毕业设计（论文）-塑料端盖的模具设计.doc

塑料端盖的模具设计 摘要在当今世界以塑料为原料的产品已在各行各业以及日常生活随处可见，用途非常广泛。特别在电子行业中更加明显。如今电子产品有很多都是塑料的，用途很大，所以现在对塑料的依赖和要求也越来越高。当下，工业上将塑料制造成产品的方法非常多。但更多的是是注射、挤压、压铸和气压。其中注射又可以分加料和熔融塑料、注射冷却和制件脱模等步骤。其中塑料注射多用在热塑料成型上，而且已经成功应用在热固性塑料制品上，在今天这是塑料生产中非常重要的工艺。现在注射模的组成部分有：定模、动模、浇注系统、导向装置、顶出装置、芯装置、冷却装置、加热装置和排气系统。在现今世界上注射模成型的的广泛应用，是我想到了这个设计课题的主要原因所在。【关键词】：塑料制产品；塑料注射模具；挤压机构设计；压铸模具；气压模具 目录第一章 序言部分 1第二章 塑料工艺分析22.1塑件成型工艺分析 22.2塑料的成型特性和工艺参数 22.2.1ABS塑料主要的性能指标 22.2.2ABS的注射成型工艺参数3第三章注塑设备的选择33.1注射成型工艺条件 33.1.1模具所需塑料熔体注射量 33.1.2分型面上的投影面积及所需锁模力 43.2选择注射机 43.3模架的选定 43.4注射机的校核 53.4.1最大注射量的校核 53.4.2锁模力校核 53.4.3模具与注射机安装部分相关尺寸校核 5第四章型腔布局与分型面设计64.1型腔布局 64.2分型面的设计 6第五章浇注系统的设计 75.1主流道的设计75.2主流道衬套的固定85.3分流道的设计85.4浇口的设计95.4.1浇口的选用95.4.2浇口位置的选用95.4.3排气的设计9第六章成型零件的设计 106.1成型零件的结构设计10 6.1.1凹模结构设计106.1.2型芯结构设计11第七章合模导向机构的设计 117.1导柱结构127.2导套结构12第八章脱模机构的设计 128.1脱模机构的总体原则128.2推杆设计138.2.1推杆的形状138.2.2推杆的位置和布局138.3推件板设计的要点13第九章温度调节系统的设计 149.1模具冷却系统的设计149.2模具加热系统的设计14 总结14参考文献 15致谢 第一章 序言部分时间如流水，三年大学生涯一晃而过，让我感慨万千。我在设计这个毕业设计的同时也总结了过去我设计模具方法、步骤。其中包含了模具设计中经常应用的的公式、数据和模具结构及其零部件等。这样我可以把学过的基础知识和我的一些理论依据用到本次设计当中，使我能有更大的提高。除了我使用了传统的设计方法，还用了CAD、Pro/E等电脑绘图技术，使用Office办公软件等，致力于设计好的模具出来。我通过三年的大学学习和动手制造的全面锻炼，使我有了设计的基础和信心。我了解模具设计本身就是一个很复杂的过程，需要各方面的融合与技巧，也离不开老师的辅导。想要设计出优秀实用的好模具，就得付出千百倍的努力，我们应该有一份不到黄河不回头的毅力，等我们设计出模具后，这个过程还是值得的。要准确把握模具和型腔与型芯的结构配合，与此同时我们还需要考虑到设计出来的模具是否具有可行性和经济性。我们在设计模具的同时，要注意理论与实践要相铺相成，以理论为指导，用实际来证明。当然我们在设计模具过程中，需要也避免不了要反复地进行修改。塑件要准确把握住要求，尽最大可能在设计一个简单的模具结构。设计中难免会遇到问题，这可以与老师进行交流，力保设计要合理、实用。我们在设计模具的时候应尽量采用标准件来设计，因为这样模具的设计难度可以减少不少呢。最后感谢那些给我提供帮助的人，也感谢老师的精心辅导。谢谢大家。第二章塑料工艺分析2.1模具塑件成型的工艺分析 塑件设计如图2-1-1图2-1-1塑料端盖图2.2塑料原料的成型特性和工艺参数设计丁二烯成分可以使聚合物拥有很好的柔性、韧性。因此选用这原料是最实用的。2.2.1塑料主要的性能指标 ABS的密度 (g/ cm) 1.031.05ABS的收缩率 % 0.30.8ABS的熔点 130160ABS的变形温度 45N/cm 6598ABS的弯曲强度 Mpa 80ABS的抗拉强度 MPa 3549ABS的拉伸弹性模量 GPa 1.8ABS的弯曲弹性模量 Gpa 1.4ABS的压缩强度 Mpa 1839ABS的硬度 HR R62862.2.2ABS塑件注射成型工艺参数使用的注塑机 螺杆式注射机喷嘴 通用喷嘴 塑件收缩率 0.30.8塑件预热温度 8085塑件注塑所用时间 h 23 塑件喷嘴处温度 170180模具温度 5080模具注塑压力 MPa 60100模具保压压力 MPa 4060模具注塑时间 S 2090模具高压时间 S 05塑件冷却时间 S 20120注塑周期 S 50220模具螺杆转速 r/min 30塑件后处理 鼓风式烘箱 第三章注塑模具设备选择3.1注射成型条件3.1.1注塑模塑料注射总量塑件使用的原料是ABS塑料，资料显示其密度为1.031.05g/m，一般的ABS塑料的收缩率约为0.3%0.8%。设计一套注塑模具所需塑料原料体积经计算约为166cm,计算公式如下所示：V= n V + V2 =1.6nV1=166 cmV表示每个塑件体积；V2表示浇注系统体积；N表示4个型腔数量；3.1.2注塑模具分型投影面积及锁模力计算所设计的塑件在分型面上的投影面积约为306.3cm2计算如下所示：A= n A1 + A2 =1.35nA1=306.3cm2模具所需要的所需锁模力约为1072.05KN，计算公式如下：Fm=(n A1 + A2) P型 =1072.05KNP型代表塑料对型腔面的平均压力，可以取1072KN3.2注射机的选择我们通常在在模具设计对于注射机的选用是有一定的要求的，不是随意设计出一套注射机构的，通过我对我设计的模具，我的注射机选取的型号是SZ-500/200注塑机3.3选定模架计算的知我设计的模具模架型号为S2030BI353570如图3-3-1图3-3-13.4校核所设计的注射机3.4.1校核最大注射量一般来说注塑机所设计的最大注塑量应该大于塑料制品的质量和体积，我们以往所设计的注塑机，其实际注塑量小于最大注射量20%即可。我所设计的模具最大注射量应该满足下面这个计算公式0.8 V机 V塑V浇V机代表模具注塑机注塑量；V塑代表设计的塑件的体积；V浇代表设计的体积；根据以上公式计算的 V机166cm3综合我上面的设计，我所设计的注塑机的注射容积179cm3，基本上是满足模具设计要求。 3.4.2校核模具锁模力 模具锁模力是指所使用的注射机，其锁模机构给模具的最大夹紧力度。我们要注意的是，注塑时拥有很高压力的塑料熔液会充满全部型腔，这时熔体有很大压力，会对模具有一个非常大很大的力。根据这一要点，我所设计的模具注射机的锁模力如以下计算公式F k0AP塑P塑代表模具塑件型腔的平均压力；F代表模具设计的注塑机锁模力；所以根据以上公式我们算出模具锁模力约为1286.45KN；根据这一要求我选定的注塑机压力为2000KN，所以模具注塑机压力符合设计要求；3.4.3校核设计的模具和注射机的安装部分有关联的尺寸 2.校核设计闭合高度Hmin注塑机允许最小模厚=130mmHmax注塑机允许最大模厚=220mmH模具闭合高度=180mm故满足HmaxHHmin。3.校核模具开模行程 根据所学的理论，设计注塑模具的注塑机最大行程与注塑模具厚度有很大关联，所以依照理论要求，设计的模具注塑机的开模行程必须满足以下要求： 开模行程设计要求如下计算公式： S机(H模Hmin)H1H2(510)我在这要说明的是因为本模具设计的的浇注系统和塑件之间有特殊联系，设计的浇注系统和塑件的高度二者本身包括了顶出距离，所以： 230(180130)62(510)校核之后，本人所设计的模具开模行程符合课题设计的基本要求第四章型腔的布局与分型面的设计4.1模具型腔布局 设计的模具型腔布局是四型腔布局，如图4-1-1： 图4-1-14.2模具型腔分型面设计设计模具时，分型面位置的选择有一定的要求，但本着一个原则，这原则就是必须保证塑件的质量，不能塑件有所损坏，也要在塑件脱模时比较容易以及简化模具的结构。模具分型面设计如图4-2-1图4-2-2 图4-2-1 图4-2-2 第五章浇注系统的设计5.1模具主流道的设计模具主流道的设计是要求很规范的，这第注塑时效果是否很好会起到关键性作用的，我们不能马虎，我所设计的模具主流道如图5-1-1所示 图5-1-15.2模具的主流道衬套设计我们设计的模具因为采用的机构有托唧咀，正因为这样，所以我们用定位圈来配合使衬套便于固定在模具的面板上，这里我所使用的定位圈也必须是标准件，这样才便于我们配合，根据要求，衬套的外径设计为150mm，内径设计为28mm，如图5-2-1图5-2-15.3模具分流道设计模具设计分流道，首先我们来了解一下什么是分流道。通常模具设计中我们为了便于加工制造及凝料脱模，模具设计中通常我们将分流道设置在分型面上面，模具中一般的分流道截面形状通常是圆形梯形或者U形，也可以是半圆形及矩形的形状。但我们在设计模具时，通常采用的是梯形截面，因为梯形截面的工艺性能比较好，便于我们的模具制造，这一点是非常有利的，这样还有一个好处，就是可以使塑料熔体的热量散失流动阻力不至于过大，设计如图5-3-1： 图5-3-15.4模具浇口选择在模具设计中需要这几浇口，这是用来浇注的，很重要。模具设计中我们队浇口的位置的选择、浇口的形状及尺寸很有讲究，因为这对塑件的性能和塑件的质量影响是很大的，所以设计是浇口设计是马虎不得的。5.4.1浇口的选用模具中它浇口是流道系统最要紧的和型腔之间必须通道,我设计的模具这里我们采了用潜伏，浇口常用模具中，但这可用于型腔模的表面，模具中不准较大痕迹的塑件出现。 第六章模具成型零件的设计6.1成型零件的结构设计6.1.1凹模结构设计模具设计中凹模很重要的，是成型产品外形的主要部件，通常设计的模具中，凹模的结构特点和别的零件是不同的不同的，需要随产品的结构与模具的加工方法变化。如图6-1-1 图6-1-16.1.2型芯结构设计模具型芯的整体嵌入式型芯，这样我们可以适用小塑件来多腔模具和比较大的型模具中 第七章模具合模导向机构的设计7.1模具中导柱结构形式模具中导柱机构决定了我们所设计的模具在开模时是否比较流畅，不会影响模具的开模，我所设计的模具导柱如图7-1-1所示 图7-1-17.2模具中导套结构如图7-2-1 图7-2-1第八章脱模机构的设计8.1推杆设计8.2.1推杆的形状如图8-2-1 图8-2-1 第九章 模具设计中温度调节系统的设计我们在设计模具时，要注意在注射过程中，要注意冷却时间是不是占注射成型周期的约80%，为什么呢？是因为由于各种塑料的性能和成型工艺要求是不一样的啊，我们在模具温度的要求也要一样的，所以，我们对模具冷却系统的设计及优化分析往往在一定程度上影响了塑件的质量和成本，这对一个企业是非常关键的啊。9.1模具冷却系统的设计设计模具时，会根据模具冷却系统来决定我们模具的设计原则，其中冷却水孔数量尽可能的要多，冷却系统的尺寸尽可能的要大。9.2模具加热系统的设计因在ABS塑料对熔融时的温度要求为200。并且流动性能是中性的，我们也在这样的同时在注射时模具温度要求为5070，我们设计模具时对模具事前必须加热。我在这里向大家说明一些在模具设计中经常要用到的加热方法，希望对大家能有啥帮助，比如热水加热法，热空气加热法和热油加热法及电加热法等。而我们在所设计的模具中选择的是电加热法。 总结时间太快了，我的论文总算完成了，感慨万千啊，我通过这次的论文使我知道了我的知识还远远不足，如果没有老师的帮助，我是不会这么快完成我的论文的，在此我谢谢老师了，我知道在论文设计中我会遇到很多困难，着需要需要老师和同学的帮助，谢谢大家啊，我在设计过