文档包括:
说明书一份，30页，约16000字
任务书一份

CAD版本图纸共11张

 文献综述：
研究意义：注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法。具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。随着我国制造业的国际地位的不断提高,模具工业获得了飞速的发展,模具的需求量也成倍增加,其生产周期愈来愈短。而模具生产是多品种小批量生产,乃至单件生产。其特点为:品种多样化;生产过程多样化;生产能力复杂化。为解决这一问题,首先要普及CAD 技术,利用现代的CAD/CAM/CAE 技术,才是经济、快捷的模具开发设计制造手段,也是其今后的发展方向。
国内外研究现状：金融危机为外资企业入驻中国注塑模具行业创造了条件，国际许多注塑模具企业已经看中在中国低成本拓展市场的机会，随着外资投入逐步加大，中国国内企业改革重组迅速加快。同时新的行业制度等政策的颁布和实施将促使我国注塑模具行业洗牌，企业兼并重组将在政策的促使下大力发展。随着国内环保经济的发展，低碳已经成为“十二五规划”中的主题，注塑模具行业的产业升级已经迫在眉睫。
参考文献：
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研究方案
刷座的材料为硬PEC，结构较复杂，塑件为弯管件，一端呈法兰盘状，且圆周上均布多空。 根据所给的刷座零件图和大批量生产的要求，进行注射工艺分析并设计一副注射模具。
一、确定模具结构方案，并进行必要的计算
二、用Pro-E或其他三维软件进行模具建模并分析
三、绘制模具总装图
四、绘制全部自制零件的工程图
五、编制工作零件的加工工艺规程卡片
六、编写设计说明书
要求如下：
设计工作量应至少完成折合A0号图纸三张和一份12000字以上的设计计算说明书。

刷座注塑模具设计与工艺分析

    摘  要：塑料行业是当今世界增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义。详细介绍了刷座注塑模具设计的整个过程。首先通过对塑件的结构和成型工艺分析，确定塑件的分型面和浇口结构；然后再进行模具零件设计。而在结构设计方面，重点阐述了齿轮齿条抽芯设计要点，模具结构紧凑，合理。
    关键词：注塑模具设计；工艺分析；分型面

Analysis of Injection Process and Design for The brush base

   Abstract:Nowadays,plastic industry is one of industry sectors which grow fastest in the word.In this field,injection mold grows faster than the others.Thus,studying injection mold plays the important role in the knowledge of plastic productive and improving the product quality.This article detailed introduction of the whole process in the mold design.First,though study analysis of plastic structure and forming process,plastic parting surface and gate structure can be determined.Then the article introduces the brush base of mold design.In the structural design,the article emphasis on the points of core-pulling mechanism of gear and rack design.The requirement of mold structures are compact and reasonable.
  Keywords:Injection mold design;Industrial analysis;Divide the profile

1  概述
1.1  国际、国内塑料模具成型发展概况
    我国的模具技术却滞后国外尤其是发达国家几十年了。据国际上分析模具统计数据，可以看到根据数据的来源不同，相应的定义与分类产均有所不同。1996年的一项国与国之间模具贸易的研究显示了，美国以29.86亿美元的贸易额排名第一，日本以21.25亿美元排名第2位，德国以13.2亿美元排名第3位。
   近年来，中国塑料工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量位居世界第二。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通等领域发展迅猛，掀起了一股投资热潮。
1.2  塑料模具设计方法主要发展方向
    模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计（CAD）技术以来，这项技术已获得认可，并且得到来快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（CAE）企业应用CAD技术，已从二维设计发展到三维设计，三维设计已达70%以上。中国大部分企业还停留在二维设计的水平上，能进行三维设计的企业还不到20%。CAE软件在国外应用已较普遍，国内应用还比较少，用于预测零件成形过程中可能发展缺陷的水平还比较低。
    除了模具CAD/CAE技术之外，模具工艺设计也非常重要。计算机辅助工艺设计（CAPP）技术已开始在中国模具企业中应用。由于大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别于批量生产的产品，因此应用CAPP技术难度较大，模具企业必须做好开发【1】。虽然CAPP技术应用和推广的难度比CAD和CAE为高，但也必须重视这一发展方向。
1.3  毕业设计课题资料查询
1.3.1  分析塑件结构及工艺技术要求
 
图1 塑件工程图
Figl  plastics engineering drawings
    由图可知，塑件结构属于弯管件塑件为弯管件，需要采用组合式型芯来进行抽芯工序。而且凸台上还分布有很多盲孔不觉需要抽芯，为了避免进行多次斜抽芯而造成模具的复杂性，可以考虑将凸台面水平放置。这样，凸台上面的孔的抽芯方向和脱模方向相同了。此外，塑件下半部分管面设计成2~5°的锥面，是为了脱模能顺利完成。[2]塑件的工艺技术要求包括：
    塑料的材料为：硬PVC;
    尺寸公差按SJ1372－78,8SEY 处理;
    大批量生产；
1.3.2  注塑机的技术规格
    在按收客户订货时，客户必须对所用注射机提出明确的规格。在所提供的注射机规格中应包括以下内容：
    注射机型号及生产厂家；
    注射机最大注射容积（最大注射量）；
    注射机锁模力；
    注射机喷嘴球面半径及喷嘴孔径；
    注射机定位孔直径
    注射机拉杆内间炬；
    注射机容模量（允许的模具最大、最小闭合高度）；
    注射机的顶出方式（液压顶出或机械顶出以及顶出点位置、顶杆直径）；
    注射机开模行程及最大开距；
    必要时还要提供注射机顶出行程及顶出力。
1.3.3  塑件加工性能和工艺性能
    材料主要性能分述：
    PVC是一种分子对热不稳定的树脂，纯PVC在空气中100时就开始降解，随着温度的升高降解加剧分解出HCL，HCL又进一步促进PVC分解，所以在PVC加工中必须加入热稳定剂方可使加工得以顺利。
    PVC耐热性差，粘度大、流动性差，容易滞留于死角中造成分解、烧焦，此外，由于熔体粘结力差，难于得到理想表面，必须加入高分子助剂。
    PVC抗冲击强度差，加入改性剂要求是在室温下能有高强性的高聚合物，且必须与PVC有一定互容能力形成两项结构共混物，从而改善制品的冲击强度、加工性能、耐候性能及焊接角的强度[2]。
PVC材料性质
英文名字：poly vingl chloride
密度：1.35~1.45g/cm3
成型收缩率：0.5~0.7%
成型温度：180~210C
干燥条件：70℃1小时
比热容：1260J/(kg.k)
导热率：0.210W/(m.k)
注射压力：30~160Mpa
注射速度：一般取中低速
螺杆转速：最大速度折合线速度为0.25m/s
模具温度：30~60
保压力：为注射压力的40%~60%
冷却时间：10.1S
制件公差等级：SJ1372－78.8级
喷嘴孔孔径：大与5mm
1.3.4  塑件收缩及补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形。
    由于PVC塑料中的氯乙极性分子吸水，会造成充型后收缩较大，因此原料必须进行干燥，干燥温度85℃左右，时间2小时以上。
    充型过程中，若充弄压力和速度较大，模具各部位温度剃度变化比较大都会引起内应力的增加，因此，需选用合适的允型压力和速度，且加热，冷却系统要设置合理以减少残余内应力和翘曲变形。
1.3.5  塑料对模具温度的要求
    由于材料的成型接近分解温度，故必须控制尽可能用较低的温度进行注射，同时也应尽可能的缩短注塑周期，以减少熔料在料筒内的滞留时间由于PVC本身耐热性差，料在料筒内长时间受[3]，会降解析出氯化氢使胶件变黄甚至产生黑点，并且氯化氢对模腔有腐蚀作用，所以要经常清洗模腔及机头死角位。
模具温度尽可能低（通常运冻水，控制模温在30~45℃），以缩短成型周期以及减少胶件出模后变形，必要时借助定型模缩水模来较正控制变形。
1.3.6  模具材料
    塑料模具钢的选用应根据所成型的塑料种类，被成型塑料制品的形状、尺寸、精度、质量及数量的不同要求，同时要考虑创造模具的条件和加工方法，选用不同类型的钢材，如渗碳钢、调质钢、高碳工具钢、耐蚀钢、低碳马氏体时效钢[4]。根据《塑料注射模具设计使用手册》表6.1，选择渗碳钢12grni2。
1.3.7  模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率
    模具型腔中的温度是注塑成型中重要的因素之一，它在很大程度上决定着注塑成型周期，即生产效率。如果模具热时损耗大，则熔融塑料在型腔中的表关粘度增加，也就是流动阻力加大，这就使成型周期增加；若模具损耗热量很小，而冷却水的循环又不能使模具温度降低至熔融塑料的分解温度之下，此时，塑料将会分解，对于一些塑料分解的气体还会对模具型腔表面腐蚀等损[5]。因此，必须根据具体模具的热量损耗情况决定冷却水用量，以提高注塑成型的生产效率。
1.4  毕业设计思想简述
    本次毕业设计主要是利用已学的专业基础知识和专业知识来进行塑料注塑模具设计。这次的设计要求独立完成任务，达到能基本独立完成一套简单模具的设计的目的。其主要内容是注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件，脱模机构和分型抽芯机构等等的设计。同时，在这个过程中，需要通过各种途径进行查阅有关模具的各种参数，如结构参数，成型，热平衡等等。然后充分利用计算机辅助工具CAD／CAE进行塑件的造型和流体模拟分析。最终设计出一副能达到使用要求的模具。