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江苏财经职业技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目 水彩笔笔套注塑模具设计 学 院 机械与电子工 程系 专 业 模具设计与制造 学生姓名 范雯蓓 学号 0911103206 指导 老 师 何玉林 职称 讲师 顾问老 师 陆金辉 职称 水电工 年月日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交 给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，参考文献应不少于 6 篇，不包括辞典、手册； 4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2005年 4 月 26 日”或“ 2005 1、 结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1500 字左右的文献综述 (包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发 )： 一 塑料模具的国内外研究情况 塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着 塑料工业的 发展 ， 社会对塑料制品的需求愈来愈大。据统计 ， 在现代化工业生产中 ， 60% 90%的工业产品需要使用模具加工 ， 模具工业已经成为工业发展的基础2。而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大 ， 其发展也非常迅速 ， 大有凌驾其它模具之上的趋势。 专家预测 ， 在未来的模具市场中 ， 塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高 ， 且发展速度将高于其他模具。 国内相塑料模具 相对 国外 来说比较 落后 ， 目前大多用的是单型腔 ， 简单型腔 的模具达 70以上 ， 仍占主导地位 ， 一模多腔精密复杂的塑料注射模 ， 多色塑料注射模已经能初步设计和制造 ， 但是 有很多精密的模具都要靠进口。不过 ， 我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的发展 ， 模具 工业 有了很大的 发展 ， 1999 年我国模具工业产值为 245 亿 ， 至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元 ， 其中塑料模约30%左右 ， 年均增速均为 13%。模具制造水平也有了很大的提高 ， 成型工艺方面 ， 多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟 ， 如青岛海信模 具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术 ， 一些 厂家还使用了 辅软件 ， 取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广 ， 有的厂采用率达 20%以上 ， 一般采用内热式或外热式热流道装置 ， 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%， 与国外的 50% 80%相比 ， 差距较大。 二 . 塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 （ 1） 设计制造中全面推广应用 术。 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 （ 2） 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用 热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动 分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 （ 3） 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式 。 （ 4） 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分 必要 。 （ 5） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提 三 结语 塑料模具设计的内容牵涉到很多方面 ，在设计模具的过程中必须根据具体情况综合考虑，突出重点，只有按科学合理的模具设计程序与设计方法进行设计，才能设计制造出高水平，高质量的模具。 总之，随着模具技术的迅速发展及机械各类产品的多样化、复杂化，模具应用的广度和深度将不断向纵深发展，模具需求增长速度将继续高于国民经济总体发展的速度，供小于求的被动状态将大有改变。因些，在模具设计及制造中，采用新技术、新工艺、新设备可持续发展模具工业，更将成为所有企业得以占据市场制高点的必由之路。 2本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途 径）及进度安排等）： 本次塑料模具设计主要采用理论与实践相结合的方式，运用所学理论知识，以及几次课程设计的经验，在辅导老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。 在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资料；分析设计制品的结构，初步完成该制品模具设计的基本结；学习和熟练掌握 成本次模具设计的总装图以及若干零件图；对前面所有的设计过程进行小结，完成毕业论文的写作。 需要解决的问题： 1. 塑件成型工艺分析 2. 分型面及浇注系统的确定 3. 塑料模具设计的方案论证 4. 主要零部件的设计计算 5. 绘制装配图的基本规范 6. 绘制零件图的基本规范 7. 设计计算的说明书的编写 研究方法： 一、 塑料工艺性分析 （ 1） 明确塑件的设计要求 （ 2） 生产批量与原材料的分析 （ 3）塑件的结构工艺性分析 二 、 塑料制品基本参数的计算 （ 1） 分型面的选择 （ 2 塑件 体积和 质量 的计算 （ 3） 产品在分型面投影面积的计算 三 、注射模的结构设计 （ 1）分型面的选择 （ 2）型腔数目的确定及型腔的排列 （ 3）浇注系统的设 计 （ 4）型芯、型腔结构的确定 （ 5） 侧向分型与抽芯机构的设计 （ 6）标准模架的选择 （ 7） 冷却系统的选择 四 、注射模设计的尺寸计算 （ 1）成型零件尺寸计算 （ 2）注射模具零件设计 五 、注射机有关参数的校核 （ 1）模具闭合高度的确定和校核 （ 2）模具安装部分的校核 （ 3）模具开模行程校核 起迄日期 工作内容 备注 悉课题，为设计收集资料 提交开题报告 成初步设计，将设计内容交给教师，填写中期检查表，进行中期检查。 据指导老师意见进行完 善修改 交毕业设计（论文）及相关资料 右 答辩、毕业典礼 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 2010 年 12 月 12 日 所在专业审查意见： 负责人： 2012 年 12 月 12 日 机械与电子工程系 2009 级学生 综合毕业实践进度计划 （理工类） 起讫日期 工 作 内 容 备注 11 月 10 日 1 月 20 12 月 10 日前 4 月 10 4 月 30 日前 5 月 10 日 前 6 月 20 日 学生进入实习单位，熟悉单位情况，选择合适课题，上报指导教师审核。 指导教师根据学生上报课题，确定课题，下达设计任务书 并开题 。 进行毕业实习、熟悉课题，为设计收集资料，进行毕业设计。 完成初步设计，将设计内容交给教师，进行中期检查。 根据教师指导，对设计课题进行修改完善。 将修改后的论文交给老师。 毕业答辩 江苏财经职业技术学院 毕业 设计（论文） 中期检查表 姓 名 范雯蓓 学号 0911103206 班 级 09模具（ 2）班 专 业 模具设计与制造 指导教师 何玉林 实习单位 名 称 南通精技机电有限公司 实习单位 地 点 南通市经济技术开发区 实习单位 指导教师 陆金辉 实习单位 联系电话 13862812072 毕业论文 (设计 )进展情况 (已完成内容 、 待完成内容、存在问题和解决办法、 指导教师意见 ) 1. 完成论文选题，确定论文题目， 2. 查找相关的资料，完成毕业论文的大纲的 撰写 3. 完成开题报告完成论文拟定的模式初稿，并对初稿进行修改。 指导教师签名： 毕业实习情况 1. 课题实验过程中缺乏主动的去思考问题。 2. 论文的初稿的内容不丰富，没有对材料进行考量。 3. 标题概括的不够准确，各个部分的逻辑关系不能很好的把握。 4. 语言不够精练，个别部分布局不合理，标点符号或者格式有错误。 学生签名： 毕业实习 总结 对于人生中初试职场的经历 实习，每个大学生有太多辛酸体味，也许在某年以后你会为今日的风采而骄傲，但那段殷实的日子总让你回味什么，试图写下点什么。 2011 年 11 月中旬，当我走出学校的大门，我的心中一种波澜骤起，真的要离开这个生活学习了两年半的地方，然而未来前途却是一片迷茫。 2012 年 2 月 1日我踏入南通 精技电子 有限公司，在这里正是展开了我为期 6 个月实习生活。这段日子让我学会了很多，也理解了很多。 这里充满了求实的作风，求实的性格。也许正是 精技 “求实”的文化塑造了这种精技 人的品质。这里的每一个员 工，敢于直白的说“我不会”，而不是搪塞，因为不会才有学习，才有进步；敢于承担责任，每一次事故，大家都会剖析自己，做出改正，即使知道会有相应的处罚，也绝不推卸；敢于尝试，每一次创新都需要不断重复失败来积累经验，但金川人孜孜以求。这种品质打动了我，也改变了我，因为担当就是求实的精神。 这里充满了关心与爱护，也充满了无奈与彷徨。在这里不缺乏上级的关心，老员工的爱护，新员工的尊敬。一开始师傅带我熟悉了公司的环境，并给我讲了一些注意事项。 之后慢慢的教我一些与我的职业岗位相关的电工知识，并且逐渐带我实践。 理想与现实一次 次的碰撞，让我找准自己的人生方向。我不知道这样说对不对，一个人在踏入职场生涯的前期，最要看懂的不是工作待遇如何，也不是自己的获利收益，而是自己喜欢什么，给自己定一个值得去奋斗的目标，值得去追求的理想 。 在 这里 的感触很深，让我对它有了深深的眷恋，但它的成长也需要 金川 人不断探索。 在 实习 的这段日子，我并没有放弃自己的梦想，而是在不断学习，从而也发现 金川 的缺失，或者说是制造行业的普遍现象 离职漩涡。在制造行业，人员流动最大的就是基层员工，他们的不断流失对企业本身就是一种巨大的伤害，然而人力的高管们认为成本低廉就好 ，但正是这样，导致了企业文化的流失。 那么基层员工为什么会不断流失呢？我在南玻有了深深地体会，也发自内心的提出自己的感悟。 基层员工在劳动的最底层，他们最关心就是待遇和自身的发展空间。南玻在这两方面做得很好。就待遇而言，在玻璃行业已经是不错的选择；就发展空间而言，合理的晋升制度，外聘与内升相结合，张弛有度。但为什么员工会选择离开呢？该如何解决难题呢？ 一、基层员工的生活很乏味，工作环境压力充斥。 制造行业的员工大多是倒班制，工作生活昼夜不分，时有加班，员工的生物钟总处于紊乱之中，增加了他们对工作的反感。工作之余，除了睡觉休息之外，很少人愿意出来活动，这样慢慢的，生活变得单一无趣。本来员工的素质就不是很高，领导的要求严格，他们便压力倍增，性格变得急躁。 二 、大多制造企业中的学习专业知识的氛围不浓烈。 如果有相互学习，相互研究，乐于精通琢磨的学习氛围和条件，大多数人不是迫不得以是绝对不会离职的，因为觉得自我还不够成熟，需要学习来充实自己，也给了自己学习的理由。这些就需要引起相关部门的重视，因为这也是企业 文化建设的重要环节。我在校期间的“教师给课题 自己学习 答辩汇报”模式的项目化教学是一种不错的利于工厂工人之间学习的方式，既促进交流，又提高学习积极性，有利于培养专业人才。 三 、沟通不仅是一个部门的事情。 制造企业有一个弱点，即各部门的工人只理解自己工序的事情，而不懂其他工序，平级之间缺乏横向沟通，减少了创新优化的机会。我实习时 总是会看到生产车间有时会沟通不良产生矛盾。 这就需要横向沟通，互相了解知识，互相配合。需要多组织，两个工序的工人互相交流学习。 四 、员工更需要切身的关心。 现有的制造业大军中，有一半以 上的工人来自非公司所在地，属外乡劳动力。受中国传统文化的影响，大部分人到中年以后都会选择“落叶归根”，然而这部分人又是掌握企业技术核心的阶层，他们的离去对企业是致命的损失，所以在对他们待遇提高的同时，应更多关心家庭问题和社会问题。某企业每在年末会对企业的员工进行一次地毯式的谈话，让所有员工表露心声，尽可能的满足，甚至超额度满足，以留住人才，公司的人性化管理感动很多员工，做到了来一个留一个的目标。 最后，我想真诚的感谢南玻给了我这次实习机会，感谢老领导、老员工给予我诚挚的关怀和照顾，感谢老师们为我们成熟成长所 付出的艰辛努力！ 09 模具（ 2）班 范雯蓓 江苏财经职业技术学院 毕业设计（论文） 指导教师评分与评价意 见表 题 目 水彩笔 笔 套 注塑模 具 设计 学生姓名 范雯蓓 学号 0911103206 专业 模具设计与制造 指导教师 何玉林 职称 讲师 百分比 评 分 项 目 满分分数 实得分数 指 导 教 师 评 分 （ 30%） 1、学习、工作态度、完成任务情况 4 2、查阅中外文献资料、综合运用所学知识能力 5 3、实验技能、分析与计算能力（包括计算机应用能力） 6 4、综合实践能力（包括工程设计、试验方案设计、工艺分析、产品剖析、规程拟定）和图面质量 6 5、论文质量（包括数据处理、结论及分析正确性、逻辑性） 6 6、有独特见解或创造性 3 累计 30 指导教师评语 是否同意答辩：是【 】 否【 】 是否推荐为优秀论文：是【 】 否【 】 指导教师签名： 年 月 日 江苏财经职业技术学院 毕 业 设 计 (论 文 ) 任 务 书 题 目 水彩笔笔套注塑模具设计 系 别 机械与电子工程系 专 业 模具设计与制造 届 别 2012 班级 09 模具设计 （ 2）班 姓 名 范雯蓓 学号 0911103206 指导教师 何玉林 职称 讲师 顾问老师 陆金辉 职称 水电工 毕设 地点 顶岗实习 教研室主任 赫英歧 系 主 任 唐 义 峰 发放日期： 年 月 日 毕业 设计（论文）课题任务书 姓 名 范雯蓓 学号 0911103206 系别 机械与电子工程系 题 目 水彩笔笔套注塑模具设计 副 标 题 题目来源 生产实践 团队 是 否 1课题来源及选题依据 ： 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其 中 发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高 产品质量有很大意义。 模具的数字化设计、数字化制造、数字化管理、数 字化生产流程等，是现代模具制造必不可缺少的技术手段和方法。在计算 机上 对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷 却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘 曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计， 而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突 破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都 有着重大的技术经济意义。 本课题属工程设计类课题，要求完成 水彩笔笔套的注塑模具设计 。通过 本 设计，可以帮助学生加深对本专业的相关知识理解和提高综合运用专业 知识能力。 2本设计（论文或其他）应达到的要求： 1. 分析原始资料，查阅相关资料，收集整理有关模具设计、成型工艺、设备、机械加工等的资料 。 通过毕业设计，以进一步巩固和深化所学课程的知识。 2. 研究塑料的成型工艺参数 ,选择成型设备， 使自己熟练掌握一般塑料模具的设计内容、步骤和方法，并在设计构思和设计技能等方面得到相应的锻炼。 3. 进行模具的结构设计，并进行相关校核计算 。 在毕业设计中要求自己学会结合当前国家有关的技术经济政策，能比较全面的辩证地分析和处理设计问题，从而逐步树立正确的设计思想。 3 进度安排 (包括起迄日期、主要工作内容等 )： 起迄日期 工作内容 备注 悉课题，为设计收集资料 提交开题报告 成初步设计，将设计内容交给教师，填写中期检查表，进行中期检查。 据指导老师 意见进行完善修改 交毕业设计（论文）及相关资料 右 答辩、毕业典礼 4 参考文献 ： 1彭建声模具设计与加工速查手册 M北京：机械工业出版社， 2005； 2 谭海林 ,陈勇模具制造工艺学 M长沙：中南大学出版社， 2006； 3 贾润礼，程志远实用注塑模设计手册 M北京：中国轻工业出版社； 4 翁其金塑料模成型技术 M北京：机械工业出版社， 2005； 5 薛彦成公差配合与技术测 量 M北京 . 机械工业出版社， 2002； 6 邹继强主编塑料模典型结构图册 M深圳：模具制造杂志社， 2003； 7 上海科学技术出版社冯炳荛，蒋文森等编模具设计与制造简明手册； 8李云程 M2005； 9夏巨谌等编著 M机械工业出版社， 2003； 10孙玉芹等主编 机械精度设计基础 M 科学出版社 ， 2004； 11洪慎章编著 实用注塑成型及模具设计 M 机械工业出版社 ， 2006； 12阎亚林主编，塑料 模具图册 M等教育出版社， 2004； 13李云程 M2005； 14邱建新 ， 李发根等 15虞福荣，塑料模具设计制造与使用修订版 M 16屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计 M1994。 指导教师意见： 指导教师签字： 年 月 日 系 审查意见： 负责 人签字： 年 月 日 江苏财经职业技术学院 2012 级学生 毕业设计（论文） 选题、审题表 系别 机械与电子工程系 选 题 教 师 姓 名 何玉林 专业 模具设计与制造 专业技 术职务 高级 中级 初级 申报课题名称 水彩笔笔套注塑模具设计 课题类别 设计 论文 其它 课题来源 生产实践 科研 实验室建设 自拟 课题简介 水彩 笔是我们日常不可或缺的文具之一， 水彩 笔笔套作为保护 笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。 本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析 ，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 技术，使用 件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的 。 设计 (论文 )要求 (包括应具备的条件 ) 1. 对设计对象的性能、结构及工艺有比较全面的了解， 论文 需要 符合学院规定格式 ； 2. 塑件的 原材料分析、塑件的结构工艺性分析； 3. 熟练掌握注塑模具设计过程， 绘制出零件的工作图，编写设计计算说明书 ，用制出模具的装配图和零件图，撰写设计说明书。进行方案比较， 选择合理的工艺过程。合理选择产品材料 ； 4. 提供一份零件明细表及技术要求的表格。设计图纸需要清晰，尺寸标注要准备，数据完整，书写规范。 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 一般 易 是否是新 拟课题 是 否 所在专业审定意见 负责人 (签名 )： 年 月 日 注： 1、 该表作为学生综合毕业实践课题申报时专用，由选题教师填写，经所在专业有关人员讨论，负责人签名后生效； 2、该表的填写针对 1 名学生综合毕业实践时选择使用，如同一课题由 2 名及 2 名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏中加以体现； 3、课题简介一栏主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、主要内容、意义； 4、“设计（论文）要求（包括应具备的条件） ”一栏：主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事该课题必须具备的基本条件（如仪器设备、场地、文献资料等）； 5、课题一旦被学生选定，此表须放在学生“综合毕业实践材料袋”中存档。 江苏财经职业技术学院 综合毕业实践说明书（论文） 标题： 水彩笔 笔 套注塑模 具 设计 系 别 ： 机械与电子工程系 专 业 ： 模具设计与制造 学 号 ： 0911103206 姓 名 ： 范雯蓓 指导教师 ： 何玉林 2012 年 6 月 20 日 I 摘 要 注射成型是热塑性塑料成型的 主要方法之一，可以一次成型形状复杂 的 塑件。水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。 本 课题 设计 了一副水彩笔笔套 的注塑模， 模具采用一模八穴非平衡式布排， 浇注系统 采用侧浇口 ， 笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型， 并用日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生 的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的笔盖模具设计过程进行阐述。 关键词： 注塑模； 一模八穴 ； 非平衡式 ； 侧浇口；斜导柱；侧向分型 录 摘 要 . I 目 录 . 绪论 . 2 . 2 . 2 . 3 2 塑件的分析 . 4 . 5 . 5 . 5 3 塑料制品基本参数的计算 . 6 . 6 . 6 . 6 4 浇注系统的设计 . 8 . 8 . 8 . 9 . 9 . 10 的设计 . 11 . 11 . 12 . 13 5 注塑机的确定 . 14 . 14 . 14 6 模具成型零件的有关计算 . 17 . 17 芯的径向尺寸 . 17 芯的高度尺寸 . 17 . 18 腔的深度尺寸 . 18 腔的径向尺寸 . 18 . 19 7 模具结构 . 21 8 注塑机参数校核 . 22 . 22 . 22 . 22 具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核 . 22 具闭合高度校核 . 22 模行程的校核 . 23 9 侧向分型与抽芯机构的设计 . 24 . 24 . 24 导柱直径的确定 . 24 导柱斜角滑块的楔角 . 25 10 模具的冷却系统 . 26 11 模具装配 . 27 . 27 . 28 参考文献 . 31 1 前 言 光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为水彩笔笔套的注塑模具。 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。 本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设 计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 用 件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。 2 1 绪论 具在加工工业中的地位 塑料制 品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60% 90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业 已经成为工业发展的基础 2。而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大 ， 其发展也非常迅速 ， 大有凌驾其它模具之上的趋势。 专家预测 ， 在未来的模具市场中 ， 塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高 ，且发展速度将高于其他模具。 国内相塑料模具 相对 国外 来说比较 落后 ， 目前大多用的是单型腔 ， 简单型腔的模具达 70以上 ， 仍占主导地位 ， 一模多腔精 密复杂的塑料注射模 ， 多色塑料注射模已经能初步设计和制造 ， 但是 有很多精密的模具都要靠进口。不过 ， 我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的发展 ， 模具 工业 有了很大的 发展 ， 1999年我国模具工业产值为 245亿 ， 至 2002 年我国模具总产值约为 360亿元 ， 其中塑料模约 30%左右 ， 年均增速均为 13%。模具制造水平也有了很大的提高 ， 成型工艺方面 ， 多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟 ， 如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功 地在 29 34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术 ，一些厂家还使用了 辅软件 ， 取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广 ， 有的厂采用率达 20%以上 ， 一般采用内热式或外热式热流道装置 ， 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%， 与国外的 50% 80%相比 ， 差距较大 2。 塑料模具的发展趋势 具的发展趋势 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模 具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： （ 1） 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 （ 2） 高效率、自动化 3 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 （ 3） 大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高 硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （ 4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 （ 5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 计在学习模具制造中的作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法 ，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 4 2 塑件的分析 图 1 模具设计零件图 5 确塑件的设计要求 产品为 水彩笔 套，如图 1所示，属小型塑料制品。其与 水彩笔 筒配套使用，主要作用是保护 水彩笔 的笔尖 ,因而产品精度不高，均采用 级精度，但制品为日常学习用品，使用频率高，所以制品要求美观，表面上不允许有明显痕迹，且制品为薄壁塑件 ,外形结构较复杂。 产批量与原材料分析 该产品要求大批量生产 ,原材料为 苯乙烯 )。此材料为六大通用塑料之一，使用性能方面：透明性好，化学稳定性、电性能优良，耐热性不高（使用温度为 0 C），易产生内应力，易开裂；在成型性能方面：成型性能优良，吸水性 小，成型前可不干燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，故成型速度快，可进行高速注射，流动性好，可采用注射、挤出、真空等各种成型方法。 一般型聚苯乙烯的主要技术指标：密度： 106 3kg 吸水率（ 24h）： 缩率： 06%；拉伸强度： 35 63 热变形温度： 65 96 C；硬度（ 80；拉伸弹性模量： 0 型工艺方法分析 塑料制品可采用注射、压缩、传递、挤出等成型方法，对于压缩和传递成型主要适用于热固性塑料的生产，且采用此两种方法，必须在高温状态下成型，以利于塑料固化，之后必须马上将温度降低，以利于产品出模，这样很难适应大批量的生产；而挤出成型主要适用于连续型材的生产， 水彩笔 套不是连续型材，所以也不能采用此种方法，根据以上分析， 水彩笔 套可采用注射成型。 6 3 塑料制品基本参数的计算 件体积和质量的计算 缩率为 06%，所以其平均收缩率为 图 2 体积计算分步 如图 4所示，将塑件分为四部分 ,进行体积计算 : 2 2 3221 ( ) ( ) 1 0 3 4 5 . 465lV m 232 2 22 ( ) ( ) 1 0 . 5 6 5 9 . 46 4lV m 334 2954V V m m 0 1 2 3 4V V V V V =954 =单个制品质量： =根据产品的批量等各方面的要求，模具初步设计为一模八腔，所以 8 31670 3 8 34g 品在分型面上投影面积的计算 单个产品： 222 4 4 . 5 1 3 16S 模具为一模八腔，所以产品在分分型面上投影面积为 8 131 1048 2型面的选择 分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。 分型面是分开模具，取出制品的面。注射模具有一个分型面和多个分型面的模具。分型面的 形状有平面、曲面等。分型面设计的是否恰当，直接关系到模具制造、 7 制件质量的。一般分型面与注射机开模方向相垂直的平面。 根据分型面选择的原则，水彩笔套的分型面有两种情况： 图 3 垂直放置时分型面的选择 图 4 水平放置时分型面的选择 如按图 3 选择分型面，则可将主型芯设置于动模，脱模时产品可包紧于型芯上，跟随动模一起运动，有利于脱模，但笔挂的地方，必须作侧向抽芯。如按图 4 选择分型面，产 品脱模，既有可能留于动模，也有可能留于动模，则必须动定模两侧都设置有脱模装置，且型芯必须作侧向抽芯，抽芯距离很长，抽芯力也很大，模具开模行程相应也很大，模具体积相应也很庞大，因此注射机选型时，要符合上述要求，注射机参数相应也增大，但另一方面，则有可能导致注射量的浪费，所以按图 2 方式选择分型面。 8 4 浇注系统的设计 射模具浇注系统的组成 无论用于何种类型注塑机的模具，其浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷穴料四部分组成。在注射模具设计中对浇注系统进行合理布局和形式的选择是一个重要的环节。在设计注射 模的浇注系统时应注意以下几项原则。 1）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失 。 2）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。 3）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。 4）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率 ,便于修整浇口以保证塑件外观质量 5） 浇注系统设计应有利于良好的排气 。 流道的设计 主流道通常位于模具中心 塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。 主流道的锥角通常为 00 42 。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。 主流道内壁的表面粗糙度应在 下，抛光时沿轴向进行。主流道的长度L ，一般按模板 厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失和物料损耗，应尽可能缩短主流道的长度， L 一般控制在 内。主流道的出口端应有较大的圆角。 9 图 5 主流道 料穴设计 冷料穴位于主流道的末端，或者处于分流道的末端。其作用是收集熔体前锋的冷料。防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种，一种专门用于收集、贮存冷料，另一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的功用。冷 料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径 d 的 2。 10H7/0H7/ 冷料穴 口衬套的设计 浇口套常用 8T 或 10T 钢材制作，经淬火洛氏硬度为 0 。 选择标准件，尺寸如图 5 所示（参照塑料模具设计 ，第 46 页表 4选用后进行后续加工， L=26加工成 L=15。 10 图 7 浇口衬套 口的形式 浇口采用侧浇口 ,浇口的截面形状为矩形 ,其尺寸可取经验数据，其中： 厚度 a=度 b=长度 L=2 其尺寸可由表 1得： 表 1 侧浇口尺寸 壁后 t 制品复杂性 厚度 a 宽度 b 长度 L 聚 乙 烯 单 中小型制品 (3 10)a 大型制品 10a 2 复 杂 丙 烯 3 简 单 杂 苯乙烯 3 简 单 杂 机玻璃 单 杂 3 简 单 杂 甲 醛 3 简 单 11 复 杂 碳酸酯 单 中小型制品 (3 10)a 2 复 杂 苯 醚 3 简 单 杂 砜 3 简 单 型制品 10a 复 杂 口厚度 a=度 b=(3a ,长度 L=流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的进料通道。在多型腔模具中分流道必不可少。在分流道设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。 常用的流道截面形状有圆形、 梯形、 U 形和六角形等。在流道设计中要减小在流道内的压力损失，则希望流道的截面积大；要减小传热损失，又希望流道的表面积小，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。该比值愈大则流道的效率愈高。圆形和正方形流道的效率最高。但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，在实际应用中常采用梯形截面的流道。一般取梯形流道的深度为梯形截面上端宽度的4332 ，脱模斜度取 00 105 。一般当分型面为平面时， 通常采用圆形截面的流道。当分型面不为平面时，考虑到加工的困难，常采用梯形截面或半圆形截面的流道。该制件的分流道截面是圆形。 流道的截面形状和尺寸 对于热塑性塑料注塑模的分流道，从热量的散发和通过分流道塑料的体积的角度分析，要求散发的热量少且通过的塑料体积大，即比表面积小，所以分流道截面形状宜采用圆形；但从加工角度进行分析，圆形要分开加工两个半圆形，难以对正吻合。半圆形和矩形截面的分流道，比表面积较大，散热多，较少采用，经过综合考虑，最后采用“ U”形截面的分流道。其形状如图 6所示，相关尺寸可由表 2得 : 12 61 0 图 8 分流道截面形状 表 2 常用分流道横截面及尺寸 H=6, R= a=5 10度 S S 梯 扇 =0=方毫米） 程比的校核 流程比 = / 熔体流程的长度 熔体流程各段相应的壁厚 流程比 = / ( 4 4 5 3 0 3 + 4 6 + 2 4 5 + 3 0 2 ) / ( 3 . 5 + 6 1 1 ) = 6 . 7 1 ，而聚苯乙烯的容许流程比可由表 3查得： 280 300，故流程比合理 横 截 面 形 式 横 截 面 形 式 尺 寸 d R h h 5 5 1 5 3 7 6 1 5 4 7 1 5 4 10 8 1 5 5 9 1 9 1 5 6 10 5 0 1 5 1 1 1 5 7 12 6 15 12 1 5 8 13 表 3 常用塑料的流动比允许值 塑 料 名 称 注射压力 p/ 250 140 100 280 240 200 300 280 注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算 浇注系统的体积不能够很准确的计算出来，只能粗略的计算 12 V R R L S L 分浇 主3 . 1 4 ( 3 . 5 / 2 ) 2 9 . 2 8 2 7 0 立方厘米 浇注系统凝料的质量 浇 =） 14 5 注塑机的确定 射机的选型 根据塑料制品的体积和质量查表 4 表 4 镙杆式注射机成型聚苯乙烯制品时所需的单位锁模力 p/ 流程长厚 比制品 平均厚度 200 1 150 1 125 1 100 1 50 1 射机初步选用 相关技术参数为： 理论注塑容积： 73立方厘米 理论注塑质量： 67克 注塑压力： 214模力： 500 杆间距： 295 295模板行程： 380 小模厚： 150 定位孔直径： 100 定位孔深度： 25 喷嘴球半径： 10 喷嘴孔直径： 3 顶出行程： 60 架的选用 根据注射机的相关参数和产品的相关设计要求，模架选用 15 图 7、图 8所示 图 9 模架主视图 16 图 10 模架俯视图 模板相应厚 度为，如图 11所示 图 11 各模板相应厚度 （ A 80， B 20， C 80） 17 6 模具成型零件的有关计算 相公的计算主要是型芯和型腔工作尺寸的计算。 芯的尺寸计算 芯的径向尺寸 根据塑料模成型技术第四章式（ 4 0( % 3 / 4 )m s s c p zd d d S z 可取制品公差的 1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（ 取小值为 11( % 0 . 5 )m s s c p zd d d S z 可取制品公差的 1/3，而可据塑料模成型技术第三章表 3=1 1 1 1 /3( % 0 . 5 )m C Pd d d S 0 0 . 2 4( 1 0 1 0 0 . 0 0 5 5 0 . 5 0 . 7 2 ) 1 0 . 4 2 02 2 2 /3( % m d S 00 0 . 2/3( 8 8 0 . 0 0 5 5 0 . 5 0 . 6 1 ) 8 . 3 5 303 3 3 /3( % m d S 00 0 . 1 9/3( 3 3 0 . 0 0 5 5 0 . 5 0 . 5 8 ) 3 . 3 1 芯的高度尺寸 根据塑料模成型技术第四章式（ 4 0( % 2 / 3 )M S S C P H S Z 可取制品公差的 1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（ 1/2 2/3）可取小值为 故有： 0 /3( % 2 / 3 )M S S C H S 可据塑料模成型技术第三章表 31= 2= 1 1 1( % 1 / 2 ) H S =（ 10+10 = 2 2 2( % 1 / 2 ) H S =（ 53+53 =47 18 如图 12所示 图 12 型芯零件图 腔的尺寸计算 腔的深度尺寸 根据塑料 模成型技术第四章式（ 4 0( % 2 / 3 ) S C H S 由于塑料制品的公差大，的系数（ 取小值为 故有： 0( % 1 / 2 ) S C H S Z 可取制品公差的 1/3，可据塑料模成型技术第三章表 3得1= 2= /31 1 1 0( % 2 / 3 )S C S =（ = 32 2 2 0( % 2 / 3 ) H S =（ 55+55 = 型腔的径向尺寸 根据塑料模成型技术第四章式（ 4 0( % 3 / 4 ) S C L S 由于塑料制品的公差大，的系数（ 取小值为 故有： 19 0( % 1 / 2 ) S C L S Z 可取制品公差的 1/3，可据塑料模成型技术第三章表 3得1= 2= 大端： /310( % 1 / 2 )M S S C L S / 3 0 . 2 400(1 2 1 2 0 . 0 0 5 5 0 . 5 0 . 7 2 ) 1 1 . 7 1 小端： /320( % 1 / 2 )M S S C L S =（ 8+8 = 挂： /330( % 1 / 2 )M S S C L S =（ 0+腔的侧壁和底板厚度的计算 由于本模具采用瓣合模，故型腔的侧壁和底板厚度的计算，按照组合式的计算公式计算，壁厚的计算：参照塑料模成型技术第 117页式 4( 1 ) 2P 为型腔内熔融塑料的平均压力，查表 5 得， P= 5 模内的平均压力 制品特点 模内平均压力 容易成型制品 般制品 等黏度塑料和有精度要求的制品 工高黏度塑料、高精度、充 模难的制品 =6( 2 0 0 / ( 2 0 0 - 2 2 4 . 5 ) =整后取 1 底板的厚度计算：参照塑料模成型技术第 118页式 421 p 20 一般常用模具钢 取 200MP r=666，按刚度计算；经计算 h=整后为 4 型腔滑块的整体结构如图 11所示 图 13 型腔滑块结构 21 7 模具结构 模具结构采用一模八腔五板式结构，侧浇口浇注系统结构， 顶出机构采用顶板顶出。 浇口套也选用标准件，参照塑料模具设计，第 46页表 4择港台标准件，其结构如装配图 12所示。 1 1 6 H 8 / h 82 3 4 5 68910111213141516171819202122231028881 6H 8/ 0 H 7 / h 7 2 0 H 7 / s 6图 12 模具装配简图 22 8 注塑机参数校核 大注塑校核 注塑机的最大注塑量应该大于的质量或体积，包括流道及浇口凝料和飞边的质量，通常注塑机的实际注塑量最好为最大注塑量的 80%，所以的注塑量应该： V 浇 注塑机的最大注塑量，立方厘米 塑件的体积，该产品 8=方厘米） 浇注系统的体积，立方厘米，该产品的 V 浇） / ，故满足要求。 模力的校核 机 模 熔融塑料在型腔内的压力， 20 40 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。 A=8 65) +4+6 90 =平方毫米） 注塑机的额定锁模力， 机 模=40=N 在此选定注塑机的锁模力为 500 足要求。 具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核 具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核 模具的长宽 拉杆面积 模具的长宽为 250 250（ mm x 注塑机的拉杆间距 295 295 （ mm x 故满足要求。 具闭合高度校核 模具实际厚度为： 285 塑机最小闭合厚度： 150 23 即 小模，注塑机对模具的最大模具厚度没有限制，故满足要求。 模行程的校核 此处所选的注塑机，开模行程长，无须调节模具的闭合厚度。 24 9 侧向分型与抽芯机构的设计 芯距的确定 型心在抽拔方向上所移动的距离， 模具采用等分侧滑块合模，由于制品尺寸不大， 1 2 / 2 6S m m导柱的截面形状 常用的有矩形和圆形，由于圆形的导柱加工方便，装配容易，应用较广，也可以选用标准件。 姓名班级专业学号范雯蓓0 9 模 具 （ 2 ）导柱直径的确定 据塑料模成型技术 513 导柱材料的许用弯曲应力，对于碳钢， =140MP 弯曲力作用点距斜导柱伸出部分根部的距离 ( H 抽心力中心线与斜导柱根部的距离 ) 经画图计算 7w 作用到斜导柱上的弯曲力，而 w=Fk/k 开模力 25 2(1 ) (1 )r E SQ m k f Q 脱模力（ N） t 塑件的平均壁厚 (E 塑料的弹性模量（ 1 ） S 平均收缩率（ %） r 大小端平均半径（ (10+3)/4=f 塑料与钢的摩擦系数 m 帕松比 K=2r r/(t t+28 Q=8384 (N) k/384/0960（ N） 采用 6根斜导柱，那么每根所受力 =3493（ N） d= 3 2 0 9 6 0 1 7 / 1 4 0 = 圆整取 d=16 导柱斜角滑块的楔角 斜 导柱的斜角 ,从理论上推导 ,2度 30分为宜 ,但在生产中斜角一般取 15 20度 ,本模具的斜角取 a=20 度 滑块的楔角比斜导柱的斜角一般取 :a+（ 2 3） 度 ,本模具取 22度 26 10 模具的冷却系统 本套模具为小型模具，因此可以采用自然冷却方法，使模具结构简化，降低模具制造成本。 27 11 模具装配 具的装配 模具装配时要求相邻装配单元之间的配合与联接均需要按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证其间的配合精度和位置精度，从而保证型芯与型腔间能精密均匀的配合和定位，开合运动与推出脱模机构 都能够实现运动的精确性。 具体的工艺要求： （ 1）通过装配与调整，使装配尺寸链的精度能够完全满足密封