机械毕业设计（论文）-方形饭盒上盖注塑模设计（全套图纸三维） .pdf

毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 本次设计要注意塑件的设计要求，采用的材料和特性，注射的条件，塑件的尺寸精 度、表面质量及几何形状，要明确塑件的生产批量及体积质量，该产品采用侧浇口，需 人工切除凝料，提高了成本。从模具的角度考虑，要想降低成本，需设计全自动脱模式 的模具.一定要注意注射机的选择及安装，由于该产品的精度要求一般，结构简单，脱 模很方便。 因此可设计成多腔模形式以提高生产率。 所以本产品采用了一模出两件的形 式进行成型加工，大大提高了生产效率。 还要了解注射机的形式和模具的关系，总体知道模具结构的设计，如何运用浇注 系统、推出机构、温度调节系统和排气系统，最后完成相关的设计计算。 关键词：浇口，注射模，多腔模 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 - 3 - 常州机电职业技术学院 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 作作 者：者： 学学 号：号： 系系 部：部： 专专 业：业： 题题 目：目： 饭盒盖注射工艺及模具设计 指导者：指导者： 评阅者：评阅者： - 4 - 目目 录录 目 录 . 4 第一章 塑件的工艺分析 6 1.1 塑件材料特性 . 7 2.1塑件材料成型性能 7 第二章 成型零件的设计 8 2.1成型零件工作尺寸的计算 8 2.2成型零件结构设计 . 10 第三章 浇注系统的设计 . 10 3.1确定型腔数目及布置 . 10 3.2选择分型面 . 11 3.3确定浇注系统 . 12 3.3.1 主流道的设计 12 3.3.2 分流道的设计 14 3.4冷料穴与拉料杆的设计 . 16 第四章 选用模架 . 17 4.1制品的计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2标准模架的选择 . 19 4.3注射机的效核 . 23 第五章 塑件脱模结构的设计 . 24 5.1对推出机构设计的要求： . 24 5.2推件力的计算 . 24 5.3.确定顶出方式和顶杆位置 25 第六章 冷却系统的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第七章 排气系统的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第八章 结论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.1设计要点 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 - 5 - 8.2.确定塑件成型工艺及设备 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.3.确定模具总体结构方案 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.4.绘制模具装配图 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.5 对模具各部分进行受力分析 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.6.成型零件成型尺寸的计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.7.加工零件工作图的绘制及其加工工艺 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8.8.完成设计、制图、校对或审核签字后进行复制 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 毕业设计心得体会 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 附录： 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 英文原文 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 中文翻译 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 模具三维图纸 36 - 6 - 第一章第一章 塑件的工艺分析塑件的工艺分析 塑件如图 1-1 所示 图 1-1 产品图 名称：饭盒上盖注射工艺及模具设计 材料：abs 塑料（抗冲击） 数量：较大批量生产 颜色：黑色 要 求 ： 塑 件 表 面 光 滑 ， 塑 件 允 许 最 大 的 脱 模 角 度 为1度 。 - 7 - 1.1 塑件材料特性 abs 塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯 腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙 烯更好的使用性能和工艺性能。 abs 塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的 工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、 耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无 毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性 较差，在紫外线作用下易变硬发脆， 1.2塑件材料成型性能塑件材料成型性能 使用 abs 注射成型塑件时，由于其熔点黏度高，所需的注射成型压力较高， 因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体黏度高， 使 abs 塑件易产生焊接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻 力。abs 易吸水，成型加工前应干燥处理。在正常成型条件下，abs 塑件的尺寸稳 定性较好 塑件成型工艺参数的确定 查相关手册得到 abs（抗冲）塑料成型工艺参数： 密度 1.01.04 收缩率 0.3 0.8 预热温度 8085，预热时间 23； 料筒温度 后段 150170，中段 165180，前端 180200。 喷嘴温度 170180； 模具温度 5080； 注射压力 60100 成型时间 注射时间 2090，保压时间 05，冷却时间 20150。 - 8 - 第二章第二章 成型零件的设计成型零件的设计 2.1成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 取 abs 塑料的平均收缩率为 0.55%，塑件未注公差按照 sj1372 种的 8 级精度 公差选取。根据计算公式得凹模、型芯工作尺寸，尺寸结果如图 2-1 图 2-1 产品尺寸 （1）型腔尺寸 长度尺寸: l m1 =（l1+ l1scp%- 4 3 ） z + - 9 - 25 . 0 0 392+= 宽度尺寸: l m2 =（l2+ l2 scp%- 4 3 ） z + 09 . 0 0 250+= 深度尺寸: h m1 =（h1+ h1 scp%- 3 2 ） z + 07. 0 0 52+= （2）型芯尺寸 长度尺寸: l m1 =（l1+ l1scp%- 4 3 ） z + 25 . 0 0 392+= 宽度尺寸: l m2 =（l2+ l2 scp%- 4 3 ） z + 09 . 0 0 250+= 深度尺寸: h m1 =（h1+ h1 scp%- 3 2 ） z + 07 . 0 0 55+= 式中 lm塑料外型长度基本尺寸的最大尺寸（mm） ； lm塑件内型长度基本尺寸的最小尺寸（mm） ； hm塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸(mm)； hm塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸(mm)； 塑件中心距的平均尺寸 s c 塑件的公差(mm)； z 模具制造公差，取（1/31/4） - 10 - 由于现代模具企业都是应用电脑自动编程技术对模具的型芯型腔进行加工（ug， proe 等） ，这样不仅可以保证模具的精度较高而且加工方便，大缩短了模具的制造 周期。所以其它的一些尺寸可不予算出。 2.2成型零件结构设计成型零件结构设计 凹模和型芯的结构设计凹模采用分开结构，这样的结构可以方便更换修理。 第三章第三章 浇注系统的设计浇注系统的设计 塑件采用注射成型生产。并采用侧浇口浇注系统形式。 3.1确定型腔数目及布置确定型腔数目及布置 注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定 时主要考虑以下几个有关因素： （1）塑件的尺寸精度； （2）模具制造成本； （3）注塑成型的生产效益； （4）模具制造难度。 考虑到该塑件是一般常用制品,查手册得塑件的经济精度推荐 4 级。塑件形状 较简单、质量较小、生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件侧壁 有凹进去的地方。需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔。平衡式型腔布置，这样 模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高塑件成本低。型腔布置如图 3-1 所示。 - 11 - 图 3-1 型腔数目 3.2选择分型面选择分型面 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化 模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结 构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺 等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面 进行选择。 a) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 b) 保证塑件的精度要求。 c) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 d) 满足塑件的外观质量要求。 e) 便于模具加工制造。 - 12 - f) 对成型面积的影响。 g) 对排气效果的影响。 h) 对侧向抽芯的影响。 本塑件的分型面位置如图 3-2 所示。图 3-2 所示的分型面选择在塑件下端的最大 分型面上，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光 滑，而且塑件脱模方便。如果分型面选择在其他位置，会在分型面处留下痕迹， 则会影响塑件表面的质量，所以选择如图 3-2 所示的分型面位置。 图 3-2 分型面 3.3确定浇注系统确定浇注系统 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体 的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传 热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易 程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。 3.3.1 主流道的设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续， 另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点: a) 主流道设计成圆锥形， 其锥角可取 2 06， 流道壁表面粗糙度取 ra=0.63 m，且加工时应沿道轴向抛光。 b) 主流道如端凹坑球面半径 r2 比注射机的、喷嘴球半径 r1 大 12 mm；球 面凹坑深度 35mm；主流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大 0.51mm； 一般 d=2.55mm。 c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径 r=13mm。 d) 主流道长度 l 以小于 60mm 为佳，最长不宜超过 95mm。 根据上面得出的注塑机 xs-zy-125 型喷嘴有关尺寸如下： - 13 - 喷嘴前端孔径：d0=4mm 喷嘴前端球面半径：r12mm 为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径 d 应稍大于注射 喷嘴直径 d 根据设计要点 c 可以得出： 小端直径：dd0+(0.51)mm=4+15mm 锥度取 =2， 内表面粗糙度 ra=0.4 m， 主流道大端与分流道相接处有过渡 圆角（通常 r取 13mm）以减少料流转时的阻力。即 r=2 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因 而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称 唧咀） ，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需 去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种，有托唧咀用于配装定位圈。 唧咀的规格有12，16，20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为 12，查塑料 模具设计手册应比喷嘴头半径大 12mm 所以唧咀的为 sr=r+(23)=12+2=14mm。 l60 如图 3-3： 图 3-3 浇口衬套 查中国设计大典得定位圈直径为 100,定位圈高度取 h=15mm 等，其尺寸如图 3-4 - 14 - 图 3-4 定位环 材料为 t8 碳素工具钢，经正火处理，硬度为 183235hbs. 3.3.2 分流道的设计分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作 用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可 能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。 (a) 分流道的截面形状和尺寸：分流道的截面形状有圆形，矩形，梯形，u 形 和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小 传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆 形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以这里选择圆形截面， 查塑料模具设计手册得出 r=5mm。 (b)分流道的长度：分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经 济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成 30mm。 (c)分流道的表面粗糙度：由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只 有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 ra 并不 要求很低，一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层 冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动 - 15 - 时具有适宜的剪切速率和剪切热。 3.3.3 浇口的设计浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系 统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对 塑件性能和质量的影响很大。他的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以 快速充满型腔。 塑件采用侧浇口成型， 其浇注系统如图 3-6 所示。 潜伏式浇口的厚度 a=1.2mm, 宽度 b=3.6mm,长度 l=1.5mm。分流道截面采用梯形截面，各个部分的尺寸如图 2-4 所示。主流道为圆锥形，主流道的锥角为 26，内壁的表面粗糙度为8 . 0 a r m 小端直径 d 为 4,长度 l=44.53.为了防止主流道与注射机的喷嘴处产生溢料， - 16 - 图 3-6 浇口凝料 3.4冷料穴与拉料杆的设计冷料穴与拉料杆的设计 冷料穴是用来储藏注射间隙期间喷嘴所产生的冷凝料头和最先射入模具浇注 系统的温度较低的部分熔体。防止这些冷料进入型腔而影响制品质量，并使熔体 顺利充满型腔。冷料穴的宽度和分流道相等，其长度根据经验可以取值为宽度的 1.52 倍。所以冷料穴的长度为取为 8mm。 拉料杆是为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，所以要设置拉料杆， 选择带钩形拉料杆。如图 3-7 - 17 - 3-7:拉料杆 第四章第四章 选用模架选用模架 4.1.1分析计算制品的体积和质量分析计算制品的体积和质量 4.1.2 粗略计算浇注系统的体积和质量 体积 = 110182mm3 面积 = 74100mm2 质量 = 0.8627kg 4.1.3 总体积和总质量的计算 总体积 浇注系统塑件+ v 体积= 227655.989191884 mm3 总重量 m质量= 1.782692095 kg - 18 - 聚苯乙烯的密度为1.054g/cm 3 ,abs塑料密度为1.021.16g/cm 3 满注射量： 08 . 0 / 塑件机 vv 式中： 机 v 额定注射量（cm 3 ）; 塑件 v 塑件与浇注系统凝料体积和（cm 3 ） 33 71 . 2 80 . 0 0 . 2 80 . 0 cmcm v = 塑件 或满足注射量 )8 . 0/( 1 1 塑件机 vv 式中 机 m 额定注射量(g) 塑件 m 塑件与浇注系统凝料的重量和(g) 1 聚苯乙烯的密度 2 塑件采用塑料的密度 gg v 29 . 6 8 . 0054 . 1 16 . 1 0 . 2 8 . 0 1 2 = = 塑件 注射压力: 查模设计指导表6-5，abs塑料成型时的注射压力为70到90兆帕。 所模力: pff 锁模力 式中 p 塑料成型时型腔压力,abs塑料的型腔压力 f浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（ 2 mm ） = - 19 - 上面为用cae对如图4-2制品连同浇注系统进行简单分析测得塑件及浇注系统在分 型面上的投影面积为16453 2 mm 各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积: f取27548 2 mm 44.8262754830=pf kn 4.2标准模架的选择选用标准模架标准模架的选择选用标准模架 龙记：lj4555 4.2.1 型腔强度和刚度的计算 为了保证塑料制品精度和维修更换方便，其型腔为分离式。因此型腔的强度 和刚度按分离式进行计算。由于型腔的壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验数据。 查书本表 6-16 型芯侧壁厚:板：s1=100 型腔底板厚度的计算 h=90 - 20 - 4.2.2 注射机的选用 根据以上分析、计算，查表可以得到初选注射机的型号为 注射机 xs-z-125 的有关技术参数如下： 特性 内容 特性 内容 额定注射量/ cm 3 125 喷嘴孔直径/mm 4 注射方式 螺杆式 推出形式 两侧设有顶杆， 机械顶出， 中心 距230mm 螺杆(柱塞)直径/mm 42 动、 定模固定板尺寸/mm mm 428458 注射压力/mpa 120 拉杆空间/mm 260290 注射行程/mm 115 合模方式 液压机械 锁模力/kn 900 液压泵 流量 /(l/min) 100、12 压力/mpa 6.5 最大注射面积/ cm 3 320 电动机功率/kw 10 模板最大行程/mm 300 螺杆驱动功率/kw 4 - 21 - 模具最大厚度/mm 300 加热功率/kw 5 模具最小厚度/mm 200 机器外形尺寸/mmmm mm 3340750 1500 喷嘴圆弧半径/mm 12 喷嘴移动距离/mm 210 其他 总力280kn，开 模力8t,顶杆最 大距离190mm 特性 内容 特性 内容 额定注射量/ cm 3 60 喷嘴孔直径/mm 4 注射方式 柱塞式 推出形式 两侧设有顶杆， 机械顶出， 中心 距230mm 螺杆(柱塞)直径/mm 38 动、 定模固定板尺寸/mm mm 428458 注射压力/mpa 122 拉杆空间/mm 260290 注射行程/mm 170 合模方式 液压机械 锁模力/kn 900 液压泵 流量 /(l/min) 100、12 压力/mpa 6.5 - 22 - 最大注射面积/ cm 3 320 电动机功率/kw 10 模板最大行程/mm 300 螺杆驱动功率/kw 4 模具最大厚度/mm 380 加热功率/kw 5 模具最小厚度/mm 200 机器外形尺寸/mmmm mm 3340750 1500 喷嘴圆弧半径/mm 12 喷嘴移动距离/mm 210 其他 总力280kn，开 模力8t,顶杆最 大距离190mm 4.2.3 选用标准模架 选择标准型中小模架，它有 a1,a2,a3,a4 四个品种。 根据以上分析，计算以上分析，计算以及型腔尺寸及位置可以确定模架的结构形 式和规格。查塑料模具设计手册表选用： 板： a2-200315-05-z2: gb/t12556.11990; 定模板厚度：a=100mm 动模板厚度：b=90mm 垫块厚度： c=120mm 模具厚度： 模 h=380mm 如图所示：3-9 - 23 - 1. 3-9:总装图总装图 4.3注射机的效核注射机的效核 4.3.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素 选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选 注射机要求。 4.3.2 开模行程的校核 注射机最大开模行程 s ）（ 浇件 1052+hhs 式中 件 h