球形端盖注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 球形端盖注塑模具设计 绪论 模具乃工业的基础，随着工业的发展，产品的品种和数量不断增加，使模具的需求也不断增加，而对模具的质量要求也越来越高。因此设计出合格的模具关系到国民经济的发展，关系到社会主义的建设，关系到全面“全面建设小康社会”的进程！ 注塑成型是塑料成型的主要方法之一，用注塑成型方法加工的塑料制品，不仅可以成型复杂结构的制品，而且制品精度高，质量好，注塑成型的生产率也高。由于塑料的物理性能化学性能与其它材料不同，因此注塑塑料制品的设计与成型加工以及模具设计亦有它独特的一面。要设计出结构合理，造型 优美，经济耐用的塑料制品，不但要考虑塑料本身的特性，而且要考虑到塑料成型的工艺，模具的结构，制品的使用环境以及制品的经济效益。 为制得理想的模塑制品，除选用合适的塑料品种以外，还必须考虑塑料制品的模塑工艺性。塑料制品的模塑工艺性与模具设计有着密切的关系，然而模具是根据制品设计的，因此，制品设计能适应模塑工艺要求，才能设计出合格的模具结构。由此而见，根据模塑工艺要求设计制品关系到制品的顺利制造，提高制品质量和生产效率及降低成本等问题。 该制品为球形端盖，材料是尼龙 1010，属于热塑性塑料，从使用性能上看该塑料性质坚韧、耐磨、耐疲劳、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龙 1010半透明，吸水性较小，且熔点高。从成型工艺看，其属于结晶型塑料，熔融温度范围窄，且热稳定性能差，温超过 300、滞留 30 分钟即分解，且流动性能好，容易溢料，易发生“流涎现象”成型收缩率大，易发生缩孔、凹痕，所以成型条件要稳定，料温不宜超过 300，应该低模温低料温，高注射压力以及采用白油脱模剂等措施！ 该制件的结构特征可知，（ 1）其内部有一倒钩式凸台，因此需要内抽芯机构，内抽芯不同于一般的侧向分型与抽芯机构，因为它不能有很大的抽拔距，也很难利用开 模合模动力；（ 2）由于制件外围有一圆环凸缘，由此又需要二级脱模机构，脱模机构的简单与否对模具的结构复杂程度和制造成本有很大的影响；（ 3）由于该材料为尼龙 1010，其成型工艺比较复杂，根据本材料的成型工艺特性，设计合格的模具结构和成型工艺参数的选定是其又一个难点；（ 4）考虑到耗费，成本，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 成型周期，生产效率及后序加工方面，要才用合适的浇注系统，根据当前模具技术水平，选用效率高，耗费低的无流道浇注系统较为方便；，因此设计和各的无流道模具又是本模具设计的一个核心。 总上所述，根据材料的成型工艺特点，选定合适的注塑 工艺参数，设计出合格的型腔型芯，设计简单可靠的内抽芯机构和二级脱模机构，设计高效率，低成本的无流道浇注系统是本设计的几个关键所在，技术所在。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 球形端盖注塑模具设计 第 1章 塑件工艺性分析： 塑件的材料才用尼龙 1010，属于热塑性塑料，从使用性能上看该塑料性质坚韧、耐磨、耐疲劳、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龙 1010半透明，吸水性较小，且熔点高。 从成型工艺看，其属于结晶型塑料，熔融温度范 围窄，且热稳定性能差， 温超过 300、滞留 30 分钟即分解，且流动性能好，容易溢料，易发生“流涎现象”成型收缩率大，易发生缩孔、凹痕，所以成型条件要稳定，料温不宜超过 300，应该低模温低料温，高注射压力以及采用白油脱模剂等措施！ （ 1）结构分析： 从零件图上分析，该零件总体形状为球形，在边缘有一周凸缘，高位 14部有一倒钩形凸台，内宽为直径 6宽为直径 10件为中心对称形状，因此该模具设计时要使用内抽芯机构和二级脱模机构，成型该零件的 模具属于中等复杂程度的注塑模具结构！ （ 2）尺寸精度分析：如图（ 1）所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 图（ 1） 由于该零件尺寸未标注，未注公差的精度按 算，则零件图中各个尺寸为： ， ， ， ， ， ， 由于该工件的精度不高，对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证； 从零件的确厚来看 ,壁厚最大处为 10薄处为 5厚较均匀，有李于零件的成型。 （ 3）表面质量的分析： 该表面没有特别的要求，保证一般质量即可，没有缺陷，毛刺，内部不得有导电杂质，但尼龙 1010 的成型过程不稳定，较复杂，故要做好工艺安排。 塑件的体积 V=顶圆的体积 1V +凸缘的体积 2V +内凸台的体积 3V 顶圆体积 =大球缺体积 小球缺体积 1V =1/3 H(3- 3/I h(3=1/3 212 x (312) 49x(37) =41081 32V =14（ 22 3944 ） =1824 33V 9 =706 3V= 21 +41081+1824+706 =44 3查资料得：尼龙的密度为； 3 M= V =4446g 考虑实际情况，采用一模一腔的模具结构，并初步选用 查阅相关资料及参考工厂实际情况， 成型工艺参数初步选定为：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - （试模时可根据实际情况调节） 查中国模具设计大典， 00，分解温度为 300，由此可以选定工艺参数为： 料筒温度：后段 ： 190 中段： 200 前段： 210 预热： 100 时间 12 喷嘴温度为： 210 注塑压力为： 90塑时间为： 30S; 保压： 10S； 冷却： 20S； 高压： 5S； 总周期： 120S： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 第 2 章 注塑模具的 结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定，型腔的排列方式，冷却水道布局，浇口位置的设置，模具工作零件的结构设计，侧向分型与抽芯机构的设计，推出机构的设计等内容。 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，复杂程度，模具的制造难易，模具的成本，所以要根据分型面的选择原则和塑料成型要求来选择合适的分型面。 图（ 2） 此种 分型制品的方位便于脱模，开模后制品留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模，同时降低了模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于脱件，所以此种分型较为合理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 由于该模具为单型腔生产，考虑到塑料的塑料的耗费及成型周期以及后加工问题，该浇注系统采用无流道注塑模具浇注系统。 由于该制件质量体积都不小，所以成型周期不宜短，因此不宜采用井喷式热流道模具，由于尼龙 1010 的成型部稳定，又不能采用塑料绝热延伸式喷嘴，设计分析，采用空气绝热式延伸式喷嘴成型系统。 中国模具设计大典说明，延伸式喷嘴有标 准件，但喷嘴设计加工都比较方便，可以根据模具的具体形式自行设计延伸式喷嘴及浇口衬套。其形式如图（ 3）所示： 图（ 3） 空气绝热的延伸式喷嘴如上图所示，喷嘴通过直径 1阶长度 1右的点浇口直接注入型腔。采用空气绝热时，喷嘴与型腔在浇口附近系直接接触，因此有大量的热从喷嘴传向型腔。为了降低传热量，应该减少二者的接触面积，除浇口周围外将其余地区留作空气间隙。由于与喷嘴尖 端接触处的型腔壁很薄，容易被喷嘴顶坏或变形，不能靠它来承受喷嘴的全部推力，因此在喷嘴与模具之间还设计有一环形的承压面。 根据制件的结构特征，其内部有一倒钩式小凸台，成型后不易脱模，因此要设计已内抽芯机构； 该内抽芯不同于一般的外抽芯机构，此机构不允许有侧向抽动距离，斜道主斜导柱也不可靠，因此只能采用弹性抽芯机构，所以要考虑分型型芯的往复左右运动 ;同时，根据制件和模具特征，该抽芯机构还要充当二级脱模机构和复位的任务。其结构形式如图（ 4）所示： 尺寸及结构如图所示，该抽芯结构有固定 的两个摆杆 成，当模具在注塑时，其受内壁的压力处于闭合状态，当模具打开，动模后退，顶杆顶东向前推买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 出时，由于内芯的弹簧的顶力下，两摆杆张开，内凸台脱出，完成抽芯任务；当模具闭合时，定模推动型芯端部使脱模机构逐渐后退，运动到一定位置，动模推动推板使模具的脱模机构最终达到初始位置，此时完成了整个抽芯脱模的工作。 说明：该摆杆形式的内抽芯机构比两活块形式的机构简单可靠，它很好的解决了活块运动时的定位和运动的可靠性，但也存在一定的问题，比如，两摆杆外摆时摆杆超出了内芯，这样在抽芯和复位过程中两摆杆的活动量要受到 限制，同时在复位时候两摆杆会和定模产生接触及摩擦，这样会对摆杆的强度和表面质量提出一定的要求，对定模内表面也会产生一定的影响。但此只是次要矛盾不会影响主要矛盾，如果把摆杆的活动圆心设置在推杆中心会解决以上问题，但会使推杆和内芯的结构复杂，强度也不易保证。 该内芯的外形结构设计为圆型，其制造过程要不方形复杂，打磨圆面时候也没有平面简单，但圆型结构比方形结构在配合和运动过程中要方便。 图 4 由制件的结构可知，该制件外围的凸缘需要采用二级脱模机构，当球盖内腔脱离凸模后，外凸缘要与推件板分离，这要求推件板停止运动，制件继续运动，或有一个超前运动，使制件与推件板分离。 根据要求，结合模具结构，设计出了连杆式二级脱模机构；当连杆在凸台上时，推板向前运动能带动推杆推动推件板向前运动，在脱件后期，连杆脱离凸台，此时推板的运动不再带动推板，而只带动与型芯的连杆，此时制件与推件板产生相对运动，从而完成二级脱模。其机构如装备图所示。具体尺寸看零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - （ 1）凹模的结构设计： 模具采用一模一腔结构的结构形式，由于采用无流道结构，所以在其上还要开设浇口衬套的位置，以及冷却水道。其结构如零件图所示； （ 2）凸模的结构： 凸模的外型与零件内型相配合，内部还要设置弹性抽芯槽，以安装内抽芯机构，其大小与形状参考零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第 3 章 上式中： 分别指塑料制品中的最大极限尺寸（ 分别指塑料制品的最小极限尺寸（ ; _ _ _ _.m a x 小，平均收缩率（ %）； _. T 分别指塑件和成型零件的尺寸公差。 查相关资料得 收缩率 S= 4%，平均收缩率 考虑制件类别 序号 零件名称 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸 型 腔 的 计 算 1 型腔内表面 0 %. m a xm a xm a 0 0 0 2 型芯外表面 %. m 3 各尺寸高度 )(5.0%m a x 型 芯 的 计 算 1 直径 0 %. m a xm a xm a 2 高度 )(m a xm a x 0 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 的精度， 及 模具制造水平，取 /3； （ 1） 查相关手册知，该模具型腔压力 49 29型腔底壁厚度 b (=为凹模型腔的内孔短边尺寸或其底面的受压宽度： b=100mm 82)型腔侧壁厚度： 7 ( =20+17 =37 由于其为圆型内孔，比矩形受力稍小，因此可以圆整取 35买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 第 4 章 本塑件 在注射成型时不要求有太高的模具温度，因而在模具上可不设加热系统，是否需要冷却系统可作如下设计： 设模具平均温度为 40，用 20的常温水作为模具冷却介质，其出口温度为30，产量为（每两分钟一件） h； ）（ 21i （ 35 =510 3m /式中 3m / kg/h）； J/; J/( ; 3m ）； 1T ）； 2T ）； 根据理论计算，所需水的流量很小，可以不设置冷却水道，但考虑实际因素，由于工厂的季节温度时常变换，模具温度并不稳定，所以可以设置小直径短 距离的冷却水道，根据需要而选用！ 冷却水道德直径设为 8/长度不要求过长，结构如零件 图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 第 5 章 在支承和固定零件的设计中，根据经验确定：定模座板 1H =40模座板2H =40架 L =190厚度 T =40，凸模支承板 3H =35模固定板 4H =35件板5H=25模型腔板 6固定零件均有用标准件，也有非标准件，标准件型号见其固定件的零件图； 非标准件如图所示，其用于支架的固定和连接： H 1H + 2H +3H+ 4H +5H+6H+L =40+40+190+35+35+25+80 =445文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 第 6章 本模具的外型尺寸为 4453803801000型注塑机最大安装尺寸为 550480能满足模具的安装要求。 模具的闭合高度 H 4451000 型注塑机所允许的模具最小厚度370600满足模具的安装条件。 HS 1000型注塑机最大开模行程 S=1300，满足顶出塑件的要求； 经验证， 1000型注塑机能满足使用要求，故可采用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 第 7章 . 试模可能产生的问题及改善措施 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。 着模腔 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： （ 1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 （ 2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 （ 3） 冷却时间过短，物料未能固化。 （ 4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 （ 5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。 着模芯 （ 1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模。 （ 2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 （ 3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （ 4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 （ 5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。 着主流道 （ 1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。 （ 2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物 料的固化。 （ 3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - （ 4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大 1 。 （ 5） 主流 道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。 型缺陷 ： 当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改 进的措施进行分析。 （ 1） 注射填充不足 ： 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等 ，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 c. 锁模力不足 因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 （ 2） 溢边（毛刺、飞边、批锋） ： 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 （ 3） 制件尺寸不准确 初次试模时，经常 出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因 : a. 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能 在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。 整措施 ： 调整时应注意调节进料速度，增加排气孔，正确设计浇注系统。注意控制期。 本设计中对脱模斜度及排气槽均无特别说明，在制造过程中要适当考虑，或制造后由钳工修复；其它不祥之处见零件图； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 零件图号： 图 5 零件名称： 凹模型腔板 工序号 工序名称及内容 设备名称 工时 1 毛坯准备：将圆坯准形棒料锻成方形并进行退火处理； 空 气锤 1h 2 刨六面： 将方形毛坯刨成六个平面； 牛头刨床 2h 3 磨上下两平面； 平面磨床 2h 4 划线：将该加工的部位划线打样冲； 钳工 1h 5 用成型电极加工凹模型腔； 电火花成型加工设备 6h 6 加工螺孔及导孔； 镗床及钳工 2h 7 热处理：淬火回火并检测硬度； 热处理车间 2h 8 磨上下两平面 ; 平面磨床 1h 9 钳工研磨内孔 ;使各圆孔达到要求； 钳工 4h 10 精修 ;内孔按凸模修出间隙； 钳工 4h 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 第 9章 ，设计小结： 通过这次模具设计，让 我熟悉了模具设计的基本流程和在设计过程中应该考虑的问题及注意事项，通过设计结合实践经验总结出以下方法： （ 1）合理的选择模具结构：根据塑件的图纸和技术要求，研究和选择适当的成型方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见，进行分析讨论，以使设计出的模具结构合理，质量可靠，操作方便。必要时候可以根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图纸的要求； （ 2）正确地确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定之间形状，尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，需要特别注意。计算零件的尺寸时，一般可 以根据平均收缩率法。对精度较高并需控制修模余量的制件，可按公差带法计算，对于大型精密制件，最好用类比法； （ 3）涉及的俄模具应当制造方便：设计模具时，尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜，特别那些比较复杂的成型零件，必须考虑采用一般机械加工河南机电 方法和还是采用特殊的加工方法。同时还要考虑试模以后的俄修模，要留有足够的修模余量； （ 4） 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工：尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔槽，凸凹等部分，减少浇口和溢边的尺寸，避免不必要的后加工； （ 5）设计的模具应当效率高， 安全可靠：这一要求涉及到模具设计的多方面，如浇注系统需充模快，闭模快，温度调节系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高等； （ 6）模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时，充分了解所用塑料的成型特性，并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施； （ 7） 模具零件要耐磨耐用； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 第 10章 ，致谢 ： 致谢 经过 这次毕业设计，在原红玲教授的指导下，使我系统的复习了机械学基础课程，材料学基础课程，以及计算机绘图能力，熟悉了模具设计的基本流程和应该注 意和考虑的问题，使我具备了设计中等复杂程度的塑料模具，这与指导老师原红玲教授的辛勤指导是分不开的，在此向原红玲教授，以及在设计过程中给予指导和帮助的杨占尧教授，翟德梅教授，程芳教授，苏光老师，于智红老师致以诚挚的谢意！ 三年的大学生活一晃而过，而我也即将离