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毕业设计（论文）中期报告题目：圆形端盖塑料模具设计1 设计进展状况本设计已经完成以下内容：（1）对于在开题报告中，老师对我总设计草图，开题报告中提出的相关问题，我修改了平面图、剖面图，通过指导老师的检查；完善了开题报告的内容和格式。（2）根据相关规定、规范和原则，完成了塑件的材料选择及其工艺性的了解，成型方案的拟定和模架的选择，外文文献的翻译，塑件总装配图的绘制。具体完成情况如下：1.1 塑件原材料的分析图 1 塑件图从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在 25mm 以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度 ，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取 30130 。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。3 当塑件高度不大（一般小于 2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用 30的脱模斜度。表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低 12 级，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般为 1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到 0.20.4mm。1.2成型塑件的材料分析PP 的材料名称是聚丙烯（百折胶） 。百折胶质轻，可浮于水，它具有高的结晶度，高耐磨性，高温冲击性好，化学稳定性高，卫生性能好，无毒，耐热性高，可在 100 摄氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品，也可用于法兰，齿轮，接头，把手等工业元件。PP 的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。 收缩率：1.02.5% 熔融温度：230275 成型温度：1565 度比重：0.9020.906 成型压力：100130Mpa 流比长：100200结晶性：半结晶性 射速：高速注射 2 存在问题及解决方案存在的问题：在本设计中涉及到了许多关于模具的相关问题，比如说导出机构，脱模机构，排气系统，冷却系统等方面的设计问题上出现了知识面上的严重不足。虽然以前接触过一些，也看过一些和其相关的书籍，但是在这些方面仍然存在着大量的问题。在后期的工作中我会认真的参考资料，积极和同学讨论，向导师请教，完善自己在设计中存在的问题。3 后期工作安排 （1）对所确定的实施方案进行全面的、系统的设计与分析。（2）修改完善装配图。（3）撰写说明书，完成毕业设计的其余部分。（4）完成论文的录入排版，准备答辩。（5）毕业答辩，装订论文。注：1）正文：宋体小四号字，行距 20 磅，单面打印；其他格式要求与毕业论文相同。2）中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）开题报告题目：圆形端盖塑料模具设计1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景、研究意义在注塑产品的开发过程中，模具的设计和制造决定了塑料件的最终质量和成本。所以我国模具设计及制造发展方向上提到，积极的开发和推广应用模具CAD/CAM/CAE 技术，提高模具设计的效率和模具制造过程的自动化程度。加快研究和自主开发三维 CAD/CAM/CAE 软件，同时搞好引进软件的二次开发，提高软件智能化、集成化程度。 3我在学习模具成型工艺知识的同时，也必须充分利用计算机辅助技术，由此看出本次设计是非常有意义的。1.2 国内外相关情况1.2.1 我国模具工业现状及发展趋势我国在注塑模技术开发研究与应用方面起步较晚。从 20 世纪 80 年代中期开始,国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模系统。同时,某些高等学校和科研院所也开始了注塑模系统的研制与开发工作,我国注塑模 CAD/CAE/CAM研究始于 07 年代末,发展较为迅速多年来,我国对注塑模设计制造技术及其开发应- 1 -用十分重视,在“八五”期间,由北京航空航天大学、华中理工大学、四川联合大学等单位联合进行了国家重点科技攻关课题“注塑模 CAD/CAE/CAM 集成系统”,并于1996 年通过鉴定,部分成果己投入实际应用,使我国的注塑模研究和应用水平有了较大提高.目前拥有自主版权的软件有,华中理工大学开发的塑料注塑模 CAD/CAE/CAM系统 HscZ0,郑州工业大学研制的 2 一 MOLD 分析软件等.这些软件正在一些模具企业中推广和使用,有待在试用中逐步完善。这些项目的成果对促进我国注塑模技术的迅速发展起了重要作用,使我国注塑模技术及应用水平很快提高。目前,我国经济仍处于高速发展阶段。一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此,放眼未来,模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展,模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。这对我们新时代的年轻人来说是一个巨大的机会也是一次强大的挑战。1.2.2 国外模具工业的发展状况近二十多年间,国外注塑模技术发展相当迅速。70 年代许多研究者对一维流动进行了大量研究,由最初的 CAD 技术和 CAM 技术以图纸为媒介传递信息向 CAD/CAM一体化方向发展。80 年代初开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域。80 年代中期注塑模进入实用阶段,出现了许多商品化注塑模CAD/CAE 软件,比较著名的有:1.澳大利亚 MOLDFLOW 公司的 MOLDFLOW 系统;2.美国PTC 公司的 Pro/Engineer 软件;3.美国 UG 公司的 UGllUNIGRAPHICSl 系统等等.这些先进软件的熟练掌握极大地促进了国外模具行业的发展。因此,未来的一段时间内,他们将朝着大型、精密、复杂与长寿命模具的方向发展。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容合理编制模具零件的制造工艺。合理的设计塑件及模具成型零部件的结构以及工艺。初步掌握侧向分型机构的结构设计和工艺性分析，设计图样要求符合最新制图标准，表达完整，布局合理。内容主要包括： 材料：ABS 生产批量：大批量 1、查找相关资料，进行塑件成型工艺性（原材料，结构和尺寸）分析； 2、注射机型号及工艺参数的选用; 3、拟定模具的结构形式：（1）分型面的确定；（2）型腔数量和排列方式的确定4、塑件的开模；- 4 -5、选取标准模架 6、注射模的结构设计（浇注系统设计，成型零件结构设计等） ，绘制模具结构草图； 7、模具设计的有关计算（包括注射机有关参数的校核）等； 8、运用 CAD 绘制总装图和个成型零件的二维图形；圆形端盖二维图 2.1.11圆形端盖三维图 研究方案2.2.1 采用的研究思路与方法1、分型面的选择1分型面应选择在塑件的最大截面处。否则，可能会无法脱模和加工型腔。无论塑件以何方位布置型腔，都应将此作为首要原则。 2 尽可能的将塑件留在动模一侧。因为在动模一侧设置和制造脱模机构简单易行。3有利于保证塑件的尺寸精度。 4 有利用保证塑件的外观质量。分型面上的型腔壁面稍有间隙，熔体就会在塑件上产生飞边。飞边影响塑件的外观质量。因此在光滑平整表面或圆弧曲面上，应尽量避免选择分型面。 2、浇注系统的布置 在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式两种，在本次设计过程中选取平衡式布置。从平衡的角度来看应尽量选择 H 形排列 在本次设计中，一模 2 腔。3、脱模结构的选择- 5 -1.顶杆脱模机构 它是一种最常用的脱模机构，主要由顶出部件上，顶出导向部件和复位部件等组成。 设计要点： （1） 顶杆应设置在脱模阻力大的地方 （2） 顶杆应有足够的强度和刚度和承受顶出力，以免顶杆在顶出时弯曲或折断。 （3） 对于开有冷却水道的模具，应避免顶杆通过冷却水道，否则会出现漏水现象，设计时应先设计冷却系统，再设计顶出机构并与冷却水道保持一定距离，以保证加工。 综合加工难度及成本，本塑件选用，顶杆顶出脱模机构 且顶杆应布置在制品最低点处同 。4、侧向抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构按动力来源可以分为三大类（一）：手动抽芯机构1：模内手动抽芯2：模外手动抽芯（二）：液动或者气动抽芯机构（三）：机动抽芯机构1：斜导柱抽芯机构2：斜滑块抽芯机构3：弯销抽芯机构4：斜导槽抽芯机构5：弹簧抽芯机构6：齿轮齿条抽芯机构本产品是圆形端盖含有内扣，因此，此次毕业设计采用斜顶机构来2.2.2 可能遇到的问题（1） 塑件成型位置及分型面选择； （2） 模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；（3） 模具工作零件的结构设计； （4） 顶出机构设计；（5）. 侧抽芯的设计（6） 拉料杆的形式选择； - 6 -（7） 冷却水道的布置3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题的重点和难点：分析产品（具体材料性能，外观要求，是否倒扣，是否有特殊工艺，成型是否有缺陷） 。提高模具寿命，控制成本（最容易加工） ，产品最佳外观 的综合把握，简单说就是设计的东西，制造能最省钱，生产产品效果能最好前期已开展的工作：查阅各种学术文献，期刊杂志，科技报纸等资料深入了解本课题内容以及注塑模具的具体状况，分析部件的工作原理。4 设计方案的确定5. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写)（1）调研 第 1 周(2）收集资料 第 2 周（3）确定设计方案 第 3 周（4）整理整体结构特点 第 4-6 周（5）完成结构设计计算 第 7-8 周（6）完成零件图 第 9-10 周（7）完成装配图的绘制 第 11-13 周（8）完成论文撰写 第 14 周（9）准备最终答辩 第 15 周6. 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 - 5 -参考文献1 黄虹主编 .塑料成形加工与模具 M，北京，化学工业出版社，2003.3，60-240。 2 模具设计与制造技术教育丛书委编会编.模具结构设计M，北京，机械工业出版社，2004.1。 3 许发樾编著.实用模具设计与制造手册M，北京，机械工业出版社，2002.6，332-400 。 4 杨峰编著 .Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计，北京，人民邮电出版社，2004。 5齐晓杰主编. 塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社，2005 7. 所在系审查意见：从平衡的角度来看应尽量选择 H 形排列 在本次设计中，一模 2 腔。综合加工难度及成本，本塑件选用，顶杆顶出脱模机构 且顶杆应布置在制品最低点处同 。本产品是圆形端盖含有内扣，因此，此次毕业设计采用斜顶机构来完成内扣的脱模。系主管领导： 年 月 日- 5 -6 邹继强 主编.塑料模具设计参考资料汇编，北京，清华大学出版社，2005.9。 7付建军主编. 模具制造工艺.机械工业出版社，2004 8王卫卫主编. 材料成型设备.机械工业出版社，2004 9 张景黎主编.模具加工与装配.化学工业出版社，2007 10伍明先主编.塑料模具设计指导.国防工业出版设，200811 JANSEN K M B. Heat transfer in injection moulding systems with insulation layers and heatingelements J. International journal of heat and mass transfer, 1995, 38(2)：309-316. 12 YAO D G, KIM B. Development of rapid heating and cooling systems for injection molding applications J. Polymer Engineering & Science, 2002 , 42(12)：2471-2481.13 吴生绪.塑料成形模具设计手册M.机械工业出版社14 朱光力,万金保等.塑料模具设计(第 2 版) M.北京：清华大学出版2006:48-52.15 Miguel Sanchez-Soto . Optimising the gas-injection moulding of an automobile plastic cover using an experimental design procedure. Spain.2006本科毕业设计( 论文)题目：圆形端盖塑料模具设计 圆形端盖塑料模具设计摘 要塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。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。本次的毕业设计是圆形端盖的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以 1 次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模 1 腔，浇注系统采用直浇口成形，推出形式为推杆斜顶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。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。关键词：1 次分型面注射模具；直浇口；推杆；斜顶Circular End Cover Plastic Mould DesignAbstractPlastic mould in todays society more and more widely used, from computers, cell phones, drinks, desk lamp, a pen and birdbath is widely applied, from our food and live lines cannot leave it, so to speak. Forming thermoplastic injection molding is a main method, so the application range is very wide. Injection molding is melt plastic raw material into the cylinder by heating, as a high viscosity fluid pressurized with piston or screw as a tool, makes the melt through the nozzle with high pressure injection mold cavity, after cooling and solidification stage, and then out of the mould, plastic products.This graduation design is a circular end cover of injection mold design, according to the amount of the product and process performance of plastic identified as one way to carry on the design of injection mold parting surface. Die mould with one module and one cavity, pouring system adopts sprue forming, launch form for putting inclined top institutions finished plastic parts. Because of the plastic parts process performance requirements of injection mold cooling system, therefore also has carried on the design in the mold design. Reference in the design of a large number of literature, also find information on the Internet, the design process is complete.Key Words: Times Parting Surface Injection Mould; Sprue; The Push Rod; Inclined Top目 录 1 绪论 .12 塑料制件的分析 .32.1 成型塑料件的工艺性分析 .32.2 成型塑件的材料分析 .42.3 塑件成型的基本过程 .63 注塑设备的选择 .83.1 估算塑件体积质量 .83.2 注塑机的选择 .84 成型零件有关尺寸的计算 .105 模具各系统的设计 .145.1 分型面的选择 .155.2 浇注系统的设计 .155.2.1 浇口套的选用 .155.2.2 浇口位置的选择 .165.3 合模导向机构的设计 .175.3.1 导柱的设计 .175.3.2 导套的设计 .185.4 脱模结构的设计 .195.5 排气系统 .205.6 冷却系统 .206 注射机的校核 .246.1 注射量的校核 .246.2 锁模力的校核 .246.3 模具厚度的校核 .246.4 开模行程校核 .25总结 .26毕业设计（论文）知识产权声明 .29毕业设计（论文）独创性声明 .3001 绪论1.1 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。1.2 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1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。1.3 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02 塑料制件的分析2.1 成型塑料件的工艺性分析通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，工件的尺寸和形状如下图:图 2.1 塑件三维图图 2.2 塑件二维图从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。0脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在 25mm 以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度 ，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取 30130。1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。3 当塑件高度不大（一般小于 2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用 30的脱模斜度。表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低 12 级，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般为1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到 0.20.4mm。2.2 成型塑件的材料分析PP 的材料名称是聚丙烯（百折胶） 。百折胶质轻，可浮于水，它具有高的结晶度，高耐磨性，高温冲击性好，化学稳定性高，卫生性能好，无毒，耐热性高，可在 100 摄氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品，也可用于法兰，齿轮，接头，把手等工业元件。PP 的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗1氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。如图 2.3：图 2.3 聚丙烯的性能参数收缩率：1.02.5% 熔融温度：230275 成型温度：1565 度比重：0.9020.906 成型压力：100130Mpa 流比长：100200结晶性：半结晶性 射速：高速注射 注 塑 模 工 艺 条 件 ：注 塑 机 选 用 ： 对 注 塑 机 的 选 用 没 有 特 殊 要 求 。 由 于 PP 具 有 高 结 晶 性 。需 采 用 注 射 压 力 较 高 及 可 多 段 控 制 的 电 脑 注 塑 机 。 锁 模 力 一 般 按 3800t/m2来 确 定 ， 注 射 量 20%-85%即 可 。干 燥 处 理 ： 如 果 储 存 适 当 则 不 需 要 干 燥 处 理 。熔 化 温 度 ： PP 的 熔 点 为 160-175 ， 分 解 温 度 为 350 ， 但 在 注 射 加 工时 温 度 设 定 不 能 超 过 275 。 熔 融 段 温 度 最 好 在 240 。模 具 温 度 ： 模 具 温 度 50-90 ， 对 于 尺 寸 要 求 较 高 的 用 高 模 温 。 型 芯 温度 比 型 腔 温 度 低 5 以 上 。注 射 压 力 ： 采 用 较 高 注 射 压 力 （ 1500-1800bar） 和 保 压 压 力 （ 约 为 注 射压 力 的 80%） 。 大 概 在 全 行 程 的 95%时 转 保 压 ， 用 较 长 的 保 压 时 间 。注 射 速 度 ： 为 减 少 内 应 力 及 变 形 ， 应 选 择 高 速 注 射 ， 但 有 些 等 级 的 PP和 模 具 不 适 用 （ 出 现 气 泡 、 气 纹 ） 。 如 刻 有 花 纹 的 表 面 出 现 由 浇 口 扩 散 的 明暗 相 间 条 纹 ， 则 要 用 低 速 注 射 和 较 高 模 温 。2流 道 和 浇 口 ： 流 道 直 径 4-7mm， 针 形 浇 口 长 度 1-1.5mm， 直 径 可 小 至0.7mm。 边 形 浇 口 长 度 越 短 越 好 ， 约 为 0.7mm， 深 度 为 壁 厚 的 一 半 ， 宽 度 为壁 厚 的 两 倍 ， 并 随 模 腔 内 的 熔 流 长 度 逐 肯 增 加 。 模 具 必 须 有 良 好 的 排 气 性 ，排 气 孔 深 0.025mm-0.038mm， 厚 1.5mm， 要 避 免 收 缩 痕 ， 就 要 用 大 而 圆 的注 口 及 圆 形 流 道 ， 加 强 筋 的 厚 度 要 小 （ 例 如 是 壁 厚 的 50-60%） 。 均 聚 PP制 造 的 产 品 ， 厚 度 不 能 超 过 3mm， 否 则 会 有 气 泡 （ 厚 壁 制 品 只 能 用 共 聚PP） 。熔 胶 背 压 ： 可 用 5bar 熔 胶 背 压 ， 色 粉 料 的 背 压 可 适 当 调 高 。制 品 的 后 处 理 ： 为 防 止 后 结 晶 产 生 的 收 缩 变 形 ， 制 品 一 般 需 经 热 水 浸 泡处 理 。2.3 塑件成型的基本过程注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体-熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴以较高的压力（约 2085mpa） ，溶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。a. 塑化过程现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。b. 充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题-浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。c. 冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即：塑化注射充模固化成型加热理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分考3虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。d. 脱模过程塑件在型腔内固化后，必须采取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。由 a 至 d 形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件。03 注塑设备的选择3.1 估算塑件体积质量建模，三维零件设计利用 proe 软件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量如图 3.1所示：图 3.1 体积说明3.2 注塑机的选择注射机的类型和规格很多，分类方法各异，按结构型式可分为立式、卧式、直角式三类，国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射成型机各特点如下：立式注射机的注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力下落。需人工取出，有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，也可以实现全自动操作，此类注射机注射量一般均在 60 克以下。卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆0与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行） 。优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故能实现全自动操作，机床重心较低安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦嵌件放入模具有倾斜或落下的可能，机床占地面积较大。直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，主要优点是结构简单，便于自制适于单件生产者，中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大。根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的 80左右。即有V s a V1 （3.1） 式中： V1理论注塑容量，cm3 ；VS实际注塑容量，g ；a注塑系数，一般取值为 0.8；经计算可得 实际注塑量 V=1.223400mm28080mm根据以上计算模具设计与制造简明手册表 2-40 选择注射机 XS-ZY-125螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：125cm 3螺杆直径： 42mm注射压力：119Mpa锁模力：900kN模板行程：270mm模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm模板尺寸：330440mm拉杆空间：260290mm定位孔直径：100mm合模方式：液压机械 14 成型零件有关尺寸的计算该塑件的材料 PP 是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为 1%2.5 %,故平均收缩率为 1.75%。见表4.1：表 4.1 公差数值表 5.9-11精 度 等 级12345678基本尺寸 m公 差 数 值 m304.6.08.12.024.3.042.6574800912032040.2148523041.2.01.2.03.04.9.03862715.4.6016013200940.16.2468285.- 87156- .2180- 30903702- 5.35- 41682642表 4.2 精度尺寸的选用 2-3、52建议采用的精度等级类别 塑件种类高精度 一般精度 低精度1PP 345根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为 级精度选取。此产品采用 4 级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.50.75 的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：型腔凹模径向尺寸计算：（相关公式参见塑料制品成型及模具设计第 79-80 页）型腔径向尺寸的计算： 式中： L+ z =（1+Scp）LS-3/4+z （4.1） L凹模径向尺寸（ mm）LS塑件径向公称尺寸（ mm）Scp塑料的平均收缩率（）塑件公差值（mm）z 凹模制造公差（mm）由：LS1=79 mm 又查表知 4 级精度时塑件公差值： 1= 0.38mm 实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的 1/31/4 ，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的 1/31/4。为了保持较高精度选 1/4。由于： z= 1/4 得： z1=1/40.38=0.095mm 则： L1+ z=（1+Scp） LS-3/4+z=（1+1.75%）79-3/40.38+0.095 =80.1+0.095 mm(二) 型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+ z =（1+Scp）LS-2/3+ z (4.2)H凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（ mm）3其余符号同上由：HS1=50mm 取 4 级精度时 1=0.28 mm 由 z=1/4 得：z1=0.07 mm 则： H1+z =（1+Scp）LS-2/3+z=（1+1.75%）50-2/30.28+0.07=50.688 +0.07mm(1) 型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法：Lz = （1+Scp）LS+3/4 z (4.3)L型芯径向尺寸（mm）z型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由： LS1=76mm 取 4 级精度时 1=0.38 mm 由 z=1/4 得： z1=0.095 mm 则：L1z =（1+Scp ）LS+3/4z=（1+1.75% ）76+3/40.380.095=77.6150.095mm(2) 型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： Hz = （1+Scp ）LS+2/3z (4.4)H型芯高度尺寸（mm）z型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：H1=48.5 mm 取 4 级精度时 1=0.28 mm 由 z=1/4 得： z1=0.07 mm 则： H1z =（1+Scp ）LS+2/3z=（1+1.75%）48.5+2/30.28 0.07 =49.5350.07 mm05 模具各系统的设计5.1 分型面的选择分型面的形式与塑件的几何形状、唾沫方法、模具类型及排气条件等有关，常见的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。（1） 符合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面应设（2） 在脱模方向最大的投影边缘部位；（3） 分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面；（4） 确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面；（5） 确保塑件质量；（6） 尽量避免成型孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块；满足模具的紧锁要求，将塑件投影面积大的方向放在定动模的合模方向上，而（7） 将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面的，应加斜面锁紧；合理安排浇注系统特别是浇口位置，有利于开模；通过对塑件结构形式的分析，同时根据以上分型面的选择原则综合考虑，决定将分型面选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图 5.1 所示：图 5.1 分型面05.2 浇注系统的设计浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响。 此塑件采用普通流道系统，它是由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成的。浇注系统是一副模具的重要的内容之一。从总体来说，它的作用可以作如下归纳：它是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔，同时使型腔的气体能及时顺利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效地传递到型的各个部位，以获得形完整、内外在质量优良的塑件制件。浇注系统的设计的一般原则：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性。采用尽量短的流程，以降低热量与压力损失。浇注系统的设计应该有利于良好的排气，浇注系统应能顺利填充型腔。便于修整浇口以保证塑件外观质量。确保均匀进料。根据实际设计情况，本次设计采用一模一腔直浇口，所以只需设计浇口套即可5.2.1 浇口套的选用主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损，对材料要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时，也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A 或 T10A） ，热处理淬火表面硬度为 5055HRC ，浇口套属于标准件，在选够浇口套时应注意：浇口套进料口直径和球面坑半径。浇口套如图 5.2 所示：1图 5.2 浇口套5.2.2 浇口位置的选择（1） 浇口的位置的应使填充型腔的流程最短这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔。对于型塑件，要进行流动比的校核。流动比 K 由流动通道的长度 L 与厚度 t 之比来确定。式5.1：K=（L/t） (5.1) 式中：L -各段流程的长度，mm; t-各段流程的厚度或直径， mm;流动比的允许值随塑料熔体的性质、温度压力等的不同而变化。流动比的计算公式为： K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 (5.2) K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 (5.3) （2） 浇口位置的选择要避免塑件变形（3） 浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑2件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向。为提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢流槽，使冷料进入逸流槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会有熔接痕产生。浇口的位置塑与件质量有直接影响,位置选择不当会使塑件产生变形、熔接痕等缺陷。浇口位置的选择如总装图所示在该产品的顶部中间位置。5.3 合模导向机构的设计导向机构主要包括导柱、导套，主要作用是在动模与定模合模时保证型芯和型腔的精确定位。导向零件应合理地均匀分别在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般采用 2 到 4 根导柱。在此设计中采用了 4 根导柱。如图 5.3 所示：图 5.3 导柱5.3.1 导柱的设计在 对 导 柱 结 构 设 计 时 ， 必 须 考 虑 以 下 要 求 ：（ 1） 长 度 ： 导 柱 的 长 度 必 须 比 凸 模 端 面 要 高 出 一 些 。 以 免 导 柱 未 导 正 方向 而 凸 模 先 进 入 型 腔 与 其 相 碰 而 损 坏 。 在 这 里 我 设 计 的 是 把 导 柱 装 在 定 模 那 边 。（ 2） 形 状 ： 导 柱 的 端 部 做 成 锥 形 或 球 形 的 先 导 部 分 ， 使 导 柱 能 顺 利 进 入导 柱 孔 。（ 3） 材 料 ： 导 柱 应 具 有 硬 而 耐 磨 的 表 面 、 坚 韧 而 不 易 折 断 的 内 芯 ， 因 此 ，多 采 用 低 碳 钢 经 渗 碳 淬 火 处 理 。 或 碳 素 工 具 钢 （ T8、 T10） 经 淬 火 处 理 硬 度HRC50-55。 （ 4） 配 合 精 度 ： 导 柱 装 入 模 板 多 用 七 级 精 度 过 渡 配 合 。3（ 5） 光 洁 度 ： 配 合 部 分 光 洁 度 要 求 7 级 ， 此 外 ， 导 柱 的 选 择 还 应 跟 椐 模架 来 确 定 。加工个导柱、导套孔时，应将定模板、推件板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板、动模板上加工沉头孔。5.3.2 导套的设计（1） 分类导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的模具。在设计中两种导套都有用到。（2） 形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。（3） 长度导套的长度应根据模板的厚度确定，其长度一般比板厚少2-3mm（4） 材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A, 硬到 HRC5055,或采用20 钢渗碳0.50.8 厚，淬硬到HRC56 60。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。（ 5） 导 套 的 选 择导套的选择应根据模板的厚度和以上各个因素来确定，本设计在脱浇道板、定模板和动模板以及顶针板上各设置一套导套，典型的导套可分为直导套合带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合，带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合。如图 5.4 所示：4图 5.4 导套5.4 脱模结构的设计在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，在该设计中，为了使符合脱模机构的要求：使塑件留于动模；塑件不变形损坏这是脱模机构应当达到的基本要求。要做到这一点首先必须分析塑件对模腔的附着力的大小和所在部位，以便选择合适的脱模方式和脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。良好的塑件外观顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。结构可靠因此，根据装配图，其模具结构的脱模机构主要利用推杆和推板将产品推出模外，还有在设计主型芯时也会有一定的拨模作斜度 12 。如图 5.5 所示：5图 5.5 推杆和斜顶5.5 排气系统塑料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：（1） 利用配合间隙排气；（2） 在分型面上开设排气槽排气；（3） 利用排气守排气；（4） 强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为 0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 5.6 冷却系统冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则：（1） 冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大；6（2） 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在 015mm 范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm。（3） 水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4） 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。（5） 水管接头应设在不影响操作的一侧塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形）冷却系统设计可按下式进行计算：设该模具平均工作温度为 60，用 20的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为 30，产量为（1 分钟 4 模）1000g/h。（1） 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 Q3，查有关文献得 PP 的单位热流量为 Q2=314.3398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J（2）求冷却水的体积流量 VV=WQ1/Pc1(T1 T2)=352800/601/10004.2（ 3020）=140cm3温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面：变形、尺寸精度、力学性能、表面质量在选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制件的质量要求。在注射模具中溶体从 200 ,左右降低到 60左右，所释放的能量 5以辐射，对流的方式散发到大气中，其余 95由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的 1020 倍。这次我选择湍流，查表 5.6表 5.6 冷却系统相关参数冷却水道直径d/（mm）最低流量 v/（m/s ）流量qv/（m /min）36 1.10 7.410 该注塑模的冷却系统设计为单运水，具体分布方式如图 5.6 所示：7图5.6 运水系统5.7 绘制装配图及定制零件明细表模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有 12 种结构，15876 种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图主视图如图 5.7 所示：8图 5.7 总装图模具零件的材料选定 大部分零件材料为 45 具体的材料明细表如图 5.8 所示：图 5.8 材料明细06 注射机的校核6.1 注射量的校核根据模具设计与制造简明手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核：0.8 =
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