模具设计与制造专业毕业设计论文

1湖南汽车技师学院毕业设计（论文）题目：端盖塑料模具设计系别：机械系专业：模具设计与制造班级：高模10-1姓名：xxx指导老师：张定2015年12月20日2目录绪论…………………………………………………………………………3第一章、模塑工艺工艺规程的编…………………………………………41.塑件工艺性分析…………………………………………………………41.1塑件的原材料分析………………………………………………………41.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析………………………………51.3计算塑件的体积和质量…………………………………………………51.4塑件注塑工艺参数的确定………………………………………………61.5塑件成型设备的选取……………………………………………………6第二章、注塑模具结构设计………………………………………………………72.1分型面选择………………………………………………………………72.2确定型腔数目和排列方式………………………………………………82.3浇注系统的设计…………………………………………………………102.4.推出机构的设计…………………………………………………………112.5凹模的设计………………………………………………………………12第三章、端盖注塑模具的有关计算………………………………………………13第四章、模具加热和冷却系统的设计……………………………………………14第五章、模具闭合高度确定………………………………………………………15第六章、注塑机有关参数的校核…………………………………………………15第七章、注塑模具的安装和调试…………………………………………………16第八章、生产………………………………………………………………………18意见……………………………………………………………………19设计小结…………………………………………………………………20参考文献…………………………………………………………………213绪论大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。4第一章模塑工艺规程的编制该塑件是端盖产品，其零件图如图1-1所示。本塑件的材料采用尼龙1010，生产类型为大批量生产。图1-11.塑件的工艺性分析1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用尼龙1010，属热塑性塑料。从使用性能上看，尼龙1010是半透明，吸水小，耐寒性较好，坚韧﹑耐磨﹑耐油﹑耐水，抗霉菌，但吸水性大；从成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大。受热时间不宜超过30min，料温高则收缩大，易出飞边，收缩小，取向性强，注射压力低易发生凹痕，波纹。成型周期按塑件壁厚而定，厚则取长，薄则取短，为了减少收缩，凹痕﹑缩孔，一般宜取低模温﹑高注射压力的成形条件，以及采用白油作脱模剂;尼龙1010的主要技术指标：密度是1.04kg/dm3﹑比体积是0.96dm3/kg﹑吸水率是0.2～0.4﹑收缩率是1.3～2.3s﹑熔点是205t/0c﹑热变形温度是550c﹑抗拉屈服强度是62Mpa﹑拉伸弹性模量1.8×103Mpa﹑抗弯强度88Mpa﹑硬度9.75HB﹑击穿强度20KV/mm。51.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析①结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为长方形。从宽度方向看该零件有两个Φ9mm的通孔，从续航度方向上看有一个长1mm宽8mm高22.5mm的长方体，在零件的一侧有两个空心的半圆柱体，高5mm等,由于该两件在侧向没有凹槽或凸台，所以不需要侧向抽芯机构，属于中等复杂程度的制件。②尺寸精度分析该零件重要尺寸，如43.7mm23.5mm,7mm等尺寸精度为MT1级（GB/T14486—1993），次要尺寸，如11mm,Φ10mm,等的尺寸精度为MT5级（GB/T14486—1993）。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3mm,壁厚均匀,符合尼龙1010的最小壁厚原则，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺寸较小，尼龙1010的强度较大不需增设加强③表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷﹑毛刺，内部不得有导电杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.1.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积333.810Vmm计算塑件的质量：根据设计手册可查得尼龙1010的密度为ρ=1.04kg/dm3塑件质量：M=Vρ=3.8×103×1.04×103=4g6采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XS—ZY—125型。1.4塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，尼龙1010的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用190～2100c；中段温度t2:选用200～2200c；前段温度t3:选用210～2300c；喷嘴温度：200～2100c；注塑压力一：选用40～100Mpa；注塑时间：选用20～90s；保压压力：选用65Mpa；高压时间：选用0～5s；冷却时间：选用20～120s；总周期：选用45～220s；后处理方法：采用油﹑水﹑盐水；后处理温度：90～100t/0c;后处理时间：4h。说明1：预热和干燥均采用鼓风烘箱。2：凡潮湿环境使用的塑料，应进行调湿处理，在100～1200c水中加热2～18h。1.5.塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为XS-ZY-125查材料知：标称注射量：192cm3螺杆直径/cmФ42mm注射容量/克：125克注射压力/105Pa：1500Mpa锁模力10kN：90kN最大注射面积/㎝:320㎝27模具厚度/mm：200～300mm模板行程/mm:300mm喷嘴球半径：12mm孔半径：4mm定位孔直径/㎜10006.00推出两侧孔径/mm22mm孔距/mm230mm第二章注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择﹑模具型腔数目的确定﹑型腔的排列方式﹑冷却水道布局﹑浇口位置设置﹑模具工作零件的结构设计﹑侧向分型与抽芯机构的设计﹑推出机构的设计等内容。2.1分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为端盖，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示：如图所示取A-A向为分型面，不影响零件外观质量，有利于模具成型。82.2确定型腔的数目及排列方式①模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量。②按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=（F/PC）/A－B/A其中：F注塑机的锁模力NPC型腔内的平均压力MPaA每个制件在分型面上的面积（㎜2）B流道和浇道在分型面上的投影面积（㎜2）B在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.2～0.5），常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为25～40MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2（个）③注射机注塑量确定型腔数目N2N2=（G－C）/V其中：G注射机的公称注塑量（㎜3）V单个制件体积（㎜3）C流道和浇口的总体积（㎜3）生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.2～1倍，现取C=0.6则N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375=10.7（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可以选取的个数是2，4，6，8，10个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模四腔的方案，即N=49④型腔的排列方式图2-1本塑件在注塑时采用一模四腔,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取如图2-1所示的型腔排列方式。采用2-2-2-1的型腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构，其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较大，但因本塑件较小，故对成型没有太大影响。若采用如图2-2-2-2所示的型腔排列方式，显然料流长度较短，但侧向分型抽芯机构设置则相当困然，势必成倍增大模具结构的复杂程度。所以应该采用2-2-2-1的排列方式。2.3浇注系统设计①主流道设计根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径：d0=Ф4mm喷嘴前端球面半径：R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（1～2）mm10D=d0+(0.5～1)m