1、本科毕业设计(论文)题目：饮水机水龙头的塑料注射模具设计系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月I饮水机水龙头的塑料注射模具设计摘 要根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用一模两件，侧浇口进料，注射机采用海天 80XB 型号，设置冷却系统，AutoCAD 和 Pro/E 绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：机械设计；模具设计；AutoCAD 绘制二
2、维图；Pro/E 绘制 3D 图，注射机的选择。IIPlastic injection mold design water tap of drinking machineAbstractAccording to the plastic products requirements, understand the use of plastic parts, plastic parts of the process analysis, dimensional accuracy and other technical requirements, selection of plastic parts s
3、ize. The use of a mold of a mold two, a side gate feed, injection machine uses the Haitian 80XB models, cooling system,Auto CAD and Pro/E mapping of 2D assembly drawing and parts drawing, mold reasonable processing method. Enclose brochures, the systematic use of a brief text, concise schematic diag
4、ram and calculation analysis of plastic parts, so as to make reasonable mold design.设计图纸和说明书联系 球球：二二九七八零六九二VV目 录1 绪论 .11.1 塑料简介 11.2 注塑成型及注塑模 12 塑料材料分析 .42.1 塑料材料的基本特性 42.2 ABS 的性能指标 .42.3 塑件材料成型性能 52.4 塑件材料主要用途 53 塑件的工艺分析 .63.1 塑件的结构设计 63.1.1 脱模斜度 .63.1.2 塑件的壁厚 .73.1.3 塑件的圆角 .73.1.4 孔 .73.2 塑件尺寸及精度
5、 83.3 塑件表面粗糙度 83.4 塑件的体积和质量 84 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 .94.1 注射成型工艺过程分析 4 94.2 浇口种类的确定 104.3 型腔数目的确定 104.4 注射机的选择和校核 104.4.1 注射量的校核 .114.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 .124.4.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 .125 注射模具结构设计 .145.1 分型面的设计 145.2 型腔的布局 155.3 浇注系统的设计 155.3.1 浇注系统组成 .16VI5.3.2 确定浇注系统的原则 .165.3.3 主流道的设计 .165.3.4
6、分流道的设计 .175.3.5 浇口的设计 .195.3.6 采用侧浇口 .205.3.7 冷料穴的设计 .205.4 成型零部件结构设计 215.4.1 凹模的设计 .215.4.2 凸模的计算 .225.4.3 螺纹型环的结构设计 .225.4.4 成型工作零件的计算 .225.5 向机构设计 235.5.1 导柱设计 .245.5.2 导套设计 .245.5.3 导柱导套配置形式和固定方法 .255.6 排气结构设计 255.7 脱模机构的设计 265.7.1 推杆的截面形状 .265.7.2 推杆的结构形式 5 265.7.3 推杆的尺寸、数量和布置 .275.7.4 推杆的固定与配合
7、形式 .275.8 注射模温度调节系统 285.9 冷却系统之设计规则 295.10 模架的选用 295.10.1 确定模具的基本类型 .295.10.2 模架的选择 .295.11 侧向分型抽芯机构的设计 315.12 抽芯距和抽芯力的计算 315.13 斜导柱设计 325.13.1 斜导柱长度及开模行程 .325.13.2 斜导柱弯曲力计算 .325.13.3 斜导柱截面尺寸确定 .335.13.4 斜导柱与滑块斜孔的配合 .33VII5.14 斜导柱抽芯机构 345.14.1 斜导柱抽芯机构的结构及其设计 .345.14.2 滑块的设计 .345.14.3 导滑槽设计 .345.14.3
8、 斜导柱抽芯机构的结构形式 .345.14.4 斜滑块抽芯机构 .356 模具材料的选用 .366.1 成型零件材料选用 366.2 注射模用钢种 .367 模具的可行性分析 .377.1 本模具的特点 377.2 市场前景与经济效益分析 387.3 环保性分析 388 结论 39参考文献 .40致谢 .41毕业设计（论文）知识产权声明 .42毕业设计（论文）独创性声明 .431 绪论11 绪论模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备” 也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和
9、通信等产品中，60% 80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“ 效益放大器 ”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，
10、介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能 1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2 注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生
11、产中，其产口占目前塑料制件生产的 30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是毕业设计（论文）2注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞
12、或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统
13、、排气系统及支承零部件组成 2。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用 CAD 技术，而且还要采用计算机辅助工程(CAE)技术。这是发展的必
14、然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/ 设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有毕业设计（论文）3澳大利亚的 MOLDFLOW、美国的 CFLOW、华中科技大学的 H-FLOW 等。其中 MOLDFLOW 软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (产品优
15、化顾问，简称 MPA） ，MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模拟分析，简称 MP)，MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型过程控制专家，简称 MPX)。采用 CAE 技术，可以完全代替试模，CAE 技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修
16、报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义 3。2 塑料材料分析42 塑料材料分析2.1 塑料材料的基本特性ABS 是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 ABS 具有良好的综合理学性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使 ABS 坚韧，苯乙烯使 ABS 有良好的加工性和染色性能。ABS 价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS 无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，不透明，密度为 1.02-1.05 g/ cm3。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐
17、油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 ABS 几乎没有影响， ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS 表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂，ABS 有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70C 左右，热变形温度约为 93C 耐气候性差，在紫外线作用下 ABS 易变硬发脆。2.2 ABS 的性能指标 表 1.1 热物理性能密度(g/ cm3) 1.02105 比热容(Jkg -
18、1K-1) 12551674导热系数 (Wm-1K-110-2)13.831.2 线膨胀系数(10 -5K-1) 5.88.6滞流温度(C) 130毕业设计（论文）5表 1.2 力学性能屈服强度（MPa） 50 抗拉强度 (MPa) 38断裂伸长率() 35 拉伸弹性模量(GPa) 1.8抗弯强度 (MPa) 80 弯曲弹性模量(GPa) 1.4抗压强度 (MPa) 53 抗剪强度 (MPa) 24无缺口 261冲击韧度 (简支梁式) 缺 口 11布氏硬度 9.7R121表 1.3 电气性能表面电阻率() 1.21013 体积电阻率(m) 6.91014击穿电压(KV/mm) 介电常数(106
19、Hz) 3.04介电损耗角正切(106Hz) 0.007 耐电弧性 (s) 50852.3 塑件材料成型性能ABS 易吸水。因此，成型加工前应进行干燥处理；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060C，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 60 80C。ABS 比热容低， 塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2.4 塑件材料主要用途ABS 在机械工业上用来制造空调涡轮、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用 ABS 制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用 ABS 夹层板制小轿车车身。ABS
20、还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。致谢6增长了见识也充实了自己。毕业设计（论文）独创性声明7毕业设计（论文）独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作过的同志对本研究所做出的任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：
