烟灰缸注塑模具毕业设计灰缸注塑模具毕业设计
以上目录提纲写的较好。
者：钟俊威指导老师：刘存山（东莞职业技术学院2011级机电工程系，东莞 523808）摘要：塑料成型是塑料加工中最普遍的方法，作为塑料成型加工的工具之一的塑料注塑模具，在质量，精度，制造周期，以及注塑过程中的生产效率等方面影响着产品的质量，产量，成本。产品的更新换代对模具设计水平有了更高的要求。烟灰缸的使用越来越广泛，也对其质量和外观要求越来越高。
本次设计课题是烟灰缸注射模具设计，论文绪论部分对注射模具作了概述，正文中介绍了烟灰缸的工艺特点，重点在烟灰缸注射模结构的设计，对塑件的尺寸公差和精度以及塑件质量等的计算，并利用SolidWorks进行实体建模，以及AUTOCAD二维设计，从而有效的提高了设计的效率。关键词：塑料加工 注射模具 烟灰缸 1前言1.1模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。1.2 模具的分类 模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。1.3 我国模具工业的现状 自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。1.4国内模具的发展前景 中国的模具企业大都是中小企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。
因此，模具制造企业要提高管理水平，具备快速反应和及时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造.所谓信息化的模具企业，就是在模具企业应用INTERNET、ERP等信息化技术，把模具企业上下游业务过程，技术沟通过程，以及模具企业内部业务管理过程，以IT形式固定下来，最终提高模具企业的经营管理水平，提高模具企业运转的效率[3]。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括[2]： 1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平； 2.在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3.大力发展快速制造成形和快速制造模具技术； 4.在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5.提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6.发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7.逐步推广高速铣削在模具加工的应用； 8.进一步研究开发模具的抛光技术和设备； 9.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10.开发新的成形工艺和模具。2塑件结构的设计2.1零件材质俗称 ：ABS塑料；中文学名：丙烯腈—丁二烯—苯乙烯；英文学名：Acrylonitrile Butadiene Styrene [2]；英文简称：ABS；ABS塑料如图2—1所示。
图号要标出来，例如图2—1XX零件加工刀具卡（图号标在图的下面，表号标在表的上面）2.2收缩率 ABS的收缩率为0.3%～0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.4％2.3尺寸和精度 塑件的流动性影响制件尺寸的设计，注射成型制件尺寸要受注射机的注射量，锁模力的限制。
影响模塑精度的因素十分复杂。首先是模具制造的精度，其次是塑料收缩率的波动，同时由于磨损等原因造成模具尺寸不断变化，都会使模制尺寸不稳定。模制时工艺条件的变化，正边厚度的变化以及模制所需脱模斜度都会影响塑料制品的精度，因此塑料制件的精度确定应合理，尽可能选用低精度等级。综合考虑本产品采用一般精度即7级精度。2.4表面粗糙度 塑件制品的表面粗糙度，除了从工艺上尽可能避免冷疤，云纹等疵点外，主要是由模具粗糙度决定，一般模具表面粗糙度要比塑件的高一等级。本塑件取Ra=6.3um。2.5脱模斜度 根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为外侧斜度为45′，内侧斜度为45′。2.5圆角 塑件设计成圆角，使模具型腔对应部位亦成圆角，这样增强了模具的坚固性，塑件的外圆对应着型腔的内圆角，它使模具在淬火和使用时不会因应力集中而开裂。综上所述，利用Pro/ENGINEER软件设计的烟灰缸塑件如图2—2所示。
图2—2 塑件Pro/ENGINEER的模型3浇注系统设计3.1浇注系统 所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。普通浇注系统由主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利地充模，压实和保压。模具的进料方式、浇口的形式和数量，往往决定了模架的规格型号。浇注系统的设计是否合理，将直接影响成型品的外观。内部质量、尺寸精度和程序周期，故其重要性不言而喻。3.1.1浇注系统的设计原则（1）保证制品外观质量 任何浇口都会在制品表面留下痕迹，从而影响其表面质量。为不影响产品外观，应尽量将浇口设置于制品的隐蔽部位。若无法做到，则应使浇口容易切除，切除后在制品上留下的痕迹很小。（2）保证制品的内部质量（3）阻力最小 流道设计要尽量短，并尽量减少弯折，流道截面积要尽量合理，宜小不宜大。3.2流道设计3.2.1主流道设计主流道设计原则如下：（1）主流道的长度越短越好。主流道越短，模具排气负担越轻，流道料越少，缩短了成型周期，减少了熔体的能量损失。（2）为了便于脱模，主流道在设计上大多采用圆锥形。（3）主流道尺寸要满足装配要求。如图7—2（4）主流道应设计在浇口套内。（5）主流道应尽量和模具中心重合。3.2.2冷料井和钩料脱模装置的设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响整个质量，开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。冷料井直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。
推板式钩料装置有冷料穴、钩料杆组成。钩料杆固定在型芯固定板上，不与顶出系统联动。它的结构形式如图4—1所示。
图4—1钩料杆形式。
3.2.3浇口设计浇口的作用：1 使熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔，并在保压过程中进行补料以弥补由于塑件收缩而留出的空间。2 塑件注射成后，由于浇口的截面积很小，所以它的冷却速度大于塑件的冷却速度，并能迅速地冷却封闭，防止热料回流。
3成型并被顶出的塑件，较容易与浇注系统分离。浇口的类型：浇口形式很多，包括侧浇口、潜伏式浇口、点浇口、直接浇口、扇形浇口、薄片 浇口、爪形浇口、环形浇口、伞形浇口及二次浇口等。因为本设计是一模一腔的，考虑到直接浇口简单，成型容易，所以采用直接浇口较为理想，提高注射效率。位置的选择：首先要避免熔体喷射冲压模，浇口位置还应使熔体取向对塑件性能有利，还要有利于冲模流动，补料和排气。本设计的直接浇口设在型腔中心点处，从塑件的下底面中心进料。3.2.4浇口套设计浇口套有以下几种形式。如图4—2。
图4—2 浇口套形式 本设计采用（d），在浇口套端部设一个与注射机定位孔相配的定位环，并在端面用螺钉将浇口套压在模体内，克服塑件对浇口套的反作用力。本设计中由于采用直接浇口，前锋凝料较小，分模力可将前锋冷料拔出，故不需要设置拉料杆。4注射模零部件的设计4.1分型面的选择 分型面就是动，定模或瓣合模的接触面，模具分开后由此可取出塑件和浇注系统4.1.1分型面的选择原则 ①应选择在塑件外形的最大轮廓处； ②有利于塑件的留模和脱模； ③保证塑件的精确要求； ④满足塑件外观要求； ⑤便于模具的制造； ⑥减小成型面积； ⑦增强排气效果； ⑧应使侧抽芯行程较短。4.1.2排气槽设计 当塑件熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体蒸汽不能顺利排出，将在制品上形成气孔，接缝，表面轮廓不清等缺点，可以利用配合间隙排气，可利用推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，本设计排气间隙为0.03—0.05mm，不必再开设专门的排气槽。4.2成型零件设计4.2.1型腔结构设计 本模具采用整体式凹模结构，由整块材料加工制成。整体式凹模的优点是强大，塑件上不会产生拼、残痕，中小型凹模的机械加工也比较便利；如采用冷压制模法，就可直接在整块钢材上压出凹模，但对大型模具而言，由于钢材体积大，机械加工不便，而且切削也大，造成钢材浪费，延长了制模周期。4.2.2型芯的结构设计 型芯用来成型塑件的内表面的设计，本设计采用整体式型芯，用螺钉将其与模板连接，组合式型芯的特点：①组合式的型芯适用于塑件的内形复杂，机加工困难的型芯；②组合式的型芯使加工变得简单，容易；③组合式的型芯减小了贵重模具钢的耗量；④组合式的型芯节省了加工工时，避免了大型件的热处理变形。4.2.3导向机构的设计 本模具设计采用导柱对合导向机构零部件设计，该机构在模具设计中应用最广，包括导柱和导套两个零件。
1）导柱设计对导柱设计的主要要求：①导柱的直径视模具大小而定，但必须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料一般采用低碳钢（20）渗碳淬火，或用碳素工具钢（T8、T10）淬火处理，硬度为50～55HRC。本设计材料选用低碳钢（20），渗碳淬火，硬度为50～55HRC。②导柱的长度必须比凸模端面的高度高出6～8mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分。本设计导柱的长度比凸模高出8mm，导柱的端部设计成锥形。③导柱的配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7/f6或H8/f8，而与安装孔则采用过过渡配合H7/m6或K7/h6，配合部分表面粗糙度为Ra=0.8um。本设计导柱与导向孔之间采用间隙配合H7/f6，而与安装孔则采用过过渡配合K7/h6。④导柱应合理均匀地分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边缘应有足导柱一般设置在动模一侧，可以起到保护型芯及塑件脱模是支撑推件板的作用。注射模的导柱一般取2～4根，本设计选2根对称布置。2）导套设计这里与导柱配合选择带头导套。该导套的尾部与另—模板配合起定位作用，有省去定位销的效果。3）导套位置导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度：导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线1／3处最安全。4）材料的选择导柱与导套应有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，其硬度为HRC50～55。工作表面粗糙度为Ra0.4，固定部分Ra0.8。导套内外表面粗糙度取为Ra0.8为妥。对导柱直径的校核。4.2.4复位机构的设计 模具机构在完成塑件脱模后，为进行下一个循环，必须回到初始位置，因此要设置复位杆。本设计复位杆下端安装在推杆固定板上。5推出机构5.1脱模系统 在注塑模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损坏的推出机构称为脱模系统。5.1.1脱模系统的分类按动力来源分可分为三类。手动脱模系统 指当模具分开后，用人工操作脱模系统使制品脱出，它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。机动脱模系统 依靠注射机的开模动作驱动模具上的脱模系统，实现制品自动推出。（3）液压和气动脱模系统 一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将制品通过模具上的脱模系统推出模外或将制品吹出模外。由此可得采用机动脱模系统比较符合本设计5.1.2机动脱模 机动脱模系统包括推杆类脱模系统、推管类脱模系统、推板类脱模系统、气动脱模系统、内螺纹机脱模系统及复合推出。5.1.3脱模机构的设计原则（1）开模时应使塑件留在动模一侧塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。（2）保证塑件外观完美无损防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性的分析选择合适的脱模机构，是推出中心和脱模阻力中心重合。（3）避免顶出损伤顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大部位，即不易变形或损伤的部位，尽量避免顶出力作用于最薄的部位，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤。（4）顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。5.1.4脱模机构的选择考虑到本制品的结构简单，且推杆脱模系统应用广泛，宜采用推杆推出的脱模机构。这种顶出机构广泛地应用于推出各类塑件，是一种最简单的推出形式。本设计采用的推杆如图6—1所示。
图6—1 推杆示意图5.1.5推杆固定方式本设计中采用的推杆的固定方式如图6—2（a）所示。
图6—2 推杆固定方式5.2侧向分型机构设计 凡是能够获得侧向抽型或侧向分型以及复位动作的机构，统称为侧向分型机构。从广义来讲，它也是实现塑件脱模的装置。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一种是开模首先完成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；第二种是侧向抽芯或分型与塑件的推出同步进行。本模具采用的是第二种。5.2.1机构分类侧向分型抽芯机构类型很多，通常按动力来源分三种类型（手动侧向分型抽芯机构，机动侧向分型抽芯机构，液压(气压)侧向分型抽芯机构），其中以侧向分型机构最为常用。本设计采用的就是第二种。5.2.2机构类型的选择 这里本设计选择机动侧向分型抽芯机构，一般是指借助注射机的开模力或顶出力进行模具侧向分型，抽芯及复位动作的机构．这类机构经济性好，效率高，动作可靠，实用性强，这里具体使用的机构是，斜滑块分型抽芯结构。结构见图纸。5.2.3分型抽芯机构的结构组成（1）划块的导滑形式斜滑块的导滑形式主要有燕尾槽导滑、 T型槽导滑、楔块导滑、斜导柱导滑等几种。其中，燕尾槽导滑适用于固定大型芯。（2）按结构形式分类有整体式和镶拼式。整体式的特点：结构紧凑、模体面积较小，但加工工艺复杂，其配合精度要求很高，只在小型模具中应用。本设计选用燕尾槽形式导滑，采用整体式结构。（3）斜滑块抽芯机构的设计要点① 斜滑块抽芯机构的导向斜角即抽拔角在5°～25°之间选取。由于机构强度较好，必要时导向斜角可适当加大，但最大不应超30°。且又不宜过小，当〈5°时会在斜配合面上产生自锁力影响脱模。本设计导向斜角采用20°。② 为了保证斜滑块的运动平稳，斜滑块的顶出高度应小于斜滑块高度的2/3。③ 为了使斜滑块的分型面保持紧密配合，成型时不发生溢料，斜滑块与模套之间应有0.2mm～0.5mm的间隙。5.2.4侧抽芯抽拔力和抽芯距的计算塑件在冷凝收缩时产生包紧力，紧紧包住活动的侧抽芯。抽芯机构所需的抽拔力，必须克服因包紧力而产生的抽拔阻力以及机械传动的摩擦力才能抽出活动型芯。抽拔力的计算公式：盲孔 塑料的摩擦系数，0.15L 侧型芯成型部分断面的平均周长，475mmH 型芯被塑料包紧部分的长度，96mmq 单位面积的包紧力，8Mpa B 垂直与抽拔方向的型芯投影面积，3180.86mm将以上数据带入公式得 抽芯距计算公式 mm =47mm6模温调节与冷却系统设计6.1模具温度 塑料注射成型是将熔融状态的塑料向模腔高压注射，其后这些熔料在模腔内冷却到塑料热变形温度以下固化成型。由熔融状态冷却到固化状态是由熔料温度和模具的温差实现的。模具的温度不能过高也不能过低。模具温度过高，会造成溢料脱模困难，并使固化时间过长，延长注射成型周期，降低生产效率。过低则会影响注射熔料的流动性，使塑件应力增大，并可能出现熔接痕及缺料制品缺陷。6.2塑料注射模温度调节 模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具温度。一般当成形时料另外，在个别情况时也需冷却及加热同时使用或交替使用。一般成型后温不足，为了使模具达到成型要求的模温，则应考虑加热装置。热塑性塑料，模具常需冷却。热固性塑料注射成型时则必须加热。通常是根据塑料品种，塑件厚度，结晶性塑料所要求的性能而定。6.3冷却回路设计 模具设置冷却装置的目的，一是防止塑件脱膜变型；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较底的结晶度，以得到柔软性，挠曲性，伸长率较好的塑件。冷却形式一般在行腔，型芯等部位合理的设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制膜温，冷却水一般为室温冷水，必要时也有采用强迫通水或低温水来加强冷却效率，冷却系统的设计对塑件质量及成型效率直接有关，尤其在高速，自动成型时更应研究，必须重视。
影响冷却效果的因素：冷却介质的多少；冷却通道与成型区域的接近程度；冷却水道的长度和设置布局；冷却通道的直径以及冷却介质的流动状态；从入口到出口冷却介质的温差，一般不超过5℃；熔融塑料与模具的温差。
设置冷却管道考虑因素：①模具结构形式，如普通模具，细长型芯的模具，复杂模具及脱模机构障碍多的或镶块多的模具，对冷却系统设计直接有关；②模具的大小和冷却面积；③ 熔接痕位置。6.4冷却水孔的开设原则（1）水孔边离型腔的距离，一般保持在15～25毫米左右，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般在直径为8毫米以上。根据模具大小决定。（2）水孔通过镶块时，应考虑镶套管等密封问题。（3）水孔管路应畅通无阻。（4）水管接头的位置尽可能放置在不影响操作的一侧。（5）冷却水孔管路一般最好不开设在型腔塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。冷却参数的确定：冷却管道直径为11mm, 根据冷却水速与水孔直径的关系，选择最低流速为1.32m/s，冷却水体积流量为5.0×10 m3/min。7主要尺寸计算7.1成型零件的工作尺寸计算 所谓工作尺寸是指成型零件上有直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有形腔和型芯的径向尺寸（包括矩形或异形型芯的长和宽），型腔或型芯的深度尺寸。中心矩形尺寸等。
在设计模具时。必须根据制品的尺寸和精度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级。影响塑件制品的精度的因素：（1）成型收缩率的选择和成型收缩的波动引起的尺寸误差。（2）成型零件的制造公差。（3）成型零件的组装误差。（4）型腔成型零件磨损及化学腐蚀引起的误差。（5）成型零件的相对移动（合模的误差、侧抽芯的移动）引起的误差。生产小尺寸塑件时，影响塑件公差的主要因素。则是模具成型零件的制造公差或成型零件表面的磨损值。对于成型零件工作尺寸主要按平均收缩率来计算。结 论 设计过程中遇到了很多以前从没有接触到的知识，但是通过查阅资料，收获是很大的，锻炼了我应用工具书解决问题的能力，使我更加牢固的掌握了所学的知识技能，提高了我提出问题，分析问题和解决问题的能力，并且开阔了知识面，对动手能力的提高也有很大帮助。为将来走向工作岗位并胜任工作打下了扎实的基础。通过这次毕业设计使我对工程设计研究有了一个正确的科学的实践，这将指导我今后的工作，对设计能力的提高有着深远的影响。
参考文献参考文献略有些问题，再参考一下你的课本或其他正规书籍）[1]张维合.注塑模具设计实用教程 [M].北京：化学工业出版社，2007.[2]石世铫．注射模具设计与制造300问[M]．北京：机械工业出版社，2010.[3]钟志雄.塑料注射成型技[M].广州：广东科技出版社，1998. [4]唐志玉．注塑模具优化设计[M]．北京：机械工业出版社，2000. [5]许鹤峰．注塑模具设计要点与图例[M]．北京：化学工业出版社,1998.[6]张佑生．塑料模具计算机辅助设计[M]．北京：机械工业出版社，1998.[7]屈华昌．塑料成型工艺与模具设计[M] ．北京：机械工业出版社，2001.[8]胡亚民．塑料模具的设计与制造问答．北京：机械工业出版社，1995. [9]陈万林．实用塑料注射模设计与制造．北京：机械工业出版社，2000.[10]塑料模具技术手册编委会．塑料模具技术手册[M]．第二版．北京：机械工业出版社，2001.[11]杨江河，魏永良.现代模具制造技术[M] ．北京：机械工业出版社，2006.
致 谢本次设计的烟灰缸注射模具，历时三个半月，设计已近尾声。在老师的悉心指导和严格要求下，本论文得以顺利完成。同时，我的专业知识也得到了巩固。导师严谨的作风和踏实的态度使我深受感动。老师对我的悉心指导和教诲更使我在实际工程设计方面有了很大的进步，同时也使我对模具设计的相关理论有了更深的认识和理解，为我以后的学习和工作奠定了牢固的基础。值此论文完成之际，谨向导师表示我真诚的感谢和崇高的敬意! 其次就是帮助过我的同学，在设计过程中，同学们也给了我很大的帮助，大家在探讨中掌握了设计的使我一次又一次的走出困境。同时也要感谢学校在临毕业给了我这次能发挥我设计思维的机会。在设计中不仅锻炼了我的能力，同时也让我深刻的体会到治学严谨的重要性。使我在即将走上工作岗位的时候有了充分的心理准备和信心。在此感谢母校对我的培养，感谢机电工程学院老师对我的教诲，感谢那些为我的设计提出宝贵意见的老师和同学，以及所有参考文献的作者。最后，鉴于本人知识水平有限，工程实践设计经验尚有欠缺，论文中的错误、遗漏和不足之处再所难免，敬请各位老师批评指正，为我的毕业设计画上一个完美的句号，在此表示衷心的感谢！
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