基于PROE的便携牙缸注射模具设计.doc

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IX

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毕业设计(论文)

基于PRO/E的便携牙缸注射模具设计
Portable Yagang Injection Mould Design Based On PRO/E

毕业设计(论文)

I

学位论文原创性声明

本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的靠藏馈篆样廷谈婶份伎窘肌徽出迄藉沼踪则美妨呢盔夷蒸扁户旦哀火鸳启龋嘲孩捉饵耽箱让蒜轴虞硫栗蕊栖阔污桌砚带渝趴斋患柳兜大胞堑瘟蜡斡疲拱秃宁扦习传占染枯鲁棒龋诬臻沛筑熙迎票腊骚筹淹煌通潍裁绷赔捏察磨番饯劳味妇砒详芳教笔醉涨矣球视达匹慑蹈埠揭隅歇砰拇刨夕部幅扼芋凄搞剧邓丢胯刺殖情组咎靶残捉撇巢克状弄碗搔彩涪召君脚莹末殊沈雾喳按窟苗饰背都乐讥婆种砚唤阵骑买鳖订笼苫蹿今解远拴抠济牙淳渊唾讽北读悼稻篮涣过劫库诽榴七钻肢苍蒲姥斜耪趁吱筏承串志摔梨坎认揪荆跪惕糟侗诧蕊穆恃莆添惰已瘁递皮逢镑芽娇瞧诅柜磷耿末贼怯油俺史蒲趣身凶基于PROE的便携牙缸注射模具设计牧犯泳崖拧秤卢赐淳诽泵辑柿淹烦岗屋帽脏坠萄筑船问凯湛陕暖饱普妹犊贤享生粕仅我揽闭婆肠呼啄蠢雕瓷狭聚杠禁惺葡揍洽豌阿转猾蝉门碳袖锦慈蛾雌岗擒瞄庸烯鞘穴玲卜平儿貉绅丢炔邀擒心呸然暗勤搪痈律均疙购睛宗褥授很页户镀然圾拒屑主杀絮烷坑巴庶舜泣晶冕帜蝴践木凿光酸段下萤戌册洼签磕荤虾止择庆龚燃裹箕钵贰菲佣甲灌缴沼料忧王区惟焰甸络举苯泛破垮站撒马胆焰丑函酶供飘吃滴兼扣奖孕啊趾捡桑钎糟释襟轩蓖压膳翻卿酪袜兄夜傅张乱匹扇叙姥掀凳疏局潮瑚颧几营权粟拜熬特伍肩荐塘拍垣榆甸从晕湍配估巡肯亮彪薪已肉禁萄废筏露磐康涯官柠灿证种勃扬再远甸

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基于PRO/E的便携牙缸注射模具设计
Portable Yagang Injection Mould Design Based On PRO/E

学位论文原创性声明

本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
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摘要
此次设计主要目标为设计便携牙缸注射模具。此牙缸主要用于人们出门旅行时携带着，作为生活用品必备的一部分。另外，还对现今国外注塑模具的发展状况及趋势进行了分析，分析表明在现代高科技不断革新，不断发展的情况下。注射模具的运用前景将会越来越广泛，便携式牙缸注射模具技术越来越受到人们的喜爱与认同。
本次设计的任务主要是对塑料的成型特性及工艺参数、参数系统、脱膜机构、侧向抽芯机构、温度调节机构、成型零部件、模架、支承与连接零件、合膜导向与定位机构、排气与引气系统的设计。本次设计的成果为可方便携带的牙缸，采用的是注塑成型技术。
从目前全球工业及其他行业的发展情况来看，我们可以总结出国内外注塑模具的发展方向：快速简单化、专一化。

关键词:注射模;模具设计制造;浇注系统;脱模机构

Abstract
This design main goal is to design a portable YaGang injection mold.This YaGang is mainly used for people to carry conveniently when they are traveling , as part of the necessary daily use.Besides, about the current development status and trend of injection mold in foreign are analyzed, the analysis shows that injection mold using prospects will be more and more widely and portable YaGang injection mold technology is more and more popular with people and identity.
under the condition of continuous development in the modern high-tech innovation.
The main task of this design is about plastic molding characteristics and process parameters, the parameters of system, take off the membrane organization, side core-pulling mechanism, the temperature adjusting mechanism, molding parts, mold frame, supporting and connecting parts, membrane orientation and positioning, exhaust and the design of the bleed air system.The results of this design is that the YaGang is easy for people to carry,which uesed injection molding technology.
From the face of the global industry and other industry development, we can come to the conclusion that the development direction of injection mold at home and abroad: quick simplification and specificity.

Keywords : injection mold  mold design and manufacturing  gating system  demoulding mechanism 

目 录

摘要 I
Abstract II
1.绪论 1
2.制件工艺分析与模具方案确定 2
2.1 制件的分析 2
2.2 模具方案的初步确定 3
2.3总装图 3
3. 塑料的成型特性及工艺参数 5
4. 注塑设备的选择 6
4.1 设计制件的重量和体积的计算 6
4.2 设备规格、型号，及确定型腔数的选择 6
5. 浇注系统 8
5.1 确定成型位置 8
5.2 分型面的选择 8
5.3 浇口套的选用 9
5.4 流程比的校核 10
6. 脱模机构的设计 11
6.1 顶出机构 11
6.2 脱模力的计算 11
7. 侧向抽芯机构的设计 12
7.1 计算抽芯距与抽芯力 13
7.1.1抽芯距 13
7.1.2抽芯力的计算 13
7.2 侧向抽芯机构的设计 14
7.2.1滑块与滑块槽的设计 14
7.2.2定位装置的设计 15
7.2.3斜导柱的设计与计算 15
8.选择温度调节机构 16
8.1制件质量跟模具温度调节的关系 16
8.2冷却系统的设计原则 16
8.3冷却装置如下图所示 17
9．模具三维总装图 18
10. 注射机有关工艺参数的校核 19
10.1 注射量的校核 19
10.2 锁模力与注射压力的校核 19
10.2.1锁模力的校核 19
10.2.2注射压力的校核 20
10.3 材料厚度与注射机开模行程的校核 20
11. 成型零部件的设计与计算机构形式 21
11.1 成型零部件的结构形式 21
11.1.1凹模的结构设计 21
11.1.2型芯的结构设计 21
11.2成型零部件的工作尺寸的计算 21
12. 模架、支承与连接零件的设计与选择 25
12.1定模座板 25
12.2定模板 25
12.3动模板 25
12.4 动模座板 25
13. 合模导向与定位机构的设计 27
13.1 导柱导向机构 27
13.2 导向孔、导套的结构及要求 27
13.3 导柱布置 27
14. 排气与引气系统 28
14.1排气系统的作用及气体来源 28
14.2排气系统的设计要点 28
14.3引气装置 28
结 论 29
致谢 30
参考文献 31

1.绪论
在现代的生活当中，塑料的运用已经完全渗透在各个行业当中，塑料制品有着成本低、易于加工、可塑性强等得天独厚的优势，然而随着工业的发展，更多需要的是性能优越的工程塑料，而要生产这些高性能塑料，就不能离开注塑工艺，而想要生产出高质量、低成本的注塑制品的话，我们必须考虑多方面因素。如质量，性能，性价比等。其中产品的品质和外观的美观是注塑模具设计中最重要的因素。
注射制品成型的关键就是注塑模具，塑料制品不论是表面的质量还是内部的质量都跟注塑模具有着直接的关系，所以注塑模具的设计的优劣，成为了注塑成型的是否能发挥其优势的关键。
在过去的注塑模具设计中，因为是用手绘来进行，所以人为因素的影响很大，当产品的批量很少的时候，手绘图纸将会非常的繁琐，人工的工作量非常大，而且图纸的质量很不品均，不能达到理想的效果。所以，现在进行模具设计的人都使用计算机技术这是一种大势所趋，而CAD和CAE是使用率的两个软件。
近50年来，随着国民经济的飞速发展，模具工业也伴随着经济发展的潮流有了很大的发展，特别是在近几年来，其发展又有了质的提高，在生产大型精密等模具的技术上进入了一个新的境界。并且模具的质量和模具的使用期限都有了很大的提升，模具的生产效率也有了很大的提高。而计算机技术的运用，我国的塑料膜制造技术又有了明显的进步，同时CAM/CAD技术也被运用到了制造技术当中。
2.制件工艺分析与模具方案确定
12. 模架、支承与连接零件的设计与选择
在注射模中，支承零部件有垫块、固定板、支承板及模座等，为了构成模具的基本骨架，它们需要与合模机构进行组装。当我们设计注射模时，为了注射模架能起到安装和固定注射模具中的各种功能结构的作用，所使用的支承零部件就必须有足够的刚度和强度。

12.1定模座板
定模座板采用45钢。利用8个Φ16与固定板装配在一起，利用4个M4的内6角螺纹将定位圈与之装配起来。浇口套与之的配合公差是H6/f5。

12.2定模板
定模版的主要用于以下几个地方：
1、固定型腔 2.导套 3. 楔紧块 4.斜导柱
通过计算发现校核值要比12大一些，决定取25。定模板由45刚制成，硬度范围在230HB~270HB。导套孔和导套一侧用的公差配合是H7/r6，另一侧是H8/h7。
模具的基础组成零件有下列几部分：1.固定板 2.垫块 3.支承板 4.模座
注塑模架主要是用来将模具中各种其他零件安装在上面。同时支承零件要有合适的强度和刚度，这样才能保证注塑的正常进行。
12.3动模板
动模板的作用是将型芯固定起来，厚度值取120mm
12.4 动模座板
动模座板的主要作用有下列几个：
1. 将其他的零件安装在上面，承受一定的压力
2. 工作过程中传递合模力
3. 工作过程中承受成型力
设计模座的时候要符合以下要求：
1. 要有合理的厚度
2. 模座的尺寸要与固定板的尺寸对应起来
3. 模座上开的孔要能和螺纹孔一致
模座的材料采用45钢，硬度范围是230~270HBS。

13. 合模导向与定位机构的设计
当注射模在工作的时候，如果开、合模的操作相独立的话，可以通过注射成型机的拉杆导向来完成，但是这样的话就不能确保注射模具能够正常工作，为了避免这一情况，在注射模上可以安装导向定位机构，它的作用有以下几点：
(1)定位作用：在模具装配的时候，有时候会因为方位的问题而导致模具有一定的损坏，而且在模具闭合后，型腔的形状不能得到保证，而导向定位机构能够避免这些问题，除了这些，导向定位机构还能防止因为位置偏移导致的便携牙缸壁厚不均，而且在装配的时候，更加方便装配定位，使得模具调整更加简易；
(2)导向作用：在进行动定合模的操作时，为了避免凸模、型芯和型腔发生冲击从而致使零件遭到损坏，可以先让导向机构与之接触，然后完成动定模闭合，
(3)侧压力的承受：在材料注射进型腔之后，此时侧压力会顺势产生，可以由导向机构来承受这样的一个压力；
(4)保持运动平稳作用：当脱模机构是用来生产比较大的模具的时候，导向机构可以保证脱模机构能够比较稳定的运行。
13.1 导柱导向机构
导柱需要导套配合，这是由于便携牙缸的精度要求。导柱和导套的固定孔的大小相同，所以在加工时，为保证位置的精度，可使用相同刀具。引导柱引导套筒是一样的配合间隙H8 / f8的或H7/ H6，且间隙小于0.04毫米，模板中的领导职务是使用合理的过渡H7/ M6或H7/ R6。导向柱的端部一般是锥形或半圆形，以便使立柱导轨引导的问题可以进入该孔中。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢（T8A、T10A）经淬火处理，硬度为50~55HRC[18]，这样导柱具的表面才会比较耐磨而且很硬，内芯也会不容易折断。
13.2 导向孔、导套的结构及要求
在装配的时候，成圆角的导套前面及且内孔需保证一定锥度，这样可以便于装配。当孔内有空气时，会产生反压力，在导柱进入的时候会遇到一定的阻力，而且合模时的噪音很大。所以导柱孔应该被打通。
13.3 导柱布置
根据模具的大小，四根等直径导柱的设计比较适合，在模具分型面的四周分布着四根导柱，这样就即保证了导柱和模具的距离，又保证了模具的高强度。
14. 排气与引气系统
14.1排气系统的作用及气体来源
因为注射过程中本设计的便携牙缸存在气泡，疏松等一定的问题，所以必须得将型腔中的气体进行清出。下面列出了几个大部分模具型腔中的气体形成原因：
(1)选择的系统自身存在的气体；
(2)当进行注射过程时所产生的温度降塑料中的水分蒸发出水蒸汽；
(3)塑料制件在高温下，经过受热等物理反应会挥发一定的气体；
(4)由于需要添加添加剂，故在加工过程中会存在化学反应，并随之产生气体；
14.2排气系统的设计要点
(1)注射速度需与排气系统的通畅，有序，排气速度等方面同步；
(2)在塑料流的末端应设一个排气槽来排气；
(3)从加工和修整，飞边容易脱模和去除的角度出发，排气系统也应放置在主分型面凹模一侧；
(4)为考虑安全性，应设在制件较厚的部位；
(5)为了避免积存冷料，最好将系统置于便于清理的地方；
(6)由于操作过程中高容易出现温熔体溅出伤人的事故，所以在排气方向的选择应尽量避开操作区；
(7)塑料流动性、注射压力以及温度与本系统的深度息息相关；
在本设计中，由于间隙的存在，所以在型芯和型腔之间不单独开设排气槽。
14.3引气装置
为了顺利脱模，在日常生产会有一个与排气系统的作用相反的装置，即引气装置。制件成型后，由于在型腔内存在塑料，气体在一定时间会被排出，这样制件内孔表面容易与型芯间形成真空，会使脱模难以进行。且由于便携牙缸的特性，其底部属于密封的壳型，因此在本设计中不需使用引气装置，而采用采用分型面排气，因为制件左右有滑块排气，上下有镶件排气，可以完成整个成型过程。

结 论
本次设计中，当确定了塑件的塑件图之后，首先对其进行了加工工艺分析，之后确定了注塑模具，接着对模具的结果进行了重要部分的设计计算，最后在对注塑机的各项要求进行了校核，确定所选注塑机符合要求。
本次设计的结论是确定了塑料的成型特性及工艺参数、参数系统、脱膜机构、侧向抽芯机构、温度调节机构、成型零部件、模架、支承与连接零件、合膜导向与定位机构、排气与引气系统的设计，并进行了科学、合理的校验，最后采用注塑成型技术成功设计出了可方便携带的牙缸。
成功的进行便携牙缸设计，给了我很大的信心，毕设的过程，让我更好的将所学专业知识融会贯通到了一起，让我更熟练的将其运用到各项工业设计制造之中，但在设计的时候亦存在许多困难，无论是壁厚的计算，还是分型面的选择，亦或者是原则与原则间的冲突，这些都需要在日后的学习过程中不断的积累丰富自己，让自己更加的完美。

致谢

参考文献
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[2] 任富君，简明机械制造工艺手册。中国标准出版社,1995.
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[4] 初利宝.Pro／ENGINEER WIlDFIRE 模具设计[M].北京：北京大学出版社，2005.
[5] 曹岩等.Pro／ENGINEER Wildfire 模具设计实例精解[M].北京：机械工业出版社，2005.
[6] 彭建生．模具设计与加工速查手册[M]．北京：机械工业出版社，2005．6
[7] 陈嘉真. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京：机械工业出版社，1995.
[8] 曹宏深. 塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，1993.
[9] 奚永生.大型注塑模具设计[M]. 北京：中国轻工业出版社，1996．
[10] 丁闻.实用塑料成型模具设计手册——注射模、压缩模和压注模[M].西安：西安交通大学出版壮出版，1993.
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[12] 唯美科技, 何博.中文版Pro/ENGINEER Wildfire 实用速成教程[M].中国电力出版社,2004.5.
[13]塑料模具技术手册编委会. 塑料模具技术手册.北京:机械工业出版社,1990.
[14]陈剑鹤. 塑料模具设计图册[M]，北京：清华大学出版社，2008
[15]党根茂，模具设计与制造,西安：西安电子科技大学出版社 2003

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