毕业设计（论文）-塑料盆注塑模具设计（全套图纸）.pdf

毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题题 目：目： 塑盆注塑模具设计 塑盆注塑模具设计 摘要 通过对塑盆塑料的研究和设计，本次论文详细阐述了塑盆的制造过程，如何制造，通 过什么来制造。本次论文涉及到了对注塑模具的工艺分析以及对模架中各个零件的设计与 加工。 关键词：塑料；模具；零件 全套图纸加 153893706 目 录 前言 . 1 1 工艺分析 . 2 1.1 塑件分析 . 2 1.1.1 生产 . 2 1.1.2 外形 . 2 1.1.3 质量 . 2 1.1.4 脱模斜度 . 3 1.2 材料分析 . 3 1.2.1 ABS 的性能特点及用途 . 3 1.2.2 成型工艺参数 . 3 1.2.3 成型特性 . 3 2 模具结构形式的选择 . 4 2.1 选择分型面 . 4 2.2 型腔布置 . 4 3 浇注系统的设计 . 6 3.1 浇注流道的设计 . 6 3.1.1 设计要求： . 6 3.1.2 浇注系统的组成 . 6 3.2 浇口尺寸的确定 . 6 4 机构 . 8 4.1 推出机构 . 8 4.2 滑块的设计 . 8 4.3 斜顶 . 9 5 模具内部结构的设计 . 10 5.1 运水系统 . 10 5.2 动模板 . 10 5.3 定模板 . 11 5.4 型芯 . 12 5.5 型腔 . 13 6 注射机型号的确定 . 14 6.1 注射量的计算 . 14 6.2 浇注系统凝料体积的计算 . 14 6.3 选择注塑机 . 14 6.4 注射机相关参数的校核 . 14 6.4.1 注射机压力校核 . 14 6.4.2 锁模力校核 . 15 7 模架的选取 . 16 7.1 各模板尺寸的确定 . 16 7.1.1 定模板尺寸 . 16 7.1.2 动模板尺寸 . 16 7.1.3 模脚尺寸 . 16 7.2 模架各个尺寸的校核 . 16 7.2.1 模具的平面尺寸 . 16 7.2.2 模具的高度尺寸 . 16 7.2.3 模具的开模行程 . 16 结论 . 18 致谢 . 19 参考文献 . 20 1 前言 本次论文阐述了一个简单的注塑模具设计，我国在注塑模具方面已经有很成熟的技 术。制造此模架需要很多设备和大量工具，比如铣床、磨床、钻床、锉刀、量具。在加工 过程中最重要的是人身安全，相对于世界我国在安全方面还有一定欠缺，主要在于工人们 的安全意识有点薄弱，这一方面应该加强。做这篇论文时要有一个整体思路，从哪开始， 怎么开始，要有自己的想法。 模具在世界范围内是必不可少的，迄今为止模具的应用范围超乎我们的想象，在电子 电器、家电、通信、汽车、电机、仪器等方面有着不可代替的位置，在生活中也与我们息 息相关，我们身边的物品有很多都离不开模具的制造。 2 1 工艺分析 1.1 塑件分析 图 1- 1 塑盆 1.1.1 生产 塑件材料为丙烯腈（ABS） ，成型工艺较好，精度为 MT6，有圆角，大批量生产，适 合注塑。 1.1.2 外形 该塑件的宽度和长度为 50mm，高为 20mm，如图 1- 1 1.1.3 质量 壁厚均匀 1.5mm，如果壁厚不均匀，则会使塑件产生缺陷， （如变形，气泡）影响塑 件的质量和美观。表面光滑。 3 1.1.4 脱模斜度 查数据得 ABS 收缩率为 0.4%- 0.9%，所以设拔模角度 30。方便开模后取出塑件。 1.2 材料分析 1.2.1 ABS 的性能特点及用途 塑料 ABS 无毒无味，半透明、透明或粉状。具有良好的力学性能，冲击强度高，耐磨 性好，绝缘性较好。 广泛应用于汽车、电子电气、办公和通讯设备等等。 1.2.2 成型工艺参数 加工之前要进行干燥，干燥条件为在 80- 902 个小时以上。模具温度 25- 70（模具 的温度会影响塑件的表面光滑度， 温度越低则光滑度不好） 。 ABS 的融化温度在 210- 280， 成型温度为 200- 240，注射速度为中等，注射压力为 500- 1000bar。 1.2.3 成型特性 1）ABS 流动性中等，加工时必须要充分干燥； 2）此塑件精度要求不高，模温可取 55- 65 ； 3）模具表面要定期清理。 4 2 模具结构形式的选择 2.1 选择分型面 分型面是开模后取出塑件的那个平面，在注塑模中可以有一个或多个分型面。此塑件 适合一个分型面，采用二板模注塑。 分型面的选择要求： 1）在最大截面处； 2）方便模具的制造； 3）方便塑件取出； 4）保证塑件的表面光滑度和精度； 5）方便排气。 根据上面所述，我选择的分型面如图 2- 1. 图 2-1 分型面 2.2 型腔布置 该塑件精度要求较低，形状简单，制造方便，大批量生产，模具制造简单，成本低， 采用一模一穴。 型腔布置在 A 板的中心位置，A 板的型腔槽要和型腔，见图 2- 2. 5 图 2-2 型腔的布局 6 3 浇注系统的设计 3.1 浇注流道的设计 3.1.1 设计要求： 1）排气要好； 2）防止塑件变形； 3）流程短； 4）合理设计冷料穴。 3.1.2 浇注系统的组成 可分为主流道、分流道、浇口、冷料穴和定位圈。 初步定为：侧浇口注塑，主流道直径 5mm，分流道直径 3mm。如图 3- 1 图 3-1 浇注系统 3.2 浇口尺寸的确定 浇口尺寸可以根据经验确定，截面积为分流道截面积的 3%- 9%，通常为圆形或矩形， 浇口的长度范围为 1- 1.5mm，这里取 1.1mm。 该塑件结构简单，无特殊要求，可取侧边注浇。 浇口尺寸为 1.2x0.8x1.1。如图 3- 2. 7 图 3-2 浇口示意图 8 4 机构 4.1 推出机构 为保证强度，顶针距模具边缘最少 2- 3mm。顶出塑件时，要保证顶出力要均衡，以免 使塑件产生变形或顶穿。 综上所述，采用圆形推杆，一穴两个，对称分布，直径为 6mm。采用顶针、面针板、 顶针板组合式顶出。如图 4- 1. 图 4-1 顶出机构 4.2 滑块的设计 要求：滑块的定位，开模时滑块会运动一定的距离，在运动过程中，必须要让滑块能 安全准确的回来，因此就要给滑块装定位系统，定位系统还要灵活可靠。这里采用弹簧挡 板定位，弹簧的强度为滑块重量的 1.5- 2 倍。 滑块的行程为 16mm，尺寸如图 4- 2. 图 4-2 滑块示意图 9 4.3 斜顶 要求： 1）斜顶主要是用于成形制品内侧的倒钩，一般来说，斜顶的角度不要大于 120，这里 取了 50； 2）要注意防止方向，避免挂斜顶； 3）要注意斜顶的行程，行程=扣位+1.5mm 以上； 4）斜顶的胶位面要低于型芯面的 0.02m 左右； 5）成型面按塑件外形缩放进行加工。 经分析得出斜顶尺寸如图 4- 3. 图 4-3 斜顶示意图 10 5 模具内部结构的设计 5.1 运水系统 运水是为了给内模降温，要注意与顶针间的间距应有 3- 4mm，以保证模具的强度，到 进浇位置 10- 15mm 最合适，水路在 z 方向属于中间位置，在 x 方向上也保证了模具的设计 强度。 采用 8mm 直通型运水系统。为避免水嘴和其它工件碰撞，故将水嘴设计在外面。如 图 5- 1. 图 5-1 运水系统 5.2 动模板 1）动模板又称型芯板、B 板； 2）开框采用清角型； 3）动模板型芯槽要与型芯配合加工，滑块槽与滑块配合加工。如图 5- 2. 图 5-2 动模板 11 5.3 定模板 1）定模板又称型腔版、A 板； 2）开框采用清角型； 3）定模板型腔槽要与型腔配合加工，斜导柱槽与斜导柱配合加工。如图 5- 3. 图 5-3 定模 12 5.4 型芯 1）四角有 M6 螺纹孔，孔间距为 86mm，成型面上要加工6 推杆孔、4 冷料穴、 3 分流道槽、斜顶槽； 2）固定方式为嵌入式螺钉锁紧，配合在定模板上进行加工清角； 3）成型面按塑件外形缩放进行加工； 4）采用耐磨材料 Cr12。 通过计算得孔槽位置关系如图 5- 4. 图 5-4 型芯 13 5.5 型腔 1）背面四角有 M6X12 的螺纹孔，孔间距为 86mm，要加工8 水路孔，8 的方形孔， 唧嘴孔； 2）固定方式为嵌入式螺钉锁紧，配合在定模板上进行加工清角； 3）成型面按塑件外形缩放进行加工； 4）采用耐磨材料 Cr12。 通过计算得孔槽位置关系如图 5- 5. 图 5-5 型腔 14 6 注射机型号的确定 6.1 注射量的计算 通过 UG 软件分析计算得 塑件的体积：V塑=8.3cm3 塑件的质量：m塑=V=8.3x1.02=8.5g(其中参考相关资料取 1.02g/cm3) 6.2 浇注系统凝料体积的计算 浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验（按塑件体积的 0.2- 1 倍）计算，本模具的分流道较短因此选 0.2 倍计算。 V总=2xV塑（1+0.2）=2x8.3x1.2cm3=19.9cm3 6.3 选择注塑机 注入模具型腔的塑料总质量与注塑机理论注射量的 0.8 倍相比配。 注塑机的理论注射量为 V注射机=V/0.8cm3=19.9/0.8cm3=25cm3 所以，初步选定注射机理论注射量为 125cm3，注射机的型号为 XS- ZY- 125，主要技术 参数表见表 6- 1. 表 6-1 注射机技术参数 理论注射容量/cm3 125 开模行程/mm 300 螺杆直径/mm 42 最大模具厚度/mm 300 注射压力/MPa 119 最小模具厚度/mm 200 注射速率/g s-1 顶出行程/mm 100 锁模力/KN 900 顶出力/KN 35 拉杆内间距/mm 360 x360 最大油泵压力/MPa 17 6.4 注射机相关参数的校核 6.4.1 注射机压力校核 ABS 的注射压力为 80- 110MPa，取 100MPa，注射机的公称注射压力 p公=150MPa，安 全系数 k1=1.25- 1.4，取最大值 1.4 则 k1p0=1.4x100=140p公， 合格 15 6.4.2 锁模力校核 通过 UG 计算得知塑件的投影面积 A塑=2323mm2 A总=A塑x2=4646mm2 F胀=A总p模=4646x40=186KN 锁模力的安全系数 k2=1.1- 1.2，取最大 1.2 则 k2F胀=1.2F胀=186x1.2=223.2F锁 合格 16 7 模架的选取 7.1 各模板尺寸的确定 7.1.1 定模板尺寸 定模板要将型腔嵌入整体中，采用螺钉固定。定模板中还要穿插运水系统，要保证强 度，故厚度取 50mm。 7.1.2 动模板尺寸 动模板要将型芯嵌入其中，采用螺钉固定。动模板中也要穿插运水系统，要保证强度， 故厚度取 40mm。 7.1.3 模脚尺寸 模脚高度=顶出行程+推板厚度+底针板厚度+垃圾钉（5mm）=30+20+15+5=70mm 综上所述，模架如图 7- 1. 图 7-1 模架示意图 7.2 模架各个尺寸的校核 7.2.1 模具的平面尺寸 250mmx200mm360mmx360mm（拉杆间距） ，合格 7.2.2 模具的高度尺寸 200mm211mm300mm（模具的最大厚度和最小厚度）,合格 7.2.3 模具的开模行程 50.5mm（凝料长度）+2x20mm（2 倍的产品高度）+10mm（塑件推出余量） 17 =100.5mm300mm（开模行程） ，合格 综上所述，我将使用一模一穴，侧浇口，2 个推杆退出，复位杆复位，Z 型拉料杆拉 料，无垫板无推件板龙记大水口模具。详细尺寸如图 7- 2. 图 7-2 装配图 18 结论 通过对本次论文的阐述，知道了自己在模具方面还有很多的疑问，模具的发展与延伸 让我感觉自己还有很长的路要走。通过写论文，让我在模具方面有了一点点的进步，明白 了注塑模具的制造与设计，中间的过程有喜有悲。 19 致谢 20 参考文献 1 洪惠良，沈建峰.塑料成型模具技术实训M.第 4 版.北京：国防工业出版社，