学位论文-—水龙头造型设计与注塑模设计.doc

毕业论文(设计)密级： 学号：本科生毕业（论文）设计水龙头造型设计与注塑模设计系 别： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 2014年10月 摘要 本设计的主要任务是研究塑料水龙头的成型技术并且设计出注射模具。注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。近年来，我国工业的高速发展对模具工业，对塑料模具提出了越来越高的要求。课题设计首先分析了水龙头塑件工艺特点，利用CAD软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。该水龙头注射模设计的结构特点是侧浇口形式的单分型面注射模，具有侧向抽芯及圆弧抽芯。并在随后的设计过程中逐渐明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核，以确保设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合，最后用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。 关键词：塑料水龙头；注射模具；单分型面；圆弧抽芯ABSTRACTThe main task of this design is the study of plastic faucet molding technology and design the injection mold. Injection molding is a kind of important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic plastic molding, can be a complicated shape of precision plastic forming parts. In recent years, with the rapid development of industry in our country to the mold industry, puts forward higher and higher requirements for plastic mould. Project design, first of all, analyzed the technological characteristics of plastics article of faucet, using CAD software for plastic parts entity model, process of plastic parts structure analysis. The faucet of the structure of injection mould design is the side gate in the form of a single parting surface injection mould, with side core-pulling and arc core pulling. And in the subsequent design process gradually clear the design idea, determine the injection molding process and to each specific part carried on the detailed calculation and checking, to ensure that the structure are designed, which can ensure the mold work using reliable, ensure the communicate and coordinate with other parts of the final use AutoCAD draw a set of mold assembly drawing and part drawing.Key words: Plastic faucet; Injection mould; Single parting surface; Arc core pulling 12目录第1章 绪论1第2章 塑件成型工艺性能分析3第3章 注射工艺设计43.1工艺参数计算43.2注塑机选定4第4章 模具的总体设计64.1确定模具类型64.2.选择分型面64.3确定型腔布局74.4.浇注系统设计74.4.1.主流道设74.4.2.分流道设计84.4.3.浇口设计84.5成型零件的设计94.5.1.凹模设计94.5.2.型芯设计10第5章 模具结构设计115.1模具工作部分尺寸计算115.1.1影响成型零件尺寸的因素115.1.2型腔和型芯工作尺寸115.1.3螺纹型芯的工作尺寸125.2 零件图绘制135.2.1 动模零件图15.2.2 定模零件图25.2.3型芯零件图15.3模板设计15.4机构设计25.4.1.合模导向机构的设计25.4.2.推出机构的设计35.4.3.侧向分型与抽芯机构的设计45.5冷却系统的设计65.5.1冷却管道直径的确定65.5.2冷却管道数量的确定6第6章 模具参数的校核9结论10参考文献11致谢12第1章 绪论塑料工业是一门新兴产业，自塑料问世后几十年，塑料来源丰富，制作方便及成本低廉、金属零件塑料化的发展很快，在机械电子、国防、交通、通讯、建筑、农业、轻工业和日常生活用品等行业中都得到了广泛的应用，对塑料模具要求量增加，大多数应用模具成型。因此，产品对模具的精度要求越来越高、越来越普及。其产品在人们的生产生活中的作用越来越大。塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具，它对塑料零件的制造质量和成本起着决定性影响，所以对塑料模具的设计要求还是比较高的，从产品的角度讲，能生产出尺寸精度、外观、物理性能等各方面均满足使用要求的优质产品；从模具使用的角度讲，要求效率高、自动化并且操作简单；从模具制造角度讲，要求模具结构合理，制造容易，成本低廉。模具设计过程一般是设计收缩率、毛坯尺寸、型腔布局，然后进行分模，创建型芯型腔、滑块和镶块、添加模架和标准件，最后设计浇注系统，冷却系统和建腔，生成材料清单和模具图。在现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺的要求，塑料制品使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备只有配上想适应的模具才能发挥作用，随着塑料制品的品种和产量需求量的增加，对塑料模具也提出了越来越高的要求，促使塑料模具不断的向前发展。零件名称：塑料水龙头壳体材料：尼龙1010生产批量：大批量生产第2章 塑件成型工艺性能分析该塑件为生活用水龙头，使用上没有什么特别的要求，只要求外形美观，表面光洁。尺寸较小，形状要求对称，精度要求不高。上面有内螺纹，要求为M20，入水端装有外螺纹要求为G1/214的金属嵌件。对于R36的型芯可以实用齿轮齿条啮合在模内抽芯，M20的螺纹则在模外手动抽芯。该水龙头壳体所选用的材料是尼龙1010工程塑料,它是优良的工程材料之一，外观洁白或微黄半透明颗粒，属长碳键分子结构，它具有吸水性小，尺寸稳定性好，无毒、质轻、电绝缘性能优异，在低温-40下仍保持一定韧性，另外，它的加工成型性能良好，深受用户欢迎。尼龙1010广泛应用于航天、造船、汽车、纺织、仪表、电气、医疗器材等工业领域。主要技术指标如表1所示。表1 尼龙1010主要技术指标项目性能参数项目性能参数相对密度(g/cm3)1.42缺口冲击强度(KJ/m2)20熔点()200210体积电阻(.cm) 10141015含湿度(%)1.5表面电阻()10141015相对粘度1.92.3马丁耐热()42拉伸强度(MPa)42热变形温度(1.81MPa，) 45静弯曲强度(MPa) 78成型收缩率(%) 1.22.2 第3章 注射工艺设计3.1工艺参数计算利用Proe软件对塑件建模（图1），对其进行充填分析，从分析日志中可以清楚的看出塑件的体积为11.2342cm3，流道和浇口的体积为0.6101cm3，所以总体积为11.8443cm3，约为12cm3图1 塑料水龙头实体模型分析根据表1.1查得，PA塑料的密度为=1.42g/cm3，所以可以求得单件制品质量W件=121.42=17.04g3.2注塑机选定 根据制品体积及质量来确定注射机的型号和规格。为了保证注射成型的正常进行，根据生产经验，一次成型所须的总质量宜为最大注射量的80%，即：W总80%W机式中：W机注射机最大注射量；W总成型时所需的塑料总量。该制品及浇注系统的总体积V总=V件+V浇=12cm3，总质量W总=W件+W浇=17.04g，则W机21.3g。根据计算结果，并查阅注射机技术规格表，可初步选择型号为XS-Z-30的注射机,主要技术指标见表2。项目性能参数项目性能参数螺杆直径(mm)28最小模具厚度(mm)60最大理论注射容量(cm3)30动、定模固定板尺寸为(mm) 250280注射压力(MPa)119最大开合模行程(mm)160锁模力(KN)250喷嘴球半径(mm)12最大成型面积(cm3)90喷嘴孔径(mm) 2最大模具厚度(mm) 180喷嘴移动距离(mm) 130表2 XS-Z-30注射机主要技术指标第4章 模具的总体设计4.1确定模具类型注射模具的种类有很多，生产中常按其特征来分，可以分为：单分型面注射模具（两板式），双分型面模具（三板式），侧向分型与抽芯注射模具，带活动镶件的注射模具等。按塑件生产批量，注射机的规格和塑件形状和大小，确定此塑件采取一模一件的生产方式。由于其形状比较复杂，体积小，可设计成带活动镶件的注射模。4.2.选择分型面分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，常见的形式有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面等，其中水平分型面结构简单，加工方便，所以经常采用。分型面的选择是一个比较复杂的问题，选择分型面应遵循以下原则：（1）分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模具结构。（2）分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。（3）塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或下模侧抽芯。（4）塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。（5）头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在头部下端分型。（6）一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有分型痕迹。（7）有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。（8）一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。综合以上原则，根据塑件的结构形式，这里选择最常用的水平分型面(图2)图2 水平分型面4.3确定型腔布局塑件结构比较复杂，需要侧滑块抽芯以及齿轮齿条啮合在模具内抽芯，所以这里选择一模一腔。4.4.浇注系统设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。它的设计是注射模设计中很重要的环节。浇注系统的作用是：将塑料熔体均匀地送到每个型腔，并将注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整，质量优良的塑件。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。4.4.1.主流道设主流道是指注射机喷嘴与型腔或与分流道连接的这一段进料通道，是塑料熔体进入模具最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴芯线上。在卧式注射机用模具中，主流道垂直于分型面，主流道的结构形式及与注射机喷嘴的连接如图3所示。图3 主流道形状及其与注射机喷嘴的关系主流道需设计成锥角为2060的圆锥形，表面粗糙度RaPm(n) 式中： F锁模力。，分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm2）。Pm塑料熔体在型腔内的平均压力（Mpa）,型腔压力取注射压力的80%左右，一般取2040Mpa，详见表3.1，这里选29.4MP； N型腔数量。制品的特点模内的平均压力(MPa)举列容易成型制品24.5PE,PP,PS等壁厚均匀的日用品。及容器制品一般制品29.4在摸温较高下，成型薄壁容器制品中等黏度塑料和有精度要求制品34.3ABS,PMMA等有精度要求的工程结构件。加工高黏度塑料，高精度，充模难的塑料制品39.2用于机械零件上高精度的齿轮或凸轮 表 3 模内的平均压力根据本模具设计的尺寸，代入数据得出Pm(n)=66.3KN而本模具所采用的注射机的额定锁模力F为250KN，即 FPm(n)，因此锁模力足够，符合要求。结论 随着毕业日期的临近，经过三个月的奋斗，毕业设计终于完成了。整个设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都进行了详细的设计。在没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这这些年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计，才发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。在研究塑料水龙头的成型技术和设计模具的过程中，发现解决了很多问题，尽管自己对专业知识的掌握还不够透彻，但我仍然通过自己的努力完成设计并希望有所突破。通过这次的毕业设计，使我将所学理论知识运用到了实践当中，加深了书本知识的理解，通过查阅资料、跟其他同学探讨、以及请教老师等方式学到了不少东西，虽