毕业设计（论文）-凹凸盖塑料模具设计.doc

毕业设计（论文）题 目：凹凸盖塑料模具设计学生姓名：学 号：院（系）：中德工程学院专业班级：模具1412指导教师：职 称： 年 月凹凸盖塑料模具设计 毕业设计（论文）共 30 页 图纸共 6 张 完成日期 答辩日期 摘 要本次设计分析了凸凹塑料盖的材料和产品结构，通过分析最终确定了该产品的表面精度和尺寸精度。并在此基础上加以分析了该产品成型方案且选择了较为合理分型面，确定了模具型腔数目，选择较为合适的塑料和注塑机。通过结构分析和相关计算，最终确定模具模架和相关尺寸。最后借助AutoCAD和UG为辅助软件完成图纸的绘制。关键词：成型工艺与方案设计；分型面；模具装配全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11塑件分析22结构分析43注射机的选择54浇注系统设计64.1浇口位置的选择64.2流道设计74.3浇注系统标准件的选择84.3.1定位环的选择84.3.2浇口套的选用84.3.3冷料穴的设计95成型零件结构设计105.1型腔件的结构设计105.2型芯件的结构设计106模架选取126.1各模板尺寸的确定126.1.1定模板尺寸126.1.2动模板尺寸127.顶出机构148冷却系统设计169分型面设计1810侧向分型机构设计1910.1滑块设计1911斜顶机构设计21总 结22致 谢23参考文献24苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言随着国家经济发展水平的提高，我国的模具制造水平和其研发实力也在逐步发展。就当前而言，世界模具市场前景广阔，模具设计制造的主要出口国家主要是以美国为首的西方发达国家，受限于国家工业实力的基础，中国模具出口较少。但是我国模具钳工技术高，劳动成本较低，但只要配合一些较为先进的加工制模设备，提高模具的加工质量，我们的产品出口将会有很大发展，毕竟我们的潜力很大，国内就是一个巨大的市场。研究和开发模具，对于其水平的提高和国民经济的发展具有特别意义。塑料模是模具的一种，但是，它现在却是发展最快的。随着各种塑料件用于人们生活的各个方面，塑料成为了一种不可替代的材料。各种手机壳，各种家用电器，小孩的玩具，人们平常用的笔壳，笔芯，塑料瓶子等，它都是塑料模具做出来的。一般塑料模是由定模和动模两部分组成，动模是安装在移动板上的，定模则是安装在固定模板上。在加工时，动模与定模闭合形成浇注系统和型腔，开模时两块板分开取出塑件。1塑件分析该塑件结构较复杂，外形有三处破孔，且塑件为长方形（长66，宽50，高21），如图1-1。图1-1塑件二维图图1-2 产品结构图产品截面形状为“凸”字形，如图1-2所示。塑件精度为MT7级，尺寸精度不高，无特殊要求。塑件壁厚均匀，材料属性为LDPE,属于薄壁塑件，成型收缩率0.5%，该塑件周围脱模斜度均匀为2度，生产批量较大，成型工艺性较好，可以注射成型。外观要求：表面光洁无毛刺，无缩痕，浇口可以设置在产品外。2结构分析采用大水口，无垫板，无推件板。由于该塑件较大，定为一模一穴的布局结构形式。塑件采用4根回针，复位杆复位。模仁采用沉坑嵌入式。塑件采用Z字形拉料杆拉料，且前端有冷料槽。如图2-1所示。图2-1 拉料杆结构图 从上面的分析可知，本模具设计为一模一穴。塑件内部空间比较充裕，而且顶出阻力主要集中在塑件四周侧壁，因此可以容纳顶针等常规的顶出结构。模架方面，由以上综合分析可以确定为单分型面模架，因此选用龙记模架的CI型大水口模架。2.1拟定模具的结构形式：1）分形面位置的确定2）浇注系统设计。本制品要求：表面光洁无毛刺，无缩痕，浇口可以采用侧浇口。3）顶出机构设计。本模主要推出零件为推杆。4）冷却系统设计。本模主要采用水路冷却，水路直径4mm.另外，由于采用嵌入式结构，冷却系统采用环绕型水路。5）导向系统设计。本模具采用龙记标准模架，导向系统均为标准件。因产品存在对插面，内模镶块设计管位，增加四个虎口在分型面上加锥面定位，以提高动模，定模定位精度和整体刚度。A板，B板有水路为温度调节系统，浇口呈矩形浇口。3注射机的选择在模具设计时，要根据塑件的具体情况，选用合适的注射机，初步决定选用注射机型号为XS-ZY-125。表3-1注射机类型所示。表3-1 注射机类型注射机型号SX-Z-60XS-ZY-125XS-ZY-250G54-S-200/400XS-ZY-350XS-ZY-500XS-ZY-1000理论注射量cm601252502004003505001000选用模内压力/MPa38.528.13639.439.43525最大注射面积/cm13032050064564510001800锁模力/KN50090018002540254035004500最大模具厚度/mm200300350406406450700最小模具厚度/mm70200200165195300300模板行程/mm180300350260260500700拉杆空间(长x宽)/mm300x190290x260373x295368x290368x290440x540550x650定位孔直径/mm55100125125125180150喷嘴球半径/mm12121818181818喷嘴空径/mm4444455顶出孔径/mm502840507527.520050孔距/mm2302808504浇注系统设计4.1浇口位置的选择通过产品成型分析，选择塑件中心孔直径两端位置作为进浇点。如图4-1所示。由于该模具是一模一穴，浇口可以设置在产品外表面，初步定为侧浇口形式，为了平衡浇注系统，因此，浇口选择在塑件中心孔横向两端位置，尽量选择产品上边缘位置，保证分流道尽可能缩短。图4-1 进浇点位置4.2流道设计流道设计包括主流道设计和分流道设计。主流道通常位于模具中心塑料胶体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的胶体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便胶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胶体的流动速度和冲模时间。另外，由于其与高温塑料胶体及注射机喷嘴反复接触，因此设计时常设计成可拆卸更换的浇口套。还有主流道要尽量缩短，减少熔料在主流道中的热量和压力损耗，图4-3为该模具主流道浇口套的结构图。1- 定位环；2-母模板；3-型腔镶块；4-浇口套图4-3 浇口套与定位环配合浇口套与定位环的配合如图9所4-3，由于考虑到定模的强度影响，因此导致定模座板和定模板的厚度比较厚，这样导致浇口套的长度增加，而冷料的长度过长不但会导致材料的浪费，也会导致熔料热量的损失。由于采用侧浇口形式，模具的分流道设计在上模板的分型面处，加工比较方便。由于该塑件尺寸较大，精度较低。所以分流道采用平衡式排布，有利于熔料平衡流动，保证型腔产品的尺寸稳定性。因此，该分流道设计为直径1mm,长8mm的圆形截面如图4-4所示。图4-4 分流道排布形式（动模部分）4.3浇注系统标准件的选择4.3.1定位环的选择通过对注射机的研究，我们可以确定定位环的尺寸。定位环常用的规格有100mm,120mm,150mm规格。以下为其中一种安装方式如图4-5 定位环二维结构图所示。图 4-5 定位环二维结构图4.3.2浇口套的选用浇口套是标准件。一般它有4种类型在大水口模架中，分别为：A型灌嘴（顶部有螺钉），B型灌嘴（顶部有小台阶），C型灌嘴（没有螺钉，没有小台阶，在下部有卡位），深入节能型灌嘴。浇口套的锥度是根据浇口套的长度的不同来选取，而二板模浇口套的锥度一般为2度到4度，如图4-6 浇口套类型所示。图4-6 浇口套类型4.3.3冷料穴的设计冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔，影响塑件质量。在主流道末端设计有冷料井。5成型零件结构设计5.1型腔件的结构设计型腔件是成型塑件的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式，整体嵌入式，组合式，镶拼式四种。本设计采用整体嵌入式凹模。如图5-1所示。图5-1 型腔整体嵌入式结构5.2型芯件的结构设计型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种。通过对塑件的结构分析，本设计采用整体嵌入式结构。如图5-2整体嵌入式（型芯）所示。图 5-2 整体嵌入式（型芯）6模架选取根据整体嵌入式的外形尺寸，塑件进浇方式为侧浇口形式，又考虑导柱，导套的布置等，在同时参考注射模架的选择方法，可以确定选用大水口CI2020型。6.1各模板尺寸的确定6.1.1定模板尺寸定模板要开框装入整体嵌入式型腔件，加上整体嵌入式型腔件上还要开设冷却水道，嵌入式型腔件高度为40mm,还有定模板上还要留出足够的距离引出水路，且要有足够的强度，所以定模板厚度取80mm。6.1.2动模板尺寸具体选取方法与定模板类似，由于动模板下面是模脚，特别是注射时，要承受很大的注射压力，所以相对定模板来讲镶件槽底部相对厚一些，故动模板厚度为60mm。经上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为CI2020模架。如图6-1二维图和6-2结构图所示。图6-1 二维图图6-2 结构图7.顶出机构注塑模的顶出机构又叫脱模机构。在注塑成型的每一个开闭合中，塑件必须从模具型腔中取出，而完成这个取出塑件动作的机构即为顶出机构。顶出机构的主要作用：1)保证塑件和浇注系统凝料从模具脱出。2)确保顶出机构复位。3)可作为抽芯机构的动力源。本塑件采用直顶杆顶出，均匀分布在塑件的各个包紧力较大的位置。如图7-1和7-2所示。图 7-1 直顶杆图7-2 顶出结构截面图8冷却系统设计冷却系统设计时忽略模具因空气对流，辐射以及注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料胶体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。型芯内部结构复杂，适合环绕式水路，如图8-1所示，并在冷却水槽周围设计上密封圈，对水路的运行进行有效的密封。型腔与之类似如图8-2所示。图8-1 型芯冷却回路截面图图8-2 型腔冷却回路截面图9分型面设计为了将成品与凝固流道从模穴中取出，模穴必须分一个或几个主要部分，这些可以分离的接触表面统称为分模面。如图9-1所示。从使用功能角度来看，模具分模面通常由五个部分组成：封胶面，定位面，承压面，撬模面，排气槽。图9-1 分模面分模面设计从几个方面考虑1）应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型；2）有利于脱模；3）保证尺寸精度；4）不影响外观质量；5）保证排气。10侧向分型机构设计10.1滑块设计典型滑块+斜导柱侧抽机构的设计特点。如图10-1所示。上图中：=+23(防止合模产生干涉以及开模减少磨擦)25(为斜撑销倾斜角度)L=1.5D (L为配合长度)S=T+23mm(S为滑块需要水平运动距离；T为成品倒勾)S=(L1xsina-)/cos(为斜撑梢与滑块间的间隙,一般为0.5MM； L1为斜撑梢在滑块内的垂直距离)图 10-1 滑块截面图11斜顶机构设计斜顶主要是用于成形制品内侧的倒勾。如图11-1所示。图11-1 斜顶总 结此次设计，通过对模具零件的各个分析，找资料，由此选择了较为合理的注射机，模架尺寸，模架的结构形式，冷却系统的布置等，从而设计出一副合适的，经济的塑料注塑模具。在设计中，遇到了一些困难，我们重点解决了塑件材料的分析;分型面的设计；，模架二维，三维图的制作；冷却系统的布置和确定；注射机的选择；侧向机构的设计；各种尺寸的完善；当然大部分的问题，我自己通过上网找资料，翻书，解决了不少问题。也因此，因祸得福，使自己对于注塑模的基本知识的理解加深了很多。而且，通过毕业设计，我对UG，CAD软件的应用变得更加熟练，绘图的速度显著提高，效果很明显。或许在你们看来，本设计仍存在一些问题，但是我认为这是我自己尽我所能做的最好的了。不停地问人，不停地翻书，不停地上网查询，促使本设计的问题降到最低。致 谢在本论文的撰写期间，我获得了老师和同学们的巨大的帮助。老师向我提出了很多有用的建议与想法，使我受到很多的启发。我很感谢老师对我的帮助，很感谢同学对我的启发。真心的祝福他们。通过这次的毕业设计，使我很明确的了解到我所学的内容。如此直观，如此基础，如此有意思。希望在以后的学习中，我能够用心去面对，认真的对待一件事，仔细的做好一件事，从而解决我们不曾解决的问题。参考文献1刘松年, 崔怡. 水辅助注塑工艺介绍J. 模具技术, 2009.2孙安垣, 闫烨, 杨超谈, 桂春. 我国改性塑料行业的发展前景M.工程塑料