毕业答辩模板-西安交通大学

华北水利水电大学毕业设计答辩说明书章节前言插座上壳体结构与工艺性分析插座上壳体注塑模具的结构设计注射机相关参数校核模具的工作原理及安装、调试设计总结四位插座上壳体注射模具设计•姓名：豆保丽•班级：2009065•指导老师：张占哲、郑淑娟第1章前言主要内容：1.1选题的依据及意义1.2国外模具工业的现状及发展1.3我国模具工业技术概况及其主要发展方向1.1选题的依据及意义•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。•本次设计以注射插座上壳体模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，模具零件尺寸的计算，模具总的装配等一系列模具设计的所有过程。能很好的达到学以致用的效果。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综合应用到本次设计当中来第2章插座上壳体结构与工艺性分析本壳体底面平整，内外竖直表面各有四个卡扣，内部表面拉伸两个放安全衬套卡槽(厚度1mm)，壳体横面上设置四个插座孔，总体尺寸不大，长50mm，宽50mm,高10mm,壳体厚度2mm。2.1四位插座上壳体三视图2.1制件图1.塑件尺寸精度分析该塑件上未注精度要求的均按照SJ1372中6级精度公差值选取2.塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，外表面表面光滑，没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4μm，下端外沿不允许有浇口痕迹，允许最大脱模斜度3°，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。3.塑件的结构工艺性分析:A、从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。B、塑件型腔不大，适合批量生产。2.2材料分析通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。聚丙烯•性能特点：结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能化学稳定性很好，刚度好，耐水、耐热性强，良好的绝缘材料•成型特点：吸水性小，熔料的流动性能较好，成型容易，但收缩率大，易产生缩孔、凹痕变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力ABS（非结晶型）•性能特点：透明性好，优良的力学性能，冲击强度极好，耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，电性能好，抗拉强度高，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好•成型性能好，成型前需干燥，注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂有机玻璃（非结晶型）•性能特点：透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但表面硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂•成型特点：流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高聚碳酸酯（非结晶型）•性能特点：透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯•成型特点：耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好本插座上壳体外观颜色为白色，精度等级一般（6级精度）。制品底面平整，尺寸大小适中。宜采用ABS塑料，ABS材料是线型结构，非结晶型，ABS材料常用于电器外壳、汽车仪表盘、日用品等。ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成。ABS是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。ABS的性能指标•密度/g·cm-31.02~1.08•比体积/cm3·g-10.86～0.98•吸水率（%）0.2～0.4•熔点/。C130～160•计算收缩率（%）0.3～0.8•比热容/J·（kg·C）1470•耐电弧性/（s)50～85•屈服强度/Mpa50•拉伸强度/Mpa38•拉伸弹性模量/Mpa1.8×10•弯曲强度/Mpa80•抗压强度/Mpa63•弯曲弹性模量/Mpa1.5×10•热焓量/J·kg-1327～3962.3零件结构分析（1）收缩率ABS的收缩率为0.3%～0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。（2）产品厚度本产品的壁厚设置为2.0mm，是通过实际测量，根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。（3）倒圆角塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。2.4零件体积及质量估算2.4.1注射量的计算借助于Pro/E软件，直接测量出：体积=8.5776317e+03毫米^3曲面面积=9.8371770e+03毫米^2密度=1.0500000e+00公吨/毫米^3质量=9.0065132e+03公吨取单个塑件的体积：V=8.58cm；单个塑件的质量：M=ρ×V=1.05×8.58=9.0g；其中ρ的值根据材料的性质，取1.05g/cm。2.4.2浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料按一个塑件体积的60%进行估算，则凝料体积V=8.58×60%=5.15cm。四个塑件和浇注系统凝料总体积V=8.58×4+5.15=39.47cm总质量M=ρ×V=1.05×39.47=41.44g。2.5初选注射机的型号和规格•对于注射成型，应按塑料制品成型所需要的总体积或总质量选择相应最大注射量的注射机。设计模具时，应使成型塑件每次所需注射总量小于注射机的最大注射量，通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80%以下。•根据计算得出的一次模具型腔的塑料总体积，V总=39.47cm3有：•V总/0.8=39.47/0.8cm3=49.34cm3根据以上的计算，初步选定公称注射量为125，注射机型号为XS-ZY-125卧式注射机。2.6确定四位插座上壳体注塑工艺参数•查《常用热塑性塑料的注塑成型的工艺参数》表，确定耐热ABS塑料的注射工艺参数第3章插座上壳体注塑模具的结构设计3.1塑件在模具中的位置塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，亦即确定分型面，再根据成型塑料的性能特点、塑件的生产批量，确定一模中成型件数、浇口形式等。3.1.1分型面设计•根据分型面选择原则，结合塑件的各方面因素插座上壳体注塑模具的分型面选择平直分型面，并且只需要一个，优点是结构简单，加工方便。插座上壳体的分型面形状及位置如图所示。插座上壳体分型面形状及位置3.1.2型腔布置确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑件精度和经济性确定。可根据注射机的最大注射量确定型腔数n，根据公式n≤(K*mN-m2)/m1式（3.1）得：式中K—注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8；MN—注射机允许的最大注射量；m2—浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm³）；m1—单个塑件的质量或体积（g或cm³）所以需要n≤（0.8*125-5.15）/8.58≈1112mmKmNn•本零件主要从精度考虑，该零件尺寸中等，为大批大量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步确定一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件，型腔排列平衡，分流道设计简单插座上壳体型腔的布局图3.2成型零部件设计3.2.1凹模的结构设计凹模也称为型腔，按结构不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式四种类型。根据本塑件的结构特点，本课题采用整体式凹模，这种成型处塑件的质量较好，模具强度不高，不易变形。3.2.2凸模和成型杆的设计凸模又称型芯，是用以成型塑件内表面的零部件。成型杆是指能形成塑件孔、槽的小型芯。通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件需要一个成型零件内表面的大型心，因塑件抱紧力较大，所以设在动模部分，同时有利于简化模具结构。3.3成型零件工作尺寸的计算目前，成型零件的工作尺寸主要用两种方法计算，一种称为平均值法，另一种称为公差带法。对平均收缩率较小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收缩率在0.3%～0.8%，其平均收缩率=0.5%。塑件为一般等级精度，即六级精度。3.3.1凹模的尺寸计算(1)凹模型腔径向尺寸的计算根据以下公式计算凹模的径向尺寸LM=[(1+Sc)Ls-xΔ]0+δz式（3.2）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X—是系数，一般在0.5到0.8之间，此处取0.75。—是塑件上相应尺寸的公差。—塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件δz=Δ/4。(2)凹模深度的计算根据以下公式计算凹模的高度尺寸：HM=[(1+Sc)Hs-xΔ]0+δz式（3.3）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%X—是系数，此处取0.6—是塑件上相应尺寸的公差—塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件δz=Δ/43.3.2型芯尺寸计算(1)型芯径向尺寸的计算由下公式计算型芯的径向尺寸：lM=[(1+Sc)ls+xΔ]-δz0式（3.4）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X—是系数，此处取0.75。—是塑件上相应尺寸的公差。—塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件δz=Δ/4。(2)型芯高度尺寸的计算由下公式计算型芯高度尺寸hM=[(1+Sc)hs+xΔ]-δz0式（3.5）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X—是系数，此处取0.6。—是塑件上相应尺寸的公差。—塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件δz=Δ/43.4浇注系统设计浇注系统的作用是使熔融塑料平稳、有序的填充到型腔中去，且把压力充分地传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、美观的塑件。3.4.1主流道的设计主流道与注射机喷嘴在同一轴心线上。在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流速和冲模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的交口套。（1）主流道长度为减少塑料熔体冲模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道长度L，应尽量小于60mm。为减小料流转向时的阻力，主流道的出口端应做成圆角，圆角半径r=0.5～3mm，主流道的出口端应与定模分型面齐平，以免出现溢料。根据该模具结构，取L=50mm进行设计。(4)主流道锥度主流道锥角一般应在2°～6°，取α=5°，所以流道锥度为α/2=2.5°。(5)主流道的球半径主流道的球半径SR=喷嘴球半径+（1～2）mm=12+（1～2）mm=14mm(6)球面配合高度球面配合高度h为3～8取6mm。以下是插座上壳注塑模具根据《模具设计与制造》公式计算的主流道的各个尺寸。（1）主流道长度为减少塑料熔体冲模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道长度L，应尽量小于60mm。为减小料流转向时的阻力，主流道的出口端应做成圆角，圆角半径r=0.5～3mm，主流道的出口端应与定模分型面齐平，以免出现溢料。根据该模具结构，取L=50mm进行设计。（2）主流道小端直径主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+(0.5～1)mm=4+(0.5～1)mm=（4+1）=5mm(3)主流道大端直径主流道大端直径D=d+2Ltan（α/2）（α=5°）≈8.5mm主流道结构图3.4.2主流道衬套的设计主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套）。主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火53～57HRC，保证足够的硬度，但是其硬度应低于与注射机喷嘴