杯托注塑模設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計是以“杯托注塑模設計”為主題。其設計思路由參考多個生產事例而得出，設計內容是從零件的工藝分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設計的大體思路。在設計當中，很多東西都是自己原來所沒有接觸過的，尤其是前段時間所學的理論課知識與現(xiàn)在的自己動手操作設計，設計順序開始是從零件的材料選擇，接下是成型參數(shù)、密度、收縮率的確定，模具種類與模具設計

2、的關系、塑件的尺寸精度與結構、注射機的選擇、模具設計有關尺寸的計算（包括模具行腔型芯的計算及其公差的確定）、注塑機參數(shù)的校核、模具結構設計、模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算、注射模標準件的選用及總裝技術要求等內容。</p><p>　　其次是模具的結構，在模具結構的設計當中，首先設計的是模具的型腔結構，接下來是型芯結構、斜導柱、滑塊、導向機構、復位桿、拉料桿、推件桿和推出機構，這樣做的目的是為了規(guī)范化，更重要的是為了以后與

3、制造人員的配合。既讓自己有了良好的設計習慣，又能鍛煉自己的配合意識。為以后工作做一次演練，這樣更能體現(xiàn)理論與實踐相結合的目的。</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛，質量要求也越來越高。在選擇杯托這個題目時，主要是因為它在日常生活中比較常見。因為每個家庭都有很多家

4、用電器，當然杯托也是這些家用電器的必備產品。選擇它的目的在于它時常出現(xiàn)在我們的生活中，另外我們遇到的問題也不是什么大的問題，如果我們掌握了它的結構，以及它的性能，還有它的原理，那么每當我們發(fā)現(xiàn)它的毛病時，就可以自己動手去操作，把它的問題找出來，一方面可以解決問題，另一方面也可以發(fā)現(xiàn)它的那些地方會經(jīng)常出現(xiàn)問題，在我們選擇杯托時會留意一下。</p><p>　　在塑料制品的生產中，高質量的模具設計、先進的模具制造設備

5、、合理的加工工藝、優(yōu)質的模具材料和現(xiàn)代成形設備等都是成形優(yōu)質塑料的重要條件。目前，我國制造業(yè)的水平仍然很低，1995年人均制造業(yè)增加值僅203.5美元/人，根據(jù)機械科學研究院采用“投入生產—系統(tǒng)動力學宏觀經(jīng)濟模型”的預測，到2020年將達到1384美元/人，也僅僅相當于1950年美國的水平（1530美元/人），略高于日本1965年的水平，因此，我國的制造技術與國際先進水平相比還存在著階段性差距。</p><p>

6、　　近年來我國模具發(fā)展的重點放在精密、大型、復雜、長壽命模具上，并取得了可喜成績。雖然我國模具工業(yè)已取得較大的發(fā)展，但仍然不能滿足國內經(jīng)濟高速發(fā)展的需要?！笆濉逼陂g，我國模具市場在汽車、家用電器、電子及通信產品、建材、玩具、儀器儀表等行業(yè)將會有更大的需求。但是我們的小型模具，比如像杯托這樣的家用產品，因為它的產量較大，并且人們的生活中也不可缺。它在我們的生活中所占的比重很大，這是不容我們忽視的。</p><p>

7、;　　因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標準化水平，從而提高模具質量，縮短模具生產周期及降低成本。由于我國的模具產品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產品也應作為重點來發(fā)展。而且應該是目前已有一定基礎，有條件、有可能發(fā)展起來的產品。</p><p><b>　　1、塑件工藝分析</b></p&g

8、t;<p><b>　　1.1塑件設計要求</b></p><p>　　該產品用于電源杯托上,要求具有絕緣性的作用。該產品精度及表面粗糙度要求為一般精度,但在加工制造過程中要求各部分有一定配合精度關系。</p><p>　　1.2塑件生產批量要求</p><p>　　該產品為大批量生產。故設計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能

9、自動脫模，可采用側澆口自動脫模結構。由于該塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔的結構，澆口形式采用側澆口，由于塑件相對較小，所以可以采用一點進料，以利于充滿型腔。相對于大塑件可采用相對于小的塑件大的分流道，以達到同時充模的效果。</p><p>　　1.3塑件的成型要求</p><p>　　化學性能穩(wěn)定，絕緣性好，宜于成形加工等，閉彎折不容易產生損壞和斷裂現(xiàn)象。塑件表面要求無飛邊或縮孔現(xiàn)象

10、。</p><p><b>　　2、選用塑料</b></p><p>　　2.1酚醛塑料(PF)</p><p>　　性能:1.一般工業(yè)電器用:具有良好可塑性,適用于一般壓塑成型,工藝性良好,機電性良好,光澤性好。</p><p>　　2.高電絕緣用:適宜于壓縮成形,除力學性能良好外,有優(yōu)良絕緣性及耐水性。</p&

11、gt;<p>　　3.高頻率用:有優(yōu)良耐水、耐熱性、耐高頻率性、宜用于濕熱帶氣候條件用。</p><p>　　4．耐水、耐熱、耐油，耐腐蝕，防濕防霉用，有良好的機電性能。</p><p>　　5．耐沖擊用：有高抗沖擊強度，電絕緣，防霉，防濕，耐水性能。</p><p>　　6．自然放霉，耐濕，耐酸特性及具有高度防濕，防霉，耐高頻特性。</p>

12、;<p>　　7．日用品用：有一定機械強度，工藝性好、價格便宜。</p><p>　　用途：1.可做工業(yè)電器開關及零件,儀表殼,紡織機械零件、礦燈零件,旋紐燈頭,開關,杯托等日用電器零件</p><p>　　2.可作電絕緣性,耐水性要求較高的電器儀表及電訊工業(yè)零件,交通電工器材及無線電零件</p><p>　　3.可作耐高頻的短波和超短波電訊器材,高絕

13、緣試驗儀器,無線電,雷達,電子管燈座等電器零件</p><p>　　4.可作要求耐熱,耐水,防霉,防腐的各種電器零件,用于船舶,濕熱帶氣候條件時</p><p>　　5.可用于有金屬嵌件的復雜塑件,或用于防霉,防濕,防震場合時作真空管杯托,電磁開關座,蓄電池箱蓋,通訊機外殼</p><p>　　6.可作蓄電池零件,人造纖維工業(yè)用零件,衛(wèi)生醫(yī)藥用具,有酸,蒸氣侵蝕的工

14、作條件時零件以及濕度大,頻率高,電壓高的電器,機械零件</p><p>　　7.可作瓶蓋,紐扣等日用品零件</p><p>　　2.2聚醚砜(PES)</p><p>　　性能:具有耐熱性優(yōu)越的聚醚類塑料,熱變形溫度磕打260℃,高溫下其力學強度也不降低，透明無毒,但易吸水</p><p>　　用途:用于制造電器開關件,汽車變速器齒輪,線圈骨

15、架,杯托,醫(yī)療器械飛機窗框</p><p>　　2.3聚碳酸酯（PC）</p><p>　　性能: 聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲的了工業(yè)化生產。由于聚碳酸酯結構上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程

16、塑料中增長速度最快的通用工程塑料。</p><p>　　PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預干燥，水分含量應低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當大的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1：18~24，壓縮

17、比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，改進PC熔體粘度大（加工性）和制品易應力開裂等缺陷， PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有PC/ABS合金，PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要貢獻高耐熱性，較

18、好的韌性和沖擊強度，高強度、阻燃性， ABS則能改進可成型性，表觀質量，降低密度。 </p><p>　　2.4材料的確定及相關參數(shù)</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　采用酚醛塑料,它一般以(40-50)%的酚醛樹脂作基本原料,加入(40-50)%填料、固化劑、催化劑、燃料、塑化劑及潤滑劑等輔助料而組成，這樣可以降

19、低成本，另外換可以賦予他書性質以及材料的流動性，使之在高壓下流入塑模時不致過多地溢出。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　采用聚醚砜,雖然在高溫下力學強度不降低,但是易吸水用在杯托上,特別是在用電設備上不太安全.</p><p><b>　　方案三</b></p><p&g

20、t;　　因為它的熔融,凝固十分迅速,熔融速度快有利于成型,縮短了成型周期,按經(jīng)濟條件考慮,省時就是有利于提高生產率.另外它在常溫下一般不溶于有機溶劑,能耐醛、酯、醚、烴及弱酸、弱堿，耐汽油及潤滑油性能也很好，有較高的抗拉、抗壓性能和突出的耐疲勞強度，尺寸穩(wěn)定、吸水率小，具有優(yōu)良的減摩、耐摩性能，能耐扭變，有突出的回彈能力；還有較好的電氣絕緣性能。</p><p>　　注射成形機類型:螺桿式</p>

21、<p>　　密 度(g/cm3):1.41～1.43</p><p>　　計算收縮率(%):1.2～1.0</p><p>　　預熱:溫度(℃)80～100</p><p><b>　　時間：(h)3～5</b></p><p>　　料筒溫度(℃):后段 160～170</p><p>

22、　　中段 170～180</p><p>　　前段 180～190</p><p>　　噴嘴溫度(℃):170～180</p><p>　　模具溫度(℃):90～120</p><p>　　注射壓力(Mpa)80～130</p><p>　　成形時間(s):注射時間20～90</p><p>&

23、lt;b>　　高壓時間0～9</b></p><p><b>　　冷卻時間20～60</b></p><p><b>　　總周期 60</b></p><p>　　適用注射機類型:螺桿式</p><p>　　后處理:方法 紅外線燈、烘箱</p><p>

24、;　　溫度(℃) 140～145</p><p>　　時間(h) 4</p><p>　　3、塑料種類與模具設計的關系</p><p>　　不同種類的塑料其工藝性能、成形特性也不相同，因此為了確定塑料的工藝性能、成形特征，并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質的塑料制件。</p><p>　　表3.1 塑料種類與模具設計關系[2]</p&

25、gt;<p><b>　　4、注射機的選擇</b></p><p>　　由給出的工件可稱得工件的質量為20g，一模四腔總重為80g，可計算澆注系統(tǒng)的體積為，由文獻[2]：</p><p>　　所以： (式4.1)</p><p>　　選用XS-ZY-125型臥式注射機[2]，其性能參數(shù)如下：&l

26、t;/p><p>　　額定注射量： </p><p>　　注射壓力： </p><p>　　鎖模力： </p><p>　　最大注射面積： </p><p>　　最大開模行程： </p><p>　　模具最大厚度： </p><p&g

27、t;　　模具最小厚度： </p><p>　　拉桿間距： </p><p>　　噴嘴直徑： </p><p>　　噴嘴圓弧半徑： </p><p><b>　　5、模具的基本結構</b></p><p>　　5.1模具的成形方法</p><p&g

28、t;　　塑件采用注射成形法生產.為保證塑件表面質量,使用點澆口成形,因此模具應為雙分形面注射模.</p><p>　　5.2模具的結構形式</p><p>　　我國目前標準化注射模零件的國家標準有12個，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）兩種?！吨行⌒湍＜堋窐藴手幸?guī)定，模架的周界尺寸范圍為：≤560mmx900mm，并規(guī)定模架的形

29、式為品種型號.塑料注射中小型模架標準GB/T12556.1-12556.2-90.其組合形式有A1,A2,A3,A4四種,根據(jù)條件選用A4.其結構形式如下圖。</p><p><b>　　圖5.1模架</b></p><p><b>　　5.2型腔的布置</b></p><p>　　塑件形狀簡單,質量較小,生產批量大.所以

30、應使用多型腔注射模具.考慮到塑件的側面有矩形孔(),需側向抽芯,所以模具采用一模四腔(計算方法如下),平衡布置.這樣模具尺寸較小,制造加工方便,生產效率高,塑件成本較低.其布置如下圖：</p><p>　　圖5.2 型腔設計</p><p><b>　　5.3確定分型面</b></p><p>　　塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求,塑件的

31、分型面有多種選擇,圖如下,分型面選擇在軸線上,這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡,影響塑件表面質量.同時這種分型面也使側向抽芯困難,假如分型面選擇在下端面,這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成型,塑件大部分外表面光滑,僅在側向抽芯處留有分型面痕跡.同時側向抽芯容易,而且塑件脫模方便.雙分型面注射模注射成型塑件表面平整、沒有較大的澆口痕跡.由于該塑件為多型腔注射模,澆注系統(tǒng)有分流道,即要實現(xiàn)分流道脫模,又要實現(xiàn)塑件脫模,所以應該

32、應用雙分型面. </p><p>　　圖5.3 分型面的設計</p><p><b>　　5.4選擇澆注系統(tǒng)</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道</p><p><b>　　1）主流道的設計</b></p><p>

33、;　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴開始到分流道的流通通道. 主流道襯套的材料常用T8A、T10A制造，熱處理后硬度為50—55HRC。主流道襯套與定模板采用H7/m6的過渡配合，主流道襯套與定位圈采用H9/m9的過渡配合。由于受型腔或分流道的反壓力作用，主流道襯套會產生軸向定位移動，所以主流道襯套的軸向定位要可靠其結構形式如下圖。</p><p>　　滑塊是斜導柱側抽芯機構中的一個重要零部件,它上面安裝有側向

34、型芯 或側向成形塊,注射成形時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要它的運動精度保證.滑塊的結構形狀可以根據(jù)具體塑件和模具結構靈活設計,它可分為整體式和組合式兩種,下面用的是整體式:</p><p><b>　　圖8.2 斜滑塊</b></p><p><b>　　8.5導向機構</b></p><p>　　合模導向機構在

35、模具中的作用，一是定位作用，模具每次合攏時，都有一個唯一的準確方位，從而保證型腔的正確形狀；二是導向作用，引導動定模正確閉合，避免凸模式型芯先進入型腔而損壞；三是承受一定的側壓力，在成行過程中承受單向側壓力。導向機構主要由導柱和導套組成</p><p><b>　　導柱1</b></p><p><b>　　圖8.3 導柱1</b></p&

36、gt;<p><b>　　導柱2</b></p><p><b>　　圖8.4 導柱2</b></p><p><b>　　8.6復位桿</b></p><p>　　復位零件，為了使推出元件合模后能回到原來的位置，在設計時應考慮推出機構的復位，推出機構中常用的復位零件有復位桿和彈簧，對于

37、本模具的形式和結構的綜合考慮，選用復位桿推出機構。</p><p><b>　　圖8.5 復位桿</b></p><p><b>　　8.7拉料桿</b></p><p>　　拉料桿可分為球形拉料桿、z形拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)對各種拉料桿的對比分析和對本模具成型特點考慮用z形拉料桿，其尺寸就及形狀如下圖：</p

38、><p><b>　　圖8.6 拉料桿</b></p><p><b>　　8.8推件桿</b></p><p><b>　　圖8.7 推件桿</b></p><p><b>　　8.9推出結構</b></p><p>　　推出機構

39、的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動作的導向及和模時推遲推出零件復位的零件。</p><p>　　圖8.8 推出機構</p><p>　　9、塑料注射模具技術要求及總裝技術要求</p><p>　　9.1零件的技術要求</p><p>　　塑

40、料注射模具應優(yōu)先按GB/T12555.1—90和GB4169.1—11選用標準模架和標準件。模具成形零件 材料和熱處理要求，優(yōu)先按下表內容選用。</p><p>　　表9.1 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)[2]</p><p><b>　　9.2總裝技術要求</b></p><p>　　模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地

41、，并安裝在指定的注射機的全過程，在安裝時要注意到模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求，模具中有側向滑動結構時，盡量使其運動方向為水平方向，模具長度與寬度尺寸相差較大時，應盡可能使較長的邊與水平方向平行，模具中帶有液壓油路接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作一側.</p><p>　　工作原理：開模時，動模部分向后移動，開模力通過斜導柱驅動側型芯滑塊，迫使其在動模板的導滑槽內向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，

42、完成側向抽芯動作。這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直至注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構開始工作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復位桿使推出機構復位，斜導柱使側型芯滑塊向內移動完成復位。</p><p>　　表9.2 總裝技術要求[2]</p><p><b>　　工藝流程</b></p><p>　　10.1 動模固定板</p&g

43、t;<p>　　動模固定板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工</p><p>　　動模固定板加工的工序安排</p><p><b>　　10.2 鎖緊楔</b></p><p>　　鎖緊楔的加工工藝路線：毛坯→銑削加工→磨削加工→鉗工</p><p>　　鎖緊楔加工的工序安排<

44、;/p><p>　　10.3 定模固定板</p><p>　　定模固定板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工</p><p>　　定模固定板加工的工序安排</p><p><b>　　10.4 定模板</b></p><p>　　定模板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→

45、平面磨削加工→鉗工→電火花加工凹模→鉗工→研磨</p><p>　　定模板加工的工序安排</p><p>　　10.5 澆口套</p><p>　　澆口套的加工工藝路線：毛坯（棒料）→車削加工→外圓磨削加工→精研</p><p>　　澆口套加工的工序安排</p><p><b>　　10.6 導套<

46、;/b></p><p>　　導套的加工工藝路線：毛坯（棒料）→車削加工→熱處理→內、外圓磨削加工</p><p><b>　　導套加工的工序安排</b></p><p><b>　　10.7 導柱</b></p><p>　　導柱的加工工藝路線：毛坯（棒料）→車削加工→熱處理→外圓磨削加工

47、</p><p><b>　　導柱加工的工序安排</b></p><p><b>　　10.8 動模板</b></p><p>　　動模板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工→銑削→鉗工</p><p>　　動模板加工的工序安排</p><p>　　1

48、0.9 Φ20型芯</p><p>　　型芯的加工工藝路線：毛坯→車削加工→銑削加工→平面磨削加工→外圓磨削加工→鉆削加工</p><p><b>　　型芯加工的工序安排</b></p><p>　　10.10 Φ26型芯</p><p>　　型芯的加工工藝路線：毛坯→銑削加工→車削加工→外圓磨削加工→平面磨削加工&

49、lt;/p><p><b>　　型芯加工的工序安排</b></p><p><b>　　10.11 墊板</b></p><p>　　墊板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工</p><p><b>　　墊板加工的工序安排</b></p>&l

50、t;p><b>　　10.12 模腿</b></p><p>　　模腿的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工</p><p><b>　　模腿加工的工序安排</b></p><p>　　10.13 頂桿板</p><p>　　頂桿板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工

51、→平面磨削加工→鉗工</p><p>　　頂桿板加工的工序安排</p><p><b>　　10.14 墊釘</b></p><p>　　墊釘?shù)募庸すに嚶肪€：毛坯（棒料）→車削加工→外圓磨削加工→平面磨削加工</p><p><b>　　墊釘加工的工序安排</b></p><p

52、><b>　　10.15 推板</b></p><p>　　推板的加工工藝路線：毛坯（板料）→銑削加工→平面磨削加工→鉗工</p><p><b>　　推板加工的工序安排</b></p><p><b>　　10.16 頂桿</b></p><p>　　頂桿的加工工藝

53、路線：毛坯（棒料）→車削加工→熱處理→外圓磨削加工→電火花加工</p><p><b>　　頂桿加工的工序安排</b></p><p>　　10.17 復位桿</p><p>　　復位桿的加工工藝路線：毛坯（棒料）→車削加工→外圓磨削加工</p><p>　　復位桿加工的工序安排</p><p>

54、;<b>　　小 結</b></p><p>　　通過本次杯托注塑模設計，我們把以前學過的課程又重新回顧了一次，并且有了更深刻的了解，同時也得到了很好的鞏固，但是我們只是理論上的鞏固，只是一個步行的起點。</p><p>　　在此以前，我們根本不了解模具的設計，只是印象上有個形象意識，通過這次的模具設計，使我們對模具有了一定的了解，知道了模具定義、分類、結構組成、模

55、具的發(fā)展、未來的動向。它在工業(yè)現(xiàn)代化建設中占有舉足輕重的地位。</p><p>　　通過這次設計，使我們得到了很大的收獲。這與老師的耐心指導是分不開的，但是由于我們是初學者，雖然查閱了很大一部分的資料，但對于真正的模具設計來說是有限的，是欠缺的。</p><p>　　因此在我們的設計圖紙和說明書中，存在著很多不足之處，希望老師在審閱時，給予指證，幫助我們更好的進步。</p>

56、<p>　　感謝老師對我們的細心指導和幫助</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 馮炳光等編．《模具設計與制造簡明手冊》．上海：上?？茖W技術出版社，1998．</p><p>　　[2] 王季琨、沈中偉、劉錫珍．《機械制造工藝學》．天津：天津大學出版社，1998．</p><p&

57、gt;　　[3] 薛彥成．《公差與技術測量》．北京：機械工業(yè)出版社，1999．</p><p>　　[4] 黃毅宏、李明輝．《模具制造工藝》．北京：機械工業(yè)出版社，2003．</p><p>　　[5] 華中理工大學等院校．《機械制圖》．北京：高等教育出版社，1999．</p><p>　　[6] 胡石玉．《模具制造技術》．沈陽：東北大學出版社，1997．</