毕业设计论文-塑料花盆的注塑模设计（含全套CAD图纸） .pdf

毕毕业业设设计计 题目塑料花盆的注塑模设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指 导 教 师 日期20 年 12 月 设计任务书 设计题目 设计题目 塑料花盆的注塑模设计塑料花盆的注塑模设计塑料花盆的注塑模设计塑料花盆的注塑模设计 设计要求 设计要求 1 确定合理工艺方案 2 设计合理的模具结构 3 在模具的设计中最好有创新 4 设计要全面介绍模具的工作原理 5 内容丰富 文字精练 讲述详细 实用价值高 6 模具的设计有效地体现出实用的特色 设计进度要求 设计进度要求 1 11 月 28 日 12 月 3 日 搜集模具相关资料及前期准备工作 2 12 月 4 日 12 月 13 日 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算 3 12 月 14 日 12 月 20 日 模具整体及其零件的设计和绘制结构尺寸图 4 12 月 21 日 12 月 26 日 毕业论文的校核 修改 定稿及打印装订 指导教师 签名指导教师 签名 目录 摘要 1 前言 2 1 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析 4 1 1 塑件成形工艺分析 4 1 2 塑件成形工艺参数确定 5 2 模具基本结构设计及模架选择 7 2 1 确定成形方法 7 2 2 型腔布置 7 2 3 分型面设计 8 2 4 浇注系统设计 9 2 5 脱模机构设计 14 2 6 导向机构的设计 14 2 7 选择模架 15 3 选择成形设备 17 3 1 注塑机的选择 17 3 2 工艺参数的校核 17 4 模具结构尺寸的设计计算 19 4 1 型腔尺寸计算 20 4 2 型芯的尺寸计算 21 4 3 模具冷却 加热系统计算 22 5 模具的工作原理 25 6 模具总装图及模具的装配 试模 26 6 1 模具总装图及模具的装配 26 6 2 模具的安装试模 27 结 束 语 29 致谢 31 参考文献 32 1 摘要 塑料制品具有原料来源丰富 价格低廉 性能优良等特点 它在电脑 手机 汽车 电 机 电器 仪器仪表 家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用 应用极其广泛 注射 成形是成形热塑件的主要方法 因此应用范围很广 注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化 使之成为高黏度的流体 用柱塞或 螺杆作为加压工具 使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中 经过冷却 凝固阶段 而后从模具中脱出 成为塑料制品 本次的毕业设计是花盆的注塑模的设计 塑料花盆具有重量轻 易清洁 色彩丰富 耐腐蚀老化 强度高 使用寿命长 制作方便 价格低廉等特点 是陶土盆景花盆的理想 替代品 也是花盆的必然发展方向 依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产 该产品设计为大批 量生产 故设计的模具要有较高的注塑效率 浇注系统要能够自动脱模 此外为保证塑件 表面质量采用点浇口 因此选用双分型面注射模 点浇口自动脱模结构 模具的型腔采用 一模两腔平衡布置 浇注系统采用点浇口成形 推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推 出 由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统 因此在模具设计中也进行了设计 本 次的设计中不仅参考了大量纸质文献 而且在互联网上查阅资料 设计过程比较完整 关键词双分型面注射模具彩色盆景花盆硬聚氯乙烯 2 前言 模具的重要意义模具的重要意义 模具是工业生产的重要装备 是国民经济的基础设备 是衡量一个国家和地区工业水 平的重要标志 模具在电子 汽车 电机 电器 仪器仪表 家电和通讯产品制造中具有 不可替代的作用 是工业发展的基石 被人称为 工业之母 和 磁力工业 模具是制造业的重要基础装备 是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可 缺少的工具 用模具生产制品所表现出来的高效率 低消耗 高一致性 高精度和高复杂 程度是其他任何制造方法所不及的 换句话说 没有高水平的模具就不会有高水平的工业 产品 模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱 塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品和注射成形在模具业的重要地位 塑料制品具有原料来源丰富 价格低廉 性能优良等特点 它在电脑 手机 汽车 电 子 汽车 电机 电器 仪器仪表 家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用 应用极 其广泛 注射成形是成形热塑件的主要方法 因此应用范围很广 注射成形是把塑料原料放入 料筒中经过加热熔化 使之成为高黏度的流体 用柱塞或螺杆作为加压工具 使熔体通过 喷嘴以较高压力注入模具的型腔中 经过冷却 凝固阶段 而后从模具中脱出 成为塑料 制品 塑料注射成形工艺的最大特点是复制 能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作 处理即可使用的制品 是一种适宜大批量生产的工艺 虽然在设备上投入较大 但是可以 生产制品的数量非常大 实属一种经济快捷的生产方式 因此得到广泛的应用和快速的发 展 模具在我国的发展历程模具在我国的发展历程 过去在我国工业中 模具长期未受到重视 改革开放以来 塑料成形 家用电器 仪 表 汽车等行业进入大批量生产 模具工业有了一定的发展 随着现代工业发展的需要 塑料制品在工业 农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛 质量要求也越来越高 当今社会的进步和发展 使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求 然而有些商品的 制造必须依靠模具才能够生产加工出来 因此 模具的发展与人们的生活关系越来越紧密 如我们使用的电脑 手机 汽车等产品都要依靠模具 在塑料制品的生产中 高质量的模 具设计 先进的模具制造设备 合理的加工工艺 优质的模具材料和现代化的成形设备等 3 都是成形优质塑件的重要条件 我国模具工业虽然有了长足的发展 取得了巨大进步 但是我们也要清醒地看到 我 国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多 这与我国制造业发展的要求相比差距还 很大 我们的企业技术装备还比较落后 劳动生产率也较低 模具生产专业化 商品化 标准化程度也不够高 模具产品主要还是以中低档为主 技术含量较低 高中档模具多数 要依靠进口 产品结构调整的任务很重 人才紧缺 管理滞后的状况依然突出 等等 可 见 我国模具工业的发展任重而道远 前景展望前景展望 我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期 模具工业的发展也将进入 一个关键时期 在这一时期 模具行业的主要任务是 在党中央关于把我国建设成为创新 型国家的战略思想指引下 进一步推进改革 调整结构 开拓市场 苦练内功 提升水平 使我国模具工业在整体上再上一个新台阶 不断提升模具制造水平 振兴我国装备制造业 为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗 毕业设计题目选定毕业设计题目选定 接到毕业班开始分组在老师的指导下进行毕业设计的通知 我被安排在塑料模具设计 的一组后 我就开始着手毕业题目的选择 联想到家里面一直养花 对于陶土花盆来说是 没一点好感 因为这种花盆很重 粘上土之后极易脏 不易清理 影响了整体的美观 据 调查 目前 塑料花盆虽然在我国的市场上占有一定的份额 但是还以陶土花盆的销售为 主 陶土花盆有颜色单一 质量比较大 易碎 不易清洁等缺点 而塑料花盆具有重量轻 易清洁 色彩丰富 耐腐蚀老化 强度高 使用寿命长 制作方便 价格低廉弥补了陶土 花盆的不足 是陶土盆景花盆的理想替代品 也是花盆的必然发展方向 因此 就考虑设 计一种适用于家庭 办公室等小型品种花养植或盆景装饰上的一途多用的盆景花盆 于是 就选择了这个彩色迷你盆景塑料花盆做为我的毕业设计题目 4 1 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析 1 1 1 1 塑件成形工艺分析塑件成形工艺分析 如图 1 1 为塑料盆景花盆的二维工程图 单位mm 图 1 1 塑件图 产品名称 产品名称 彩色迷你盆景塑料花盆 产品材料 产品材料 硬聚氯乙烯pvc 塑件材料特性 塑件材料特性 硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑剂 它的机械强度高 有较好的抗拉 抗 弯 抗压和抗冲击性能 耐磨强度好 耐化学腐蚀 对酸碱的抵抗能力极强 化学稳定性 好 价格低廉 但成形比较困难 耐热性不高 塑件材料成形性能塑件材料成形性能 它的流动性差 过热时极易分解 所以必须加入稳定剂和润滑剂并严 格控制成形温度及溶料的滞留时间 成形温度范围小 必须严格控制料温 模具应有冷却 装置 采用带预塑化装置的螺杆式注射机 模具浇注系统应粗短 浇口截面宜大 不得有 死角滞料 模具应冷却 其表面应该做镀铬处理 产品数量 产品数量 大批量生产 塑件尺寸 塑件尺寸 mm2 13060110 长轴 短轴 高度 厚度 塑件颜色 塑件颜色 白色 棕色 绿色 黄色 砖红色等各种颜色 可根据需要任意选择 查文献 3 可得 5 塑件材料物理性能塑件材料物理性能 密度 3 cm g45 1 35 1 收缩率 4 0 2 0 熔点 c212 160 热变形温度 c82 67 材料力学性能 材料力学性能 拉伸强度 mpa50 35 拉伸弹性模量 gpa2 4 4 2 弯曲强度 mpa90 弯曲弹性模量 gpa09 0 05 0 压缩强度 mpa80 74 缺口冲击强度 2 m kj58 硬度 洛氏120 110r 塑件质量 塑件质量 该产品材料为硬聚氯乙烯 由上得知其密度为 3 cm g 45 1 35 1 收缩率为 4 0 2 0 计算出硬聚氯乙烯平均密度为 3 cm g 4 1 平均收缩率为 3 0 可根据塑 件形状进行人工几何计算得到花盆的体积 通过计算得 塑件的体积 3 cm 7 25v 塑 塑件的重量g4 1 7 25vm 塑塑 g98 35 式中 塑料密度 塑件要求 塑件要求 塑件外侧表面光滑 不允许有较大的浇口痕迹 盆边沿无飞边或较少易清理 1 1 2 2 塑件成形工艺参数确定塑件成形工艺参数确定 1 2 11 2 1 硬聚氯乙烯成形的工艺参数 硬聚氯乙烯成形的工艺参数 查文献 2 表 1 3 得 模具温度 c60 30 喷嘴温度 c170 150 料筒温度 前段温度 c190 170 6 中段温度 c180 165 后段温度 c160 150 注射压力 mpa130 80 保压压力 mpa60 40 塑化形式 螺杆式 喷嘴形式 通用式 注射时间 s5 2 保压时间 s40 15 冷却时间 s40 15 成形周期 s90 40 1 2 21 2 2 关于关于硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯设计时应考虑的问题 设计时应考虑的问题 合理使用稳定剂 润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能 成形 预热 流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力 采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理 7 2 模具基本结构设计及模架选择 2 12 1 确定成形方法确定成形方法 塑件采用注射成形法生产 因为该产品设计为大批量生产 故设计的模具需要有较高 的注塑效率 浇注系统要能够自动脱模 此外为保证塑件表面质量采用点浇口 因此选用 双分型面注射模 点浇口自动脱模结构 2 22 2 型腔布置型腔布置 2 2 12 2 1注意的问题或原则注意的问题或原则 根据塑件的几何结构特点 尺寸精度要求 批量大小 模具制造难易 模具成本等确 定型腔数量及其排列方式 据设计要求可知 由于该塑件形状较简单 质量较小 且需要大批量生产所以模具选 用一模两腔结构且平衡布置 采用双分型面注塑模 浇口形式采用点浇口进料 这样模具 尺寸较小 制造加工方便 利于充满型腔 塑件质量高 生产效率高 塑件成本低 型腔 的排列根据模具的形状及尺寸排列 其排列方法如下图2 1所示 图 2 1 型腔布置示意图 8 2 32 3 分型面设计分型面设计 2 3 12 3 1 分型面设计分型面设计 分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题 因此要求减少接触面积 增加接触压力 以改善塑料溢边问题 选择分型面时的考虑方向 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧 以保征同心度 轴芯机构要考虑轴芯距离 分型面作为主要排气面时 分型面设于料流的末端 塑件开模后留在动模上 分型面的痕迹不影响塑件的外观 浇注系统和浇口的合理安排 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 使塑件易于脱模 本塑件的分型面有多种选择 如图22 a 中分型面选择在轴线上 这种选择会使塑件表面 留下分型面痕迹 影响塑件的表面质量 图22 b 中分型面选择在花盆的上端面这样的选 择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成形 塑件大部分外表面光滑 因此 塑件选择 如图22 b 中所示的分型面 型腔周围外部的平面凹下mm0 1 5 0 分型面上不允许有孔 穴或凹坑 表面硬度在30hrc以上 图 2 2 分型面选择示意图 2 3 22 3 2 排气槽设计排气槽设计 当塑料熔体充填型腔时 热固性塑料在固化时会放出大量的气体 易阻塞缝隙 如果气 9 体不能顺利地排出 塑件会由于填充不足而出现气泡 接缝式表面轮廓不清等缺陷 甚至 气体受压而产生高温 使塑件焦化 所以必须开设专用排气槽排出气体 通常排气槽设计 有多种方式 大多数都采用配合间隙排气的方式 但是考虑到硬聚氯乙烯流动性差性能 本模具在分型面上设置排气槽 深度为mm05 0 宽 mm8 这样有利于清理飞边及排出气体 2 42 4 浇注系统设计浇注系统设计 浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后 进入模具的型腔以前所流经的一段路程 的总称 模具浇注系统应尽量粗短 流道设计分为主流道 分流道 浇口和冷料井的设计 查 2 得双分型面注射模使用的浇注系统是点浇口浇注系统 2 4 12 4 1主流道设计主流道设计 主流道为注塑机的喷嘴到型腔之间的进料通道 熔体从喷嘴中以一定的动能喷出 由 于熔体在料筒内已被压缩 此时流入模的空腔内 其体积必然要增大 流速也略为减小 主流道设计应注意的问题 便于流道凝料从主流道衬套中拔出 主流道设计成圆锥形 锥角 4 2 粗糙度 63 0 ra 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑 球半径略大于喷嘴头半径 主流道要求耐高温和摩擦 要求设计成可拆卸的衬套 以便选 用优质材料单独加工和 热处理 衬套大端高出定模端面mm10 5 并与注射机定模板的定位孔成间隙配合 起定位隙 作用 查 22 5 59 得主流道直径计算的经验公式 mm k v4 d 式中d 主浇道大头直径 mm v 流经主浇道的熔体体积 3 cm k 因熔体材料而异的常数 如表14 2 表12 塑料种类与k值表 塑料种类pspvc pepapcpomca k值5 2455 11 225 2 10 故mm31 6 414 3 1254 d 主流道断面尺寸 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷喷嘴在同一轴 线上 如下图 图 2 3 主流道衬套示意图 表22 主流道衬套中尺寸关系表 16202530 d注射机喷嘴直径 0 5 1 d与注射机定位孔间隙配合 sr注射机喷嘴球面半径 1 2 主流流道的大头直径确定为 6mm 考虑硬聚氯乙烯流动性较差 所以主流道如下选择 锥度 6 mm3r mm3sr mm12d mm5d 2 4 22 4 2 分流道设计分流道设计 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道 对熔体流动起分流转向作用 要求 熔体压力和热量在分流道中损失小 11 分流道的截面形状及分布选择 截面形状有圆形 梯形 u形 半圆形 矩形 分流 道的长度应尽可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 mm6 1ra 表32 截面形状的对比表 截面形状特征 热量损失加工性能流动阻力效果 圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 u 形较小易小佳 矩形大易大不良 通过表 2 3 所示截面形状的对比 圆形截面形状效果最佳 考虑到经济和加工难易 采用梯形 分流道截面形状采用梯形且平衡分布 因为梯形分流道热量损失较小 易加工 效率较高且可保证各型腔均衡进料 从而保证塑件质量 分流道尺寸经验计算 分流道的断面尺寸要视塑件的大小 品种注射速度及分流道的长度 而定 一般分流道直径在mm6 5以下时 对流动性影响较大 当直径大于mm8时 对流 动性影响较小 查 22 6 2 得分流道计算经验公式 lm2654 0 b 4 bh 3 2 式中b 梯形大底边宽度 mm m 塑件的质量 g l 分流的长度 mm h 梯形的高度 mm 故mm8100362654 0 b 4 mm5 58 3 2 h 表42 各种塑料的分流道推荐值 塑料种类abspspepvcpppmma d5 9 8 45 9 2 35 9 6 17 12 4 68 9 8 47 12 8 12 梯形分流的侧面斜角 常取 5 o 10o 此取斜角为 10o 底部以圆角相连 综上可得 梯形分流道的截面尺寸及图形如下 如图42 分流道截面示意图 2 4 32 4 3 浇口设计 浇口设计 浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关 而且与塑件的成形质量 有着密切的关系 点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口 因为这种结构有利于熔 料充满型腔 浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应减少熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件的浇口选择在花盆的底部中央处 由 于塑件所填充塑料多 这样可以提高充模速度 浇口尺寸计算 查 22 5 64 得点浇口的直径计算公式 mm acnd 4 式中d 点浇口的直径 mm n 系数 依塑料种类而异查表44 2 得9 0n c 依塑件壁厚而异的系数查 22 图5 79得2 0c a 型腔表面积 13 表52 塑料种类与 n 值表 塑料种类pvcpspe papcpompvac n值9 06 08 07 07 08 0 表62 点浇口经验直径尺寸mm 厚度 塑料种类 5 1 pspe 7 0 5 09 0 6 02 1 8 0 pp8 0 6 00 1 7 02 1 8 0 pvcpom 0 1 8 08 1 9 00 2 0 1 pa2 1 9 02 1 0 16 1 2 1 综上查表得mm198 0 25002 09 0d 4 与经验尺寸一致 所以点浇口取 mm1 由上可知 塑件采用点浇口成形 浇注系统平衡布置 如图 2 5 所示 主流道为圆锥形 上部直径与注塑机喷嘴相配合 下部直径为mm8 锥角为 6 o 分流道采用梯形截面流道 斜角为 10 o 高为 mm5 5 宽为mm8 点浇口直径为mm1 长度为mm1 头部球mm2r 图 2 5 分流道示意图 14 2 52 5 脱模机构设计脱模机构设计 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必须完成一个 将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分是用来 固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推出动作的导向 及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外 观 推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排 推出机构的结构力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复位 推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出 所遇到的阻力 因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力 脱模力可用下式计算 coscosfapf1 式中 1 f 脱模力n 型芯的脱模斜度 a 塑件包容型芯的面积 2 m f 塑件对钢的摩擦系数取 0 2 p 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 故 75 0 cos75 0 cos2 0100 11043 5 f 73 1 n1018 1 4 因为本塑件结构简单所以使用一般的推杆推出机构 推板推出机构等既可满足塑件脱 模的要求 2 62 6 导向机构的设计导向机构的设计 导向机构由导柱及导套等组成 在模具各类机构中都可能设置导向机构 以保证各类 机构在工作过程中定位 定向 导向机构主要有导销和导柱导套两种形式 因为导销主要 用于移动式小型压模 不符合设计要求 所以本模具中采用导柱导套形式的导向机构 模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下图 2 6 15 图 2 6 导柱和导套的配合形式示意图 2 72 72 72 7 选择模架选择模架 2 7 12 7 1 模架结构模架结构 注射模标准 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑料注 射模具的标准模架 分 中小型模架 gb t12556 1 90 和 大型模架 gb t12555 1 90 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围为 560mmx900mm 并规 定模架的形式为品种型号 即基本型 a1 a2 a3 和 a4 四个品种 其四种模架的组成 功能及用途见下表 2 7 表 2 7 注射模标准模架种类 型号组成 功能及用途 a1 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 与推杆推件机构 组成模架 适用于立式和卧式注射机 a2 型 动 定模均采用两块模板 与推件机构组成模架 适用于 立式和卧式注射机 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具 也可用于斜滑块侧向分型的模具 16 a3 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 它们中间设置了 一块推件板 用于推件板件的模具 适用于立式和卧式注 射机 a4 型 动 定模均采用两块模板 它们中间设置了一块推件板 用于推件板件的模具 适用于立式和卧式注射机 根据以上四种模架的组成 功能及用途可以看出 a4 型模型适用于本次模具的设计 2 7 22 7 2 模架周界尺寸选择模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数 规格有 100 l 125 l 160 l 180 l 200 l 250 l 315 l 355 l 400 l 450 l 和 500 l 等模架规格 根据模具型腔布置可 以选用的模架规格为 模具结构为双分型面注射模采用拉杆和限位螺钉 控制分型面的打 开距离 其开距应大于mm40 方便取出制件 周界尺寸 250mm 250mm 上 下模板的厚 度为 40mm 垫板厚度为 63mm 2 7 32 7 3 塑料注射模具技术要求塑料注射模具技术要求 塑料注射模具应优先按 gb t12555 1 90 和 gb4169 1 11 选用标准模架和标准件 模具成形零件材料和热处理要求 优先按下表 2 8 内容选用 表82 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度 零件名称 模具材料热处理硬度 牌号标准号hbshrc 型腔 型芯 定模镶件 动模镶件 活动镶件 45gb699216 26040 45 4crgb3077216 26040 45 40crnimoagb3077216 26040 45 3cr2mogb1299 预硬状态 35 45 4cr 5mosiv1gb1299246 28045 55 3cr13gb1220246 28045 55 17 3 选择成形设备 3 13 1注塑机的选择注塑机的选择 3 1 13 1 1一次性注入的塑料的体积一次性注入的塑料的体积 根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积为 3 1 cm73v 因为模具设计为一模二腔 且一个塑件的体积为 3 cm 7 25v 所以一次性注入的塑料的体积为 3 1 cm 4 124 7 25273v2vv 根据计算的数据塑查 22 表 8 选定注塑机型号为 200s54g 注塑机的参数如下 注塑机的参数如下 注塑机最大注塑量 3 cm200 喷嘴球面半径 mm18sr 注塑机拉杆的间距 mm235 锁模力 kn2540 注塑压力 2 cm n 10900 最小模厚 mm165 模板最大距离 mm260 模板行程 mm666 喷嘴前端孔径 mm4 3 23 2 工艺参数的校核工艺参数的校核 3 2 13 2 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞边 通常 注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80 所以 选用的注塑机最大注塑量应 浇塑件机 vvv8 0 式中 机 v 注塑机的最大注塑量 单位 3 cm 塑料 v 注塑机的体积 单位 3 cm 18 浇 v 浇注系统体积 单位 3 cm 故 3 cm 5 155 8 0 73 4 51 8 0 vv v 浇塑件 机 确定的注塑机注塑量为 3 cm200满足要求 3 2 23 2 2 锁模力校核锁模力校核 锁机 f ap模 式中 模 p 熔融型料在型腔内的压力 70 100 mpa 80 a 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 锁机 f 注塑机的额定锁模力 故 锁机 f ap模 68 x 9782 665 kn 所以选定的注塑机为 kn2540满足要求 3 2 33 2 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即模具长 宽 拉杆间距 模具的长宽为250250 注塑机拉杆间距290260 满足要求 3 2 43 2 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 h模 218 mm 注塑机最小闭合厚度 h最小 mm165 即h模 h最小满足要求 3 2 53 2 5 开模行程校核开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关 故注塑机的开模行程应满足下式 10 5hhas 21 mm 式中h1 型芯高度 h2 包括凝料在内的塑件高度 s 注射机最大开模行程 a 中间板与定模板之间的分开距离 mm260mm1351070302510 5hha 21 满足要求 19 4 模具结构尺寸的设计计算 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 采用较低的尺寸精度 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公差精度分为高精 度 一般精度 低精度三种 表14 精度等级与公差数值 基本尺 寸 mm 精度等级 12345678 公差数值 mm 30 040 060 080 120 160 240 320 46 3 60 050 070 080 140 180 280 360 56 6 100 060 080 100 160 200 320 400 64 10 140 070 090 120 180 220 360 440 72 14 180 080 100 120 200 240 400 480 80 18 240 090 110 140 220 280 440 560 56 24 300 100 120 160 240 320 480 640 96 30 400 110 130 180 260 360 520 721 00 40 500 120 140 200 280 400 560 801 2 50 650 130 160 220 320 460 640 921 4 65 800 140 190 260 380 520 761 041 60 80 1000 160 220 300 440 600 881 201 80 100 1200 180 250 340 500 681 001 362 00 120 140 0 280 380 560 761 121 522 20 20 表24 硬聚氯乙烯建议采用精度等级表 塑料品种 建议采用精度等级 高精度一般精度低精度 硬聚氯乙烯456 由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高 所以精度等级选择一般精度 4 14 1 型腔尺寸计算型腔尺寸计算 计算中取硬聚氯乙烯的平均收缩率 3 0 公差按照表4 1和表4 2中所查的公差进行计算 模具制造公差 统一取塑件尺寸公差的 1 5 4 1 14 1 1 型腔径向尺寸计算型腔径向尺寸计算 对于塑件mm110 68 0 塑件尺寸公差取 0 68 4 3 k1ll 塑件模具 式中 塑件 l 塑件形状尺寸 k 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差 68 0 5 1 68 0 4 3 003 0 168 110l 模具 mm51 110 51 0 02 111 14 0 14 0 对于塑件mm60 46 0 塑件尺寸公差取 0 46 46 0 5 1 46 0 4 3 003 0 146 60l 模具 mm30 60 345 0 64 60 09 0 09 0 对于圆弧mm10r 22 0 塑件尺寸公差取 0 22 0 s xk1hh 塑件 21 22 0 22 0 75 0 03 0 110 22 0 17 0 03 10 22 0 2 10 4 1 24 1 2 型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸计算 对于塑件高度mm30 36 0 尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 36 3 2 k1ll 塑件模具 式中 塑件 l 塑件最高方向最大尺寸 36 0 5 1 36 0 3 2 003 0 136 30l 模具 mm21 30 24 0 45 30 07 0 072 0 4 24 2 型芯的尺寸计算型芯的尺寸计算 4 2 14 2 1 型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸计算 对于mm 6 0 80 尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 6 4 3 k1ll 塑件模具 式中 塑件 l 大塑件内形径向的最小尺寸 6 0 5 1 6 0 4 3 003 0 180l 模具 mm69 80 45 024 80 12 0 12 0 4 2 24 2 2 型芯高度尺寸计算型芯高度尺寸计算 对于塑件mm 8 25 32 0 尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 32 3 2 k1ll 塑件模具 22 式中 塑件 l 大塑件内腔的深度最小尺寸 32 0 5 1 32 0 3 2 003 0 1 8 25l 模具 mm09 25 2133 0 877 25 06 0 064 0 对于塑件mm3 16 0 尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 16 3 2 k1ll 塑件模具 16 0 5 1 16 0 3 2 003 0 13 模具 l mm12 3 1066 0 009 3 032 0 032 0 4 34 3 模具冷却 加热系统计算模具冷却 加热系统计算 4 3 14 3 1 模具冷却模具冷却 冷却回路所需总表面积可按下式计算 wm 3600 mq a 式中a 冷却回路总表面积 2 m m 单位时间内注入模具中树脂的质量 h kg q 单位质量树脂在模具内释放的热量 kg j 冷却水的表面传热系数 km w 2 m 模具成形表面的温度 w 冷却水的平均温度 2 3 087 0 4026054 103600 109 5 4 122 ma 冷却水的表面传热系数 可用下式计算 23 2 0 8 0 d 式中 冷却水的表面传热系数 km w 2 冷却水在该温度下的密度 3 m kg 冷却水的流速 s m d 冷却水孔直径m 与冷却水温度有关的物理系数值查表13 5 表34 水的 值与其温度的关系表 平均水 温 5101520253035404556 值6 166 607 067 507 958 408 849 289 6610 05 54 10 10 51000 28 9 2 0 8 0 km w 2 冷却回路总长度可用下式计算 d a1000 l 式中l 冷却回路总长度m a 冷却回路总表面积 2 m d 冷却水孔直径mm 计算得mm2650l 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于mm14 否则冷 却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来 确定 平均壁厚为 mm2时 水孔直径可取mm14 10 本模具的冷却水孔直径取mm10 冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热 量 假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传热因素 那么 模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算 24 21 v c60 mq q 式中 v q 冷却水体积流量 min 3 m m 单位时间注射入模具内的树脂质量 h kg q 单位质量树脂在模具内释放的热量 kg j c 冷却水比热容 kkg j 冷却水的密度 3 m kg 1 冷却水出口处温度 2 冷却水入口处温度 21 60 c mq qv min 15 0 108002 1 102 460 104 6 104 3 3 5 m 图 4 1 冷却回路排布图 4 3 24 3 2 模具加热模具加热 当注射成形工艺要求模具温度在 80 以上时 模具必需有加热装置 由于硬聚氯乙烯 注射成形工艺要求模具温度在 20 60 因此模具中不用设置加热装置即可满足注射成形 需要 25 5 模具的工作原理 模具工作原理模具工作原理 a a 为第一分型面 b b 为第二分型面 模具打开时 注射机开合模系统带动动模部 分后移 模具先将 a a 第一分型面打开 中间板 7 随动模后移 与拉料板 9 做定距分 离 供操作工人取出浇注系统凝料 当动模部分移动一定距离后 固定在中间板 7 上的限 位销 6 与定距拉板 3 后端接触 使中间板停止移动 动模继续后移 为第二分型面 b b 打开 塑件包紧在型芯 12 上 这时浇注系统凝料再浇口处自行拉断 然后在 a a 分型 面之间自行脱落或人工取出 动模继续后移 当注射机的推杆接触推板 25 时 推出机 构开始工作 推杆 23 将塑件从型芯 12 上推出 塑件在 b b 分型面自行落下 模具的组成 成形零部件 型芯 12 中间板 7 浇注系统 浇口套 15 中间板 7 导向部分 导柱 19 导套 17 中间板 7 拉料板 9 上的导向孔 推出部分 推板 25 推杆固定板 24 推杆 23 二次分型部分 定距拉板 3 限位销 6 销钉 8 拉杆 4 限位螺钉 11 结构零部件 动模座板 1 支承板 5 型芯固定板 16 定模座板 10 图 5 1 模具工作原理图 26 6 模具总装图及模具的装配 试模 6 16 1 模具总装图及模具的装配模具总装图及模具的装配 导柱 件号名 称 数量 装配图 比例 数量材 料图号 制图 审核 螺钉 导柱 推杆 推杆固定板 导柱 导套 型芯固定板 浇口套 定位圈 拉料杆 型芯 限位螺钉 定模座板 拉料板 销钉 中间板 限位销 支承板 拉杆 定距拉板 垫块 动模座板 图 6 1 模具装配图 模具总装图的技术要求内容 模具总装图的技术要求内容 对于模具某些系统的性能要求 对模具装配工艺的要求 例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于 mm05 0模具上 下面的平行度要求 并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要 求 模具使用 装拆方法 防氧化处理 模具编号 刻字 标记 油封 保管等要求 有关试模及检验方面的要求 27 6 26 2 模具的安装试模模具的安装试模 6 2 16 2 1 试模前的准备试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验 模具的闭合高度 安装与注射机的各个配合 尺寸 推出形式 开模距 模具工作要求等符合所选设备的技术条件 检查模具各个滑动 零件配合间隙适当 无卡住及紧涩现象 活动要灵活 可靠 起止位置的定位要准确 各 镶嵌件 紧固件要牢固 无松动现象 各种水管接头 阀门 附件 备件要齐全 对于试 模设备也要进行全面检查 即对设备的油路 水路 电路 机械运动部位 各操纵件和显 示信号要检查 调整 使之处于正常运转状态 6 2 26 2 2 模具的安装及调试模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地 并安装在指定注射机的全过 程 模具安装到注射机上要注意以下几个问题 模具的安装方位要满足设计图样的要求 模具中有侧向滑动机构时 尽量使其运动方向为水平方向 当模具长度与宽度尺寸相差较大时 应尽可能使较长的边与水平方向平行 模具带有液压油路接头 气路接头 热流道元件接线板时 尽可能放置在非操作 一侧 以免操作不方便 模具在注射机上的固定多采用螺钉 压板的形式 一般每侧采用 4 8 块压板 对称 布置 模具安装于注射机上之后 要进行空循环调整 其目的在于检验模具上各运动机构是 否可靠 灵活 定位装置是否有效作用 要注意以下几个方面 合模后分型面不得有间隙 要有足够的合模力 活动型芯 推出及导向部位运动及滑动要平稳 无干涉现象 定位要正确 可靠 开模时 推出要平稳 保证将塑件及浇注系统凝料推出模具 冷却水要畅通 不漏水 阀门控制正常 6 3 36 3 3 试模试模 将模具安装在注射机上 选用合格的原料 根据推荐的工艺参数调整好注射机 采用 手动操作 开始注射时 首先采用低压 低温和较长的时间条件下成形 如果型腔未充满 则增加注射时的压力 在提高压力无效的时 可以适当提高温度条件 试模注射出样件 28 试模过程中 应进行详细记录 将结果填入试模记录卡 并保留试模的样件 6 2 46 2 4修模修模 虽然是在选定成型材料 成型设备时 在预想的工艺条件下进行模具设计 但是人们 的认识往往是不完善的 因此必须在模具加工完成以后 进行试模试验 看成型的制件质 量如何 发现总是以后 进行排除错误性的修模 塑件出现不良现象的种类居多 原因也很复杂 有模具方面的原因 也有工艺条件方 面的原因 二者往往交只在一起 在修模前 应当根据塑件出现的不良现象的实际情况 进行细致地分析研究 找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法 因为成型条件容易改变 所以一般的做法是先变更成型条件 当变更成型条件不能解决问题时 才考虑修理模具 修理模具更应慎重 没有十分把握不可轻举妄动 其原因是一旦变更了模具条件 就 不能再作大的改造和恢复原状 6 2 56 2 5 检验检验 通过试模可以检验出模具结构是否合理 所提供的样件是否符合用户的要求 模具能 否完成批量生产 针对试模中发现的问题 针对试模中发现的问题 对模具进行修改 调 整 再试模 使模具和生产的样件满足客户的要求 试模合格的模具 应清理干净 涂防 锈油入库保存 29 结 束 语 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花盆的相关的资料 比如花盆的形状 尺寸 以及一些 供求的信息等等 掌握了第一手资料 接着我又到图书馆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 在毕业设计期间 系里又安排我们进行模具的拆装实训以及到济源兴华模具厂进行生 产实习 拆装实训让我们更好了解模具的构造 实习所在的模具厂又是以塑料模具的设计 与制造为主的专业厂 这些技能训练和实习也给毕业设计提供了极好的帮助 比如说在设 计中想提高制造效率在原有的基础上对模具进行改装 我就请教厂里的师傅 咨询改造的 可行性等等 熟练地综合运用好所学的课程 加之平时的知识积累和老师的极大帮助和指 导 毕业设计总算圆满完成 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 在网络上寻找答案和经过任老师的悉心 指教和帮助最终才得以解决 本次毕业设计 也让我学会了齐心协力 共同协作 努力创 新 自始至终都抱着一颗坚定的信念 经过了漫长而又短暂的设计工作 我们的作品终于 出成效了 指导老师为此也为我们的这次毕业设计做出了很好的评价 在项目设计过程中 用到了很多以前上课时学的知识 尤其是老师上课教给我们的一些分析问题 解决问题的 30 思想在这次项目中都得到了很好的印证 使我在这些方面能够很快的领会 这些老师虽然 有的没有亲自指导我的毕业设计 但仍然对我的毕业设计的顺利进行有很大的帮助 在此 一并表示感谢 即将毕业的我 在以后的工作中将面临着许多的问题或麻烦 我们应该善于采集和利 用各种信息资源 扩展知识面和能力 培养严谨 科学 创新与创业 艰苦奋斗 团体协 作的精神 增强环境保护意识 做到清洁生产和文明生产 以最大限度的获得企业效益和 社会效益 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 毕业设计让我明白了 书到用时方恨少 的 痛苦 知识是无穷无尽的 在以后的工作中 就需要我更加努力地学习 在此我非常感谢 任艳霞老师及第三组同学在设计过程中对我的指导和帮助 在此向任老师及帮助过我的同 学致以诚挚的谢意 因本人学识不深 文字水平有限 设计中必然存在所许多漏洞和不足之处 还望老 师给予批评指正 提出改进意见 31 致谢 三年的大学生活转眼即逝 经过紧张而又忙碌的资料搜集整理设计 一个月多月的 时间也匆匆过去 毕业设计的顺利完成也为我们的大学生活画上了圆满的句号 光阴似箭 转眼间就要告别大学这段令人难忘的美好时光 心中有依恋 有遗憾 但更多的是庆幸和 感激 因为三年来无论是在学习或工作中都遇到许多的困难和挫折 因这些挫折也迷茫过 失落过 但得到那么多师长和学友及时的无私教导和帮助 让我也逐渐地成熟起来 对那 些在过去的日子里曾给予过我鼓励 帮助的人们我满怀感激 时刻没有忘记 所经历的一 切将让我倍加珍惜未来的生活 此次毕业设计的顺利完成 我要衷心感谢我的指导老师 老师 任老师是硕士研 究生毕业 今年第一次带课就接手了我们班的 塑料模具设计与制造 这门专业课 任老 师从分组那天开始就非常关注我们的设计 多次集合全组同学进行指导 在她兼职带大一 新生课程很忙的情况下还对我们尽心指导 抽空到我们所实习的工厂进行现场解决问题 在此 感谢她在百忙之中给予我们的悉心指导 感谢她为我们指点迷律 出谋划策 同时 也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助 谢谢 向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意 向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意 同时向 所有关心 帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢 祝你们工作顺利 万事如意 由于本人的学识水平 时间和精力有限 文中肯定有许多不尽人意和不完善之处 我 将在以后的工作 学习中不断以思考和完善 32 参考文献 1 编写组编著 塑料模设计手册 北京 机械工业出版社 1994 2 齐卫东主编 塑料模具设计与制造 北京 高等教育出版社