商标牌注塑模设计【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 商标牌注塑模设计 摘 要 :本设计题目为 双分型面 的 注塑模设计，体现了 双分型面 类塑料零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础知识，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用塑料成型工艺及模具设计的基础知识，首先分析了塑件的成分及性能要求，为选取浇口的类型做好了准备；然后估算了塑件的体积，便于选取注塑机及确定型腔数目；最后分析了塑件的特征，确定模具的设计参数，设计要点，及推出装置的选取。 本 塑件的材料采用聚乙烯，属热塑性塑料。 型 腔 采用镶拼式结构 ，用顶管推出，复位杆复位。 由于商标牌的上部分要求严格，所以采用点浇口浇注系统，脱模后不在修正浇口的痕迹。但采用这种浇口时，常常要在模具上增加一个分型面，以便浇口凝料脱模。 关键词 ： 塑料成型 顶管 点浇口 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is s to s to to to to a of to of of is to to of is to on of is of s is of in of a on so dr of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 绪 论 随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20世纪 80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复 杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现 在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加； “三资 ”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由 于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。 注射模具在注射制品成型中起极其重要的作用 ,除了塑料制品的表面质量 ,成型精度完全由模具决定之外 ,塑料制品的内在质量 ,成型效率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 也受模具左右 ,所以如何高质量 ,简明 ,快捷 ,规范化地设计注塑模具成为发挥注塑成型工艺优越性 ,扩大注塑制品应用的首要问题。 根据业内专家预测，今年中国塑料模具市场总体规模将增加 13%左右，到 2005年塑料模具产值将达到 460亿元，模具及模具标准件出口将从现在的 9000多 万美元增长到 2005年的 2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在。 塑料模具的主要用户是 家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等，涉及了众多的领域，塑料制品在日常生活中是非常常见的，塑料制品的使用比例正在迅猛增加。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国 民经济发展的需要。 目前 国内年需塑料模具约 130中有 30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。 因此，国内模具企业必须找准自己的弱点，尽快缩短与国外的差距。 如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，将促使我国模具工业的飞跃发展。但目前，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发 ，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 模塑工艺规程的编制 该塑件是商标牌产品，其零件图如图 1 所示。本塑件的材料采用 聚乙烯（瓷白色） ， 要求去毛刺 。 球球图 1 商标牌 塑件图 件的工艺性分析 件的原材料分析 塑件的材料采用 聚乙烯（瓷白色） ，属热塑性塑料。 从使用性能上看 ，聚乙烯耐腐蚀 性 、电绝缘性 (尤其高频绝缘性 )优良 ,可以氯化、辐照改性，可以用玻璃纤维增强 ； 熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有突出的电气性能和良好的耐辐射性。 从成型性能上看 ， 结晶料，吸湿性小，流动性极好 ，成型时宜选用高压注射 ； 料温应均匀，填充速度应快，保压应充分 ；收缩范围和收缩值大， 不宜用直接浇口，以防收缩不匀 ； 应注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形；冷却速度慢，必须充分冷却，宜设冷料穴，并有冷却系统； 方向性明显，内应力增大，易变形翘曲，故成型时应控制模温，保持冷却均匀稳定；加热时间不宜过长，否则会发生分解、烧伤； 质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 聚乙烯 的主要技术指标：密度 为 其中低 g/ ） 比体积 为 /g吸水率 收缩率是 4 熔点是 105 1250 C抗拉屈服强度是 7 19 伸弹性模量 为 103 弯强度 是 25 度 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 构分析 从零件图上分析，该零件总体形状为 半球形 。 球体半径为 高 度方向 挖去 一部分 部分形成一个空心圆柱体，外径为 3.5 内径 1.8 2 在 球面上 用不同的颜料漆成 7.5 1 C 形 ,和 三个宽 1.5 Y 形 图案 (夹角为 120 )。 该零件属于 小型零件。 寸精度分析 由制件图可知，此制件为未注公差尺寸，所以均可选用公差等级为14486 1993）。该制件的重要尺寸 4 2 等尺寸等级为 以上的分析可知，该零件的尺寸精度 一般 ，对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。 从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。 面质量分析 该零件的表面除要求没有毛刺，内部不得有杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综上分析 可以看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。 算塑件的体积和重量 计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积 ： V =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 过程： V = 大球面部分体积 （占整个球体的比例为 72 /360 =1/5）大圆柱体积中型圆柱的体积 小圆柱体积 大球面部分体积 1/5 4/3 1/3 1/5 4/3 1/3 52 圆柱的体积 52 型圆柱的体积 （ ） 2 2=圆柱的体积 =球面部分体积 1/2 4/3 4/3 以 V=算塑件的重量：根据设计手册可查得聚乙烯（ 密度为 （其中低密度为 g/ ） ,这里选用 g/ 故塑件的 重量 为： = 10用一 模 四 件的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况， 初步选用注塑机 为 1。 注塑机的参数： 公称注射量： 30 3 螺杆（柱塞）直径 : 28注射压力： 11902 注射方式：柱塞式； 合模力 : 25 吨； 最大注射 面积 : 90 2 模板最大行程： 160买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 模具最大厚度： 180模具最小厚度： 60喷嘴 球半径： 12直径： 4位孔直径： 件注塑工艺参数的确定 查找附录 H 和参考工厂实际应用的情况，增强 聚乙烯 的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。 注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度： 后段温度 1t 选用 150（ 140 160） 中段温度 80（ 170 200）； 注塑压力：选用 8060 100 注塑时间：选用 40s（ 15 60s） ； 保 压：选用 72 高压时间：选用 3s（ 0 3s） ； 冷却时间：选用 45s（ 15 60s） ； 总周期： 选用 90s（ 40 130s） ； 注 ： 2 个小时，温度为 70 80 。 进行调湿处理，在 100 120 水中加热 2 18h。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 3 注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、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。 型面选择 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 由于该 塑件为 商标牌 ，除去毛刺外表面质量无其他特殊要求。此外，该零件高度为 4最大截面为 10圆，塑件垂直于轴线的截面形状比较简单和规范。但是由于该塑件头部有圆弧，采用圆弧部分分型会损坏塑件外观，所以一般应选择在头部下端分型，可以保持球面光滑圆整，增加塑件的美感。 若选择如图 2 所示水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用如图 2 所示的分型方式较为合理。这样既有利于成型后塑件的脱模，还有利于注塑时气体的排放。 图 2 分型面的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 定型腔的 数目及 排列方式 塑 件的生产属 小批量 生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量； 注 射机的额定锁模力确定型腔数量 1 （ F/ B/A 其中： F 注塑机的锁模力 N 型腔内的平均压力 每个制件在分型面上的面积（ 2 ） B 流道和浇道在分型面上的投影面积（ 2 ） B 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 B 为（ 常取 B=体内的平均压力取决于注射压力，一般为 25 40保险起见常用 F/ B/A （ 25000/35） / 52 =） 射机 注塑量确定型腔数目 2 （ G C） /V 其中： G 注射机的公称注塑量（ 3 ） V 单个制件体积 （ 3） C 流道和浇口的总体积（ 3 ） 生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 ，取 计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 是体积的 1 倍，现取 C= 则 G C） /V =(30 103 44（个） 从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 的较小值，在这里可以选取的个数是 2,4,6,个，考虑到塑件的生产批量为 小 批量生产，以及塑件的精度要求。采用一模四腔既能提高生产率，又能保证塑件的精度要求 ，同时也使模具结构相对简单 。因此我们所设计的 商标牌 注塑模具采用一模四腔的方案，即 N=4 定 型腔的排列方式 本塑件在注塑时采用一模四腔 ,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取如图 2示的型腔排列方式。采用 2型腔排列方式的最大优点是料流 长度相同，能保证各个型腔同时充模，压力相同，推出平稳。其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较大，但因本塑件较小，故对成型没有太大影响。 图 3 型腔的排列方式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 注系统设计 流道设计 根据设计手册查得 注塑机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径： d 0= 4 喷嘴前端球面半径： R 0 = 12 根据模具主流道与喷嘴的关系 R = +（ 1 2） = （ 1） 主流道球面半径 R = 13 取主流道的小端直径 d = 为了便于取出主流道凝料，主流道应呈圆锥形，锥角约取 2 4。对流动性差的塑料可取到 6 10 2，而聚乙烯的流动性 极 好 。 查表6得主流道大端直径 D= 6了使料能顺利的进入分流道， 主流道出口端应有圆角，圆角半径 R 约取 3 此 可在主流道的出料端设计半径 r=2圆弧过渡。 主流道衬套 的选择如图 4 所示 设计 主流道衬套时应注意以下事项：对于小型注塑模，可将主流道衬套与定位环设计成一个整体，主流道衬套应选用优质钢材（如 ），热处理后硬度为 50 55套的长度应与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，否则不仅会造成溢料，而且还会压坏模具 ;衬套与定模之间的配合采用 H7/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 45 球图 4 主流道衬套 流道设计 分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注塑速率、分流道长度等因素来确定 ，长度一般在 8 30 间，也可根据模腔数量适当加长，但不宜小于 8 分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取 可。 这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于保温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。 本塑件的形状不算太复杂， 而且聚乙烯流动性极好， 熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工起见，选用 截面 形 状为 梯形的 分流道 （如图所示） ， 则梯形可选用上底为为 h=2截面， R 一般取 1 3 图 5 分流道的形状及尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 口的设计 根据本塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用点浇口较为理想。点浇口又叫针状浇口：是一种较小的小浇口，通常用于流动性大的塑料 。浇口的长度很短，不超过其直径，所以脱模后塑件上的浇口残痕不明显，不需要再修正浇口痕迹。这种浇口被广泛采用，但采用这种浇口时，常常要在模具上增加一分型面，以便浇口凝料脱模。 设计时考虑选择从 商标牌 上端进料，料由上往下流 。 如图 6， 初选点浇口 (l b d)为（ ,试模时修正。 图 6 点浇口 气结构的设计 在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。 排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于 商标牌 注塑模是小型模具， 而且聚乙烯的流动性较好， 溢边值为 1，不宜开设排气槽。所以 可直接利用分型面 的 间隙进行排气，而不需在模具上 专门 开设排气槽。 出机构设计 模具开模后 ,塑件留在动模一侧，由于包在动模 型芯 的力并不大 ，所以脱模时 应适当考虑脱模斜度。 塑件外形结构为球形，尺寸 很小 ， 动模部分 采用 推管 推 出制件 可以推出平稳， 不会 使 塑件变形 ,且模具结构简单，因此可 采用 推管 推出塑件 。 下。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 对于推动 推管 的 顶杆 直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取 12 3 下的 顶杆 建议采用阶梯式。 其尾部采用轴肩形式，一般 4 6 顶杆 与 顶杆 孔间为滑动配合，一般选H8/合长度一 般为 顶杆 直径的 2 3 倍。 柱的选择 导柱的选择 直形导柱和阶梯形导柱的前端都设计为锥形，便于导向。直形导柱用于塑件生产批量不大的模具，可以不用导套。 由于本 塑件 属于小批量 生产的模具， 所以可 采用 直形导柱 ，装在模具另一侧的安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸，一次加工而成，保证了严格的同轴， 本模具采用 带头 导柱 。 图 7 带头 导柱 导柱直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，导柱间的中心距应愈大，所选导柱直径也应愈大。除了导柱长度按模具具体结构确定外，导柱其余尺寸随导柱直径而定。本模具选用 带头 导柱 ，直径为 8 选用 d=8=1= 带头 导柱 。 带头导柱用于生产批量不大的模具，可以不用导套。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 4 模具 设计 的有关计算 型零部件的尺寸计算 本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸，平均收缩率平均制造公差和平均磨损率来计算。 查常用塑料的收缩率， 聚乙烯的成型收缩率为 S= 4，故平均我们取为 考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 = /3。 腔尺寸 的 计算 型腔内表面（ 球半 径） +R 4 )腔内表面（截面直径） +D 10+10 4 )腔高度（深度） +H z+= 2+2 表圆整后， M=10.2 腔斜角 查表选取 a =1 。 选 定 型 腔 有 关 尺 寸 的 公 差 后 ， =有关尺寸标注在型腔图 3 1 中 。 芯尺寸 的 计算 型芯外径 d d =芯高度（深度） +H +z+买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 = +表圆整后， 芯斜角 查表选取 a =30。 选定型 芯 有关尺寸的公差后， 将有关尺寸标注在型芯 图中。材料选用 硬度在 50上 . 模的结构设计 本例中模具采用一模四件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用整体嵌入式结构 ,它适合于小型塑件的多腔模具，将多个一致性好的整体凹模，嵌入到凹模固定板中。整体嵌入式凹模结构能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度和刚度，使用可靠且置换方便 . 根据本 例分流道与浇口的设计要求，分流道和点浇口开在凹模上，如图 8 所示。 球22材料： 热处理：淬硬 54量； 4 个 图 8 型腔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 9 型芯 材料： 热处理：淬硬 54量； 4 个 成型零部件的制造误差： 成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差，配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 9 级，综合考虑取 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 5 模具加热和冷却系统的设计 塑料 在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形）冷却系统设计可按下式进行计算： 设该模具平均工作温度为 60，用 20的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为 30，产量为（ 钟 1 模） h。 算热流量 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 有关文献得聚乙烯的单位热流量为 Q 2 =590 810J/g ,取 Q 2 =690J/g： 3Q=W Q 2 =h690J/h=却水的体积流量 V V= / ( T 2 ) =01/1000 30 20） =24 体积流量 V 查表可知所需的冷却水管直径非常的小。 由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 6 模具闭合高度确定 在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模板厚度 0模座板 6模座板 0模板厚度 0支撑板 16 垫块厚度 0挡板 厚度 杆固定板厚度 10 如下图所示： 算模具的闭合高度 H=6 =20 16 20 40 16+20 =132 核注塑机的开，合模空间 (1)：模具合模时校核： 603280 （模具符合注塑机的要求） (2)：模具开模时校核： 60322880 （模具符合注塑机的要求） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 7 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为 160160132寸是 280250 由于上述计算的模具闭合高度为 132注塑机的最小模具厚度为 60大模具厚度为 180即 模 具 满 足 H m i n H H m a x 的安装条件。 经查资料 注塑机的最大开模行程 S =160满足顶出塑件要求。 S 2+ 10 S 52中： 塑件 和凝料 所用的脱模距离； 282 塑件高度； 43 凝料 高度； 20校核 注塑机能满足使用要求故可以采用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 8 绘制模具总装图和非标零件工作图 模具总装图和非标零件工作图见附图 模具的工作原理 模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型，注塑完成。开模时动模部分随动模板一起运动，在定距拉杆的作用下， 定模座板与定模板首先分型将凝料拉出，当运动到一定距离后定模板与动模板分型， 与此同时塑件从型腔板上脱离。当分型面打开到 28，动模运动停止，在注塑机顶出作用下，推动顶杆运动将塑件顶出。合模时， 利用复位杆 对模具进行复位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 结 论 通过这次课程设计使我学到了许多知识，对一些原来一知半解的理论也有了清楚的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、塑料模具设计与制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能满足使用要求有不浪费材料，保证了制件的经济性，设计的合理性。通过塑料模手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等了解到许多原来未知的知识。 由于能力有限，设计中难免有疏漏之处 ，恳请老师给予指正。我在此衷心谢谢老师的大力帮助与指导。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 致 谢 时光如电，岁月如梭，三年的大学生活一晃而过，而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际，作为一名工科类学校的学生，做毕业设计是一件必不可少的事情。 毕业设计是大学生崖的最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。 在完成大学三年的课程