塑料垃圾斗注射模具设计

设计（论文）题目塑料垃圾斗注射模具设计28 目录摘 要3Abstract4第一章 绪论5第二章 零件工艺性分析62.1塑料产品分析及选用材料62.2塑料结构和尺寸精度及表面质量分析7第三章 模具与注射机的关系731注射机的选用732注射压力的校核833锁模力的校核83.4开模行程与推出机构的校核9第四章 模具结构的设计104.1 分型面的选择104.2 确定型腔的数量及排列方式11第五章 浇注系统的设计125.1主流道的设计135.2.浇口的设计14第六章 成型零件的工作尺寸计算166.1凸模工作尺寸计算166.2凹模工作尺寸计算17第七章 导柱导向机构的设计18第八章 脱模机构的设计198.1何为脱模机构198.2脱模机构的设计原则19第九章 温度调节系统的设计209.1、冷却系统设计209.2、冷却系统设计原则209.3、冷却系统的结构形式20第十章 模具草图23第十一章 结论25参考文献26致 谢27摘 要大学三年的专科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了模具材料及表面处理、金属工艺学机、机械设计基础、公差配合与技术测量基础、Master cam 造模与数控编程、pro/e造模与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、模具制造工艺学、数控加工工艺与编程、冲压与塑压设备等专业基础课和专业课方面的知识，对模具制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过生产实习，我对于模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。AbstractUniversity three years of college study is coming to an end, graduation design is one of the last link is learned knowledge and before the mastering the skill integrated use and inspection. With Chinas rapid economic development, adopted mould production technology gets more and more widely. Upon completion of the university three years course studying and the course, production internship, I mastered the mould material and surface processing, metal technology machine, mechanical design basis, tolerance matching and technical measurement basis, Master CAM made modes and CNC programming, pro/e made mold and die design, plastic injection molding process and mold design, mould manufacturing technology, CNC processing technology and programming, stamping and plastic pressure equipment specialized fundamental course and specialized course knowledge, to mold 第一章 绪论模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的总产量中所占的比例越来越大，对经济的发展起着十分重要的作用。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，在工业生产中对塑料模具的要求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。第一，制品方面要求精度高，外观美，性能好。第二，制造方面要求结构合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作简单方便，效率高，容易实现自动化，还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展，塑料成型模具将趋向于高效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。本次设计的题目是“塑料垃圾斗注射模设计”，其内容为：（1）学会观察制品，判断制件是否符合塑料件的成形条件（比如注意拔模斜度），还特别要留意制件影响开模的细部特征； （2）研究制件的排位方式和进浇方式，画草图确定模具的整体结构，保证结构能循环工作，稳定可靠；（3）在深入研究制件的基础上确定开模的分型面，以及确定各镶块或滑块、斜顶的分割面组或体积块； （4）用UG按照上步的结果把模具核心的部分：凸凹模分割出来，接着分出各镶块、滑块； （5）进一步完善凸凹模和各细微结构； （6）在UG中出模具模仁图，以及对模架板块需要再加工的各组件出工程图； （7）把UG工程图转入AUTOCAD中进行完善。第二章 零件工艺性分析2.1塑料产品分析及选用材料 【工件图】 本产品为家用塑料垃圾斗，材料要求硬度高无毒等，表面要求一般。 由此根据产品的塑料性能，需要用ABS材料。根据用途确定材料，查查141选用ABS材料，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。查1326可得塑料收缩率0.30.8%。取0.5%。根据2得ABS材料的注塑工艺条件：干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210280；建议温度：245。模具温度：2570。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：5001000bar。注射速度：中高速度。2.2塑料结构和尺寸精度及表面质量分析从塑料外型观看，该塑料产品结构简单，为中空外壳，分模合理，使模具能更好地加工制造。第三章 模具与注射机的关系模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内。31注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。（1）确定型腔数目：一模一腔。（2）根据模具型腔能否充满与最大注射量关系，用UG软件算：V塑件278541mm320%塑件=278541*20%=7369.54mm3因此公称注射量=(278541+55708)/0.8=417811mm3 =417cm3查1100表4-1，选注塑机XS-Z-30，此型号表示液压注射成型机，其公称注射量为500cm3. 符合V实V公。具体注射机规格如下：螺杆直径（mm）35锁模力（kN）1250注射容量（cm3） 500最大注射面积（cm2） 1000注射压力（MPa） 200模板行程（mm）400模具厚度（mm）最大700注射方式 螺杆式最小200注射时间 27动、定模固定尺寸900X1000最大开(合)模行程 50032注射压力的校核该项工作是效核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，P0为50100MPa，取80Mpa。而该型号注塑机公称压力P为200Mpa。符合PP0。33锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁F胀=A分P型 F锁-注射机的额定锁模力（N）； P型-模具型腔内塑料熔体平均压力（Mpa）；一般为注射压力的0.30.65倍，通常取20Mpa40Mpa。我们这里选P型=30Mpa。 A分-塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm）. A分271073mmF锁F胀=A分P型 =27107330 =813210（KN） 1250（KN）。因此可得出结论：该注射机选用合格，3.4开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关。当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： 对双分型面注射模，所需开模行程H为：S H = H1 + H2 + （510）mm式中，H1塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）； H2包括浇注系统在内的塑高度（mm）； S 注射机移动板最大行程（mm）； H 所需要开模行程（mm）。通过我们的塑件产品分析：H=130+247.5+8=385.5（mm）符合SH，可得该注射机符合要求。最终确定选用注射机XS-Z-60。第四章 模具结构的设计 注射模的结构设计包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔排列方式和冷却水道布局以及浇口位置的设置、模具工件零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计等内容。4.1 分型面的选择如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、镶件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1）尽量避免侧凹或内凸，尽量选用平面垂直分型面。2）尽量采用简单分型面。3) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。4) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，有利于设推出机构。5) 保证塑件的精度要求。6) 满足塑件的外观质量要求。7) 便于模具加工制造。8）把抽芯或分型距离长的置于开模方向上。9) 对成型面积的影响。10) 对排气效果的影响。11）分型面设在台阶或转角处，以免显现分型痕迹。12) 对侧向抽芯的影响。根据以上几点原则，结合本产品的具体特点，本产品结构简单，为中空塑料外壳，但两侧面有扣位，必须出行位，这样利于模具在制造过程中的加工及产品的脱模，选择的分型面，具体如下图： 4.2 确定型腔的数量及排列方式该塑件产品精度要求一般，采用一模一腔，具体排样如下： 第五章 浇注系统的设计 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性2）采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失3）浇注系统设计应有利于良好的排气4）防止型芯变形和嵌件位移5）便于修整浇口以保证塑件外观质量6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑7）流动距离比和流动面积比的校核5.1主流道的设计浇注系统采用普通流道的浇注系统,材料采用碳素体工具钢T8Aa、主流道尺寸由注射机型号,查得注射机的喷嘴直径为2mm,喷嘴球面半径为10mm。可根据1表5-2d注流道小端直径=注射机喷嘴直径+（0.51）=2+1=3mmSR主流道球面半径=喷嘴球面半径+（12）=10+2=12mma主流道锥角取26，这里取2h球面配合高度取35，这里取3mmL主流道长度尽量60，由于该设计是直接浇口，所以这里根据实际情况取117.5mmD主流道大端直径=d+2Ltga/2=7.6b、主流道衬套采用相应的配套圈固定。具体结构如下图所示： 5.2.浇口的设计此产品采用直接浇口，如下图所示：第六章 成型零件的工作尺寸计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。6.1凸模工作尺寸计算由于是普通精度模具，模具精度选用7级精度即可，根据1表3-8对l1，取0.92，SZ=/3=0.31根据1附录B查得ABS料收缩率S=0.3%-0.8%，所以S-=0.05(l1)0-SZ=（1+0.05）*280+0.5*0.92&-0.31=281.86&-0.31对于h1，取0.64, SZ=/3=0.21(h1)0-SZ=(1+0.05)*128+0.5*0.64&-0.31=128.96&-0.316.2凹模工作尺寸计算对于L1，取0.92, SZ=0.92/3=0.31(L1)+SZ0=(1+0.05)*280-0.5*0.92&-0.31=281.86&-0.31对于H2，取0.64, SZ=/3=0.16(H2)+SZ0=(1+0.05)*130+0.5*0.64&-0.31=130.97&-0.31第七章 导柱导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。、导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。 、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 第八章 脱模机构的设计8.1何为脱模机构在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。8.2脱模机构的设计原则1）推出机构应尽量设置在动模一侧，由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏，为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏。设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应该作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3）机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4）良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件，尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5）合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不会与其他模具零件相干涉。因此，为了这更好的脱模，达到我们所说的脱模效果，应设制拔模斜角。使用顶针推出产品。第九章 温度调节系统的设计 9.1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。9.2、冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。9.3、冷却系统的结构形式根据塑件的外形特征，塑件是个扁平状，在A模板开一条阶梯式分两层水路，A板水路离A板上表面25.5mm。两模板水路水嘴中心点相差50mm，B板水路采用鸭嘴式.具体形式如下： A板水路形式 B板水路形式第十章 模具草图第十一章 结论三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首三年，取得了些许成绩，生