注塑-闹钟后盖专业设计(机械专业设计含cad图纸).zip

邵阳学院毕业设计（论文）任务书专业班级 ２００３级机制 学生姓名 王小明 学号 02课题名称 闹钟后盖注塑模的设计设计时间 ２００６年１月７日 至 ２００６年６月１日课题类型 工程设计 课题性质 真实一、课题研究的目的与主要内容目的：使学生能得到充分运用所学的知识解决实际生产的能力。从而得到锻炼的机会。主要内容：本课题主要是塑料成型件的设计，也就是塑料模的工艺方案分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。生产为了提高生产效率，因此在设计时要求力求结构简单，但是一定要保证其精度要求。二、基本要求1. 绘制出完整的装配图一张2. 绘制出主要零件工件图八张3. 编写设计说明书一份4. 培养和训练设计能力（包括实际动手能力、查阅文献与撰写论文能力） 。5. 严格按照设计要求去做，力求数据准确，结构合理，并在保证要求的前提下，力求结构简单。注：１、此表由指导老师填写，经各系、教研室主任审批生效。２、此表一式三份，学生、指导老师、教研室各一份。三、课题研究已具备的条件（包括实验室、主要仪器设备、参考资料）具备条件：1、 《塑料成型模具》2、 《塑料模设计手册》3、 《塑料模技术手册》4、 《注射模具设计要点与图例》5、 《模具设计与制造实力指导》四、设计论文进度表进度安排：课题构思，资料查找：5~7 天理论探讨，实验验证：4~5 天论文准备，修正：30~35 天答辩准备及答辩：3~5 天五、教研室审批意见教研室主任（签名）年 月 日六、院（系）审批意见系主任（签名） 单位（公章） 年 月 日 指导老师（签名） 学生（签名）邵阳学院毕业设计（论文）开题报告书课 题 名 称 闹钟后盖注塑模的设计 学 生 姓 名 王小明 学 号 0330718002 院系、 专业 邵阳学院机械与能源系０３机制班 指 导 老 师 戴正强 2006 年 01 月 07 日一、课题的来源、目的意义（包括应用前景） 、国内外现状及水平课题来源：大东——骏通（东莞）电子有限公司目的和意义：随着社会的发展，人类生活水平的提高。人们对电子产品的要求日益增高，不但要求有的效果，还应有美观大方的外表。设计和制造者都应以人为本，创造人类的视听梦想。电子产品的材料主要来自塑料，即大部份的零件都是以注塑模的制造。 ，因此，注塑模在电子业中显得相当重要。由于电子产品应用前景可观，更新换代较快，也就要求注塑模也应跟上时代发展的步伐。 注塑模总的特点如下：1） 在国际上发展较快，竞争最为激烈。2） 更新换代日益加快。3） 前景宽广，广泛涉及到机械、电子等许多行业。4） 精密度在提高，并明显的向着复杂化、高效化发展。国内的电子行业在近年有了明显的提高，从而也带动了注塑模的迅速发展，但是与国际水平却相差很远，主要缺陷明显的表现在精度不高，技术含量底、复杂程度底等缺点。严重的阻碍着国内电子业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业最大的不足。因此，注重科技含量，借签了国外的先进理论技术则尤为重要。二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施课题研究的主要内容：本课题主要是塑料成型的工艺设计及制造，也就是注塑模的工艺设计方案分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。生产主要是为了提高生产效率，因此在设计是要力求结构简单，但是一定要保证其精度要求。准备采取的措施：先对塑件进行结构分析，确定型腔的布局，从各方面考虑其结构布局，我也多次到成型部门进行现场模具制造学习，积累了生产实际经验，了解本课题一些相关技术要求及注意事项。三、现有基础和具备的条件首先，通过三年的大学学习，本人已经积累了一定的相关方面的经验，对本课题所涉及的相关科学有了一定的了解，具有了相关的理论基础；学院图书馆收藏了许多有关专业方面的知识书籍和期刊等；还提供了网络化的机房，可以在中国期刊网、维普网、超星数字图书馆等插销有关资料及电子图书等；第二，多次参加实习，包括金工实习，生产实习等，已经有了一定的实践基础。第三，本人在大东——骏通（东莞）电子有限公司实习。大东——骏通（东莞）电子有限公司现有的基础：具有生产电子产品的部门车间（机板和外壳成型） 。主要用于实践检测。还有大型的组装车间和生产线。具备的条件：公司有生产电子部品的设备及测试条件，如日本的 EPACS-300 卧式注射机，无铅自动化锡炉等，但公司主要是装配生产，许多的高精度，小型化零件自己都无法生产，特别是高精度的塑模零件大部分是从韩国进口的。 四、总的工作任务，进度安排以及预期结果1、总的工作任务：在规定的时间内完成本课题（毕业设计） ，并符合院教通（2005）61 号文件与机械工程学院毕业设计细节的要求。2、进度安排：2005 年 11 月 20 日——12 月 20 日：选定课题题目交给指导老师，通过老师综合分析和思考后，最后确定设计论文题目。2005 年 12 月 25 日——2006 年 01 月 07 日：根据指导老师下达的毕业设计任务书，确定论文的主要内容并写好开题报告，交给指导老师。2006 年 03 月 25 日——05 月 16 日：在现有的基础条件下，定期和指导老师联系，进行课题设计论文的写作，独立完成初稿（10000 字以上） ，并交给指导老师。2006 年 05 月 17 日——05 月 22 日：根据指导老师的修改意见修改设计，并根据标准的设计论文格式打印论文修改稿，并于 22 日前交给指导老师。2006 年 05 月 23 日——05 月 31 日：通过指导老师评定，毕业设计论文定稿毕业设计论文要求装订完毕。2006 年 06 月 01 日——06 月 10 日：充分准备，进行毕业答辩。3、预期的结果：在规定的时期内完成任务，于 2006 年 05 月 30 日之前对毕业设计论文定稿，并得取得老师的好评，在论文答辩中有出色的表现。五、指导老师审核意见指导老师（签名）年 月 日 六、教研室审批意见教研室主任（签名）年 月 日 七、院（系）审批意见院（系）主任（签名） 年 月 日备注 内容提要塑料制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方面得到广泛应用。特别是在电子业中则为突出。电子产品的外客大部分是塑料制品，产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。成型工艺和制品的设计。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模，挤出约占成型总数的 60%以上。注射成型分为加料，熔融塑料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。当然如利用电气控制。可实现半自动化或自动化作业。塑料注射模主要用于热塑料制品的成型，已成功的用于成型热固塑性塑料制品，它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。注射模的基本组成是：定模机构，动模机构，浇注系统，导向装置，顶出机构，芯机构，冷却和加热装置，排气系统。因注射模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。SummaryThe plastics products to have already with daily life wait the aspect to acquire the extensive application at the industry, agriculture, national defense. Especially in the electronic industry then and particularly for outstanding. Electronics product that the outer shell spare parts that exaltation is mostly plastics function that request the high quantity. Type craft with product the design.The plastics products of the type method is a lot of. Among them most of inject, die-casting to compatibly press type etc. But inject the mold, extrude, extrude roughly share type total amount of 60% above inject the type is divided in to add the material, meltdown plastics, and inject to make piece to cool off with make the piece to take off the mold to wait five steps. Certainly if make use off the electricity control. Can realize half auto or automatic homework.. Because inject the mold the type`s extensive suitable for use, exactly the basic point of departure of my this design.邵阳学院毕业设计（论文）1前 言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为闹钟后盖的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 CAD、Pro/E 等技术，使用 Office 软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了戴老师的指点。同时也非常感谢邵阳学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。邵阳学院毕业设计（论文）2绪 论{一} 【模具在加工工业中的地位】模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展[二] 【模具的发展趋势】近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的邵阳学院毕业设计（论文）3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。[三] 【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，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。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。邵阳学院毕业设计（论文）41 塑件的工艺分析1.1 【塑件成型工艺分析】如图 1.1 所示：图 1.1 闹钟后盖闹钟后盖的形状较复杂，带有很多不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度。闹钟后盖的注塑材料首先选用 ABS，闹钟的后盖绝大部分的决定了闹钟的重心的位置的所在。所以我们必须很好多处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但应用了 Pro/E 的塑料顾问对其进行模仿 CAE 的注塑之后，发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。1.2 【闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数】邵阳学院毕业设计（论文）5丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯共聚物 ABS 树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 ABS 树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。1.2.1 ABS 塑料主要的性能指标：密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14收缩率 % 0.3~0.8熔 点 ℃ 130~160热变形温度 45N/cm 65~98弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 35~49拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 18~39缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20硬 度 HR R62~86体积电阻系数 Ωcm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz3.71.2.2 ABS 的注射成型工艺参数: 注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150——170料筒二区 180——190料筒三区 200——210喷嘴温度 180——190模具温度 50——70注塑压 60——100保压 40——60注塑时间 2——5邵阳学院毕业设计（论文）6保压时间 5——10冷却时间 5——15周期 15——30后处理 红外线烘箱 温度（70） 时间（0.3——1）由为重要的是因为目前原油价格的下降，导致 ABS 的市场价格大幅度的下跌。邵阳学院毕业设计（论文）72 注塑设备的选择2.1 【估算塑件体积】估算塑件体积和质量：该产品材料为 ABS，查书本得知其密度为 1.13-1.14g/cm3，收缩率为，计算其平均密度为 1.135 g/cm3，平均收缩率为 0.55﹪。使用 PRO/E 软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。另预置浇道凝料为 2 cm3因此估算塑件体积为 9 cm3。2.2 【选择注射机】根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为 SZ-40/25.注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量：40cm 3 注塑压力：200/Mpa 注塑速率：50(g/s)塑化能力：20(Kg/h) 锁模力：2500KN注塑机拉行间距：250×250mm顶出行程：55mm 最小模厚：130mm最大模厚：220mm 模板行程：230mm 注塑机定位孔直径：55 mm 喷嘴球半径：SR10 2.3 【模架的选定】根据塑件选定模架为：S2030—B—I—35—35—70。见图 2.1：邵阳学院毕业设计（论文）8图 2.1 塑件的模架2.4 【最大注射压力的校核】闹钟后盖的原料为 ABS，所需注射为 60-100MPa，而所选注射机压力为 200 MPa，所以注射压力符合要求。2.4.1 最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边） ，通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的 80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V 机 ≥ V 塑 ＋V 浇式中 V 机 ————注塑机的最大注塑量，40 cm3 V 塑 ————塑件的体积，该产品 V 塑 ＝18cm 3V 浇 ————浇注系统体积，该产品 V 浇 ＝2cm 3故 V 机 ≥（18+4） cm32.4.2 锁模力校核F 锁 ﹥pA式中 p————熔融型料在型腔内的压力，该产品 A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算 A=4641 mm3F 锁 ————注塑机的额定锁模力。故 F 锁 ＞pA=200Mpa×4641 mm 3邵阳学院毕业设计（论文）9选定的注塑机的压力为 2500KN，满足要求。2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长×模具宽<拉杆面积B 模具闭合高度校核Hmin————注塑机允许最小模厚=130mmHmax————注塑机允许最大模厚=220mmH——————模具闭合高度=180mm故满足 Hmax＞ H＞H min。（1（ 开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机） ，故注塑机的开模行程应满足下式：S 机 ————注塑机最大开模行程， 230mm;H1———顶出距离，16mm；H2————包括浇注系统在内的塑件高度， 52mm;S 机 － (H 模 －H min)＞H 1＋H 2＋(5～10)因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。故：230－(180－130) ＞62＋(5～10)满足条件 邵阳学院毕业设计（论文）103 塑料件的工艺尺寸的计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。 （包括矩形和异形型芯的长和宽） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。由于闹钟后盖须与前盖配合，所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有闹钟后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS 的成型收缩率为 0.4～0.7%,所以平均收缩率取 S=0.5%3.1 [型腔的径向尺寸]（L M） 0+δ =[（1+S）L s-(0.5～0.75)△] 0+δ =[1.008×Ls-0.75△] 0+δ其中 LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，L s塑件的基本尺寸。塑件公差△为负偏差，S 为塑料的平均收缩率，δ z为模具成型零件的制造公差取 1/4～1/6△，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：（一） 、 L s=81mm . 经计算得：L M=79.440+0.32mm;(二)、 L s=1mm . 经计算得：L M=0.79550+0.07mm;(三)、 L s=5.5mm . 经计算得：L M=5.3250+0.085mm;(四)、 L s=1.8mm . 经计算得：L M=1.5990+0.07mm;(五)、 L s=10mm . 经计算得：L M=9.780+0.1mm;(六)、 L s=7mm . 经计算得：L M=6.750+0.1mm;(七)、 L s=2mm . 经计算得：L M=1.8060+0.07mm;(八)、 L s=3mm . 经计算得：L M=2.8140+0.07mm;(九)、 L s=4mm . 经计算得：L M=3.7770+0.085mm;(十)、 L s=6mm . 经计算得：L M=5.7930+0.085mm;(十一)、 L s=8mm . 经计算得：L M=7.7640+0.0.1mm;(十二)、 L s=16mm . 经计算得：L M=15.7230+0.14mm;(十三)、 L s=12mm . 经计算得：L M=11.7960+0.01mm3.2 [型芯的计算]3.2.1 芯径向尺寸的计算：目录前言. ………………………………………………………………………………1 绪论…………………………………………………………………………………2 1 塑料的工艺分析…………………………………………………………………41.1 塑件成形工艺分析………………………………………………………………41.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数…………………………………42 注塑设备的选择…………………………………………………………………72.1 估算塑件体积…………………………………………………………………72.2 选择注射机……………………………………………………………………7 2.3 模架的选定…………………………………………………………………72.4 最大注射压力的校核…………………………………………………………83 塑料件的工艺尺寸的计算……………………………………………………10 3.1 型腔的径向尺寸……………………………………………………………103.2 型芯的计算…………………………………………………………………10 3.3 模具型腔壁厚的计算………………………………………………………114 浇注系统的设计………………………………………………………………124.1 主流道的设计………………………………………………………………12 4.2 冷料井的设计………………………………………………………………13 4.3 分流道的设计………………………………………………………………134.4 浇口的选择…………………………………………………………………145 分型面的选择与排气系统的设计…………………………………………175.1 分型面的选择………………………………………………………………175.2 排气槽的设计…………………………………………………………………176 合模导向机构的设计…………………………………………………………187 脱模机构的设计………………………………………………………………208 温度调节系统的设计…………………………………………………………218.1 模具冷却系统的设计………………………………………………………228.2 模具加热系统的设计……………………………………………………229 模具的装配 …………………………………………………………………23 9.1 模具的装配顺序 ……………………………………………………………239.2 开模过程分析………………………………………………………………24设计总结 ………………………………………………………………………25参考资料………………………………………………………………………26致 谢…………………………………………………………………………………27