座块盖塑料成型工艺及模具设计【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 座块盖注塑模成型工艺及模具设计 摘要： 本设计题目为 座块盖 注塑模设计，体现了盖类零件的设计要求、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的基础知识，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫并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。 通过分析 座块盖 的工艺性， 可知其内有异型孔 ，由于该零件的材料为 聚碳酸酯 （ 聚碳酸酯冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，浇口宜取大，如直浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大。采用推板推出机构， 模具开模后 ,塑件包紧动模型芯的力较大 ,适当考虑脱模斜度 ,采用推板推出并不会使塑件变形 ,且模具结构简单。 关键词 ： 工艺分析 浇注系统 推板 模具结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of s to to to to a of is to of of is to to of is to by of as of to as or as a of a a of in of to a of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 绪 论 塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自从上世纪初叶实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有近百年的历史。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使得塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展是离不开塑料模具设计的，模具工业被誉为 “ 工业之母 ” 。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。由于模具成型有优质、高产、低耗和低成本等其它加工方法无法比拟的优点，因此在机械、电子、轻工业、航空，日用品等工业领域得到了极其广泛的应用。尤其现在电子 产品种类繁多且更新换代速度之快，更加快了模具行业的发展。现在模具成型技朮已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。要高质量、低价格、快速地生产注塑产品，必须综合考虑成型材料，注塑模具及注塑机的问题。塑料模具设计质量直接影响成型产品的生产效率、质量及成本。这样对注塑模具全方位的要求越来越高。高质量、低价格、快速地开发模具显得尤为重要。 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 ,成型效率也受模具影响 ,所以如何提高质量 ,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 ,扩大注塑制品生产应用的首要问题。 以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有 85成功的希望，其余就得依靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平就显得尤为重要。本套模具在设计的中，结合前人的设计经验和这几年模具发展新成果，采用了很多更具合理的模具结构。例如：本套模具在开始模具设计之前，考虑了多 种设计方案，衡量了每种方案的优缺点，从中选择一种最具合理方案。采用推板推出机构，使得到的制件表面无顶痕，使模具简单化，采用的零件都标准化，缩短了加工周期，节约了大量成本。 如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，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，使之可持续发展，为我国模具成型加工技 术超赶世界先进水平作出贡献。 2 模塑工艺规程的编制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 该塑件是座块盖产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用 聚碳酸酯 ，生产类型为大批量生产。 45 件的工艺性分析 材料分析 塑件的材料采用聚碳酸酯（象牙色），属热塑性塑料。此材料韧而刚，抗冲击性强，尺寸稳定性好。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。聚碳酸酯吸水率较低，能在较宽的温度范围内保持良好的电性能。良好的耐气候性。最大缺点是塑件容易开裂，耐疲劳强度较差。聚碳酸酯的成型特点：吸水性小，但高温是对水分敏感，所以加工前必须 干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降等现象；熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，成型时要求有较高的温度和压力，且其熔融粘度比较敏感，一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。 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，该零件总体形状为长方形。外形较简单，但内有异形孔或较多的孔，塑件成型收缩后必留于型芯上。所以型腔设在定模买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 板内，型芯设在动模板上。不需要侧向分型抽芯机构，该零件属于中等复杂程度的零件。 寸精度分析 该 零 件 重 要 尺 寸 ， 如 100+240+ 尺 寸 70+040 44+ 的尺 寸精度为 （ 14486 1993）由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚均匀 , 符合聚 碳酸酯的 最小壁厚原则， 在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺寸 不大 ，聚碳酸酯的强度较大不需增设加强筋。 面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有导电杂质外，没有什么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 . 算塑件的体积和质量 计算塑件的质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=8856 计算塑件的质量：根据设计手册可查得 聚碳酸酯 的密度为 = 塑件质量： M=8856 10- 3 g/ =用 一模两件的模具结构，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 125 型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 件注塑工艺参数的确定 查找 有关文献和参考工厂时间应用的情况，聚碳酸酯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： 括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度： 后段温度 用 230 2500 c； 中段温度 t 2 : 选用 240 260 0 c； 前段温度 选用 210 2300 c； 喷嘴温度： 220 2400 c； 注塑压力： 选用 80 130 注塑时间： 选用 0 5s； 保压压力： 选用 40 60 保 压时间： 选用 20 40s； 冷却时间： 选用 20 40s； 模具温度： 选用 60 80s； 成型周期： 选用 50 90s； 说明：要进行预热和干燥。 型设备的选取 根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为 材料知： 标称注射量： 192 螺杆直径 / 42射容量 /克： 125 克 注射压力 /10 5 1500文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 锁模力 10 90大注射面积 / : 320 2 模具厚度 / 200 300板行程 / 300嘴 球半径： 12半径： 4位孔直径 / 100 出两侧孔径 / 22距 / 230 注塑模的结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 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型腔的排列方式冷却水道布局浇口位置设置模具工作零件的结构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。 该塑件为座块盖，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示：腔 排列方式 塑件的生产属大批量生产，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 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 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 00000 0 342=个） 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是体积的 1 倍，现取 C= =60 ） 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 1， 2， 4， 6， 8， 10 个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于 60防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1。 本塑件在注塑时 ,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取一模一腔。 注系统设计 聚碳酸酯冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设置冷料穴，浇口宜取大，如直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 力增大。 主流道设计 根据 注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： 4嘴前端球面半径： 2据模具主流道与喷嘴的关系： R= 1 2） =1)主流道的球面半径： R=13主流道的小端直径 d= 了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取 1 3 度经换算得主流道大端直径 D= 了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径 r=5圆弧过渡。如下图所示： 流道衬套的选取 为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为 处理以后的硬度为 53 57文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 主流道衬套和定模的配合形式为 H7/过渡配合。如下图所示： 流道的设计 分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较复杂，聚碳酸酯流动性差。冲型能力差，因此可采取 半 圆形分流道，便于加工。根据主流道大端直径 D=13 截面形状为 半圆 形，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。要减少传热损失，又希望流道的面积小。 半圆 形分流道 半径 。 分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取 1 2 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。 口设计 根据塑件的成型要求，选用 点 浇口较为理想。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 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。 由于座块盖注塑模是小型模具，可直接利用分型面进行排气，而不需在模具上开设排气槽。 出机构设计 采用推板推出机构， 模具开模后 ,塑件包紧动模型芯的力较大 ,适当考虑脱模斜度 ,采用推板推出并不会使塑件变形 ,且模具结构简单。 型零件结构设计 模的设计 本副模具采用整体式凹模结构， 材料选用 45 钢 , 硬度在 50上 . 凹模板尺寸：根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知，此塑件的成型 那么尺寸见下图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 3】： 长为 : 160 宽为 : 160 型腔板 高为 : h=40 件高为 : 20工可以直接用铣刀铣出，也可以用成型电极。为了节约成本。在这里我选用铣 刀铣。 模的设计 凸模 主要是与凹模相组合构成模具的型腔 。材料选用 度在50上 。 其结构形式如下所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 ?芯 ?买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 4 座块盖注塑模具的有关计算 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塑料聚碳酸酯的成型收缩率为 S=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。 型腔和型芯工作尺寸计算： 型腔内表面 ： m a x m a x m a x % D S T 0+70 腔高度（深度） ： m a x m a x % 0 . 5M m i d Z H S T T 0+20 (表 4整后， 心距 ： %M m L S 4+24 =腔斜角 ： 按表 4取， 00 10 。 按表 4定型腔有关尺寸的公差后 ： m=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 型芯外表面（直径） ： m i n m i n m i n %d d S T +7 0+10 芯斜角 ： 按表 4取， 00 20 按表 4 定 型 芯 直 径 的 公 差 后 ， 3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 18 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加热和冷却，用加热圈加热，如果在注射一段时间后，模具的温度高于塑件的成型要求是，就要打开模具的冷却系统，使模具的温度在要求的温度下适应成型工艺要求。塑料制件有较高的温度（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 80，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 360g/h。 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 有关文献得聚碳酸酯的单位热流量为 g ,取 50J/g： 60g/h 350J/h=127008J 求冷却水的体积流量 V V=1 =152度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面： 变形 尺寸精度 力学性能 表面质量 在选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制件的质量要求。 在注射模具中溶体从 200 0 C,左右降低到 800 C 左右，所释放的能量5以辐射，对流的方式散发到大气中，其余 95由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取 决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的 2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的 10 20 倍。在次我选择湍流。 如表所示： 冷却水道直径 d/（ 最低流量 v /（ m/s） 流量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 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： 定模座板厚度为 0 模板厚度为 A=40推件板厚度为 6芯固定板厚度为B=20承板厚度为 2块厚度 C=63动模座板厚度为 0 H=+20+40+16+20+32+63+20 =2112 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 7 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为 160200211注塑机模板最大安 装尺寸是 370350 由于上述计算的模具闭合高度为 211注塑机的最小模具厚度为 200大模具厚度为 300模具满足的安装条件。 H 经查资料 注塑机的最大开模行程 S=160足下式顶出塑件的要求： 0521 =20+40+10 =70塑机的开模行程足够。经验证， 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 21 8 绘制模具总装图 模具总装图如下所示： 134568910111213141516 178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。开模时动模部分随动模板一起运动渐渐开模时 ， 在弹簧的作用下先在 A 处分型，取出浇注系统凝料， 在定距拉板作用下 运动到一定距离时， 在 B 处分型。 注塑机的顶杆将模具的顶出机构挡住，使其停止随动模一起移动，而动模部分还在继续移动，于是买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 塑件从动模中脱出。当塑件完全脱离后，动模停止运动，在注塑机顶出装置作用下，推动推杆运动并驱动推件板将塑件从型芯上脱出。 9 模具 主要零件加工 工艺规程的编制 这里 对圆柱型芯的加工进行分析。 加工过程见附图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 结束语 毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入复习，是一 次理论联系实践的训练，也是我们步入工作前的一次检验。 通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了 更多 的认识，让我体会 到 ：扎实的基础课，专业课是模具设计的基础 以及理论与实践相结合的 重要 性。 以前所学的课程难免有些理解不深，遗忘等，而本次设计又或多或少的用到了这些知识，从而使我 复习了 以前的课程，并加深了对这些课程的理解 。 以前的学习中，基本上是纯理论的学习，虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味，但没有进行过真正的设计，使理论与实践 没有结合 起来。 在 做 设计的过程中，我真正感觉到眼高手低的含义，自己 在 学习中的不足和薄弱环节暴露 出来了 ，但是在老师们的帮助下 和 自己的努力下，克服困难， 从而 使设计得以顺利的进行。通过向老师们请教，我了解到设计要面向企业，面向市场的原则，毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练，是我们独立工作的前凑，将对我们以后的工作产生深远的影响。 总之，通过毕业设计使我对模具的设计与制造有了更深的认识，得到了许多有益的启示，这对毕业后的过渡转变有极重要的影响。在以后的工作中，我 要 谦虚谨慎，多与人交流，提高自己的个人素质和技能 经验。 在 设计过程中有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力， 并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计， 相信会 圆满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 致 谢 首先感谢本人的导师原红玲老师，她对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。原红玲老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给