聚丙烯塑料盒盖注塑模毕业设计说明书.pdf

唐山学院毕业设计说明书 1 引言 本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及 相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明 书、参考文献等。 编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法， 以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。 本说明书在编写过程中，得到李莉老师和同学的大力支持和热情帮助，在此 谨表谢意。 由于本人是自学的 UG 软件设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处， 敬请各位老师批评指正。 唐山学院毕业设计说明书 2 第一章 塑件工艺分析 1.1 塑件分析 图 1-1 盒盖 此件为聚丙烯（PP）塑料盒盖，要求大批量生产。 1.2 塑件工艺性分析 （1）PP 的性能特点与用途 比重小，强度、刚性、耐热性均优于 HDPE，可在 100C 左右使用。具有优良 的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响。但低温变脆，不耐磨，易老化。 适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件如板、片、透明薄膜、绳、绝缘 零件、汽车零件、阀门配件、日用品等。使用温度 10120C。 （2）成型特点 1.结晶性料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解 2.流动性极好，溢边值 0.03 左右 3.冷却速度快，浇注系统及冷却系统散热应适度 4.成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，取向性强 5.注意控制成型温度，料温低取向性明显，尤其低温高压时更明显。模具温度低 于 50C 以下塑件无光泽，易产生熔接痕、流痕；90C 以上时易发生翘曲、变形 6.塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中 （3）PP 的注射工艺参数 唐山学院毕业设计说明书 3 （1)注射机：螺杆式 （2)螺杆转速（n/(r/min )：48 （3)料筒温度（t/） ：前段 200220 中段 180200 后段 160180 （4）喷嘴形式：直通式 （5）模具温度（） ：8090 （6）注射压力（MPa):70100 （7）成型时间（s） ：注射时间 2060；高压时间 03；冷却时间 2090；总周 期 50160. 表 1-2PP 的主要性能指标 密度 g/cm0.900.91弹性模量 MPa 比容 cm/g1.101.11弯曲强度 MPa67.5 吸水率%（24h）0.010.03硬度 HB 8.65 R95105 收缩率%1.03.0体积电阻率.cm10 16 熔点C170176 冲击韧度 Kj*m-2 无缺口78 缺口3.54.8 热变形温度C102115冲击强度 kJ/m30 抗拉屈服强度 MPa37 唐山学院毕业设计说明书 4 第 2 章 拟定模具结构形式 2.1分型面位置的确定 分开模具取出塑件的面称为分型面;注射模有一个分型面或多个分型面， 分型面的位置，一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等，但也有将 分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和 制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。 选择分型面时，应考虑的基本原则： 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通 过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。 2） 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚 但内孔较小时，则对型芯的包紧力很小常不能确切判断制件中留在型芯上还是在 凹模内。这时可将型芯和凹模的主要 部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的 金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。 3） 保证制件的精度和外观要求 与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形 或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地 要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的 外表面或带圆弧的转角处。 4） 分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。 5） 不妨碍制品脱模和抽芯。 在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹 或侧孔。 6） 有利于浇注系统的合理处置。 7） 尽可能与料流的末端重合，以利于排气。 本次设计产品的分型面在塑件上一目了然，分型面设在塑件的大口端面处。 综和以上信息此件分型面位置如下图： 唐山学院毕业设计说明书 5 图 2-1 塑件分型面图 2.2确定型腔数量及排列方式 型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑 料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。 注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部 分以上）形成这一空腔型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。 1） 型腔数量的确定 其数目的决定与下列条件有关： （1） 塑件尺寸精度 型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2 级超精密注塑件，只能一模一腔， 当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4 级的精密级塑件，最多一模四腔。 （2 ）模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的 模具费比例看，多腔模比单腔模具低。 （3） 注塑成形的生产效益 多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大， 每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 （4） 制造难度 多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修， 影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几 何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著 的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。 本设计根据塑件结构的特点，考虑型腔布局方式，采用一模两腔的模具结构， 这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。 2）型腔的布局 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布 与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。 型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压 力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳 唐山学院毕业设计说明书 6 定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理 的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力 形成及脱模困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状 及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的； 非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等， 因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的， 各浇口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原 则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的 型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在 生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有 些则有过大的不可逆应变等。 本设计一模四腔， 且壁厚均匀， 故采用平衡式， 布局如图 所示： 图 2-2 型腔的布局 唐山学院毕业设计说明书 7 第 3 章注塑设备选择 3.1 塑件质量、体积计算和锁模力的计算 （1）由 UG7.0 建模得 塑件的体积：V13.13cm3 塑件的质量： m1=V1=0.93.13=2.82g （查塑料模具设计指导附表 9-6 得 =0.9 /dm3） 浇注系统凝料体积的估算 可按塑件体积的 0.6 倍计算 由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料体 积为V2=4V10.67.51cm3 该模具一次注射所需塑料聚丙烯（PP） ： 体积 V.=4V1+V2=20.03cm3 质量 M。=V.0.920.03=18.027g 塑件和流道凝料（包括浇口)在分型面上的投影面积及所需锁模力 塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力 A=nA1+A2=1.35nA1=1.354213.72=1154.088mm2 Fm=AP型=1154.08825=28.85kN A-塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A1-单个塑件在分型面上的投影面积 A2-流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 Fm-模具所需的锁模力 P型-塑料熔体对型腔的平均压力 A2 根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积 A1 的 0.20.5 倍，因此可用 0.35nA1来估算。由塑料模具设计指导书 7 页表 2-2 得 P 型 =25MPa 3.2 选择注射机型号 根据上面计算得到的 M 和 Fm 值来选择一种注射机，注射机的最大注射量 （额定注射量 G）和额定锁模力 F 应满足 Gm/a 式中 a注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型塑料取 0.75。 FFm 唐山学院毕业设计说明书 8 分析以上数据在塑料成型工艺与模具结构书附录 G 表选择 HTF60-I 型号注射 机，其主要技术参数见下表： 表 3-1注射机主要技术参数 理论注射容量/ cm 3 38锁模力/KN600 螺杆直径/mm22拉杆内间距/mm310310 注射压力/MPa266移模行程/mm270 注射速率/(g/s)52最大模厚/mm330 塑化能力/(g/s)5.1最小模厚/mm120 动定模板尺寸/mm 469482 注射重量/g35 喷嘴球半径/mm10喷嘴孔直径/mm2 顶出力/KN22顶出行程/mm70 唐山学院毕业设计说明书 9 第四章型腔数量及注射机参数校核 4.1型腔数量的校核 1)型腔数量的校核 （1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 n(KMt/3600-m2)/m1 上式右边=414 （符和要求）: 式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8 M注射机的额定塑化量（g/h 或 cm/h） t成型周期,因塑件小，壁厚不大，取 30s m2浇注系统所需塑料质量和体积（g 或 cm） m1单个塑件的质量和体积（g 或 cm） 按注射机的最大注射量校核型腔数量 n（KmN- m2）/ m1 上式右边=6.94 （符和要求） 式中 mN注射机允许的最大注射量（g/cm 3) 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 n（F-p型A2）/ p型A1 上式右边=23.3 4（符和要求） 式中F-注射机的额定锁模力（N） A1-4 个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2） A2-浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2） P型-塑料熔体对型腔的成型压力 （MPa） ， 一般是注射压力的 30%65%， 该处取型腔平均压力为 30MPa。 4.2注射机工艺参数校核 注射量校核 注射量以容积表示 最大注射容积为 Vmax=aV=0.7538=28.5cm 2 式中 Vmax-模具型腔和流道的最大容积（cm 2） V-指定型号与规格的注塑机注射量容积 （cm 2） ， 该注射机为 38cm2 a-注射系数，取 0.75-0.85，结晶型塑料取 0.75 倘若注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒内停留时间过长。 所以最小注射量容积 Vmin=0.25V=0.2538=9.5cm 2。故每次注射的实际注射量积 唐山学院毕业设计说明书 10 V 应满足 maxmin VVV ，而 V =20.03cm 2，符合要求。 锁模力校核 在前面已进行，符合要求 3）最大注射压力的校核 Pmax kP0 式中 k安全系数（k一般取 1.251.4） 。 P0实际生产中，该塑件成型时所需注射压力 P0为 70MPa100MPa 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应满足 Hmin H Hmax 式中 Hmin=120mm,Hmax=330mm (见表 3-1) 而该套模具厚度 H=25+32+30+80+25=192mm，符合要求 开模行程和推出机构的校核 开模行程校核 HH1+H2+(510) 式中 H-注射机动模板的开模行程（mm） ，取 270mm H1-塑件推出行程（mm） ，取 20mm H2-包括流道凝料在内的塑件高度（mm） ，取 101mm 代值计算 符合要求 推出机构校核 该注塑机推出行程为 70mm，大于 H1=20，符合要求 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 该套模具模架的外形尺寸为 250mm250mm，而注塑机拉杆内间距为 310mm 310mm, 符合要求 唐山学院毕业设计说明书 11 第 5 章浇注系统的设计 5.1 主流道设置 1） 主流道尺寸 主流道的作用 主流道的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。 浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷 嘴端部的压力同时由 于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作 用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加 台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶 出。 主流道设计要点 (1) 浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度 2 6。若锥度过大会造 成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥 度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。 (2) 浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径 d1 大 0.5mm。若等于 或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降， 塑料冷凝后，脱模困难。 (3) 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角 r，一般为 0.53mm。 (4) 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面 半径为 SR，注射机球面半径为 r， 其关系式如下：SRr0.51mm 浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。 (5) 浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力 损失和热量损失。 (6) 浇口套锥度内壁表面粗糙度为 Ra1.6Ra0.8m,保证料流顺利，易脱 模。 (7) 浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。 (8) 浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否 则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。 (9) 浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质 量，要考虑冷却措施。 根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 唐山学院毕业设计说明书 12 d = 注射机喷嘴尺寸 + (0.51) = 2 + 0.5 = 2.5mm 主流道球面半径为 SR = 喷嘴球面半径 + （12） =10+（12）= 11 mm 球面配合高度 h=35mm，取 h=3mm。 主流道长度 尽量小于 60mm，由标准模架结合该模具结构取 L=25+20=45mm 主流道大端直径D=d+2Ltana6.54mm （半锥角 a 为 12 ， 取 a=2 ） 浇口套总长L。=L+2+h=45+2+3=50mm 浇口套图如下： 图 5-1 浇口套截面图 唐山学院毕业设计说明书 13 5.2分流道设计 1）分流道的作用 分流道式指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。其基本 作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到 浇口处充模。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残 留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。 2） 设计要点 在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。但由于圆形的分流道 必须在上下模板上都加工出半圆槽，工艺性不好，故此设计中采用工艺性更为合 理而压降也比较小且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大的 U 形截面或梯形截 面。该模具采用梯形分流道。 3）分流道的形状及尺寸 分流道可开设在动、定模分型面的两侧或其中任意一侧。设计要求其截面形 状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小，目的是在温度较高的塑 料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减小热量损失。分流 道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形 等。 （1）分流道长度长度应尽量短，且少弯折。 综合型腔布局尺寸确定该模具分流道的长度为： L=432+85=171（mm） 分流道 （2）圆形截面的比表面积最小因此取截面为圆（直径为 4mm）的流道，图形 如下： 图5-2分流道圆形截面图 （3）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，因此分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取0.63 唐山学院毕业设计说明书 14 1.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表 面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。 （4）分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置 形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面 流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，综合流道截面形状考虑我选择采用在动 定模开分流道，分流道图如下： 图5-3 分流道布置图 5.3 浇口的设计 1） 浇口的作用 浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分， 通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以 较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔 内还未冷却的热料回流。 浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及 塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭， 便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。 塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是 由于浇口设计不合理而造成的。 2） 浇口设计的基本要点 唐山学院毕业设计说明书 15 1、尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充 填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔 中的气体，这对大型塑件更为重要。 2、 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时，若将浇 口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易 冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角 度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄 壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此 为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因 液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。 3、 必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料 充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔 接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时 尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接 痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤 其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时 为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引 如其内，以提高熔接强度。 在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。 4、 应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇 口。如果这一要求不能充连接。 3） 浇口的类型 浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下 11 种： 直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、 爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。 本设计采用侧浇口，截面为圆形，侧浇口尺寸计算如下： bt Ab 3 1 30 9.06.0 b-侧浇口宽度（mm） A -塑件的外侧表面积（mm 2） t-侧浇口的厚度（mm） L-侧浇口长度（mm） 有 UG 软件测得 A2108mm2 结合侧交口的推荐尺寸最终确定 b=1.4mm， 唐山学院毕业设计说明书 16 t0.5mm，L=mm。截面图如下： 图5-4 浇口截面图 唐山学院毕业设计说明书 17 第 6 章成型零件的设计与计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺 寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑 件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定： 塑件的公差 塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“ ” ，制品叫 做腔尺寸公差取正值“ ” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以 上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取/2。模 具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 6 1 ，即z= ) 6 1 3 1 ( ，现取3 。 而且按成型加工过程中的增减趋向取“+” 、 “-”符号，型腔尺寸不断增大，则取 “+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z” ，中心距尺寸取“ 2 z ” 。 模具的磨损量 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 1/6，对于大 型塑件则取6 以下。另外对于型腔底面（或型芯端面） ，因为脱模方向垂直，故磨 损量c=0。 塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。 =（1% + 3%）/ 2=2% Smax、Smin 由课本附录 B 查得 Smax=3%、Smin=1% 模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着 一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞 边也小。飞边厚度一般应小于是 0.020.1mm。塑件尺寸可按公差 GB/T 14486-1993 标准中的 5 级精度选取。 6.1型腔的径向尺寸与深度 根据公式 ： 式中在塑料成型工艺与模具结构书 18 页表 1-3 查 2 minmax SS S 唐山学院毕业设计说明书 18 LM= z SLS 0 4 3 )1 ( 小头径向尺寸 D1m= z SDD 011 ) 4 3 (=（12.5+12.5 * 2% - 0.75 * 0.46）0 0.463 =12.410 0.18 大头径向尺寸 D1m= z SDD 011 ) 4 3 (=（16.5+16.5 * 2% - 0.75 * 0.54）0 0.543 =16.430 0.18 型腔深度尺寸计算 根据公式 ： HM= z S 0 S 3 2 )1 (H H1M= z SHH 011 ) 3 2 ( = (17 +17 * 2% - 2/3 * 0.74)0 +0.74/3 =16.850 +0.24 mm 型腔图： 图 6-1 型腔图 唐山学院毕业设计说明书 19 6.2型芯的径向尺寸与深度 根据公式 ：lM= 0 4 3 )1 ( z SlS 小头径向尺寸 0 111 ) 4 3 ( z sddd m = （9.5 + 9.52% +0.750.46）-0.46/3 0 mm = 10.035-0.15 0 mm 大头径向尺寸 0 222 ) 4 3 ( z sddd m =（13.5 + 13.52% +0.750.54）-0.54/3 0 mm = 14.18-0.18 0 mm 根据公式： hM= 0 3 2 )1 ( z ShS 型芯高度尺寸 h 2M= 0 3 2 )1 ( z ShS = （15.5 + 15.52% + 2/30.74）-0.74/30 =16.3 -0.240mm 唐山学院毕业设计说明书 20 图 6-1 型芯图 6.3 模具型腔侧壁的确定 模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，用具有足够的强度和刚度。 但是对型腔的壁厚做出精确的力学计算是非常困难的，一般在工厂中经常用经验 数据对型腔壁厚进行简化设计。 根据课本塑料成型工艺与模具结构 99 页表 3-11 查 的数值壁厚s=20mm 6.4 模架的确定 根据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为为 165165，有根据型腔侧壁最小 壁厚为 20，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占据的位置和采用推件板推出 等各方面的问题，由塑料成型工艺与模具结构书 199 页确定选用 A1 型、模架尺寸 为 250mm250mm 的标准模架，即可符合要求。 唐山学院毕业设计说明书 21 图 6-3 模架 唐山学院毕业设计说明书 22 第 7 章合模导向机构设计 7.1 导向与定位机构设计 1）合模导向机构的总体设计 导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方 向和位置，所以必须设有导向机构。 导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。 a. 定位作用 为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确 的形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 b. 导向作用 动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯 先进入型腔以保证不损坏成型零件。 c. 承受一定侧压力 塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制使导柱在 工作中承受一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。 2）导柱的设计 a.长度 导柱的长度必须比凸模端面要高出 68 毫米。以免导柱未导正方向 而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。 b.形状，导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。 c.材料 导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯，因此，多采用 低碳钢经渗碳淬火处理。 或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度 HRC5055，导柱滑动部位按需要 可设油槽。 e.配合精度导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。 f.光洁度 配合部分光洁度要求 6 级， 此外， 导柱的选择还应跟椐模架来确定。 由于模架较大(250250)所以设计成四导柱，此模架导柱简图如下所示: 唐山学院毕业设计说明书 23 图7-1 导柱图 3）导套的设计 导套可以直接开设在模板上，且设计为通孔，这种形式的孔加工简单，适用 于生产批量小，精度要求较高的模具。 对导套的结构主要有四点要求，分述如下： (1)、形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好 打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱 的进入造成阻力。 (2) 材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样 可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。 (3) 导套的精度与配合一般 A 型用二级精度过度配合，B 型用二级精度静配 合。 (4) 光洁度配合部分光洁度要求七级。 导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为 T8A 硬到 HRC5055,或采用 20 钢渗碳 0.50.8 厚，淬硬到 HRC5660.本设计导套装在公模板。 由于模具的结构不同，该模架上用的导套如下图： 唐山学院毕业设计说明书 24 图7-2 导套图 4）导柱、导套的布置 根据模具的形状的大小，在模具的空闲位置开设导柱孔和导套孔，常见的导 柱有 2 至 4 根不等，其布置原则必须保证定模只能按一个方向合模，此设计常用 四根相同的导柱布置在定动模固定板的四角。 唐山学院毕业设计说明书 25 第第 8 章章脱模机构设计 8.1脱模机构设计 1）在注射成型 的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件 的机构称为脱模机构或顶出机。 （1）脱模机推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可 能大一些，以防塑件变形或损坏。 （2)力求良好的塑件外观，在选择顶处位置时，应尽量设在塑件内部或对塑 件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。 (3)结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易 且具有足够的刚度和强度。 2)脱模机构的分类 脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类 (1) 按动力来源分类。分为手动脱模、机械脱模、液压脱模、气动脱模，本 设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并开模到一定距离后， 活塞的动作实现脱模。 按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱 模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的推出机构是推件板推出机构。 推件板推出机构。 其特点是推出力大，且推出力的作用面积大而均匀，运动平稳，塑件上没有 推出痕迹。 设计时注意事项。为了减小推出过程中推件板和型芯的摩擦，可采用在推件 板和型芯间留有 0.20-0.25mm 的间隙，并采用 3-5 度的锥面配合。其锥度起到辅 助定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。 综合分析用推杆推出机构，综合该模架和塑件的考虑我选用一个塑件用 4 个 推杆，推杆直径为 6mm 长度为 95.5mm 的推杆其简图如下： 唐山学院毕业设计说明书 26 图 8-1 推杆 唐山学院毕业设计说明书 27 第 9 章模具的动作过程和爆炸图 模具动作过程： 图 10-1 模具动作过程 唐山学院毕业设计说明书 28 模具爆炸图： 图 10-2 模具爆炸图 唐山学院毕业设计说明书 29 结束语 课程设计接近了尾声.这段时间我认为最重要的就是做好设计的预习，认真的 研究老师给的题目，其次，老师对题目的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有 都明白了，做起设计就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去选题目做设 计，到头来一点收获也没有。在这段时间里，也暴露了自己很多问题，第一、不 够细心比如由于粗心大意算错了数导致设计的零件不能正确的装配。第二，是在 学习态度上，这次课设是对我的学习态度的一次检验。我的第一大心得体会就是 作为一名设计人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次实习所遇到 的多半问题多数都是由于我们不够严谨。第三，在做人上，我认识到，无论做什 么事情，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就 没有什么办不到的。在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和对 UG 软件的使用能力。再次感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让我有了一个 更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路。课程设计时间 虽然不长，但我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。 这篇说明书的编写以及修改的过程，也是我越来越认识到自己知识与经验缺 乏的过程。虽然，我尽可能地收集材料，竭尽所能运用自己所学的知识进行设计 说明书的编写，但还是存在许多不足之处，有待改进。请各位评委老师多批评指 正，让我在今后的学习中学到更多。同时也对这段时间老师给予的帮助表示感谢! 唐山学院毕业设计说明书 30 参考文献 1.李建军，李德群.模具设计基础及模具 CAD.北京：机械工业出版社，2005 2.杨占尧，白柳.塑料模具典型结构设计实例.北京:化工工业出版社，2008 3.大连理工大学工程画教研室编.机械制图.北京：高等教育出版社，1993 4.宋玉恒. 塑料注射模具设计实用手册. 北京:航空工业出版社, 1998 5.杨占尧. 塑料注塑模结构与设计.北京：清华大学出版社，2004 6.欧阳德祥. 塑料成型工艺与模具结构.北京：机械工业出版社，2008 7.阎亚林. 塑料模具图册.北京;高等教育出版社，2004 8.王兴天. 注塑技术与注塑机.北京：化学工业出版社，2005 9.史铁梁.模具设计指导.北京：机械工业出版社，2003 10.伍先明.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社，2008 11.展迪优.UG NX 7.0 快速入门教程.北京：机械工业出版社，2010 12.肖爱民.模具设计从入门到精通.北京：机械工业出版社，2010 14.齐卫东.塑料模具设计与制造【M】.北京：高等教育出版社，2004 15.欧圣雅.冷冲压与塑料成型机械【M】.北京：机械工业出版社，1999 16.孙凤勤，闫亚林.冲压与塑压成型设备【M】.北京：高等教育出版社，2003 17.程培源.模具寿命与材料【M】.北京：机械工业出版社，2004 18.高为国.模具材料【M】.北京：机械工业出版社，2004 19.许发樾.模具标准应用手册【M】.北京：机械工业出版社，1994 20.郭广思.塑料成型技术.北京：机械工业出版社，2002 唐山学院毕业设计说明书 31 致谢 本次毕业设计历时近一个月，从选题、UG 绘制装配图、完成说明书。 其间每一过程都得到指导教师的悉心指导，指导老师身体力行、兢兢业业地为我 们排忧解难，不仅治学严谨而且为人师表，堪称良师益友，通过此次的论文，我 学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在整个设计过程中， 通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和对 UG 软件的使用能力。并且由 原先的被动接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大 的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通 过毕业设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好 的处理知识和实践相结合的问题。 在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先做学问 要一丝不苟，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的 途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就达退堂鼓， 只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。而且要学会与人合作，这样做起事 情来就可以事倍功半。 总之，此次论文的写作过程，我收获了很多，即为大学三年划上了一个完美 的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。 再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你 们！ 唐山学院毕业设计说明书 32 外文资料 Lathe is introduced The lathe is mainly for the car round face and boring, car and so on a work and design of machine tools. Turning rarely in itsHe kinds of machine tools, and any other machine tools are not like lathe so easily turning processing. Because of the lathe can also be used to drilling and reaming, lathe versatility can make workpiece finish a few in a installationKind of processing. Therefore, in the production of various kinds of lathes use than any other kinds of machine tools.The basic parts are: lathe bed, spindle box components, the tailstock components, slip board components, screw and light poles.Bed is lathe based pieces. It can often is by after a full normalizing or aging treatment of ductile iron of grey or into. It is a strong rigid frame, all the other basic components are installed on the bed. Usually in bed body have inside.The two set of parallel guide. Some manufacturers are using to all four guide pointed toward the triangle on rails guide (namelyYamagata prefecture, and some factory guide) in a group or is in both groups are using a triangle guide and a rectangleGuide. Guide to machined to guarantee their straightness precision. In order to resist wear and scratches, most modernThe guide is through the surface machine hardening, but during operation should also be careful to avoid damage guide. Guide railAny error, often means the whole machine precision damaged.Spindle box installed in the fixed position medial guide, usually left end of the bed. It provides power, and can make the workPieces of speed in turn. It basically consists of a installed in the hollow shaft and precision bearing a series of variable speed teethWheel (similar to the truck gearbox) together. Through the sliding gears, spindle can swim in the many kinds of rotating speed. mostlyCount lathe have 8 to 12 kinds of speed, general form. According to arrange series But in the modern machine just pull (2 4 handlesSo they can get all the speed. A growing trend is through the electrical or mechanical device withoutVariable.Due to the accuracy of machine tool depends largely on spindle, therefore, spindle structure size is larger, usually installedAfter the preloaded the heavy tapered roller bearings or ball bearings. Axis in a full-length through-hole throughout bar feeders, longThrough the hole by feeding. The size of the Lord when an important dimension is lathe, so when the work-piece must be when the principalThe materials, it confirms that can process the maximum size of the blank bar feeders.The tailstock component mainly consists of three parts. The inside of the motherboard and lathe bed rails, can be in guide with the 唐山学院毕业设计说明书 33 longitudinallyMobile. Floor has a can make whole the tailstock component clamping device at any position. The tailstock body installed in the endBoard, along some type of key slot in floor lateral movement, make the tailstock can and spindle box to the spindle is.The tailstock third part is the tailstock sleeve. It is a diameter usually at about 51 76mm (2 3 inches)The steel hollow cylinder between. Through the handwheel and screw, the tailstock sleeve can in the tailstock body and move in a few longitudinal moveAn inch.The lathe with two dimensions specifications said. The first called lathe bed surface the largest machining diameter. This is in the latheCan the biggest diameter workpiece rotate. It is about two top attachment and guide rail of the distance of the nearest point two times. The second size is the max