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眼镜盒
注塑
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眼镜盒的注塑模设计,眼镜盒,注塑,设计
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中文题目：眼镜盒的注塑模设计 毕业设计（论文）共 21 页 图纸共 4 张 完成日期 答辩日期 摘 要眼镜盒的主要特征是尺寸中等，部分尺寸有精度要求，强度高，抗弯抗拉，表面的质量也有一定的要求。该产品所采用的材料是聚苯乙烯(HIPS)。根据塑件的结构特点、工艺性、生产批量要求，我所采用的是一模两腔侧浇口进料方式的两板模。这次设计中，我还应用了UG三维制图、CAD二维制图的模具设计方法，借助于Mold flow的分析，对模具进行了分析报告。关键词：一模两腔；成型结构；进料方式 目 录前 言11塑件成型工艺分析21.1塑件分析21.2塑件工艺分析21.2.1塑件材料分析21.2.2注射成型的工艺参数31.2.3塑件生产31.2.4塑件尺寸精度42塑件的模具设计52.1分型面位置52.1.1分型面的选择标准52.1.2塑件分型面的位置确定52.2型腔数量和排列方式的确定52.2.1型腔数量的确定52.2.2型腔的排列方式62. 3注射机型号的确定62.3.1注射量的计算62.3.2浇注系统凝料体积的初步估算62.3.3塑件的投影面积62.3.4注射机参数的校核62.3.5注射机型号的确定73成型零件结构设计83.1成型零件的结构设计83.1.1塑件型腔的结构设计83.1.2塑件型芯的结构设计83.2成型零件收缩率83.3成型零件钢材选用93.3.1成型零件材料的选用93.3.2成型零件选材94模架的选取104.1模架的选取原则104.2模仁尺寸的计算104.3模架的选取105浇注系统设计115.1浇口位置的选择115.2流道设计115.2.1主流道设计115.2.2分流道的设计126 脱模推出机构的设计136.1脱模推出机构设计的原则136.2脱模推出机构的分类136.3脱模推出机构的选择137 排气系统的设计147.1排气种类147.2排气位置选取147.3排气系统设计148冷却系统的设计159合模导向机构的设计1610模具设计装配总图17总 结18致 谢19参考文献20苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言模具，顾名思义就是模型的工具。总的来说，就是指做一个零件模型的工具。不同的模具由不同的零件组合而成。模具这个行业是一个非常需要经验累积的行业。要想成为一个合格的模具师傅，你起码得现有23年的实践经验过程，而一个精通模具设计的工程师，你要有着6年以上的工作经历。这个行业你干的时间越久，才越吃香。等到老了以后，完完全全可以在公司挂一个牌子，拿着丰厚的薪资。每天也就去喝喝茶，开开会就行。但是，我国现在的模具行业形势不容乐观，各地缺少模具技术人才。虽然说待遇不错，但是模具这个行业太累太苦，而且还有着一定的危险程度，所以去年的广东，一个省就缺少40万人，更不用说全国了。模具，在我们现在的生活中已经离不开它了，它与我们的生活息息相关，它有许多的分类，塑料模具就是模具中的一个大类。塑料模具有着许多优良的性能和特点，近年来塑料模具在许多领域都有着飞速的发展，得到了广泛的应用。与此同时，塑料模具设计与制造也得到了空前的发展，特别是塑料注塑模具，由于成型效率高，可实现自动化生产，所以得到了迅速的发展。如今的塑料模具已经成了模具行业中的一个重要组成部分。注塑成型工艺是塑料成型工艺中一个重要的方法，不仅热塑性塑料可以用注塑成型生产，一些热固性塑料也可以用注塑成型工艺来生产。注塑成型工艺具有产品质量稳定、效率高等特点。在注塑成型工艺应用和发展如此快速的条件下，模具作为注塑成型工艺必不可少的装备，具有重要的经济意义和研究价值。因此，模具被称为“现代工业之母”。随着人类踏入21世纪，科技不断地在进步。1946年2月14日第一台通用数字电子计算机于在美国制成，它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。在接下来的日子里，随着人类不断地研发，手机也从当初的大哥大变成了现在各种各样的智能手机，电脑也五花八门，超笔记本、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等等。虽然手机和电脑给我们带来了巨大的好处，但是有利就有弊。现在的青少年，有的甚至幼儿园的孩子大部分都戴起了眼镜。究其原因，无非是玩游戏、看小说、看电视.这些都离不开手机和电脑，所以这些年，眼镜的需求就变多了，而眼镜的需求多了，眼镜盒的需求也多了。所以，我这次设计的塑料模具是眼镜盒。1塑件成型工艺分析1.1塑件分析塑件如图1-1所示，其技术要求及生产信息如下：图1-1 眼镜盒草图塑件名称：眼镜盒塑件材料：聚苯乙烯（HIPS）塑件生产批量：较大批量生产塑件规格：如图1-1所示（壁厚2mm）塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不能够出现浇口痕迹。产品允许最大脱模斜度0.5。1.2塑件工艺分析1.2.1塑件材料分析聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成。它是无色无味无毒的透明塑料，密度是1.05g/cm，易燃烧，熔炉温度是150180，燃烧时带有很浓厚的黑烟，并且有着特殊的气味。聚苯乙烯具有较好的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。能溶于笨、甲苯、四氯化碳、酮类和脂类等，对于水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液有足够的抗蚀作用。聚苯乙烯还具有优良的光学性能，透光率为88%92%，能染成各种各样的颜色。它还具有良好的电学性能，尤其是高频绝缘性。但是热变形温度低，一般在7098之间，质地硬而脆，并且具有较高的热膨胀系数。聚苯乙烯是最便宜的工程塑料之一，和ABS、PC相比较而言，它的材料光泽性相对差一点，综合性能也相对差一点。1.2.2注射成型的工艺参数塑件的注射成型工艺参数如下表1-2所示：表 1 2 注射成型工艺参数项目 塑 料 聚苯乙烯（HIPS） 注射机类型 柱塞式 螺杆杆速/(r/min) 喷 嘴形式 直通式温度/ 160170料筒温度/前段 170190中段 后段 140160 模具温度/ 2060 注射压力/MPa 60100 保压压力/MPa 3040 注射时间/s 03 保压时间/s 1540 冷却时间/s 1530 成形周期/s 40901.2.3塑件生产由于现在大部分人迷恋手机、电脑，不管老人还是小孩，所以近视的人会越来越多，眼镜的需求也会变得越来越多。一旦如此，整个产业链也会被带动起来，眼镜盒的需求也变得更加多起来。所以这个塑件眼镜盒的生产为较大批量生产。1.2.4塑件尺寸精度塑件的尺寸精度要求是决定塑件质量的重要标准，在满足塑件使用要求的前提下，设计时要尽量把塑件的尺寸精度设计的低一点，以便降低模具的加工难度和制造成本。眼镜盒作为我们日常生活里常见的一个物品，所以对于它的尺寸精度没有太高的要求，一般精度（5级精度）即可。2塑件的模具设计2.1分型面位置2.1.1分型面的选择标准（1）符合胶件脱模的基本要求。（2）确保胶件留在后模一侧。（3）确保胶件质量。（4）合理安排浇注系统，尤其是浇口位置。（5）有利于模具加工。（6）满足模具的锁紧要求。（7）分型面应该选在最大截面处。2.1.2塑件分型面的位置确定根据分型面位置选择的标准，我们应该在塑件最大截面处分型，分型面如下图2-1所示： 图 2-1 分型面的选择2.2型腔数量和排列方式的确定2.2.1型腔数量的确定由于该塑件尺寸不大，加上模具中塑件的型腔越多，制造成本就贵，制造难度也大大提升。这样一来，模具的质量就有好有坏，参差不齐。而且一旦型腔变多，分流道的设计也会增加难度。所以，基于以上的因素，我选择了一模两腔的设计方法。既节约制造成本，又能大大降低制造难度。2.2.2型腔的排列方式由于我选择了一模两腔的设计方法，一模出两件，制品形状完全对称或近似对称。故我采用了对称排位。这样加工方便，制造效率也高，成本也可以节约许多。2. 3注射机型号的确定2.3.1注射量的计算通过U G三维软件建模设计分析计算可得：塑件体积： V塑 = 53.31133 cm 塑件质量: m塑 = V塑=53.311331.0556 g式中，参考相关文献可知,取1.05g/ cm。2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统凝料体积在设计之前是不能准确确定的，但是我们可以依据经验按照塑件体积的0.21倍来计算。由于我设计的模具流道结构简单，所以我按照0.3倍来计算。故这一次的浇注系统凝料总体积为： V总 =2（1+0.3）53.31133139 cm2.3.3塑件的投影面积(1)通过3D软件计算出塑件在分型面上的投影面积A塑为： A塑 = 14127mm(2) 由于我设计的模具中的分流道面积小，所以浇注系统在分型面上的投影面积不计，总的投影面积为： A总 =14127mm2=28254 mm2.3.4注射机参数的校核(1)模具型腔里的熔料压力F涨为： F涨 = A总模=2825435=988.89kN式中，模是型腔的平均计算压力值。通常取注射压力的20%40%，大致范围是25Pa40Pa。HIPS属于中等粘度的塑料，所以采用35Pa。(2)锁模力的数值： k2F涨=1.2988.89=1189.668kN 式中，锁模力安全系数为k2=1.11.2，这里，我取用了1.2。2.3.5注射机型号的确定随着人类工业迅速发展，我国在注射机这一方面也取得了重大的突破。当然，注射机的型号对于我们来说肯定是不知道的，所以我们要多借助于电脑和书籍查看注射机型号的资料，这样我们才能正确的选择注射机的型号。我通过网上的查阅，选择了xs-zy-250A的型号注射机。如下表2-2所示：表2-2 xs-zy-250A 理论注射容量/ cm250注射方式螺杆式螺杆直径/ mm50注射压力/ Mpa127锁模力/ kN1600移模行程/ mm350最大模厚/ mm400最小模厚/ mm200合模方式肘杆拉杆间距/ mm370370顶出力/ kN30顶出行程/ mm220电动机功率/ kW39加热功率/kW6.7系统压力/Mpa6.8定位孔径/ mm100 3成型零件结构设计3.1成型零件的结构设计3.1.1塑件型腔的结构设计我所做的塑件尺寸为1505020cm，经过绘图软件的计算，我设计时采用了整体嵌入式结构。型腔如下图3-1所示： 图3-1型腔3.1.2塑件型芯的结构设计我所做的塑件尺寸为1505020cm，经过绘图软件的计算，我设计时采用了整体嵌入式与局部镶拼式结合。型腔如下图3-2所示： 图3-2 型芯3.2成型零件收缩率塑件我采用了聚苯乙烯（HIPS）这种材料来做，此塑件的收缩率为0.5%0.6%。3.3成型零件钢材选用3.3.1成型零件材料的选用成型零件材料的选用十分重要，它和模具的质量、寿命有着直接的关系。如果选用的材料恰当，模具的质量、寿命会大大提高和增加。反过来说，如果材料选用不恰当，模具会过早的损坏。所以，我们在选用材料这一方面必须万分小心。3.3.2成型零件选材眼镜盒在我们的日常生活中随处可见，所以对于它的模具的外观质量要求一般，没有太高的要求。我采用了P20钢材。它具有良好的可切削性和镜面研磨性能。它的尺寸稳定性也不错，可满足一般模具需求，它的模具寿命可以达到50万模次。4模架的选取4.1模架的选取原则（1）尽量选择规格较小的模架。（2）考虑所用注塑的容模量。（3）依据进浇方式和模具结构需求选取模架。（4）尽量用标准型号的模架。4.2模仁尺寸的计算我所设计的塑件尺寸是15010220cm，模仁尺寸为：29414720cm。长=254+220=294宽=102+25+20=147高=204.3模架的选取打开UG，调出里面的胡波外挂，进入模坯里面的的龙记，模坯类型选择大水口，型号为CI。选择龙记CI-4040-A90-B100的标准模架。如下图4-1所示： 图 4-1 模架5浇注系统设计5.1浇口位置的选择该产品中间的浇口位置可以通过Mold flow来分析得到。如下图5-1所示： 图5-1虽然说为了平衡浇注系统，浇口选择应该在模具的中心，但是这样的设计方法会使零件中间留下疤口，所以我选择了侧浇口。5.2流道设计5.2.1主流道设计通过UG绘图，我设计了一个主流道，。如下图5-2所示： 图5-2 主流道5.2.2分流道的设计由于我采用了潜伏式浇口，模具的分流道设计应该设计在定模扳的分型面处，加工比较方便。由于尺寸较小，分流道采用平衡式，如下图5-3所示： 图5-3 分流道6 脱模推出机构的设计6.1脱模推出机构设计的原则（1）塑件必须留在动模这一边。（2）塑件在推出时，千万不能损坏。（3）为了保持塑件外观的良好，推出位置必须选在产品的内侧。（4）推出结构要简单，千万别卡死。6.2脱模推出机构的分类（1）推杆推出机构。（2）推管推出机构。（3）推件板推出机构。（4）多元联合推出机构。（5）活动镶件及凹模推出机构。6.3脱模推出机构的选择由于该塑件尺寸结构简单，我选择了最简单的推杆推出机构方式，一共选择了4个推杆，如下图6-1所示： 图6-1 推杆推出机构7 排气系统的设计7.1排气种类（1）镶件排气。（2）排气阀。（3）分型面排气。（4）顶出机构排气。7.2排气位置选取（1）分型面上。（2）盲孔底部。（3）薄壁末端。（4）模仁的末端。7.3排气系统设计我设计的这套模具，在模具类型中，是属于小型模具。由于小型模具的排气量小，所以我选择了最简单方便的分型面排气，以此达到排气效果。 8冷却系统的设计HIPS熔化温度和模具温度分别为150180和2060。因此模具温度选为40，在采用常温水来对模具进行冷却。型腔和型芯的冷却回路如下列图8-1所示： 图8-1 冷却回路系统9合模导向机构的设计我这套模具一共设计了两组导向合模的机构。一个是对动模、定模有着导向作用的导柱、导套机构，共有四套；第二个是合模所需要的四根复位杆，通过托板固定板固定在托板上。其示意图如下图9-1所示： 图9-1 导柱、复位杆10模具设计装配总图通过上述一系列的分析与设计，最后通过UG3D软件的三维制图与CAD的2D图表示模具的结构示意图，如下图10-1和图10-2所示： 图10-1三维图 图10-2二维图总 结通过这次的毕业设计，使我对自己的专业有了重新的认识。之前，听从了家里的亲戚的建议，我报了模具设计与制造这个专业，但是我总是对模具这个专业不怎么感冒。要么手工绘图，要么就利用绘图软件进行画图。我这一次选择了塑料模具设计这个课题。塑料模是老师给我们的课题中最难的一个题目。但是我依然毫不犹豫的选择了它，因为，我相信我自己。在产品成型工艺分析和成型零件的结构设计的过程中，我结合了这学期老师所讲的专业知识，基本上学会了产品工艺分析和成型零件的结构设计。在尺寸计算之一方面，我严格的按照书上的公式进行计算，一丝不苟，不能有半点差错。通过对于尺寸计算的基本掌握，为我毕业出去工作打下了牢固的基础。在注射机的选择过程中，有的书上查不到，我就通过网络。网络的确是个好东西，书上没有的，搜索全都出来。但是大都的数据公式还是来自文献，毕竟是现有书再有电子书。然后通过模具的相关数据，对注射机进行了校核。经过一些数值的校核，最终确认了注射机的。翻阅书籍和上网查询为我积累了大量的工作经验，这为我以后独立工作奠定了坚实的基础。模具的总装配过程，是我对这一次塑料模具设计的总结。使自己认识到了自己的不足之处 ，这些对于我的工作也有着指导作用。其他的一些设计，如UG绘图，计算模架尺寸、模仁尺寸，巩固了我两年里已经学到的知识，还学到了一些新的知识。虽然在设计的过程中我也遇到了一些问题，比如分型面的位置确定、型腔尺寸，但是在老师同学的帮助下，我还是克服了这些难题，最终完成了眼镜盒塑料模具的设计。还有不到一个月的时间我们就要出去工作了，不知道公司会给我安排什么样的职位，可能是操作工，也可能是设计师。但是不管什么职位，就算是一个管仓库的，我也会认真的做好。因为，我相信只要是金子，不管在哪里都会发光的！现在再回首回望自己的昨天，貌似我看到了三年前当初的自己，懵懂的踏入了大学的校园。然后开始自己的大学生活到此我的学校生活已经完全结束，我相信自己，一定会适应这个社会的。由于本人实际
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