剃须刀底座注射模设计

毕业设计说明书(论文)作者:学号：学院(系):专业:题目:剃须刀底座注射模设计指导者：评阅者：2011年6月毕业设计说明书（论文）中文摘要本论文根据实际需要完成剃须刀底座注射模设计。在设计中选用ABS塑料注射成型，成型方式为一模两腔。通过对塑件进行MoldMlow分析后确定浇口为点浇口形式，综合注塑容量、锁模力、最大注塑面积和模内压力等技术参数确定注塑机型号为国产XS-ZY-125型卧式注射成型机。该论文具体分析了塑件的工艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核，确定其安全性是否符合要求。该论文还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析和设计，完成了模具设计所要求的各项工作。关键词注射成型工程设计工艺分析毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleTheDesignofPlasticInjectionMouldofShaverBedAbstractThispaperneedstobedoneaccordingtotheactualdesignofinjectionmoldbaserazor.ABSusedinthedesignofplasticinjectionmolding,shapingmethodforatwo-cavitymold.ThroughtheanalysisofplasticpartsforMoldMlowdeterminetheformofthegateasthepointgate,integratedinjectionmoldingcapacity,clampingforce,maximuminjectionpressureareaandmoldinjectionmachinetechnicalparametersestablishedfordomesticXS-ZY-125HorizontalinjectionMoldingmachine.Thepaperspecificallyanalyzestheprocessofplasticparts,determinetheprocessparametersusedandtheplasticmoldingequipmentusedtodeterminetheoverallschemeofthemoldmaking,analyzeandsolvetheoverallstructureofthemoldandtheworkofsomeofthespecificstructureofAndcarriedoutthenecessarysizeandstrengthcheckcalculationtodeterminewhetheritssecurityrequirements.Thepaperalsoparting,injectionsystem,strippingagenciesandtemperaturecontrolsystemsanalysisanddesign,molddesignrequiredtocompletethework.KeywordsInjectionMouldEngineeringdesignManufacturabilityAnalysis1引言1.1概述塑料是以树脂为主要成分的高分子有机聚合物，简称高聚物。一般相对分子质量都大于1万，有的甚至可达百万级。在一定的温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑剂，稳定剂，增强剂，固化剂，填料及其他配合剂。注射成型也称为注射模塑或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。迄今为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特点是生产周期短、生产效率高、易自动化，因此广泛应用于塑料制品的生产[1]。当今世界注射模具的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把CAD/CAM/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天[2]。1.2国内外发展情况我国注塑模具设计，仍然采用经验数据设计为主，用微机辅助设计仅是帮助分析问题。为了缩短注塑模具设计与制造周期，再我国已逐渐应较为彻底地实施标准化。在模具制造上采用自动化无人操作，从1996年开始每台机床每年可达8000h无人操作运转开始起步，这一成果已广为利用和大力推广。目前，国内模具企业中已有相当多厂家引进了较高档的CAD/CAE/CAM系统，UG,Pro/Engineer等著名软件在模具工业中应用，同时，我国在开发自动注塑成型机方面已取得显著成果，对于高自动化模具的研制还需要进一步努力，以尽快实现注塑成型制品生产的高自动化[2]。国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计[3]。注塑制品已呈现自动化生产，对注塑成型机可以进行远距离操作或无人操作，成型机可以根据生产监测信号实时调整成型工艺条件，从而能从根本上保证塑料制品的成型质量不发生问题。1.3课题设计内容本次设计题目为剃须刀座注射模设计。该零件的总体形状为圆形，结构比较简单，表面光滑。所用原料为ABS。根据塑件的结构特点进行模具方案论证，并进行模具总体装配图的设计，主要成型零件的设计与计算，并完成装配图和零件图的绘制。1.4课题设计的要求本设计要求学生根据所给剃须刀座实物，测绘零件图纸，并设计成型注射模具，并学习Pro/Engineer、UG或Solidworks等三维CAD软件在模具设计中的应用，具体要求如下：1）查阅资料（不少于15篇），翻译一定量的外文资料（不少于3000汉字），撰写开题报告及文献综述（不少于2000字）；2）测绘塑件图纸，完成其CAD三维造型设计；3）完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算，要求一模两腔；4）完成按钮开关体注射模具装配设计；5）模具成型零件CAD三维造型设计；6）完成全部零件及装配图纸设计；7）撰写设计说明书。1.5课题设计目的和意义塑料件在各行业及日常生活广泛使用，塑料模具的设计制造的社会需求也日益增长，而且要求越来越高。通过对剃须刀座注射模设计，培养学生检索资料，综合应用所学知识，并根据工程实际的要求解决工程实际问题的方法与能力，训练学生模具设计制造的基本技能和模具CAD设计能力，提高独立工作的能力，适应社会需求。2塑件的结构分析及设计方案2.1塑料成形条件所选用的塑料是ABS塑料（丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物）。塑件材料的特性是在聚苯乙烯分钟中导入了丙烯晴、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可以称为改性聚苯乙烯。ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS同其它材料的结合性好。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性差，在紫外线的作用下易变硬发脆[4]。根据对剃须刀底座进行分析，得塑料的条件[4]如表2.1。表2.1塑料成形条件序号项目条件1塑料名称丙烯烃—丁二烯—苯乙烯共聚物2缩写ABS3注塑成形机类型螺杆式4密度（g/cm3）1.03~1.075计算收缩率（%）0.3~0.86预热温度（0C）80~85时间（h）2~38料桶温度（0C）后段150~170中段165~180前段180~120011喷嘴温度（0C）170~18012模具温度（0C）50~8013注射压力(MPa)60~10014151617成型时间(s)注射时间20~90高压时间0~5冷却时间20~120总时间50~22018螺杆转速（r/min）3019适用注射机类型螺杆、柱塞式均可20后处理方法红外线灯、烘箱温度（0C）70时间（h）2~42.2塑件的结构分析本设计的制件为剃须刀底座，结构比较简单，形状对称，制件壁厚为1～2mm，表面粗糙度基本一致。对表面粗糙度要求不高。观察本制件结构,本制件需要有侧抽机构，但其形状并不特别复杂，且抽拔距适中。制件结构如图2.1。图2.1剃须刀底座2.3塑件精度和表面粗糙度2.3.1塑件的尺寸精度塑件精度的确定应该合理，在满足使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件精度过高必然会增加模具的制造成本，因此是不恰当的。关于塑件的尺寸精度和公差的国家标准GB/T14486-1993中ABS公差等级的选用如下表2.2[5]:表2.2塑件公差等级材料代号材料名称公差等级标注公差尺寸未注公差尺寸高精度一般精度ABS丙烯烃—丁二烯—苯乙烯MT2MT3MT5综合考虑上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本设计塑件的尺寸精度为一般精度MT3。2.3.2塑件表面粗糙度的确定塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、波纹等疵点外，主要有模具表面的粗糙度决定，一般塑件的表面粗糙度值比模具表面的粗糙度值低一级。所以塑件的表面粗糙度为6级。2.4模具结构的总体方案拟定2.4.1模具类型的选择本塑件所用的材料为ABS，属于热塑性材料，其主要的成型方法有注射成型，挤出成型，吹塑成型等。但是挤出成型适合生产管材、板材、棒材、片材、电线和电缆覆层等，吹塑成型适合生产中空的薄壁件，所以这两种都不适合于本件的生产，且注射成型的生产周期短、生产效率高、模具使用寿命长、能大批量地生产形状复杂、尺寸精度高的制件[6]。综合考虑本塑件该选用注射成型的方法。2.4.2分型面设计不论塑料制品的结构如何，采用何种设计方法都必须首先确定分型面，因为选取不同分型面就使得模具结构有所不同。因此，模具结构很大程度上取决于分型面的选择，分型面选择的合理与否将直接影响塑料制品膜塑成型工艺，同时也影响制品质量，注射机参数，成型零件的加工工艺性[7]等。根据塑件结构形式，本设计分型面如图2.2中A—A所示:图2.2分型面的确定2.4.3型腔数量的确定与多型腔模相比，一模两腔具有以下优点。(1)塑件的形状和尺寸精度始终一致。(2)工艺参数易于控制。(3)模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。因此，根据以上特点以及制件的结构形状，本设计拟定采用一模两腔的结构。2.4.4模具结构形式的确定（1）方案一浇口采用点浇口.三板式,一模一腔,靠顶杆顶出制件,而侧抽则采用机动式侧抽,冷却装置采用直流式冷却水路的形式。（2）方案二浇口采用直接浇口.二板式一次分型,一模一腔，靠顶杆推出制件，而侧抽则采用液压式侧抽。（3）方案三浇口采用点浇口。三板式两次分型,一模两腔，靠顶杆顶出制件,另外在顶出制件前应完成对制件的侧抽芯动作。侧抽芯采用斜导柱滑块式侧抽芯机构。在开模时,滑块在斜导柱作用下移动抽芯,是一种常用结构。结构简单,安全可靠,在开模时,滑块在斜导柱的作用下移动作抽芯动作,采用外连结直通式冷却水路的形式。2.4.5模具结构的总体方案的比较由于本制件所设计出的模具结构较为简单,制件投影面积不大，表面质量要求比较高，所以本套模具采用点浇口形式比直接浇口形式合适,因为与直接浇口相比：点浇口的残余应力小，可防止塑件破裂、翘曲，变形；型腔内的实际压力小，点浇口去除比较方便，塑件上残留痕迹小。综上所述，选择点浇口形式。又由于制件体积比较小，所以模具的模腔设计采用一模两腔。此外,在设计侧抽芯时,方案中拟定两种抽芯方式：液压式侧抽芯﹑斜导柱滑块式侧抽芯机构。由于在设计的制件抽拔距不大而且精度要求不是很高,又考虑经济因素，液压式侧抽芯的成本太高，所以采用液压式不适合本设计；所以本设计采用斜导柱滑块式侧抽芯机构。2.4.6比较结果由各项比较的结果，本设计采用拟定方案的第三套方案：采用点浇口，三板式两次分型，侧抽采用斜导柱滑块侧抽。2.5对塑件进行MOLDFLOW分析Moldflow