论文总字数：13957字
摘 要
支架都属于塑料的制品，属于我们模具设计课程的设计范围，所以本次的课题设计就是来围绕支架注塑成型展开的，在我这个模具设计的论文中，详细的阐述了怎么将支架的外壳注塑成型的整个设计过程，在整个模具的设计的过程中，根据塑料的制品的外观，塑件的工艺性，塑件的用途，尺寸的要求还有尺寸的精度等方面的要求来制定了严谨的设计路线，其中包括了这几个模块，它们是设计模具的背景以及工艺的分析，选择适用的注射机还有工艺参数，成型零部件还有冷却系统，脱模机构，浇注系统的设计还有一些总结式的分析。
关键词：支架；模具设计；注塑模
Injection Molding Technology and Die Design of Bracket
abstract
The bracket belongs to the plastic products and belongs to the design scope of our mold design course, so this project design is to focus on the bracket injection molding In my paper on die design, the whole design process of injection moulding of the outer shell of the bracket is elaborated in detail. In the whole design process of the die, a rigorous design route is formulated according to the requirements of the appearance of the plastic products, the workmanship of the plastic parts, the use of the plastic parts, the requirements of the size and the accuracy of the dimensions, including these modules. They are the background of the design of the mould and the analysis of the process, the selection of suitable injection machine and process parameters, forming parts and cooling system, demoulding mechanism, gating system design and some summary analysis.
Key words: bracket; mould design; injection mould
目录
摘要 I
abstract II
第一章 引言 1
第二章 设计背景 2
2.1 塑料介绍 2
2.2 注塑成型 2
2.3 注塑模 2
第三章 工艺分析 3
3.1 塑件分析 3
3.2 ABS材料的分析 4
3.3 塑件的工艺分析 4
3.4 注射成型工艺过程分析 5
3.5 型腔数目的确定 5
3.6 分型面的选择 6
第四章 模流分析 7
4.1 划分网格 7
4.2 选择材料 7
4.3 注射工艺参数 7
4.4 浇口位置分析 7
4.5充填分析 8
4.6压力分析 8
4.7 缩痕分析 8
4.8气穴分析 9
4.9 熔接痕分析 9
4.10 翘曲分析 9
4.11 结论 10
第五章 注射机选型及确定工艺参数 11
5.1 参数计算 11
5.2 确定成型工艺参数 11
5.3模架的选用 13
5.4注射机的主要参数的校核 14
第六章 浇注系统的设计 15
6.1 确定浇注系统的原则 15
6.2 主流道的设计 15
6.3分流道的设计 16
6.4浇口的设计 17
6.5冷料穴的设计 17
第七章 注射模成型零部件的设计 18
7.1 结构设计 18
7.3 成型零部件的工作尺寸的计算 19
第八章 冷却系统的设计 21
8.1 模具温度调节系统概述 21
8.2 温度调节对塑件质量的影响 21
8.3 模具的冷却系统的用处 21
8.4 模具的冷却系统设计原则 21
8.5 模具的冷却类型 21
第九章 脱模机构及排气系统的设计 22
9.1 选用原则 22
9.2 具体的设计 22
9.3 排气的概述 22
第十章 模具的分析 23
10.1 模具材料的选用 23
10.2模具经济性的分析 23
第十一章 结束语 24
致 谢 25
第一章 引言
模具制造作为精密制造行业中重要的一部分，它的优点是它在精度、效率方面能够达到高水平，不仅如此，还可以做到低能耗。所以在仪表仪器，现代的通信设备，家电等行业中使用模具来加工成型的零部件已经成为了大趋势。
在模具设计中，塑料模具是一个重要的部分。国内外的塑料加工工业中很多制品是通过模具来生产的，其中注塑模具能够做到占塑料的成型模具的总量的50%以上。模具设计从最开始的设计到成型是很复杂的一个过程。
这一次毕业设计的课题名称叫做支架注塑成型工艺与模具设计，材料方面是ABS，因为ABS的流动性比较差，所以为了能够保证填充完全。模的选择也要根据经验公式来选择合理的尺寸。模架选用是根据产品的注塑特点来进行选择，此外，冷却系统、浇注系统、顶出系统这些系统的设置等也是在整个设计的过程中得进行不断地调试的，都是为了得出最优的方案。为了完成这一次设计，查阅各种相关资料是必不可少的，在设计过程中需要用到一些二维以及三维的软件，比如CAD,UG这一些常用的软件。
在生产中，模具通过注射的方式将材料打进，将各种材料成型的叫做注射模具，它是一种工艺装备为了实现注射成型。有很多的类别关于注射模具，他们的分类方法各不相同。通过结构塑料，塑件，材料。注塑机等等。但是不管怎么分类。基本上一般的模具都有动模部分和定模部分著称。还有就是它有七大机构。
注射成型工艺是用注塑机将塑料熔体打进模具的过程。注射成型是把塑料熔体送到型腔中，通过注射的方式来实现。通过控制其很多条件来实现它的冷却定型，从而来使塑件的质量达到所要求的程度。注射成型条件工艺的选择与控制是主要因素来决定成型质量的，在模具结构和注射机确定以后，
时间、温度、压力是决定注射成型好坏的很重要的三个方面，要求高的零件就更为看重。在塑料模具的成型过程的中。这并不是一件简单的事情，是要确立一组的最佳的成型条件，那是因为成型条件所能被影响的因素有很多，如制品的形状不同、注射的装备差异、原材料的种类的不同、环境的温度的不同等。
要采用CAD技术才能成型塑料模具，（CAE）计算机辅助工程技术也是必不可少的。现在社会科学技术发展的特别快，我们现在是学生，将来走上工作岗位就是工人。我们要学会用计算机来辅助我们做这些工作，这样我们才能更高效的完成我们的工作任务，而不能总是顽固的坚持那些老思想，这是不对的。就好CAE它可以很方便的帮助我们来完成很多东西。他可以模拟分析熔体的很多情况，比如制品的应力分布，分子分布，等等。它可以帮助我们尽早的发现问题，而不是等到工件做出来才能发现问题。这样做，可以显著的提高效率，降低成本。
第二章 设计背景
2.1 塑料介绍
塑料是拥有流动性的高分子的材料。它有质量少，密度小，绝缘性好，化学的稳定性高，耐磨的性能好，隔音的性能好等好处。塑料还具有防水、防透风还有耐瞬时烧蚀这一些特殊的性能。国民经济中的塑料制作已经成为社会加工的工艺不可或缺的材料之一。
2.2 注塑成型
注塑成型的过程先是把物料制品从注射机的料斗均匀的打入机筒的内部加热并将它塑化，使物料制品变成流态的熔体，然后，在柱塞力均匀的推动下，缓慢的通过喷 嘴注 射进模具，经过冷却，从而得到成品。
2.3 注塑模
传统的注塑成型的方法是正式生产工作之前，经验总是十分重要的，这就需要工作人员拥有十分出众的能力，在这个过程中，多次的实验是必须的，在原方案行不通的情况下，要想到走另外一条路，不能拘泥于最开始的设计，只有不断变通才能得到最完美的制品。
第三章 工艺分析
3.1 塑件分析
在模具的设计之前我们来对塑件工艺进行精细的分析，比如形状的结构、尺寸的大小、精度等级以及表面的质量等这些进行研究还有分析，只能做到这些，设计所需要的精准的模具结构还有精度才能得到满足。
从图3-1,图3-2中可以看出来的是该塑件的模具是那种结构中等复杂、生产量比较大、要求较高的模具。
图3-1 塑件三维图
图3-2 塑件的二维及三维图
塑件成型的精度及尺寸跟模具的结构设计的方法以及模具的制造的精度的大小之间都有关。为了降低生产的成本需求，关于塑件的尺寸的精度就没有那么严格的要求，可以适当的调低。根据我国的目前的成型水平，公差这部分知识可以通过查阅各种相关资料来达到了解。
关于塑件的表面的粗糙度，综合塑件的分析，可以知道这个塑件外部表面的粗糙度比内部要高得多，通过比较数据，查阅资料得到的结果是Ra0.2，内部是0.4。
3.2 ABS材料的分析
关于ABS材料的基本特性，通过查阅资料得到的结论是ABS不含毒素，也不存在怪味，颜色是微黄色，较好的光泽、不透明是它作为成型塑料的特点。它的热变形的温度会比聚苯乙烯跟聚氯乙烯还有聚酰胺之类高，尺寸不容易变，相对而言，比较好加工，可以通过其他工序变成其他任何颜色。ABS的缺点是耐热性并不强，不间断的工作时极限是70，发生因为过热而变形的温度是93，对于气候也是对付不来，具体数据如表3-1所示。
表3-1 ABS的性能指标表
密度（g/cm3） | 1.021.05 | 拉伸弹性模量(Gpa) | 1.8 |
收缩率 | 0.40.6% | 弯曲弹性模量(Gpa) | 1.4 |
熔点(0C) | 130160 | 压缩强度(Mpa) | 1839 |
硬度(HRR) | 6286 | 缺口冲击强度(kj/m2) | 1120 |
弯曲强度(Mpa) | 80 | 体积电阻系数() | |
拉伸强度(Mpa) | 3549 | 热变形温度为(0C) | 93118 |
ABS材料的成型性能：
1）ABS对于水是比较容易吸收的；
2）ABS在气温变高时自身的黏度也会跟着变化；
3）熔接痕是不可避免的，所以阻力这种因素是一定得考虑在内的；
4）在加工的过程当中，各种其他条件的温度对收缩率有着不大的影响。50600C是保证加工过程中精度的温度要求；60800C是保证各种外在因素精度的温度要求；
5）ABS的比热容是一个不高的数值，所以加工成型的速度很快，所以整个加工过程会非常的短，这一点也保证了ABS成为一种相当不错的材料。
ABS材料的主要用途：ABS在工业还有家用电器中都扮演着十分重要的角色，一些管道跟工业产品，各种塑料外壳的产品都离不开ABS，就算在家用的玩具领域，它的作用也不容小觑，还有各种跟汽车有关的零部件，它也是不可或缺的。
3.3 塑件的工艺分析
首先是脱模斜度，为了达到脱模的目的，所以一定的脱模斜度在加工过程中是不可或缺的。这项属性的大小跟外表、外壁的厚度还有一些其他因素有关。过小会导致加工困难，还容易使制品不良，产生破损；但是斜度过大的话，便利方面的问题虽然解决了，但是随之而来的问题也是十分麻烦的，就是成本问题，这是工业生产中必须着重考虑的事。
其次是塑件的壁厚，这是一个必须要考虑的因素。它对整个设计生产有着十分特别的意义。正常情况下，壁厚是越小越好的。这是考虑到成本问题得出的结论，这是一个不可以避免的问题，因为生产是为了盈利，我们不能忽略这一点。考虑到这些因素，所以选择均匀的壁厚始终是比较合适的，因为这样的选择可以避免很多不必要的麻烦，在生产中是十分常见的选择。
应力集中是要避免的问题，为此我们要在在转角跟塑件的内部连接处采用圆角是十分明智的选
择，通过分析这些因素，我们最终确定的塑料件的表面的圆角半径跟内部转弯处圆角半径都为4。
孔作为一个十分重要的部分，它的设计也要谨慎考虑，各种通孔跟盲孔在塑料制品上是十分常见的。当孔设计的过于复杂时，不仅在加工工艺过程中难以保证精度，在成本方面也难以保证，毕竟生产是要考虑各种各样的因素的，所以简单的选择也是可以考虑的。因为分流作用的存在，熔接痕也是不可避免的，这样就会让孔的质量变差，所以这个因素也要考虑进去，所以结合上面所有因素得到的结论是还要给孔设置壁厚，这才是万全之策，以此来保证工序的正常进行。
3.4 注射成型工艺过程分析
根据塑件各项属性，将工艺过程细分为：
第一步：为了让注射的过程顺利进行还有就是保证产品的质量。
1）预处理
因为ABS材料的各项属性需要被考虑到，比如热量条件下的稳定性，流动性这些，是要进行检测的，针对这个，对原材料的预处理就显得非常重要，而唯一不需要考虑的处理就是干燥，因为ABS这个材料本身就不怎么吸水，所以这道工序完全可以省略而着重应对上面的那些检测，这些工作都是不可忽略的。
第二步: 注射成型的过程
注射成型有以下几个步骤。完整的注射的过程包括给料筒加料、将材料给塑化、将塑化了的材料均匀注射入模具、等它缓慢冷却过后跟用适当的方式将制品脱模这几个步骤。
第三步：关于脱模后处理，为了改变某些属性比如存在的各种内应力，使制件的质量得到保证，我们必须得对此进行处理，下面就是处理的办法：退火一段时间，调湿一段时间。因为ABS是制作材料，我们在慎重考虑后，得到的结论是退火处理1～3h。
3.5 型腔数目的确定
对塑件的外形进行考虑后，并结合了具体的设计要求，还有生产成本等各方面的分析后，本次设计选择一模4腔。
3.6 分型面的选择
在加工过程中闭合，完成后又可以打开的接触表面叫做分型面，它是生产塑件的过程当中十分重要的因素。
有以下几个方面的问题应该被考虑到：
1）分型面的位置应该要设置在最大轮廓处设置；
2）模具开模后塑件尽量留在动模上这样便于脱模；
3）关于分型面的设置应该不不影响整体布局；
4）关于浇注系统的设置要做到合理；
5）痕迹要尽量减少；
6）塑件在加工完成后要容易脱模；
7) 分型面的布置数量要做到尽量少一些。
8) 排气系统要考虑到；
9) 技术方面也要考虑到。
综上，分型面如图3-3所示。
图3-3 分型面的选择 |
型腔的布局跟其他系统的设置不可以分开考虑。因为进行装配的是塑件的两个部分，一上一下，所以它们的各项参数应该要做到相同，这些需要考虑的因素被综合参考后，得出了如下图3-4所示的结构。
图3-4型腔布局
第四章 模流分析
4.1 划分网格
图4-1划分网格
4.2 选择材料
图4-2选择材料
材料名称：ABS 材料类型：Amorphous
制造商：UMG ABS Ltd 牌号：UMG ABS GSM
4.3 注射工艺参数
- 温度：后段150-180 中段180-230 前段210-240
- 模具温度：60℃； 熔体温度：245℃
- 零件平均温度：38℃； 喷嘴温度：220-240℃
- 选择注射机，勾选“分离翘曲原因”
- 成型时间：30s； 最大注射压力：110MPa
- 冷却求解器参数里模具温度收敛公差缺省值为 0.1
4.4 浇口位置分析
剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：13957字
该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找;
