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常州信息职业技术学院 毕业设计（论文）报告常州信息职业技术学院学生毕业设计（毕业论文）系 别： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造/应用日语 班 级： 模具/日语065 学 生 姓 名： 郦佳钰 学 生 学 号： 0604084507 设计（论文）题目： 圆形笔筒塑料模设计 指 导 教 师： 莫盛秋 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2009.8.12009.8.30 毕业设计（论文）任务书专业 模具制造/日语 班级 模具/日语065 姓名 郦佳钰 一、课题名称： 圆形笔筒塑料模设计 二、主要技术指标：1. 采用CAD软件对圆形笔筒造型进行三维造型，实现三维图与二维图的相互转换。 2. 描述圆形笔筒架构特点和设计要点，分析笔筒成型原理并确定其成型方法。 3. 运用两板模对笔筒成型模进行设计。 三、工作内容和要求：1在深刻领会任务内容及要求的基础上，通过查阅文献资料、调查研究和方案论证，制定工作计划，并撰写开题报告。 2拟定毕业论文（设计）研究方案，开展实验研究、理论研究、设计、研制、开发以及数据处理、分析总结、整理资料、图纸绘制等与任务书要求相应的工作。 3毕业设计报告或毕业论文应由：题名（标题）、目录、摘要（中外文）、引言（前言）、 正文、结论、谢辞、参考文献和附录等几部分构成。 。 4毕业论文的字数要求在1万字以上，毕业设计报告要求在0.8万字左右。 5按照工作计划，进行中期检查准备。 6. 论文经初稿、二稿后定稿，并参加答辩。 四、主要参考文献：1. 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册M.北京：机械工业出版社，2001 2. 冯炳尧.模具设计与制造简明手册M.上海：上海科学技术出版社，1998 3. 许发樾.实用模具设计与制造手册M. 北京: 机械工业出版社，2002 4. 谭雪松.pro/ENGINEER 2001基础设计M.北京：人民邮电出版社，2002 学 生（签名） 年 月 日指 导 教师（签名） 年 月 日教研室主任（签名） 年 月 日系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文题目）圆形笔筒塑料模设计一、选题的背景和意义：选题背景：当今笔筒的使用随处可见，据考证，笔筒的使用在中国已经有几千年的历史，而用来制作笔筒的材料也是不尽相同，从古代的木头、竹子、石器、陶瓷、玉器到现代的金属，虽然都可以制作出各种样式的笔筒，但是这些产品生产效率低，有的价格昂贵。然而，使用塑料制作笔筒，不但价格适中，而且制造方便，造型美观。如今笔筒的花样层出不穷，有方形有圆形也有创意笔筒，然而，据我观察，圆形笔筒的使用似乎更加普遍，它不但外观大方实用性也更强，使用效率也更高。选题意义：通过三年专业的系统学习,我们基本掌握了有关的理论知识,选择注塑模作为课题可以让我综合运用以前所学知识,使书本知识转化为实际运用,更有利于对注塑模的掌握和实际运用.将课堂知识运用与生产实践。塑料圆形笔筒注射模设计是融合多种知识的综合实践活动，在完成该课题的过程中能进一步熟悉绘图软件以及塑料模的造型与装配，对于将来上岗实习有很大的帮助。二、课题研究的主要内容：1运用UG或PRO/ENGJNEER软件进行外观造型2. 塑件的工艺性分析3模具结构、尺寸的设计计算4. 模具的基本结构与模架选择5模具主要零件图及加工工艺规程三、主要研究（设计）方法论述：1.进行市场调查，了解目前产品的情况 2.查找相关资料掌握设计要点 3.运用UG或PRO/ENGJNEER软件对塑件进行造型 4.在指导老师的指导下修改完善 四、设计（论文）进度安排：时 间工 作 内 容8.018.02 市场调研、收集资料、 选择设计课题8.038.05初步确定设计方案，完成开题报告8.068.08对产品造型及进行塑件的工艺性分析，初步设计模具8.088.13确定模具的基本结构及选择模架8.148.16计算成型零件工件尺寸，完成零件图、总装配图8.178.20撰写并完成设计报告初稿8.218.22初稿审阅、修改8.238.24整理、完成图样8.258.28定稿、打印8.298.30准备论文答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日圆形笔筒塑料模设计目录0.引言51.市场调查52.塑料笔筒的工艺性分析62.1 塑件材料特性72.2 塑件结构精度分析72.3尺寸精度的选择及注意事项72.4 塑件材料的成型性分析72.5 塑件材料成型工艺参数73、模具的基本结构及模架选择83.1 模具的基本结构84.成型零件设计114.1 结构设计114.2 工作尺寸计算114.3 型腔侧壁和底板厚度计算125.选择标准模架125.1 确定模架组合形式125.2 计算型腔模板周界125.3 选取标准的型腔模板周界尺寸125.4 确定模板厚度125.5 选定模架136.温度调节系统137.排气系统138.绘制装配图、零件图的要求149.结束语14答谢辞14参考文献14圆形笔筒塑料模设计摘要：本文主要介绍了注塑模具的设计，通过对一个塑件的全面分析，选用合适的注塑机，确定模具的结构方案，再通过模具型芯、型腔等相关尺寸计算，绘制模具的零件图、装配图，并且还对主要零件进行模具加工工艺分析，确定加工工艺路线，以及模具的装配工艺。为了更进一步清楚形象的了解模具的结构设计过程，这次毕业设计使用与UG NX4.0与PRO/ENGJNEER作为三维软件，带来了很大的方便。关键词：圆形笔筒；加工工艺；塑料模；软件应用 Design of a circular plastic penAbstract：The text mainly introduces to note the design of the molding tool of Plastics originally, passing the structure characteristics to the overall analysis of a Plastics piece, choose to use to note the machine of Plastics fitly, make sure the structure project of the molding tool, then passes the related size of a heart of molding tool, a cavity calculation, draw the spare parts diagram of the molding tool and assemble the diagram, and return to carry on the molding tool to process the craft analysis to the main spare parts, making sure to process the craft route, and the assemble craft of the molding tool. For the sake of the structure design process of the understanding molding tool of the further clear image, this text still adopts the UG and PRO/ENGJNEER as the three dimensional software, has brought very big convenient.Key Words：Round pen；Processing craft；Plastic；Software applications0. 引言模具工业是制造业中的一项基础产业，近年来得到飞速发展，塑料模具也是如此，它的产品应用于各行各业，而塑料笔筒就是其中的一种塑料产品。笔筒的使用在我国已经有几千年的历史，而用来制作笔筒的材料也是不尽相同，从古代的木头、竹子、石器、陶瓷、玉器到现代的金属，虽然都可以制作出各种样式的笔筒，但是这些产品生产效率低，有的价格昂贵。然而，使用塑料制作笔筒，不但价格适中，而且制造方便，造型美观。塑料圆形笔筒注射模设计是融合多种知识的综合实践活动，在完成该课题的过程中能进一步熟悉绘图软件以及塑料模的造型与装配，对于将来上岗实习有很大的帮助。1. 市场调查由相关资料可知，笔筒早在战国时即已出现。1954年6月湖南省文管会在长沙左家公山发现战国木椁墓，其中遗物有一支真正的毛笔，与笔同在一处的还有简削、竹片和小竹简各一。此套工具可能就是当时用于写字的全套工具，而其中的小竹简为盛笔所用，也就相当于今天的笔筒。笔筒正式而普遍地作为一种文房用具出现应该是在明代晚期，确切地说应在明嘉靖、隆庆、万历时期。近几年，塑料笔筒越来越受人们的青睐，因为它不仅轻便实用而且材料易得，生产周期短，价格便宜，易造型，着色等。当今笔筒无论从数量还是形状上来说都远远超过古代，其中塑料笔筒是当今最常见之一。塑料笔筒如图1所示：图1 塑料笔筒2. 塑料笔筒的工艺性分析塑件如图2所示：图2 笔筒三维图塑件的零件图如图3所示：图3 零件图产品名称：塑料圆形笔筒产品材料：ABS产品数量：大批量生产塑件尺寸：如图所示塑件颜色：蓝色塑件要求：塑件外侧表面光滑，不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，塑件允许最大脱模斜度0.5。2.1 塑件材料特性1）基本特性：ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。ABS无毒、无味，为呈微黄色或白色不透明颗粒，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm3ABS是由于三种组分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能。ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯。尼龙等都高，尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电性能，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度是左右，热变形温度是93左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下会变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。2）主要用途：ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可以用ABS夹层板制造小轿车车身；ABS还可以制作水表壳、防止器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。2.2 塑件结构精度分析结构：此制件为圆筒形制件，形状较为简单。精度：该塑件上有4个尺寸标注公差。2.3尺寸精度的选择及注意事项因为圆形笔筒粗糙度要求较高，塑件表面不得有熔接痕、飞边、四周不得有翘曲、收缩、尺寸不稳定等缺陷，所以在标注公差尺寸时可按照GB/T14486表格选择一般精度MT3级，未注公差的公差等级选择MT5级来计算。因为塑件表面要求较高，所以加工前，塑料要充分干燥，注射速度要适中，排气系统要良好，加料量要合理。为便于制作简单经济。2.4 塑件材料的成型性分析ABS易吸水，使成形苏建表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成形加工前应进行干燥处理；在正常的成形条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小；要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热性时，应控制在6080；ABS比热容底，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短；ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。2.5 塑件材料成型工艺参数查有关手册得到ABS塑料的成形工艺参数：密度 1.021.05g/cm3收缩率 0.3%0.8%注射机类型 螺杆式预热温度（ ）喷嘴温度（ ） 180190 料筒温度（ ） 前段 190200 中段 200220 后段 170190 模具温度（） 5070 注射压力（Mpa ） 60100 保压压力（MPa ） 3060注射时间（ S ） 35 保压时间（ S ） 1530 冷却时间（ S ） 1030 成形周期（ S ） 3070 3、模具的基本结构及模架选择3.1 模具的基本结构1）确定成形方法 该塑件采用注射成型法生产2）型腔布局 该塑件形状较为简单，生产批量打，为大批量生产，所以采用一模四腔平衡布局的方法型腔间隔12mm布置。3）确定分型面 首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向，根据分型面应选在塑件外形的最大轮廓处原则，此塑件分型面应在上底面处，如图4所示： 图4 塑件分型面4）选择浇注系统 型腔布局为一模四腔，点浇口浇注系统，浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成（1）主流道 圆锥形，锥角=2，表面粗糙度为Ra=6.3um。主流道进口端直径D1=4.5mm，长度L由装配决定，设计成浇口套形式，以节约优质钢材，便于拆装和更换，如图5所示：图5 浇口套（2）分流道 本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。采用半圆形分流道,如图6所示：图6 分流道（3）浇口 根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选择点浇口较为理想图7 浇注系统（4）推出机构 由于塑件形状为壳体而且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。所以选择推件板推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出是变形小，推出可靠。（5）模具的结构形式由于浇口痕迹小，不会再塑件表面留下明显的浇口痕迹，且点浇口可以自行拉断利于自动化生产，因此本设计采用点浇口浇注系统，即三板模，模具总体结构为双分型面注射模。（6）注射机的选择根据公式Vmax = (nVs+Vj)/K式中 Vmax 注射机的最大注射量（cm3） n 型腔数量 Vs 塑件体积（cm3） Vj 浇注系统凝料体积（cm3） K 注射机最大注射量利用参数，一般取K = 0.8已知n=4，Vs=26.2 cm3 ，估计Vj=10cm3则 Vmax=（n.Vs+Vj）/K =（4*26.2+10）/K=143.5 cm3查教材中表2-8，初步选择注射机G54-S200/400明确注射机参数：最大注射量 200-400cm3 注射压力 55MPa 最大开合模行程 260mm 锁模力 2540kN 模具厚度 最大406mm、最小165mm 拉杆空间 290mm*368mm 喷嘴尺寸 圆弧半径R18mm、孔直径4mm（7）注射机的校核最大注射量已知VsVj=26.2+5=27.2，Vmax=71.75，K取0.8则VsVjKVmax ，适合。注射压力已知P注= 70100 MPa，P公 =200-400MPa则P注 P公 ，适合。锁模力已知Pq=2040MPa，A分=3.14（30*30-29*29） =826mm2F锁= 2540kN则Pq A分=40826=33040N=33kN显然Pq A分 F锁，适合。安装部分尺寸喷嘴圆弧半径18浇口套圆弧半径20、喷嘴孔直径4主流道小端直径4.5拉杆空间290mm*368mm模具外形144*123最小模厚200 模具厚度256 最大模厚300开模行程开模行程=1504060250最大开模行程300则开模行程最大开模行程，适合。4.成型零件设计4.1 结构设计 型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。型芯结构简单，选择通孔台肩式，其为最常用的方法。其结构形式如图所示：型腔结构简单，适于采用整体嵌入式，为装拆方便，选通孔台肩式。其结构形式如图8所示：图8 型芯、型腔4.2 工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知ABS的收缩率Smin=0.3%，Smax =0.8%Scp=(Smin+Smax)/2 =(0.3%+0.8%) /2 = 0.55%56- 0.40 型芯径向尺寸 LM=(LsLsScp3/4)-z =(56560.55%+0.403/4)-0.1 = 56.61 -0.1 65-0.40 型芯高度尺寸 HM=(Hs+HsScp+2/3)z =(65+650.55%+2/30.40)(0.40/4) = 65.62-0.1型腔径向尺寸 60+0.40=(Hs+HsScp3/4)+z =（60+60*0.55%-3/4*0.40）+z =60.03+0.1型腔深度尺寸 70+0.46=(HS+HSScp2/3) +z =(70+70*0.55%-2/3*0.46)+(0.46/4) = 70.69+0.1154.3 型腔侧壁和底板厚度计算 此模具采用组合式圆形型腔，查表3-21，已知圆形型腔内壁直径56mm，则型腔壁厚S1=10mm，模套壁厚S2=25mm。5.选择标准模架 此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990塑料注射模中小型模架。5.1 确定模架组合形式采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择A4 型。5.2 计算型腔模板周界长度L= 44+14+60+16+60+14+44=252 宽度B= 44+14+60+16+60+14+44=252 型腔模板周界如图9所示：图9 模板周界5.3 选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，B=252最接近于标准尺寸315 ，则选（标准）315L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=252的315标准）。最终确定的模架规格为315*315。 5.4 确定模板厚度A板 定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=7018=88，选取标准中A板厚度HA=100mm。B板 动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.51）型芯高度，型芯高度65mm，则B板厚度HB在32.565之间，标准化取HB=63mmC板 垫块，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。此模架推杆垫板厚度=12mm，推杆固定板厚度=13mm，塑件推出距离=型芯高度+（510）=65+10=75mm，则C板厚度=121375=100，选标准Hc=100mm。5.5 选定模架模架标记：A4-200315-22-Z2 GB/T12256.1-1990圆形塑料笔筒的标准模架如图10所示：图10模架检验模架与注射机的关系模具外形尺寸280300，拉杆空间290*368，显然280290，合理。最大模具厚度300模具厚度255最小模具厚度200 ，合理。开模行程=802210=112 最大开合模行程300，合理。 6.温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。由于此塑件为小型（ 500g）、薄壁（2.0mm）塑件，且成形工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。此模具设计中采用人工冷却.7.排气系统由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.020.03mm ，不必设排气槽。8.绘制装配图、零件图的要求（1）装配图此装配图采用的是三板模多型腔的结构。模架在合模状态下，塑料熔体从浇注系统4注入型腔19后，在冷却系统3的作用下冷却成型。圆形塑料笔筒成型之后在导柱2、导套20的导向作用下通过限位钉5对模架进行两次分模，最后通过推板推出机构将圆形塑料笔筒从模具中推出。具体结构请参照附录1。（2）零件图型芯见附录2型腔镶块见附录3浇口套见附录4定模板冷却水道见附录5定模板零件图见附录6动模板零件图见附录7型芯冷却系统见附录8型芯固定板见附录8零件图附录9 9.结束语本次的毕业设计为双分型面注射模，双分型注射模在现代制造业中应用越来越广泛。该模具采用一次成型