深入學(xué)習(xí)了Pro/E、CAD等制圖軟件，掌握了注射模具設(shè)計(jì)的一般方法，注射劑的工作原理及模具制造的專用設(shè)備，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)本次設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)月，期間的工作如下:首先，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下去工廠參觀學(xué)習(xí)，了解產(chǎn)品的注塑過(guò)

9、程和模具的制造方法，對(duì)注射模有了較為整體的思想；進(jìn)而，弄清自己的具體任務(wù)，設(shè)計(jì)所要達(dá)到的要求，確定了提綱以及工作流程，通過(guò)各種相關(guān)書(shū)籍的學(xué)習(xí)、工具書(shū)的查閱以及數(shù)據(jù)的計(jì)算，初步擬好了論文，確定了各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；再而，運(yùn)用制圖軟件，畫(huà)出零件圖，組裝圖，整理資料并正式編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；最后，交由指導(dǎo)老師審閱，并作相關(guān)修改，確定最終圖紙及論文。由于水平有限，加上經(jīng)驗(yàn)不足，疏漏和錯(cuò)誤在所難免，在此懇請(qǐng)各位老師原諒，并給予指正，謝謝！ 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)所給的手表托架零件圖，設(shè)計(jì)一副合理的注塑模。如下圖所示：2 設(shè)計(jì)目的1 掌握注射模設(shè)計(jì)的一般方法；2 了解注射機(jī)的工作原理；3 了解模具的加工方法；4

10、進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)的一般方法，熟練設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。3.塑件成型的基本過(guò)程注射成型是把塑料原料（一般為經(jīng)過(guò)造粒、染色、加入添加劑等處理后的顆粒料）放入料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高粘度的流體成為“熔體”，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高的壓力（約為2580Mpa）注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。注射成型的全過(guò)程可以分為：（1）塑化過(guò)程 現(xiàn)代的注射機(jī)基本上是采用螺桿式的塑化裝置。塑料原料（成為“物料” ）自送料斗以定容方式送入料筒。通過(guò)料筒的電加熱和料筒內(nèi)螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱使物料熔化，達(dá)到一定的溫度后即開(kāi)始注射。注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)完成的。（2）充

11、模過(guò)程 熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出后，進(jìn)入模具的型腔，把型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升壓到一定的壓力，使熔體的密度增加，充實(shí)型腔的各部位。充模過(guò)程是注射成形中最主要的過(guò)程。由于塑料熔體的流動(dòng)是非牛頓流動(dòng)，而且粘度很大，所以在充模過(guò)程中的壓力損耗、粘度變化，多股匯流等現(xiàn)象，左右著塑件的質(zhì)量。因此充模過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)?，F(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)御用了CAD/CAE等計(jì)算機(jī)技術(shù)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題。（3）冷卻凝固過(guò)程 熱塑件塑料的注射成形過(guò)程是熱交換的過(guò)程。即： 塑化注射充模固化成型 加熱理論上絕熱散熱 熱交換效果的好壞決定塑件的質(zhì)量，包括外表質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。

12、因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。（4）脫模過(guò)程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采用機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個(gè)動(dòng)作有脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。由（1）到（4）形成了一個(gè)循環(huán)。每一次循環(huán)，就完成了一次成形，成形一個(gè)乃至數(shù)十個(gè)塑件。4 塑件制品分析 本塑料制件是手表托架，形狀如圖所示： 圖4-1它是由兩個(gè)半圓和一個(gè)矩形組成，中間挖空，矩形的一邊切

13、開(kāi)，半圓的一邊加兩個(gè)矩形凸塊，形狀并不復(fù)雜。塑料制件的設(shè)計(jì)主要根據(jù)使用要求進(jìn)行，由于塑料有特殊的物理性能，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮以下幾個(gè)方面的因素：1. 塑料的物理性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、吸水性以及對(duì)力的敏感性；2. 塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性；3. 塑料形狀應(yīng)有利于充模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱固化（熱固性塑料制品）；4. 塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異；5. 模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽心與脫出塑件的復(fù)雜程度；6. 模具零件的形狀及其制造工藝。綜合考慮以上的因素，本塑件采用ABS（一種丙烯晴丁二烯苯乙烯聚合物，英文全稱為：Acrylonitril

14、e-butadiene-styrene）作為原料。 ABS由丙烯晴，丁二烯，苯乙烯共聚而成這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工型和染色性能。 ABS的特點(diǎn)：無(wú)毒，無(wú)味，呈微黃色，沖擊韌性較好，機(jī)械強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其成型塑件有較好的光澤。 成型收縮率為：0.3%0.7%， 吸濕性為：0.05%0.06% 密度為：1.031.07g/ 其成型特性有：卻水流量和流速來(lái)控制模溫，從而達(dá)到冷卻的目的，注射出合格的塑件。13.1 冷卻水孔的設(shè)計(jì)原則 （1）

15、冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑盡可能的大，冷卻水道之間的中心距約為水孔直徑的35倍，水孔直徑一般在8mm以上，這樣有利于溫度的均勻分布； （2）冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等，一般為1215mm范圍，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率低；（3）澆口處加強(qiáng)冷卻，普通熔融塑料充填型腔的時(shí)候，澆口處溫度最高；（4）冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或其接縫部位，以防止漏水；（5）冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件強(qiáng)度；（6）水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)。13.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算在此設(shè)計(jì)中，每次所要注射的量為39.74g，由此可以根據(jù)公式得到折射一次所放出的熱量： 式中：Q熔

16、融塑料所放出的熱量（J）； G每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，kg）； H焓塑料從熔融狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差；查表可得，為200. Q=39.74×200=7948（J） 冷卻時(shí)所需的冷卻水量,公式如下： 式中：M1通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（Kg）； T1熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度 （），T1=120； T2制品脫模溫度（），T2=60； T3出水溫度 （），T3=40； T4進(jìn)水溫度（），T4=20； C塑料的比熱容 （J/Kg） c=1759； 導(dǎo)熱系數(shù) （J/m），=829； N每小時(shí)的注射次數(shù)，n=40. 所以: 根據(jù)冷卻水處于滿流狀態(tài)下的流速與水管直徑

17、的關(guān)系，確定模具冷卻水管直徑D： 式中：管道內(nèi)冷卻水的流速 （m/s） =0.6m/s; 水的密度 () =1000.所以： （mm） 根據(jù)上面計(jì)算的孔直徑值，這里我直接在動(dòng)模板和定模板上鉆通孔，上下各4根水線，并呈對(duì)稱分布，在孔的端口鉆螺紋，與相應(yīng)尺寸的接口聯(lián)結(jié)，從而達(dá)到通水冷卻的目的。14 模具的整體設(shè)計(jì) 模具整體設(shè)計(jì)也就是模架的設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場(chǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中，有些零件可以直接在模架生產(chǎn)廠家購(gòu)買，然后，在相應(yīng)的零件上

18、做相應(yīng)的加工；有些零件則可以直接在標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)廠家購(gòu)買，如各種螺釘，定位圈，澆口套等，而且由于標(biāo)準(zhǔn)件的互換性，針對(duì)易磨損的元件，我們可以多夠幾份以備急用。通過(guò)查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以選擇型號(hào)為3030-AI-40-30-90的模架，各項(xiàng)尺寸參數(shù)如下：定模板座和動(dòng)模板座的長(zhǎng)為350mm寬為300mm厚為30mm；定模板和動(dòng)模板的長(zhǎng)為300mm，寬為300mm，厚度分別為40mm，30mm；支撐板厚度為45mm，墊塊高度為90mm，推板厚度為25mm，頂桿固定板厚度為20mm?？傃b圖1總裝圖2總裝分解圖結(jié) 束 語(yǔ)經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己學(xué)到了很多東西，歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)：1、大學(xué)四年的時(shí)間都是

19、在學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)，雖說(shuō)做過(guò)好幾門課程設(shè)計(jì)，但并沒(méi)有像這次設(shè)計(jì)一樣系統(tǒng)的應(yīng)用和實(shí)踐。平時(shí)很少接觸設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工，但是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我在知道老師的帶領(lǐng)下多次深入工廠了解塑件的注塑方法和原理，模具的工作過(guò)程和加工。2、了解了進(jìn)行一項(xiàng)設(shè)計(jì)必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)。3、學(xué)會(huì)了更好的查閱資料和利用工具書(shū)。平時(shí)在課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)不可能全面，作為機(jī)制專業(yè)的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)，一項(xiàng)設(shè)計(jì)很復(fù)雜并且需要各個(gè)課程的結(jié)合應(yīng)用，因此需要不斷的有針對(duì)性的查閱資料、工具書(shū)。4、通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前的理論知識(shí)起到了回顧的作用，并對(duì)其進(jìn)一步的加以消化和鞏固，更加全面和系統(tǒng)。5、畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的態(tài)度，吃苦耐勞的精神，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊庾R(shí)，同學(xué)之間的互相幫助在設(shè)計(jì)中也充分的體現(xiàn)出來(lái)了。致 謝 這次設(shè)計(jì)終于順利地完成