加熱器底座塑料模具設(shè)計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目 ： 加熱器底座塑料模具設(shè)計 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013 年 04 月 I 塑料注塑模具設(shè)計 加熱器底座塑料模具設(shè)計 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，它是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向，許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提 高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。本論文主要介紹了 加熱器底座 塑料注塑模具的設(shè)計。 設(shè)計中首先通過分析塑件的形狀及工藝特性，選擇了合適的模具設(shè)計方案；其次是對注塑機(jī)的選擇，包括注射機(jī)的初選和注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，并確定了注射機(jī)；再次完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括分型面的選擇和確定、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的選擇、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。最后對成型零件尺寸進(jìn)行計算，確定工藝參數(shù)。 采用此模具能夠保證塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、結(jié)構(gòu)簡 單、開模容易、效率高，具有較強(qiáng)的實用性。 關(guān)鍵詞 ： 塑料注塑模具；注塑機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計 is in It is an of of on of of in of is of of To of of of to 要符號表 K 安全系數(shù) E 材料彈性模量 塑料的最大收縮率 脫模阻力 塑料的最小收縮率 C 型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄?單位面積的包緊力 h 型芯被塑料包緊部分的長度 s 塑件公差 單位面積的包緊力 D 腔 型腔內(nèi)形 尺寸 安全系數(shù) 塑料平均收縮率 S 頂 頂出行程 塑件外徑基本尺寸 1 富裕量 塑件內(nèi)形基本尺寸 2 頂出行程富裕量 h 腔 凸模 /型芯高度尺寸 傾斜角 塑件內(nèi)形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力 動模受的總壓力 P 斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 F 塑件的投影面積 塑件收縮率 P 型腔壓力 f 摩擦系數(shù) K 修正系數(shù) 塑料泊桑比 B 動模墊板的寬度 L 支撐塊的跨距 錄 1 緒論 . 1 料成型與注塑模具 . 1 內(nèi)外相關(guān)發(fā)展?fàn)顩r . 1 內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r . 1 外發(fā)展?fàn)顩r . 2 國與國外先進(jìn)技術(shù)的差距 . 2 料模具發(fā)展走勢 . 2 2 塑件材料分析與方案論證 . 3 件的工藝分析 . 3 件的材 料 . 3 苯乙烯的基本特性 . 3 苯乙烯的成型特點 . 3 苯乙烯的主要用途 . 3 苯乙烯的注射成型工藝參數(shù) . 4 件的成型工藝 . 4 射成型的原理 . 4 射成型的工藝過程 . 4 射成型工藝參數(shù) . 6 塑模的機(jī)構(gòu)組成 . 6 案論證 . 6 3 注射成型機(jī)的選擇 . 8 算塑件體積 . 8 算塑件質(zhì)量 . 8 塑機(jī)的注射容量 . 8 模 . 8 擇注塑機(jī)及注塑機(jī)的主要參數(shù) . 9 射機(jī)的選擇 . 9 塑機(jī)的校核 . 9 大注射量校核 . 9 模力校核 . 9 具厚度校核 . 10 模行程校核 . 10 V 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 . 11 注系統(tǒng)的功能 . 11 注系統(tǒng)的組成 . 11 注系統(tǒng)設(shè)計原則 . 11 注系統(tǒng)布置 . 12 道系統(tǒng)設(shè)計 . 13 流道設(shè)計 . 13 料 井設(shè)計 . 14 流道設(shè)計 . 14 口設(shè)計 . 15 5 成型零件工作尺寸的計算 . 17 響塑件尺寸精度的因素 . 17 具成型零件的工作尺寸計算 . 17 形收縮率 . 17 具成形零件的制造誤差 . 18 件的磨損 . 18 具的配合間隙的誤差 . 18 腔和型芯尺寸計算 . 18 腔徑向尺寸計算 . 18 腔的深度尺寸 . 18 芯的徑向尺寸 . 18 芯的高度尺寸 . 19 心距尺寸計算 . 19 模板的強(qiáng)度校核 . 19 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 22 向機(jī)構(gòu)的作用 . 22 柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) . 22 向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計 . 22 柱的設(shè)計 . 22 套的設(shè)計 . 23 板導(dǎo)套導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 23 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 25 本考慮和要求 . 25 出機(jī)構(gòu)的確定 . 25 件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計的特點和基本原則 . 25 桿橫截面直徑校核 . 26 模力的計算 . 26 桿直徑的校核 . 26 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 28 本考慮和要求 . 28 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)具備的基本功能 . 28 芯機(jī)構(gòu)的概述 . 28 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計原則與確定 . 28 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計算 . 29 芯距 . 29 導(dǎo)柱傾斜角 的確定 . 29 導(dǎo)柱直徑的確定 . 30 導(dǎo)柱長度的計算 . 31 塊的設(shè)計 . 32 滑槽的設(shè)計 . 32 塊定位裝置 . 32 塊的作用和結(jié)構(gòu)形式 . 32 緊塊 . 32 緊塊的作用 . 32 緊塊的設(shè)計要點 . 33 緊塊的結(jié)構(gòu)形式 . 33 9 模具的材料 . 34 料模具用鋼的必要條件 . 34 擇鋼材的條件 . 34 模具材料的選擇 . 34 具的淬火硬度 . 35 具的表面粗糙度 . 35 處理的選擇 . 35 10 模具的可行性分析 . 36 它結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 . 36 模具的特點 . 36 場前景與經(jīng)濟(jì)效益分析 . 36 11 結(jié)論 . 37 考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 39 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 . 錯誤 !未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 . 40 緒論 1 1 緒論 料成型與注塑模具 塑料工業(yè)是由塑料原料和塑料制品生產(chǎn)兩大系統(tǒng)組成，二者相輔相成，缺一不可，而塑料制品生產(chǎn)是實現(xiàn)塑料原料自身價值的唯一手段。塑料制品生產(chǎn)主要由成型、機(jī)械加工、表面裝飾、裝配等環(huán)節(jié)組成，其重要一環(huán)就是塑料成型。 塑料成型就是將各種形態(tài)的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散體）制成所需形狀的制品或胚件的過程。塑料成型的方法很多，如注塑、吹塑、擠出等等。而注塑成型以其能成型高尺寸精度、高復(fù)雜性的制品和高效率占有重要一席。 塑料注塑成型過程是，塑料原料從注塑機(jī)的料斗進(jìn)入加熱筒，經(jīng)塑化后由柱塞或螺桿的推動，在一定壓力下通過噴嘴進(jìn)入模具型腔，經(jīng)冷卻固化后而開模獲得制品（塑件）。除少數(shù)幾種塑件 外，幾乎所有的塑件都可以注塑成型。 塑模設(shè)計的傳統(tǒng)方法，是依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗技巧和現(xiàn)有的設(shè)計數(shù)據(jù)，從對塑件的工藝計算到塑模的設(shè)計制圖，全靠手工勞動。對塑模的制造就更需要專業(yè)人員付出大量的繁雜勞動。所以塑件的質(zhì)量和數(shù)量都遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。隨著計算器技朮的廣泛應(yīng)用，塑模設(shè)計和制造采用了 統(tǒng)，從而大大提高了模具設(shè)計制造的效率。 塑模 應(yīng)用可以提高塑模的設(shè)計制造質(zhì)量和速度。采用了 用 床可以提高制造精度，節(jié)省能耗和擴(kuò)大制造功能。 塑料模具材料直接影響塑模 的使用壽命加工成本及產(chǎn)品的成型質(zhì)量，因此設(shè)計時要正確地選擇模具材料。 內(nèi)外相關(guān)發(fā)展?fàn)顩r 內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)，也是一個國家加工工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。近年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長足的發(fā)展。 現(xiàn)在，我國模具生產(chǎn)廠點約有 3 萬多家，從業(yè)人數(shù) 80 多萬人。 “十五 ”期間，模具年平均增長速度達(dá)到 20左右， 2005 年模具銷售額達(dá) 650 億元，同比增長25；在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50，塑料模具約占 33，壓鑄模具約占 6，其它各類模具約占 11。但是，由 于創(chuàng)新能力弱，行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難以突破，使得我國模具行業(yè)長期以來面臨著 “低端競爭、高端進(jìn)口 ”的尷尬局面。 為了適應(yīng)市場對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具越 2 來越向著大型化、高精度化、多功能復(fù)合模具化等方向發(fā)展。熱流道模具、氣輔模具等先進(jìn)的模具加工技術(shù)也將在塑料模具中得到更廣泛的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛應(yīng)用，將極大的影響模具制造周期，提高模具的質(zhì)量，并降低模具的制造成本。 外發(fā)展?fàn)顩r 高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平，在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模 具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 目前，國外注射成型技術(shù)的發(fā)展迅速，精密注射成型、注射成型中的計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及全電動注射劑、兩板式注射機(jī)、無拉桿注射機(jī)、電磁動態(tài)化注射機(jī)等技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，都大大提高了國外模具的生產(chǎn)和制造水平。 國與國外先進(jìn)技術(shù)的差距 中國模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列幾方面。國內(nèi)自配率不足 80，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足 60。模具是制造業(yè)的 重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。中國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），專業(yè)模具廠也大多數(shù)是 “大而全 ”、 “小而全 ”的組織形式。國外模具企業(yè)大多是 “小而專 ”、 “小而精 ”。模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。與國際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)。 料模具發(fā) 展走勢 a. 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。 b. 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 術(shù)。 c. 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 d. 新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式 。 e. 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 f. 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 g. 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。 2 塑件材料分析與方案論證 3 2 塑件材料分析與方案論證 件的材料 此塑件的材料為聚苯乙烯 ( 苯乙烯的基本特性 聚苯乙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，密度為 色、無味、無毒的透明剛性固體，可見光的透光率接近 90。成型零件可達(dá)到很好的尺寸精度并在很寬的溫度范圍內(nèi)保持其尺寸的穩(wěn)定性。成型收縮率恒為 抗蠕變、耐磨、耐熱、耐寒。脆化溫度在低，長期工作溫度達(dá) 120 。聚苯乙烯吸水率較低，能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持較好的電性能。聚苯乙烯熱導(dǎo)率較小，是良好的絕熱保溫材料。耐室溫下的水、稀酸、氧化劑、還原劑、鹽、油、脂肪 烴，但不耐堿、胺、酮、脂、芳香烴，并有良好的耐氣候性。其最大的缺點是塑件易開裂，耐疲勞強(qiáng)度較差。用玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯，克服了上述缺點，使聚苯乙烯具有更好的力學(xué)性能，更好的尺寸穩(wěn)定性，更小的成型收縮率，并提高了耐熱性和耐藥性，降低了成本。 2 苯乙烯的成型特點 聚苯乙烯可以采用擠出、熱成型、旋轉(zhuǎn)模塑、吹塑、發(fā)泡等多種成型工藝，其中注塑、擠出、發(fā)泡是最常采用的工藝方法。聚苯乙烯吸水性很小，成型加工前一般都不需要專門的干燥工序。其流動性和成型性優(yōu)良，成品率高，但容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋，成型制品的 脫模斜度不宜過小，頂出要均勻，而且由于熱膨脹系數(shù)高，制品中不宜有嵌件。宜用高料溫、低注射壓力成型并延長注射時間，以防止縮孔及變形，但料溫過高，容易出現(xiàn)銀絲。 苯乙烯的主要用途 在機(jī)械上主要用作各種齒輪、渦輪、蝸桿、齒條、凸輪、心軸、軸承、滑輪、鉸鏈、螺母、墊圈、泵葉輪、燈罩、節(jié)流閥、潤滑油輸油管、各種外殼、蓋板、容器、冷凍和冷卻裝置零件等。在電氣方面，用作電機(jī)零件、電話交換器零件、信號用繼電器、風(fēng)扇部件、撥號盤、儀表殼、接線板等。還可制作照明燈、高溫透鏡、視孔鏡、防護(hù)玻璃等光學(xué)零件。 4 苯乙烯的注射成型工藝參數(shù) 密度（ g/ 吸水率 (%)(24h)： 收縮率（ %）： 熱變性溫度 / ： 100 拉伸強(qiáng)度 ( 35 63； 彎曲強(qiáng)度 ( 61 98； 彈性模量 ( 沖擊強(qiáng)度：無缺口，不斷； 適用注塑機(jī)類型：螺桿式、柱塞式均可。 件的成型工藝 塑料的種類很多，其成型的方法也很多，有注射成型、壓縮成型、壓注成型、擠出成型、氣動與液壓成型、泡沫塑料的成型等。其中前四種方法最為常 用。本塑件的成型采用注射成型。 射成型的原理 注射成型是原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射劑柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)一定時間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件，這樣就完成了一次工作循環(huán)。如圖 示。 2 圖 射成型工作循環(huán) 射成型的工藝過程 注射成型工 藝 過程包括：成型前的準(zhǔn)備、注射成型過程以及塑件的后處理三個階段。 5 a. 成型前的準(zhǔn)備 為確保注射過程順利進(jìn)行和保證質(zhì)量，應(yīng)對所用設(shè)備和塑料進(jìn)行一下準(zhǔn)備工作： (1) 成型前對原料的預(yù)處理 ： 根據(jù)各種塑料的特性及供料狀況，一般在成型前對原料進(jìn)行外觀和工藝性能檢驗。 (2) 料筒的清洗 ： 在注射成型前，如果料筒內(nèi)殘余塑料與將要使用的塑料不一致以及需要調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對料筒進(jìn)行清洗或更換。 (3) 螺桿式注射機(jī)通常是直接換料清洗 。 (4) 脫模劑的使用 ： 脫模劑是使塑件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。 b. 注射成型過程 注射過程是塑料轉(zhuǎn)變?yōu)樗芗闹饕A 段。它包括加料、塑化、加壓、注射、保壓、冷卻定型和脫模等步驟。 (1) 加料 ： 由注射劑料斗落入一定量的塑料，以保證操作穩(wěn)定、塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。 (2) 塑化 ： 塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到熔融流動狀態(tài)，并具有良好的塑性的全過程。 (3) 加壓注射 ： 注射機(jī)用柱塞或螺桿推動具有流動性和溫度均勻的塑料熔體，從料筒中經(jīng)過噴嘴、澆注系統(tǒng)直至注入模腔。 (4) 保壓 ： 保壓是自注射結(jié)束到柱塞或螺桿開始后移的這段過程，即壓實工序。 (5) 冷卻定型 ： 當(dāng)澆注系統(tǒng)的塑料已經(jīng)冷卻凝固，繼續(xù)保壓已不再需要，此時可退 回柱塞或螺桿，同時通入冷卻水或空氣等冷卻介質(zhì)，對模具進(jìn)一步冷卻，這一階段稱冷卻定型。 (6) 脫模 ： 塑件冷卻到一定溫度即可開模，在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑件推出模外。 c. 塑料的后處理 塑件經(jīng)注射成型后，除去澆口凝料，修飾澆口處余料及飛邊毛刺外，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚枰愿纳坪吞岣咚芗男阅?，塑件的后處理主要指退火和調(diào)濕處理。 (1) 退火處理 ： 退火處理是使塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間，然后緩慢冷卻的過程。 (2) 調(diào) 制 處理 ： 將剛脫模的塑件放在熱水中進(jìn)行處理，以隔絕空氣，防止塑 6 件氧 化而變色，同時，加快達(dá)到吸濕平衡的一種處理方法。 射成型工藝參數(shù) 在生產(chǎn)中，工藝條件的選擇及控制 ， 就是保證成型順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量的關(guān)鍵。注射成型最主要的工藝參數(shù)是塑化流動和冷卻的溫度、壓力，以及相應(yīng)的各個作用時間。 a. 溫度 ： 注射成型過程需控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度等。 b. 壓力 ： 注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力。它們關(guān)系到塑化和成型的質(zhì)量。 塑模的機(jī)構(gòu)組成 注射模具包括動模和定模兩部分，動模安裝在注射機(jī)的移動模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。注射時動模與 定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時動模與定模分離，以便取出塑料制品。 根據(jù)模具中各個部件所起的作用，可將模具分為以下幾個基本組成部分： a. 成型零部件 ： 主要用來決定制品的幾何形狀和尺寸 。 b. 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ： 主要用來保證動模和定模兩大部份或模具中其它零部件之間的準(zhǔn)確對和，以保證制品形狀和尺寸的精確度，并避免模具中各種零件發(fā)生碰撞和干涉。 c. 澆注系統(tǒng) ： 是將注射機(jī)射出的塑料熔體引向閉合模腔的通道，對熔體充模時的流動特性以及注射成型質(zhì)量都具有重要影響。 d. 推出機(jī)構(gòu) ： 在開模過程中，需要有推出機(jī)構(gòu)將塑料制 品及其在流道內(nèi)的凝料推出或拉出。 e. 調(diào)溫系統(tǒng) ： 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 f. 排氣結(jié)構(gòu) ： 注射模中設(shè)置排氣結(jié)構(gòu)是為了在塑料熔體充模過程中排除模腔中的空氣和塑料本身揮發(fā)出的各種氣體，以避免他們造成缺陷。 g. 支承零部件 ： 這類零部件在注射模中用來安裝固定或支承成型零部件等上述七種功能結(jié)構(gòu)，將支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)成模具的基本骨架。 案論證 此次設(shè)計的塑料模具的塑件圖如圖 示 。 7 a 加熱器底座 二維圖 b 加熱器底座 三維圖 圖 熱器底座 方案一：采用強(qiáng)制脫模，其澆口套和澆口設(shè)在定模固定板上。 采用直接澆口，這種澆口流動阻力小，進(jìn)料快。 方案二：采用彈簧抽芯，型芯將一塊鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部是實心的，實心部分加一頂桿。在鎖模力解除后，頂桿抽出，在彈簧力的作用下，型芯鑲塊向下運動