　　　注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的塑件。水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本课题设计了一副水彩笔笔套的注塑模，模具采用一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型，并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的笔盖模具设计过程进行阐述。关键词：注塑模；一模八穴；非平衡式；侧浇口；斜导柱；侧向分型

第一章绪论1

1.1模具在加工工业中的地位1

1.2模具的发展趋势1

1.3设计在学习模具制造中的作用2

第二章塑件的分析3

2.1明确塑件的设计要求4

2.2生产批量与原材料分析4

2.3成型工艺方法分析5

第三章塑料制品基本参数的计算6

3.1塑件体积和质量的计算6

3.2产品在分型面上投影面积的计算6

3.3分型面的选择7

第四章浇注系统的设计8

4.1注射模具浇注系统的组成8

4.2主流道的设计8

4.3冷料穴设计9

4.4浇口衬套的设计10

4.5浇口的形式10

4.6分流道的设计11

4.7分流道的截面形状和尺寸12

4.8流程比的校核13

4.9浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算14

第五章注塑机的确定16

5.1注射机的选型16

5.2模架的选用17

第六章模具成型零件的有关计算19

6.1型芯的尺寸计算19

6.1.1 型芯的径向尺寸19

6.1.2型芯的高度尺寸19

6.2型腔的尺寸计算20

6.2.1型腔的深度尺寸20

6.2.2型腔的径向尺寸21

6.3型腔的侧壁和底板厚度的计算21

第七章模具结构23

第八章注塑机参数校核24

8.1最大注塑校核24

8.2锁模力的校核24

8.3模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核24

8.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核24

8.3.2模具闭合高度校核25

8.3.3开模行程的校核25

第九章侧向分型与抽芯机构的设计26

9.1抽芯距的确定26

9.2斜导柱的截面形状26

9.2.1斜导柱直径的确定26

9.2.2斜导柱斜角滑块的楔角27

第十章模具装配28

10.1模具的装配28

10.2模具的安装及加工要点29

参考文献32

致谢33

　　　这次的毕业设计课题是注射模具设计，我所设计的是水彩笔笔套的注塑模具，经过将近一个月的时间，我所设计的内容包括整套模具中各个机构的设计和主要非标准件的加工工艺。其覆盖的内容已是作为一位设计者所应掌握的基本内容，为了完成这次毕业设计,我除了运用在工作中所学知识外，还参考了许多有关塑料模具设计的手册,并在分型面选择等方法上，询问了自己的指导老师及一些有经验的师父,相信所选方案是实际加工中较多使用的设计和加工方法。

　　　水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。我的设计采用了一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型。

　　　经过这次的毕业设计，我体会到要设计好一副模具单靠自己一个人的话，不但容易出错，而且效率很低，因此多向老师和有经验的专业人士询问，只有不断思考、询问、积累、运用，才能更快、更好地掌握设计的技巧。塑料模具设计的内容牵涉到很多方面，在设计模具的过程中必须根据具体情况综合考虑，突出重点，只有按科学合理的模具设计程序与设计方法进行设计，才能设计制造出高水平，高质量的模具。总之，随着模具技术的迅速发展及机械各类产品的多样化、复杂化，模具应用的广度和深度将不断向纵深发展，模具需求增长速度将继续高于国民经济总体发展的速度，供小于求的被动状态将大有改变。因些，在模具设计及制造中，采用新技术、新工艺、新设备可持续发展模具工业，更将成为所有企业得以占据市场制高点的必由之路。

　　　总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。

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内容简介：: 南京工程学院高等教育自学考试专接本毕业设计任务书江苏财经学院数控加工与模具设计专业设计题目水彩笔笔套注塑模设计学生姓名郑峰班级 11模具（本）起止日期 2013.02.06-04.26 指导教师林伟教研室主任周忠旺发任务书日期 2013年1月1日1.毕业设计的原始数据：(1)产品图及其技术要求； (2)生产批量：中批量。2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)： (1)绘制产品零件图；(2)查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告（严格按统一格式）；(3)完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；(4)按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份；(5)用PowerPoint或其它软件制作答辩提纲一份。3.毕业设计应完成的技术文件：（1）开题报告一份（文献综述、调研报告、方案论证、完成课题的基本思路及进程计划等）；（2）外文翻译；（2000字以上）（3）毕业设计图纸不少于A0 2张；其中要求完成产品二维图、三维图以及模具二维图的绘制。（4）设计说明书一份及光盘；4.主要参考文献：1 叶久新、赵龙主编.塑料制品成型及模具设计. 湖南科学技术出版社，2004.72 甄瑞麟主编，杨善义，张永军副主编.王哲明主审.模具制造工艺学M.清华大学出版社，2005.13 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社, 20054 何永强.塑料模具设计指导与资料汇编M.大连：大连理工大学出版社.20055 阎亚林.塑料模具图册M.北京.高等教育出版社，20046 齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京.高等教育出版社，20047 孙玲主编，塑料成型工艺与模具设计M.北京:清华大学出版社,20088 甄瑞麟主编，杨善义，张永军副主编.王哲明主审.模具制造工艺学M.清华大学出版社，2005.19 史铁梁.模具设计指导.M,北京：机械工业出版社，2003.10 电子资料查询：Google，百度，校园网上的电子阅览室等.11 Jalve. Electrode sposicion de metalesE.2000.12 Pearce. R.Sheet Matal FormingM. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c1991. 5.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起止日期工作内容备注第1-2周（02.06-02.19）1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备；2、绘制产品零件图；3、完成工艺性分析，提出设计方案。检查零件图和方案第3-4周（02.20-03.04）1、写出开题报告初稿。2、完成工艺计算；3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。检查开题报告第5-6周（03.05-03.18）1、第8周完成开题报告的最后定稿；2、绘制模具草图。检查开题报告与模具结构草图第7-9周（03.18-04.08）绘制模具装配图及各设计件零件图。检查图（电子版）第10-11周（04.09-04.22）编写设计说明书。检查设计说明书第12周（04.23-04.26）打印毕业设计资料并准备答辩。检查答辩PPT教研室审查意见：室主任 2013年1月1 日学院审查意见：教学院长 2013年1月2 日毕业设计指导教师审阅表专业：数控加工与模具设计学生郑峰准考证号 088811202059 题目：水彩笔笔套注塑模设计项目内容得分评语工作态度评价（10分）1工作态度认真，按时出勤（4分）2能按规定进度完成任务（6分）工作质量与水平评价（90分）1开题报告（8分）2外文资料翻译（5分）3设计方案的确定（10分）4设计计算（15分）5设计绘图（18分）6现代设计方法、手段应用情况（10分）7设计说明（14分）8创新与应用价值（10分）总评百分制总评：是否同意答辩指导教师签名： 2013 年 4月 13 日南京工程学院毕业设计（论文）选题、审题表教研室模具指导教师林伟职称讲师申报课题名称水彩笔笔套注塑模设计课题性质A课题来源D课题简介水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。所需经费200上机时数100课题要求（包括所具备的条件）1、对常用塑料具备一定的了解和掌握；2、熟悉AUTOCAD及UG绘图；3、熟悉注射模具设计步骤及方法；4、了解模具的制造加工过程。课题工作量要求1、开题报告、查阅文献结果、文献翻译2、产品和模具设计工程图，3D开模图，塑料成型工艺参数的编制3、毕业论文、中外文摘要4、MOLDFLOWMPI分析报告教研室审定意见室主任签字：系领导小组审定意见教学主任签字：说明：1、该表为毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经教研室讨论、室主任签字，报学院领导小组审定，院长签字后生效。2、课题性质：A工程设计；工程技术研究；C软件工程（如CAI课题）；D文献型综述；E其它。3、课题来源：A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C院级基金课题；D自拟课题。 4、上机时数可填：xx时数/人或者该课题所需总时数。 5、选题结束后，该表要求统一存放在学院办公室备查。南京工程学院高等教育自学考试专接本毕业设计开题报告课题名称：水彩笔笔套注塑模设计学生姓名：指导教师：对接学校：江苏财经职业技术学院机电工程系专业名称：数控加工与模具设计 2013年 1月 20 日说明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。学士学位毕业设计(论文)开题报告学生姓名郑峰学号 088811 202059专业数控加工与模具设计指导教师姓名林伟职称讲师所在系部江苏财经职业技术学院课题来源自拟课题课题性质工程技术研究课题名称水彩笔笔套注塑模设计毕业设计的内容和意义1主要内容：（1）编写模具技术要求、订料表；（2）使用UG软件进行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。掌握流道平衡设计。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成与模具相关资料的外文翻译。（4）掌握模具钢的使用情况，了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握新软件使用和模具加工的新工艺。（5）利用模具分析进行熔体模拟流动分析，优化模具设计结构。2毕业设计的意义：水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。做为21世纪的国家青年，从大一开始，我就决定为此而努力，所以现在，我理所当然的选择了塑料模具毕业设计这一课题。我的毕业设计题目是：水彩笔笔套注塑模设计，本次塑料模具设计主要采用理论与实践相结合的方式，运用所学理论知识，以及几次课程设计的经验，在辅导老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资料；分析设计制品的结构，初步完成该制品模具设计的基本结；学习和熟练掌握AUTOCAD软件，完成本次模具设计的总装图以及若干零件图；对前面所有的设计过程进行小结，完成毕业论文的写作。具有复杂的曲面，要求有良好的外观质量。因此，分型面，浇口的位置要选择适当，需要借助UG软件进行分模设计，并完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。这些实践将对我今后的工作益处甚多。在大学期间，我努力学习本专业知识，打下良好的理论基础，并能坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料，积极开展调研论证,此外，还充分利用课余时间，系统学习过UG，MOLDFLOW，CAD等软件，但这些还是远远不够的。没有经过实践的检验，一切都是纸上谈兵。只有通过毕业设计，才能更深切的理解，更灵活的运用这些专业知识。至于那些软件，也只有通过设计过程中的反复运用，才能熟练运用。通过本次设计，应使我在下述基本能力上得到培养和锻炼：塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。在本次水彩笔笔套注塑模设计中，我可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计、加工及分析技术，提高了学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了实际工作前的一次全过程模拟。文献综述参考文献：1 叶久新、赵龙主编.塑料制品成型及模具设计. 湖南科学技术出版社，2004.72 甄瑞麟主编，杨善义，张永军副主编.王哲明主审.模具制造工艺学M.清华大学出版社，2005.13 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社, 20054 何永强.塑料模具设计指导与资料汇编M.大连：大连理工大学出版社.20055 阎亚林.塑料模具图册M.北京.高等教育出版社，20046 齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京.高等教育出版社，20047 孙玲主编，塑料成型工艺与模具设计M.北京:清华大学出版社,20088 甄瑞麟主编，杨善义，张永军副主编.王哲明主审.模具制造工艺学M.清华大学出版社，2005.19 史铁梁.模具设计指导.M,北京：机械工业出版社，2003.10 电子资料查询：Google，百度，校园网上的电子阅览室等.11 Jalve.Electrode sposicion de metalesE.2000.12 Pearce. R.Sheet Matal FormingM. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c1991 .研究内容1设计、研究思路：本毕业设计分以下步骤进行；（1）认真跟老师沟通，了解所要设计的产品；（2）复习以前学过的知识，理顺设计的大概思路；（3）查阅大量资料，细致化自己的思路；（4）查阅网上最新资料，开动脑筋，看能不能走出自己的路；（5）跟老师沟通，看有无出错；（6）熟悉各类软件，如CAD，UG，MOLDFLOW 等；（7）完成毕业设计的一系列任务。2课题研究的主要内容：本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。3解决的关键问题本塑件主要有两个曲面结构，一个加强筋，及带有侧孔的中空四棱柱组成。且相应部位有倒角。有可能遇到的主要问题：（1）确定型腔的数目；（2）确定浇注系统；（3）型腔的布置；（4）选择分型面；（5）侧孔的成型；（6）确定脱模方式；（7）确定开模方向；（8）塑料充模的流动分析。这些问题都是设计该模具的关键问题，在设计过程中，本人将通过查阅有关文献资料来解决。4预期成果（1）该塑料件模具技术要求一份、订料表文件一份；（2）开题报告一份、外文翻译资料一份；（3）3D开模图一份；（4）2D装配图一份和零件图若干份（不少于2张A0图纸）；（5）毕业论文一份；研究计划第一周调研、图书馆查找与毕业设计有关资料；第二周熟悉模具设计方法和现代模具加工技术；第三周撰写开题报告；第四周英文文献资料的翻译；第五周熟悉CAD及UG软件的使用；第六周模具结构方案的确定和设计；第七周开模3D图完成；第八周模具技术要求、订料表的完成；第九周 2D总装图的绘制及修改；第十周若干零件图的绘制及修改；第十一周完成熔体模拟流动分析，优化模具设计结构；第十二周毕业论文的撰写；第十三周毕业论文的撰写；第十四周修改论文，制作论文PPT，准备答辩；第十五周毕业答辩特色与创新随着计算机技术的不断发展，模具CAD/CAM/CAE技术及其应用日趋成熟，模具CAD/CAM技术日益深入人心，并且发挥着越来越重要的作用。因此，对于大型复杂的模具设计是必不可少的技术。在本次毕业设计，本人将全部应用CAD/CAE/CAM技术来设计与制造模具。在模具设计方面，应用UG软件对模具型芯和型腔进行3D分模，并完成三维模具总装图；使用MOLDFLOW软件对注射成型过程进行了3D数值模拟，从而优化了模具结构。由于学习该软件需要一定的塑件成型实践知识，在使用上要多查阅这方面的资料。指导教师意见指导教师签名： 2013年 1 月 21 日教研室意见主任签名： 2013 年 1 月 22日学院意见教学主任签名： 2013年 1 月 23日南京工程学院产品介绍工艺性分析分型面的选择浇注系统的设计侧抽芯的设计模架的选择注塑设备选择模具总装图 PPT纲要一产品介绍零件名称水彩笔笔套注塑模设计该设计的注意点注意点 1 产品为水彩笔套属小型塑料制品其与水彩笔筒配套使用主要作用是保护水彩笔的笔尖因而产品精度不高但制品为日常学习用品使用频率高所以制品要求美观表面上不允许有明显痕迹且制品为薄壁塑件 2 浇口选用点浇口 1 塑件材料及特性塑件材料选择 PS塑件精度等级 MT8生产方式大批量生产2 注射工艺分析模具温度 30 80 C注射压力60 120MPa 二工艺性分析三分型面的选择便于塑料制品的脱模有利于侧面分型和抽芯保证塑料制品的质量有利于防止溢料有利于排气便于加工垂直放置时分型面水平放置时分型面四浇注系统的设计 1 主流道的设计a 主流道的出口端应有较大的圆角 b 主流道的长度一般按模板厚度确定 c 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处主流道 2 分流道及浇口的设计a 分流道截面采用半圆形截面b 浇口截面采用采用点浇口c 分流道是主流道与浇口之间的进料通道五侧抽芯的设计本模具采用等分侧滑块合模由于制品尺寸不大 S抽可取制品半径大小六模架的选择该设计采用龙记标准模架型号为 A4 250250 49 Z2GB T12556 1 90型 A板高80mm B高20mm闭合高度180mm 七注塑设备选择选用螺杆式注射机XS ZY 125型号注射机八模具总装图总结本次设计的不足之处首先是自我分析能力现在的我们分析问题的能力还是很有限的还需要不断的努力和学习其次是绘图能力长时间没有绘图对机构的空间想象都很难想象的出最后是发现问题的能力由于我们所接触的模具太不够多对很多机构都不熟悉自己设计的结构不合理都不能被发现在设计过程中有了指导老师周主任的指导才让我能顺利完成设计希望在以后的工作岗位能慢慢充实自己让自己的不断地提高谢谢各位老师指导答辩辛苦了南京工程学院毕业设计说明书（论文）南京工程学院高等教育自学考试专接本毕业设计说明书(论文)作者：郑峰学号： 088811202059 对接学校（院系）：江苏财经职业技术学院机电工程系专业：数控加工与模具设计题目：水彩笔笔套注塑模设计指导者：评阅者：二0一三年三月南京第页毕业设计说明书（论文）中文摘要注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的塑件。水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本课题设计了一副水彩笔笔套的注塑模，模具采用一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型，并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的笔盖模具设计过程进行阐述。关键词：注塑模；一模八穴；非平衡式；侧浇口；斜导柱；侧向分型II第页II第页毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Watercolor Bibi set of injection mold design Abstract: Njection molding is one of the main methods of thermoplastic plastic molding, plastic parts forming a complex shape. Watercolor pen is one of the essential parts of our daily stationery, watercolor pen as Bibi set protection components also plays an important role and practical significance.This paper designs a set of water injection Bibi set, use of a mold eight cavity unbalanced layout, gating system using the side gate, the cap of a pen with complicated shape, with lateral oblique guide pillar type, and a set of autoCAD drawing die assembly drawing and parts drawing. Daily necessities, plastic transmission sometimes use precision and strength is not too high, because the plastic plasticity, low density, high specific strength, high chemical stability, characteristics, appearance is diverse, so by the manufacturers and the people more and more love. The plastics industry is an emerging industry, is with the development of petroleum industry and should live, the plastic product has entered almost all industrial sectors and peoples daily life in all areas.With the development of electronic industry, mechanical industry, aviation industry, instrument industry and daily necessities industry, more and more demand for plastic molding products, also more and more high quality requirements, the development of which requires the molding of plastic mould, design and manufacture level must also more and more high. This paper is on the daily necessities of the pen cover mold design process.Key word: Injection mold; Mold eight cavities; Unbalanced; The side gate; oblique guide pillar; The side parting第页目录第一章绪论11.1模具在加工工业中的地位11.2模具的发展趋势11.3设计在学习模具制造中的作用2第二章塑件的分析32.1明确塑件的设计要求42.2生产批量与原材料分析42.3成型工艺方法分析5第三章塑料制品基本参数的计算63.1塑件体积和质量的计算63.2产品在分型面上投影面积的计算63.3分型面的选择7第四章浇注系统的设计84.1注射模具浇注系统的组成84.2主流道的设计84.3冷料穴设计94.4浇口衬套的设计104.5浇口的形式104.6分流道的设计114.7分流道的截面形状和尺寸124.8流程比的校核134.9浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算14第五章注塑机的确定165.1注射机的选型165.2模架的选用17第六章模具成型零件的有关计算196.1型芯的尺寸计算196.1.1 型芯的径向尺寸196.1.2型芯的高度尺寸196.2型腔的尺寸计算206.2.1型腔的深度尺寸206.2.2型腔的径向尺寸216.3型腔的侧壁和底板厚度的计算21第七章模具结构23第八章注塑机参数校核248.1最大注塑校核248.2锁模力的校核248.3模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核248.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核248.3.2模具闭合高度校核258.3.3开模行程的校核25第九章侧向分型与抽芯机构的设计269.1抽芯距的确定269.2斜导柱的截面形状269.2.1斜导柱直径的确定269.2.2斜导柱斜角滑块的楔角27第十章模具装配2810.1模具的装配2810.2模具的安装及加工要点29参考文献32致谢333第一章绪论1.1模具在加工工业中的地位塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础2。而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大，其发展也非常迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。国内相塑料模具相对国外来说比较落后，目前大多用的是单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位，一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造，但是有很多精密的模具都要靠进口。不过，我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的发展，模具工业有了很大的发展，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右，年均增速均为13%。模具制造水平也有了很大的提高，成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大2。塑料模具的发展趋势1.2模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1）加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2）高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4）革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5）标准化开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。第二章塑件的分析 2.1明确塑件的设计要求图2-1 模具设计零件图产品为水彩笔套，如图2-1所示，属小型塑料制品。其与水彩笔筒配套使用，主要作用是保护水彩笔的笔尖,因而产品精度不高，均采用SJ1372-78中的8级精度，但制品为日常学习用品，使用频率高，所以制品要求美观，表面上不允许有明显痕迹，且制品为薄壁塑件,外形结构较复杂。2.2生产批量与原材料分析该产品要求大批量生产,原材料为PS(聚苯乙烯)。此材料为六大通用塑料之一，使用性能方面：透明性好，化学稳定性、电性能优良，耐热性不高（使用温度为-3080C），易产生内应力，易开裂；在成型性能方面：成型性能优良，吸水性小，成型前可不干燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，故成型速度快，可进行高速注射，流动性好，可采用注射、挤出、真空等各种成型方法。一般型聚苯乙烯的主要技术指标：密度：1.04106；吸水率（24h）：0.030.05；收缩率：0.506%；拉伸强度：3563；热变形温度：6596C；硬度（HB）：M6580；拉伸弹性模量：2.82.3成型工艺方法分析塑料制品可采用注射、压缩、传递、挤出等成型方法，对于压缩和传递成型主要适用于热固性塑料的生产，且采用此两种方法，必须在高温状态下成型，以利于塑料固化，之后必须马上将温度降低，以利于产品出模，这样很难适应大批量的生产；而挤出成型主要适用于连续型材的生产，水彩笔套不是连续型材，所以也不能采用此种方法，根据以上分析，水彩笔套可采用注射成型。第三章塑料制品基本参数的计算3.1塑件体积和质量的计算PS 收缩率为0.506%，所以其平均收缩率为0.55%. 图3-1 体积计算分步如图3-1所示，将塑件分为四部分,进行体积计算: =345.4+659.4+2954=3958.8 单个制品质量： =1.053.9585=4.2根据产品的批量等各方面的要求，模具初步设计为一模八腔，所以83958.83167084.2343.2产品在分型面上投影面积的计算单个产品：模具为一模八腔，所以产品在分分型面上投影面积为813110483.3分型面的选择分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。分型面是分开模具，取出制品的面。注射模具有一个分型面和多个分型面的模具。分型面的形状有平面、曲面等。分型面设计的是否恰当，直接关系到模具制造、制件质量的。一般分型面与注射机开模方向相垂直的平面。根据分型面选择的原则，水彩笔套的分型面有两种情况：图3-2 垂直放置时分型面的选择图3-3 水平放置时分型面的选择如按图3-2选择分型面，则可将主型芯设置于动模，脱模时产品可包紧于型芯上，跟随动模一起运动，有利于脱模，但笔挂的地方，必须作侧向抽芯。如按图4选择分型面，产品脱模，既有可能留于动模，也有可能留于动模，则必须动定模两侧都设置有脱模装置，且型芯必须作侧向抽芯，抽芯距离很长，抽芯力也很大，模具开模行程相应也很大，模具体积相应也很庞大，因此注射机选型时，要符合上述要求，注射机参数相应也增大，但另一方面，则有可能导致注射量的浪费，所以按图3-3方式选择分型面。31第四章浇注系统的设计4.1注射模具浇注系统的组成无论用于何种类型注塑机的模具，其浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷穴料四部分组成。在注射模具设计中对浇注系统进行合理布局和形式的选择是一个重要的环节。在设计注射模的浇注系统时应注意以下几项原则。1）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失。2）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。3）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。4）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率,便于修整浇口以保证塑件外观质量5）浇注系统设计应有利于良好的排气。4.2主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。主流道的锥角通常为。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。主流道内壁的表面粗糙度应在以下，抛光时沿轴向进行。主流道的长度，一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失和物料损耗，应尽可能缩短主流道的长度，一般控制在以内。主流道的出口端应有较大的圆角。图4-1 主流道4.3冷料穴设计冷料穴位于主流道的末端，或者处于分流道的末端。其作用是收集熔体前锋的冷料。防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种，一种专门用于收集、贮存冷料，另一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的功用。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径的倍。图4-2 冷料穴4.4浇口衬套的设计浇口套常用或钢材制作，经淬火洛氏硬度为。选择标准件，尺寸如图4-3所示（参照塑料模具设计，第46页表4-1）。选用后进行后续加工，L=26加工成L=15。图4-3 浇口衬套4.5浇口的形式浇口采用侧浇口,浇口的截面形状为矩形,其尺寸可取经验数据，其中：厚度a=0.7,宽度b=3.5 ,长度L=2其尺寸可由表1得：表4-1 侧浇口尺寸壁后t制品复杂性厚度a宽度b长度L聚乙烯1.5简单0.50.7中小型制品(310)a大型制品10a0.72复杂0.50.6聚丙烯1.53简单0.60.9复杂0.60.8聚苯乙烯3简单0.81.1复杂0.81.0有机玻璃1.5简单0.60.8复杂0.50.8ABS1.53简单1.21.4复杂0.81.2聚甲醛3简单1.21.5复杂1.01.4聚碳酸酯1.5简单0.81.2中小型制品(310)a0.72复杂0.61.0聚苯醚1.53简单1.31.6复杂1.21.5聚砜3简单1.01.6大型制品10a复杂1.41.6浇口厚度a=0.60.8,宽度b=(3-10)a ,长度L=0.7-24.6分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道。在多型腔模具中分流道必不可少。在分流道设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。常用的流道截面形状有圆形、梯形、形和六角形等。在流道设计中要减小在流道内的压力损失，则希望流道的截面积大；要减小传热损失，又希望流道的表面积小，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。该比值愈大则流道的效率愈高。圆形和正方形流道的效率最高。但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，在实际应用中常采用梯形截面的流道。一般取梯形流道的深度为梯形截面上端宽度的，脱模斜度取。一般当分型面为平面时，通常采用圆形截面的流道。当分型面不为平面时，考虑到加工的困难，常采用梯形截面或半圆形截面的流道。该制件的分流道截面是圆形。4.7分流道的截面形状和尺寸对于热塑性塑料注塑模的分流道，从热量的散发和通过分流道塑料的体积的角度分析，要求散发的热量少且通过的塑料体积大，即比表面积小，所以分流道截面形状宜采用圆形；但从加工角度进行分析，圆形要分开加工两个半圆形，难以对正吻合。半圆形和矩形截面的分流道，比表面积较大，散热多，较少采用，经过综合考虑，最后采用“U”形截面的分流道。其形状如图4-4所示，相关尺寸可由表4-2得:图4-4 分流道截面形状横截面形式横截面形式尺寸dRhX1Rh52.565153.5637615473.58.57154.58410815594.511915610512.510156.5115.513.5111571261512158表4-2 常用分流道横截面及尺寸H=6, R=2.5, a=510度=21.35+8.94-0.90=29.28（立方毫米）4.8流程比的校核流程比=熔体流程的长度熔体流程各段相应的壁厚流程比=，而聚苯乙烯的容许流程比可由表4-3查得：280300，故流程比合理表4-3 常用塑料的流动比允许值塑料名称注射压力p/MPaL/t聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚苯乙烯1506012070902802501401002802402003002804.9浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算浇注系统的体积不能够很准确的计算出来，只能粗略的计算立方厘米浇注系统凝料的质量=1.058.35=8.77（克）第五章注塑机的确定5.1注射机的选型根据塑料制品的体积和质量查表5-1 p/MPa 流程长厚比制品平均厚度20011501125110015011.021.522.032.543.053.5682.7162.0348.2234.5030.9769.2658.6041.3630.9727.5424.1162.0341.3630.9724.1127.5427.5449.5930.9726.1720.6820.6820.6830.9720.6817.2517.2517.2517.25表5-1 镙杆式注射机成型聚苯乙烯制品时所需的单位锁模力注射机初步选用JPH50A，其相关技术参数为：理论注塑容积：73立方厘米理论注塑质量： 67克注塑压力：214MP锁模力：500 KN拉杆间距：295 mm295mm 模板行程：380 mm最小模厚：150定位孔直径：100定位孔深度：25喷嘴球半径：10喷嘴孔直径：3顶出行程：605.2模架的选用根据注射机的相关参数和产品的相关设计要求，模架选用A4-250250-49-Z2GB/T12556.1-90型，如图5-1、图5-2所示图5-1 模架主视图图5-2 模架俯视图模板相应厚度为，如图5-3所示图5-3 各模板相应厚度（A80，B20，C80）第六章模具成型零件的有关计算相公的计算主要是型芯和型腔工作尺寸的计算。6.1型芯的尺寸计算6.1.1 型芯的径向尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-7）可取制品公差的1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为0.5 可取制品公差的1/3，而可据塑料模成型技术第三章表3-7查得=0.72，=0.61，=0.586.1.2型芯的高度尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-11）可取制品公差的1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（1/22/3）可取小值为0.5 ，故有：可据塑料模成型技术第三章表3-7查得1=0.72，2=1.4=（10+100.0055+0.50.72）=10.420-0.24=（53+530.0055+0.51.4）=53.390-0.47如图6-1所示图6-1型芯零件图6.2型腔的尺寸计算6.2.1型腔的深度尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-10）由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为0.5 故有：可取制品公差的1/3，可据塑料模成型技术第三章表3-7查得1=0.88，2=1.4，=（20.5+20.50.0055-0.50.88）=（55+550.0055-0.51.4）=6.2.2型腔的径向尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-6）由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为0.5 故有：可取制品公差的1/3，可据塑料模成型技术第三章表3-7查得1=0.88，2=1.4，大端：小端： =（8+80.0055-0.50.61）=笔挂： =（2.25+2.250.0055-0.50.48）0+0.166.3型腔的侧壁和底板厚度的计算由于本模具采用瓣合模，故型腔的侧壁和底板厚度的计算，按照组合式的计算公式计算，壁厚的计算：参照塑料模成型技术第117页式4-27计算P为型腔内熔融塑料的平均压力，查表5得， P=24.5MP表6-1 模内的平均压力制品特点模内平均压力容易成型制品24.5一般制品29.4中等黏度塑料和有精度要求的制品34.3加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2T=6(=0.94,圆整后取1底板的厚度计算：参照塑料模成型技术第118页式4-2计算一般常用模具钢取200MPr=666，按刚度计算；经计算h=3.12,圆整后为4 型腔滑块的整体结构如图6-2所示图6-2 型腔滑块结构第7章模具结构7.1三维装配图模具结构采用一模八腔五板式结构，侧浇口浇注系统结构，顶出机构采用顶板顶出。浇口套也选用标准件，参照塑料模具设计，第46页表4-1，选择港台标准件，其结构如装配图7-1所示。图7-1 模具装配简图7.2三维装配图图7.2 三维装配图第八章注塑机参数校核8.1最大注塑校核注塑机的最大注塑量应该大于的质量或体积，包括流道及浇口凝料和飞边的质量，通常注塑机的实际注塑量最好为最大注塑量的80%，所以的注塑量应该：0.8V机V塑件+V浇V机注塑机的最大注塑量，立方厘米V塑件塑件的体积，该产品V塑件=3.308=27.70（立方厘米）V浇浇注系统的体积，立方厘米，该产品的V浇=8.35立方厘米V机（V塑件+V浇）/0.8=（27.7+8.35）/0.8=45立方厘米在此选定注塑机的理论注塑容积为73立方厘米，故满足要求。8.2锁模力的校核熔融塑料在型腔内的压力，2040MPaA 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。A=A塑件+A浇=83.14(66-55) +3.141.751.75+3.142.52.54+690=668.82+276.32=945.14 （平方毫米）注塑机的额定锁模力，KN=945.1440=37.81 KN在此选定注塑机的锁模力为500 KN，满足要求。8.3模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核8.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核模具的长宽拉杆面积模具的长宽为250250（ mm x mm）注塑机的拉杆间距295295 （ mm x mm），故满足要求。8.3.2模具闭合高度校核模具实际厚度为：H模=285 mm注塑机最小闭合厚度：H最小=150 mm即，注塑机对模具的最大模具厚度没有限制，故满足要求。8.3.3开模行程的校核此处所选的注塑机，开模行程长，无须调节模具的闭合厚度。第九章侧向分型与抽芯机构的设计9.1抽芯距的确定S抽是指侧型心从成型位置拉到不防碍制品取出位置时，侧型心在抽拔方向上所移动的距离，S抽一般应大于制品的侧孔深度或凸台高度2-3mm，本模具采用等分侧滑块合模，由于制品尺寸不大，S抽可取制品半径大小:9.2斜导柱的截面形状常用的有矩形和圆形，由于圆形的导柱加工方便，装配容易，应用较广，也可以选用标准件。 9.2.1斜导柱直径的确定据塑料模成型技术P188 式5-34 导柱材料的许用弯曲应力，对于碳钢，=140MP l1弯曲力作用点距斜导柱伸出部分根部的距离 l1=H/cosa ( H抽心力中心线与斜导柱根部的距离) 经画图计算l1=17mm Fw 作用到斜导柱上的弯曲力，而Fw Fw=Fk/sinaFk开模力Q脱模力（N）t塑件的平均壁厚(cm) E 塑料的弹性模量（ 1 ） S平均收缩率（%） r大小端平均半径（cm） (10+3)/4=3.25 f塑料与钢的摩擦系数 m帕松比Q经计算为1048.8 NK=2rr/(tt+2tr)F总=8Q=8384 (N)Fw=Fk/sina=8384/sin20=20960（N）采用6根斜导柱，那么每根所受力Fw/6=3493（N）d= =16.1, 圆整取d=169.2.2斜导柱斜角滑块的楔角斜导柱的斜角,从理论上推导,a取22度30分为宜,但在生产中斜角一般取1520度,本模具的斜角取a=20度滑块的楔角比斜导柱的斜角一般取:a+（23）度,本模具取22度第十章模具装配10.1模具的装配模具装配时要求相邻装配单元之间的配合与联接均需要按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证其间的配合精度和位置精度，从而保证型芯与型腔间能精密均匀的配合和定位，开合运动与推出脱模机构都能够实现运动的精确性。具体的工艺要求：（1）通过装配与调整，使装配尺寸链的精度能够完全满足密封性的要求；（2）装配完成的模具其塑料注射完全满足规定的要求；（3）寿命期限可以达到预先规定的数值和水平等。模具的装配方法1.配作法在零件加工时需对配作及装配有关的必要部位进行高精度加工而孔位精度需由钳工配作来保证：在装配时，由配作使各零件装配后的相对位置保持正确关系，如在导套与导柱的装配及圆柱销的装配等；2.直接装配法零件的型孔、型面及安装孔。单件按图样要求加工装配时，按图样要求把各零件连接在一起，如在定位环、动模板、定模板、垫块、动模垫板之间的装配均采用直接装配法。塑料注射模具使用过程：精确合模塑料注射塑件冷却成形第一次开模第二次开模塑件与流道凝料脱模。同时为适应塑件注射成型条件，还必须设置有合理的塑料注射流道和冷却系统元器件，诸如：（1）定位、

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