塑料模具毕业论文设计.pdf

毕业论文设计毕业论文设计 题目名称：题目名称： 姓姓名：名： 班班级：级： 学学号：号： 系系部：部： 指导教师：指导教师： 武汉工业职业技术学院武汉工业职业技术学院 二二 00 一二一二年年 5月月 12日日 - 1 - 绪论 塑料，成为当前人类使用的一大类材料。目前我国的塑料工业正在飞速发展， 塑料制品的应用已经深入国民经济的各个部门。 塑料工程通常是塑料制造与改性， 塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部 分，是塑料工业中不可少的环节。 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制 品。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具，如压铸模，浇铸模，非金属制 品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。 采用模具生产制件具有色、生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原料， 成本低等优点，模具成型已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中 最具潜力的发展方向。模具机械，电子等行业的基础工业，它对国民经济的社会发 展起着越来越大的作用。 一个国家面具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响许多部门新产品的开发 和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先发展模具 工业，定制了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。对 塑料模具的全面要求就是能够高效的生产出外观性能符合使用要求的制品。 塑料成型模具是成型塑料制品的工具。 塑料模具的应能生产并满足给定的形状， 尺寸，外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效的应用，且操作简便，并达 到自动化水平要求模具又合理的结构，制造容易且成本低廉。同时，也要求有足够 的使用寿命。 近年来塑料模的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长 寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中看来，注射模在生产中所 占比例是最大的，起着十分重要的作用，再世界塑料成型模具产量中的板书以上为 注射模。 在这次设计中充分运用所学的专业知识，将所学知识运用到实践中来，本次设 计的塑件也是通过使用注射模来成型的。本套设计主要放在塑件结构和模具设计这 一环节，如注射机的选用和校核，分型面的选择，模具结构的设计，分流道的设计， 浇注系统的设计等等。在设计过程中，首先用 Proe 进行三维造型，然后用 CAD 进 行模具设计。 在设计过程中，由于经验不足，难免会出现错误，敬请原谅，并给出指正。 - 2 - 制件三视图： 三视图 制件三维图： - 3 - 立体图 塑料模设计程序 一 塑料制件的分析： 1.材料成型工艺性能：本产品选用材料 PC（聚碳酸酯性能如下：聚碳酸 酯的冲击强度特别突出。它的弹性模量较高. 2受温度影响极小，耐热温度为 120。耐寒达-100才脆化，尺寸稳定性高。 耐腐蚀，耐磨性均良好。 3透明性好，密度为 1.021.05gcm，塑料原料为无色透明材料. 4存在着高温下对水的敏感性。长期浸在沸水中，会引起水解或裂开。在成形 加工时控制不当，容易发生制品开裂现象。在某些化学试剂(如四氯化碳)中 聚碳酸酯可能会产生“应力开裂”。但聚碳酸脂还可用玻璃纤维来增强，这 样具有更高的刚性和力学强度，并能消除聚碳酸脂可能存在“应力集中”现 象 2.主要用途：主要用来制造齿轮、蜗杆、齿条、凸轮、心轴、轴承、垫圈、铆钉、 泵叶轮、汽车汽化器部件、 车灯灯罩、闪光灯灯罩、节流 阀、润滑油输油管，各 种外壳、 容器等。 二塑料成型特点:1.无定形塑料，收缩率小，热稳定性好，成形温度范围宽， 超过 330才呈现严重分解，分解时产生无毒、无腐蚀性气体 2.吸湿性极小，但水敏性强，含水量不得超过 0.2%，加工前必须干燥处理，否则会 出现银丝、气泡及强度显著下降现象 3.流动性差，溢边值为 0.06mm 左右，流动性对温度变化敏感，冷却速度快 4.宜在高模温高料温和高压慢速的条件下成型。模温控制在 80110C 较好成型温 度在 280320为宜。 5.内部残留应力较大，易开裂，要严格控制加工条件。 6.塑件壁厚要均匀，不宜过厚，避免尖角与缺口，有金属嵌件应预热，脱模斜度去 2以上. 三塑件的结构，尺寸精度，表面质量的分析： 1.结构分析： 从零件图上分析，该零件总体形状为长方形，边上带 R 角从总体结构上分析，形状 - 4 - 相对较规则，没侧抽芯。该零件属于中等复杂程度。 1尺寸精度分析：该产品未标注公差，查塑料模课程设计P53 按 MT5 等级计算。 2外形尺寸：108mm、50mm 3内形尺寸 40mm、57mm、17mm、1、46mm、 、R0.5mm、57mm、2mm 标注公差后外形尺寸：108 34. 1 0 、50 94. 0 0 。 标注公差后的内形尺寸：40 0 84. 0 、57 0 94. 0 、17 0 58. 0 、1 0 4 . 0 、46mm 0 84. 0 、 R0.5 0 40. 0 、20 0.40 查模具设计教材 P10 表 1-2 得 PC（聚碳酸脂）的收缩率为（0.50.8）%， 此处取 0.65% 2.计算塑件的体积和质量 通过对塑件的体积与质量的计算， 可选出注射机及确定模具的型腔数量。 经计算， 塑件的体积为 4367.8mm根据设计手册查的 PC 的密度为=1.021.05g/cm去密 度 为 0.0013kg/cm 。 则 塑 件 的 质 量 W=V=0.0013kg/cm *4.3678cm =0.00567814kg 取 5.7g 。 该塑件可采用一模两腔的模具结构， 根据其相关尺寸， 初步选用注射机为 XS-Z-30 型 3.成型工艺参数：预热温度： （110120）；料筒温度(后段):（210240）料 筒温度(中段)： （230280）；料筒温度(前段)： （240285）。喷嘴温度： （240250）；模具温度： （90110）。注射压力：(80130）Mpa;成型时 间： （2090)s；后处理方法：鼓风烘箱；后处理温度： （140145）;后处理 时间：4h。 四注射模的结构设计 1.分型面的选择：根据分型面的选择原则和塑件的成型要求来选择分型面即 选在塑件外形最大轮廓处；分型面的选择优利于塑件的顺利脱模；有利于模具的加 工制造；有利于排气。综合以上原则，分型面应选在如下位置（图一） 。 图一 - 5 - 2.确定型腔的排列方式 本塑件在注射时采用一模两件。综合考虑浇注系统和模具结构的复杂程度等因素， 采取以下（图二）排列方式，这种排列便于模具的分布和塑料在流道中的均匀流动。 但缺点是熔料进入型腔后到另一端的流程较长，但塑件本身较小，对成型没太大响。 图二 3.浇注系统的设计 1主流道的设计 根据设计手册查得 XS-Z-60 型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径 d1=2mm 喷嘴 前端球面半径 SR1=12mm。 根据模具主流道尺寸与模具喷嘴的尺寸关系 SR= SR1+(12)mm 及 d=d1+（0.51） mm 可算得 SR=14mm，d=3mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥 形，其角度为（26）【 模具设计教材 P91】其草图结构如下（图三）所示： - 6 - 图三 4.分流道的设计 1本副模具分流道截面形状选用半圆形，根据 PC 的流动性，将截面半径取 r=8， 根据型腔数目，分流道长度去 80mm。 2分流道的表面粗糙度度：由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内 部熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不能低，一般 Ra取 1.6 m 左右。 3浇口的设计：本副模具采用侧浇口，塑件的壁厚为 2mm，制品复杂性较简单，属 于中小型制品，所以相关尺寸如下图（图四）标注计算： - 7 - 图四 查塑料模设计教材 P96 表 4-1 可知，浇口壁厚 a=1mm 宽度 b=（310）a 此处取 a=5 长度 L=（0.72）取 0.65。 五模具型芯与型腔的尺寸计算： 1.型腔径向尺寸计算公式：LM=（LS+LSSCP- 4 3 ） + 0z,此处，=1/31/2模具设计 教材 P115，塑件尺寸较大、精度要求低时取小值，反之取大值。本副模具设计中精 度 MT5，=1/3 50：L1M=(50+50x0.65%- 4 3 x1/3)0 0.94=50.075 0 0.94. 108：计算后的模具型腔尺寸为 108.452. 2.型腔深度尺寸计算公式：HM=(HS+HSSCP-2/3)- + 0z 塑件深度尺寸为 8，经计算 HM7.82977 取 7.83。 3.型芯径向尺寸的计算公式：LM=（LS+LSSCP+ 4 3 ） 0 -. 计算后相应的模具型芯尺寸如下表所示 塑 件 尺 寸 4057170.5146 型 芯 尺 寸 40.51-0.84 0 57.6205-0.94 0 17.3605-0.58 0 0.75325-0.4 0 1.2565-0.4 0 46.54-0.84 0 型芯相关尺寸表 4.型芯高度尺寸计算公式：hM=(hS+hSSCP+2/3)-Z0计算后相应的高度尺寸如下所示： h1=（2+2x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=2.2352 -0.40 0， h2=（6+6x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=6.61222 -0.40 0. 5.中心距的计算公式：Cm=（1+Scp）CSz/2. 带入数字计算 Cm=（1+0.65%）x120.26. 注：为了便于计算与加工，以上数据均精确到小数点后 2 位. 六.型腔的结构设计 1.该塑件属于小型塑件，一模多腔加工。应选择整体嵌入式凹模，这种结构加工 效率高，装拆方便，可以保证各个型腔的形状尺寸一致，其结构图如下（图五） 所示： - 8 - 图五 整体嵌入式 型腔壁厚尺寸的确定：该塑件外形为矩形，内壁短边 50mm，侧查模具设计 教材 P308 附录 E 可得知侧壁厚 S 取 3035mm，此处取 30mm.其型腔结构图如下（图 六）所示： 图六 七模架的选择： 1查模具设计手册（电子版） ，选用标准模架，其结构与相关参数如下（图七）所 示： - 9 - 图七 相关参数如下（表一）表： 表一 根据（图二）型腔排列的尺寸标注，可确定模架相关尺寸。 八装配图的绘制：其结构图如下所示（具体尺寸详见装配图） - 10 - 主视图 俯视图 - 11 - 左视图 九.模具闭合高度的校核： 所设计模具闭合高度应在所选注射机允许安装模具的的高度范围。在本副模具设计中，初选注射 机为 XS-ZY-30，查模具手册（电子版）如图所示： 图八 从装配图只中可知，模具的的闭合高度为 244mm，经计算，分型后的高度为 271mm， 因此初选注射机不符合要求。根据模具手册，选 XS-ZY-125 型注射机满足模具闭合 要求。其结构图如下（图九）所示： - 12 - 图九 满足 HminHHmax(注：Hmin注射机允许安装的最小模具高度，H 为模具高度，Hmax为注 射机允许安装的最大模具高度。) 九.结束语 总结 毕业设计是三年大学生活中的最后一个工作项目， 具有非同寻常的意义， 毕 业 设计的完成也为我们的大学生活画上了圆满的句号。 它对大学三年的学习生活中 所 学知识的一个总结概括，更是一次检验，让我们每个人都能清楚了解自己在大 学中 学习的效果。 确定了自己的毕业设计题目后， 开始可以说脑中是一片空白， 很茫然， 不知 所 措无从下手。于是就在互联网上查找关于塑料模的相关资料，接着我又查找相关的 专业书籍， 寻找塑料注塑模具的设计思路和一些塑料注塑模具设计与制造的 实例进 行参考。 有了这些实例和思路就为我的毕业设计创造了“骨架” ，接下去就 要为这个 “骨架”添加“血肉” ，最后使它生动完整。 我们模具设计与制造专业开设了机械 制图及 AUTOCAD 机械设计以及 、 计算机的应用基础等基础课， 数 控机床及编程 模具制造工艺与工装 、 冲 压工艺与模具设计 塑料模 具设计与制造等专业课，这些课程对我顺利进行毕业设计起到了一个基石的作 用。 比如，毕业设计中零件图和模具装配图的绘制 与机械制图及 AUTOCAD 的学习是分不开的，模具的改进也要机械设计 模 具制造工艺与工装等课 - 13 - 程的帮助，更不用说塑料模具设计与制造这门专业 课的重要作用了。 此次毕业设计，让我我学到了许多知识，包括课本上学不到的知识。当然， 在 设计过程中出现的一些难题。通过我们翻阅相关的书籍，在网络上寻找答