塑料模毕业设计说明书

常州机电职业技术学院 毕业设计（论文） 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 指导者： 评阅者： 2012 年 04 月 毕业设计（论文）中文摘要 通过对制作进行注射工艺性分析，综合考虑了产品质量要求和生产实际，确定了最佳工艺方案为一模两腔的结构形式。并对模具总体结构进行设计和分析论证，对工艺参数进行精确详细的计算。正确选择了注塑设备，并对塑料零件进行设计，设计过程中利用了注射模国家标准和典型组合。提高了模具设计效率，适应了当代模具设计要求，最后对主要零件的加工工艺过程及装配进行了介绍。 整个过程用 后用 关键词 ：结构分析 注塑模设计 成型工艺 目 录 目 录 . 0 第一章 塑件的工艺分析 . 2 . 2 件材料成型性能 . 3 型零件工作尺寸的计算 . 3 型零件结构设计 . 5 第三章 浇注系统的设计 . 5 定型腔数目及布置 . 6 择分型面 . 7 3料杆 . 12 品的计算 . 13 略计算制品的体积和质量 . 13 略计算浇注系统的体积和质量 . 13 体积和总质量的计算 . 13 塑件. 错误 !未定义书签。 准模架的选择 . 13 腔强度和刚度的计算 . 13 射机的选用 . 13 用标准模架 . 14 射机的效核 . 15 射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 . 15 模行程的校核 . 15 具在注射机上的安装 . 16 第五章 塑件脱模结构的设计 . 16 推出机 构设计的要求： . 16 件力的计算 . 错误 !未定义书签。 . 16 第六章 冷却系统的设计 . 17 第七章 排气系统的设计 . 18 第八章 结论 . 20 计要点 . 20 . 20 . 21 . 21 模具各部分进行受力分析 . 21 . 22 1 . 22 图、校对或审核签字后进行复制 . 22 毕业设计心得体会 . 22 参考文献 . 24 附录： . 25 英文原文 . 25 中文翻译 . 31 (1)集成化技术 . 31 (2)智能化技术 . 31 (3)网络技术的应用 . 31 (4)多学科多功能综合产品设计技术 . 31 (5)虚拟现实与多媒体技术的应用 . 31 (7)快速成形制造技术 . 32 2 国内模具 用现状 . 32 3 模具工业产业组织结构现状 . 32 4 模具行业动态联盟的建立 . 33 (1)基础技术 先进制造技术 . 33 (2)环境技术 网络技术 . 33 (3)支持技术 数据库和知识库技术 . 33 (4)统一技术 标准化技术 . 33 (5)协同技术 并行工程技术 . 33 2 第一 章 塑件的工艺分析 塑件如图 1图 1名称： 材料： 冲击） 数量：较大批量生产 颜色： 蓝 色 件材料特性 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。 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 3 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， 塑件材料成型性能 使用 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 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。 型加工前应干燥处理。在正常成型条件下， 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 冲）塑料成型工艺参数： 密度 缩率 热温度 80 85，预热时间 2 3； 料筒温度 后段 150 170，中段 165 180，前端 180 200。 喷嘴温度 170 180； 模具温度 50 80； 注射压力 60 100 成型时间 注射 时间 20 90，保压时间 0 5，冷却时间 20 150。 第二 章 成型零件的设计 成型零件工作尺寸的计算 取 料的平均收缩率为 塑件未注公差按照 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 24 图 2（ 1）型腔尺寸 长度尺寸 : （ 43） Z 宽度尺寸 : （ 43） Z 深度尺寸 : （ 32 ） Z （ 2）型芯尺寸 高度尺寸： ( 32 )Z式中 塑料外型长度基本尺寸的最大尺寸（ 塑件内型长度基本尺寸的最小尺寸（ 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸 ( 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸 ( 5 塑件中心距的平均尺寸 塑件的公差 ( z 模具制造公差，取（ 1/31/4） 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，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。 成型零件结构设计 凹模和型芯的结构设计凹模采用整体式结构，这样的结构可以保证塑件的外表面的质量，并且有利于塑件的抛光。 第三 章 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。 6 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 7 图 3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。 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示。图 3示的分型面选择在塑件下端的最大 8 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，同时侧向抽型容易，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，同时会使侧向抽芯困难，所以选择如图 3 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。 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 5 圆 形，流道壁表面粗糙度取 m，且加工时应沿道轴向抛光。 b) 主流道如端凹坑球面半径 注射机的、喷嘴球半径 1 2 面凹坑深度 3 5流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大 般 d=5 c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径 r=1 3 d) 主流道长度 L 以小于 60佳，最长不宜超过 95 根据上面得出的注塑机 喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端孔径： 4嘴前端球面半径： R 12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： d 1) 4+1 5度取 =2，内表面粗糙度 .4 m ，主流道大端与分流道相接处有过渡圆角（通常 r取 1 3减少料流转时的阻力。即 r =2 9 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 12以唧咀的为 +(2 3)=12+2=14L 60 如图 3 图 3查中国设计大典得定位圈直径为 100 ,定位圈高度取 H=15，其尺寸如 图 310 图 3材料为 45 钢，经正火处理 . 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=5 (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 30 (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 不要求很低，一般取 m 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，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 11 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示。 潜伏式 浇口的厚度 a=度 b=度 L=流道截面采用梯形截面，各个部分的尺寸如图 3流道为圆锥形， 主流道的锥角为 2 6，内壁的表面粗糙度为 m 小端直径 d 为 4,长度 L= 图 3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 12 2倍。所以冷料穴的长度为取为 8 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料杆 第 四 章 选用模架 13 品的计算 略计算制品的体积和质量 体积 = 面积 = 略计算浇注系统的体积和质量 体积 = 面积 = 体积和总质量的计算 总体积 浇注系统塑件 V 准模架的选择 腔强度和刚度的计算 为了保证塑料制品 精度和便于制品脱模 ，其型腔为整体式。因此型腔的强度和刚度按整体式进行计算。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板： 25 型腔底板厚度 的计算 H=35 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 特性 内容 特性 内容 额定注射量 / 125 喷嘴孔直径 / 注 射方式 螺杆式 推出形式 两侧设有顶杆， 14 机械顶出，中心距 230杆 (柱塞 )直径 /2 动、定模固定板尺寸/28 458 注射压力 /20 拉杆空间 /260 290 注射行程 /15 合模方式 液压 机械 锁模力 /00 液压泵 流量/(L/100、 12 压力 /大注射面积 / 320 电动机功率 /0 模板最大行程 /00 螺杆驱动功率 / 模具最大厚度 /00 加热功率 / 模具最小厚度 /00 机器外形尺寸 /mm340 7501500 喷嘴圆弧半径 /2 喷嘴移动距离 /10 其他 总力 280模力 8T,顶杆最大距离 190 选用标准模架 选择标准型中小模架，它有 2,4 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： 定模板厚度： A=70模板厚度： B=70块厚度： C=80具厚度：模H=270如图所示： 315 1. 3装图 注射机的效核 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。 模行程的校核 注射机最大开模行程 S ）（浇件 1052 16 式中 件h 塑料制品的高度（ 浇h 浇注系统的高度（ 2件h浇h（ 5 10） =2 10+110+510=135 满足要求。 具在注射机上的安装 从标准模架外型尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。 第五 章 塑件脱模结构的设计 把塑料制品从凹模或凸模上脱出来的机 构即为推出机构或脱模机构，它是塑料注塑模具的重要组成部分。 推出机构的形式和推出方式与塑料制品的形状、结构和塑料性能有关。 对推出机构设计的要求： 1、 塑料制品脱模后，不能使塑料制品变形。推力分布均匀，推力面积要大，推杆尽量靠近凸模，但也不要距离太近。 2、 塑料制品在推出时，不能造成碎裂。推力应作用在塑料制品承受力大的部位，如塑料制品的肋部、凸缘及壳体壁等。 3、 不要损坏塑料制品的外观美。 4、 推出机构应准确、动作可靠、制造方便、更换容易。 推出机构的零件包括：推杆、推板和推管等 根据 制品结构特点，在塑件 使用推 杆 推出机构 ， 对于流道的固化塑料也设置拉料杆和顶出杆。顶杆的位置如图 5 1所 17 5拉料杆和顶出杆位置 图 51984 选用，均可满足顶杆刚度要求。 查表 7 8 1根 ，完全可以将制品推出。 第六 章 冷却系统的设计 确定模温调节系统 一般生产 不需 要加热，此模具采用采用 循环 冷却水道 。 18 第七 章 排气系统的设计 确定排气方式 由 于制品的尺寸比较小，利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。 型芯制造工艺卡片 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 下料 220床 2 热处理 调质 3 铣平面 棱 边 倒 床 4 平磨 平磨六个面，单边留精磨量 证垂直度小于 床 5 钳工 依据图纸划线，加工各类孔 6 铣削 粗铣至要求，保证淬火、精磨余量。 热处理 防止脱碳或氧化， 形量不大于 19 8 精磨 以原平面自为基准，精磨六个面，保证垂直，保证尺寸。 磨床 9 铣削 精铣至要求，保证模具的配模余量 0 电加工 拉正垂直面，找正中心， 电火花机器 11 钳工 修研、抛光凹模内行，保证图纸要求和粗糙度的要求。 型腔制造工艺卡片 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 下料 220床 2 热处理 调质 3 铣平面 床 4 平磨 平磨六面，单边留精磨量 证垂直度小于 床 5 钳工 划线加工各孔，螺纹孔，保证图纸要求。 6 铣削 粗铣至要求，保证淬火、精磨余量。 热处理 防止脱碳或氧化， 形量不大于 8 精磨 以原平面自为基准，精磨六个面，保证垂直，保证尺寸。 磨床 9 铣削 精铣至要求，保证模具的配模余量 0 电加工 拉正垂直面，找正中心，线切割加工浇口套孔， 线切割机 器、电火花机床 11 钳工 修研、抛光凹模内行，保证图纸要求 20 和粗糙度的要求。 第 八 章 结论 计要点 （ 1）了解塑料熔体的流动状态，确定塑料在流道和型腔各处流动阻力、流动速率，并校验最大流动长度。根据塑料在模内充模顺序，考虑塑料在模内重新熔合和型腔内空气排气问题。 （ 2）考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题。 （ 3）确定控制塑件在模内结晶、取向和改善塑件内应力的措施。 （ 4）进浇点和分型面的选择。确定塑件的横向分型及推出方式与结构，考虑模具的冷却和加热系统设计。 （ 5）进行模具与注射机相关工艺参数的校核，包括与注射机的最大注射量、锁模力、装模部分尺寸关系等。 （ 6）模具的总体结构和零件形状需简单合理，并具有合适的精度、表面粗糙度、强度和刚度，应易于制造和装配。 2设计程序 （ 1）分析塑件工艺性和工艺条件 首先了解塑件的用途、使用情况及工作要求，对于塑件图上提出的塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进行工艺分析，即从成形工艺、塑件的设计原则、模具结构合理性等方面进行综合分析。 1）确定成型工艺条件，包括注射温度、 模具和冷却介质的温度、注射压力、注射速度和注射循环周期等。 2）根据塑料形状尺寸，估算塑件体积和重量。确定型腔数。 3）初步选择设备型号规格，并校核与模具有关的技术参数，包括额定注射 21 量、注射压力、锁模力、最大、最小模厚、开模行程、推出装置及装模部分的尺寸（模板尺寸、拉杆空间、定位孔直径、喷嘴定位半径等）。 1）选择成型位置、确定分型面、脱模方式、侧孔、侧凹的成型方式、浇注系统形式、浇口开设位置等。 2）选择合适的标准模架，确定模具 成型零件的材料及加工方法。 3）通常需构思几种模具结构方案，采用容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构。 1）首先确定模具中心线及模具主视及侧视图外形线。确定动模与定模的分型面，确保塑件留在动模一侧。画出塑件位置及定模、动模型芯。画出流道及浇口。 2）在动模投影平面图上画出塑件位置、动模型芯、流道、冷却水道，布置导向孔、复位杆孔、固定螺钉孔、推杆孔等各孔位置，并在主视图上表示各零件之间的装配关系。 3）画出所有零件的引线，并顺序 标出件号。画出所有标准件的引线，并标明序号。 4）填写标题栏、明细表内容，包括件号、名称、材料、件数及标准件规格、数量等。 5）编写技术要求，包括装配要求及试模要求。注明注射机规格及标准模架代号。 模具各部分进行受力分析 对模具进行必要的强度及刚度计算，对薄弱部分在结构上进行加强。 22 按装配图测绘成型零件及所需加工零件的工作图，同时考虑零件的加工工艺。注意选择合理的三面投影图、断面、剖视 图，标注尺寸公差及表面粗糙度、材料及热处理要求等，并编写零件的技术要求。 图、校对或审核签字后进行复制 毕业设计心得体 会 转眼之间，学校生涯就这么快要结束了，好难忘啊！ 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。 通过这次毕业设计，我对 “ 春蚕到死丝方尽 ,蜡炬成灰泪始干 ” 又有了更深的认识，好像每次在回望过去的时候，总要感叹一番光阴的流逝。现在的我也在做着这样的事：怎么，我的大学生活这么快就结束了？好像还是不久前才去学校联系的，现在我就坐在电脑前回想着我做毕业设计时的情况，写 着我的毕业设计总结体会。但就是这短短几月的时间，留给我的却是无限充实的回忆。第一次拿到塑件，第一次学着怎样独立设计图纸，第一次 无数的第一次就在这短短的几个月里发生。这段时间是短暂的，但是回忆却是永恒的。这段美好的回忆将伴随着我一辈子。 塑料 产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括 塑料 制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个主要方面。它需要产品设计师模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来 越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。主要表现在以下几个方面： 23 (1)塑料 制品的设计：基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。 (2)结构分析：利用 有限元分析 软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。 (3)模具结构设计：根据 塑料 制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择计算公式以及标准模 架等，最后给出全套模几结构设计图。 (4)模具开合模运动仿真：运用 模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。 (5)注射过程数值分析：