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内容简介：

任务书一、课题来源、目标及意义泡面碗是生活中必不可少的一种器皿，尤其是在学生时代使用量最大。平时对泡面碗的形状、尺寸以及网络书籍等材料的帮助下，而且精度要求不高，选择泡面碗-塑料模具设计很适合作为毕业设计的题目。通过这次的毕业设计，设计到很多的转业知识，我也通过网络、书籍来学习更多的知识，为了完成本次设计平时会请教老师和同学。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的昀后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。接下来我将会对注塑模具更加了解，对我接下来实习工作会有很大的帮助，也让我对模具专业更加的感兴趣。二、毕业设计（论文）内容及要求本次设计将通过对泡面碗的塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，分析与计算，合理设计型腔、型芯，并对各个参数进行校核，设计出一副合理，经济、适用的注塑模。本次设计对学生的知识面，掌握知识的深度，运用理论结合实际去处理问题的能力，书面及口头表达能力进行考核。能强化理论知识及实践技能，使学生充分发挥其创造力，圆满地完成毕业设计。三、毕业设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段名称计划时间1毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。 年11 月15日 前2教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。 年11 月28日 前3学生上交开题报告，开始设计。教师指导 年11 月29日至 年12 月12日4学生完成毕业设计，并上报周记5次，教师指导 年12 月12日至 年3月1日 5学生提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。 年3 月3日前6毕业设计答辩。 年 月 日四、参考书及参考文献1塑料模具设计基础及项目实践/褚建忠等主编2UG NX 6.0立体词典：产品建模/单岩等编著.3孙玲.注塑成型工艺与模具设计M.北京;清华大学出版社20084刘航.模具制造工艺M.西安电子科技大学出版社20065任天娟.中小型注塑模标准模架的选用J.广西轻工业20096田学军.注塑过程分析及工艺参数设定J.机械工程师20057叶久新 王群主编.塑料成型工艺及模具设计.机械工业出版社20088高锦张主编塑性成形工艺与模具设计M.机械工业出版社，2000指导教师（签字）: 院（系）主任（签字）: 开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值泡面碗是生活中必不可少的一种器皿，尤其是在学生时代使用量最大。平时对泡面碗的形状、尺寸以及网络书籍等材料的帮助下，而且精度要求不高，选择泡面碗-塑料模具设计很适合作为毕业设计的题目。在研究泡面碗-塑料模具设计过程中，通过这次的毕业设计，设计到很多的转业知识，我也通过网络、书籍来学习更多的知识，它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的昀后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。通过泡面碗-塑料模具设计可以更好的去学习塑料模具设计的整个过程，通过对塑件泡面碗的塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，设计该塑件的注塑模，最终确定所需要的二维图。通过此次毕业设计，学生将对注塑模有更进一步的了解。对我接下来的实习和工作都会有很大的帮助。2、 课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径）对于泡面碗-塑料模具设计而言，我首先考虑到该产品是我生活中常用器皿，我对该产品形状、尺寸规格都很熟悉，运用自己在学校期间学习的专业知识，通过对泡面碗的塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，设计该塑件的注塑模，最终确定所需要的二维图。通过此次毕业设计，学生将对注塑模有更进一步的了解。在以上阶段遇到重重困难，也很感谢老师、同学对我的帮助。三、论文的主体框架和主要内容概述想要设计一套完美的塑料模必须要熟练掌握塑料模具设计基础知识，要有明确的设计思路，并要合理使用身边的信息资源。设计一套完善的塑料模一般按照一下的步骤思路来设计：塑件工艺分析：1）材料尺寸精度2)表面要求3）结构工艺性成型工艺分析：1）成型工艺参数2）型芯、型腔布局成型方案确定：1）分型面选择2）浇注系统设计3）推出方式设计4）温度调节系统5）排溢系统设计6）型芯、型腔结构设计7）浇注系统推出方式8）开合模运动控制方式模具草图绘制尺寸计算：1)型芯、型腔尺寸计算2）模架类型3)浇注系统尺寸4）推杆尺寸、位置5）开闭器规格级布置位置尺寸6）小拉杆尺寸7）开模距离校核注塑机选择模具图纸绘制：1）装配图绘制2）零件图绘制本次设计通过对泡面碗的塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，分析与计算，合理设计，型腔、型芯，并对各个参数进行校核，充分的利用身边的网络和书籍材料，设计出一副合理，经济、适用的注塑模。四、论文工作进度与安排起讫日期工作内容达到要求毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。选题审批完成教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。完成开题报告学生提交开题报告并开始设计，教师指导。开题报告审核完成，并已开始设计老师指导，学生更改并定稿。毕业设计最终稿完成提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。材料上交完成毕业设计答辩。五、指导教师意见 指导教师：年 月 日六、所在专业负责人审查意见 专业负责人：年 月 日七、参考文献阅读清单（要求8篇以上）序号题 目（及作者）出处（书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等）1孙玲.注塑成型工艺与模具设计北京;清华大学出版社20082刘航.模具制造工艺西安电子科技大学出版社20063任天娟.中小型注塑模标准模架的选用广西轻工业20094田学军.注塑过程分析及工艺参数设定机械工程师20055夏江梅主编.塑料成型模具与设备机械工业出版社，20056屈华昌主编塑料成型工艺与模具设计M机械工业出版社，20047叶久新 王群主编.塑料成型工艺及模具设计机械工业出版社，20088高锦张主编塑性成形工艺与模具设计M机械工业出版社，2000包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘要泡面碗是生活中必不可少的一种器皿，尤其是在学生时代使用量最大。平时对泡面碗的形状、尺寸以及网络书籍等材料的帮助下，而且精度要求不高，选择泡面碗-塑料模具设计很适合作为毕业设计的题目。本课题主要根据模具设计与制造所学专业知识，通过对泡面碗-塑料模具设计课题对塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，设计该塑件的注塑模。关键词：注塑、分型面、浇注系统目录前言11 设计任务书22 塑件成型工艺分析32.1 塑件成型特性32.1.1 成型性能32.2 塑件的结构工艺性42.2.1 塑件的尺寸精度分析42.2.2 塑件表面质量分析42.2.3 塑件的结构工艺性分析42.3 注射机的选用52.3.1 初选注射机52.3.2注塑机的选择53 确定分型面和分析注系统63.1 分型面的确定63.2 浇注系统的分析63.2.1 主流道的分析63.2.2 分流道分析73.3冷却系统设计84 论证模具设计方案94.1 型腔的布局94.2 成型零件的结构94.3 推出机构的确定94.4 合模导向机构95 主要零部件的设计计算115.1 成型零件的成型尺寸计算115.2型芯型腔结构尺寸计算115.2.1型芯型腔结构尺寸计算115.5锁模力的计算135.6确定模具型腔壁厚136 标准模架确定147 注射机有关参数校核157.1 模具闭合高度确定157.2 模具的闭合高度校核157.3 模具安装部分校核157.4 注射量校核158 模具工作原理16参考文献17致谢2016前言模具设计与制造专业指的是模具加工工艺与制作及维修。旨在培养模具设计与制造的高级应用型技术人才，毕业生可从事企业生产所需模具及其工装的设计与制造，模具装配与调试、模具企业经营与管理工作。模具分为五金模和塑胶模，是指能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具，也就是通常人们所说的模子。比如手机、玩具、电视机、汽车、飞机等各种产品的外壳和所有零部件的生产都离不开模子。模具是工业之母，是制造行业的基础。因此，模具专业技术人才的就业前景相当广阔。现在中国的制造业很迅速发展，许多企业难以招聘到技术过硬的中高级模具技术人才，所以模具人才的工资待遇也越来越高。模具设计与制造专业课程涉及内容比较广泛，有机械制图、机械设计基础、计算机基础与办公软件(中级)、公差配合与测量、Auto CAD(中级)、塑料模具设计、Auto CAD(高级、考证)、冲压模具设计、Master Cam数控编程、数控编程技术(手工编程)、毕业设计、UG设计。模具设计与制造专业被列为国家紧缺人才需求的专业，毕业生几乎不为找工作发愁。第 1 页1 设计任务书1）塑料制品名称：泡面碗2）成型方法与设备：注塑成型；注塑机3）塑料原料：PP（聚丙烯）4）收缩率：（1.0-2.5）%5）生产批量：10万件6）塑件图如下图1-1、1-2所示：图1-1塑件二维图泡面碗形状简单，尺寸方面要求不高，只要外表面光滑无毛刺；而且易于加工，满足使用要求即可。泡面碗的作用是方便大家烹煮泡面，首先考虑材料的选择，无毒易清洗，根据课本塑料模具设计基础P30选择材料PP，密度为0.91g/cm3，加工温度250-270，模具温度50-75，收缩率1.0-2.5优点：易染色，耐湿、化、冲击性佳。缺点：复杂之异形押出不易，易氧化，不易结合，易被紫外线分解。采用侧浇口式，易用低注射压力并并延长注射时间以防止变形，降低内应力。 图1-2塑件三维图2 塑件成型工艺分析2.1 塑件成型特性2.1.1 成型性能力学性能：PP的拉伸强度和刚性都比较好，但冲击强度较差，特别是低温时耐冲击性差。虽然抗冲击强度差，但经过填充或增强等改性后，其机械性能在许多领域可与成本较高的工程塑料相竞争。表面硬度：PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等，仅比PE好一些。当结晶度较高时，硬度也相应增加一些，但仍不及PVC、PS、ABS等。热性质：在五大通用塑料中，PP的耐热性是最好的。PP塑料制品可在100下长时间工作，在无外力作用时，PP制品被加热至150时也不会变形。在使用成核剂改善PP的结晶状态后，其耐热性还可进一步提高，甚至可以用于制作在微波炉中加热食品的器皿。化学稳定性：PP的化学稳定性优异，对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。例如在100的浓磷酸、盐酸、40%硫酸及其它们的盐类溶液中都是稳定的，只有少数强氧化剂如发烟硫酸等才可能使其出现变化。PP是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。气密性：PP对氧气、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透过性，与其它非塑料材料相比其气密性还是相当好的。老化性能：PP分子中存在叔碳原子，在光和热的作用下极易断裂降解。未加稳定剂的PP在150下被加热半小时以上，或在阳光充足的地方曝晒12天就会明显变脆。在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧剂可以有效地防止PP在加工和使用过程中的降解老化。加工性能良好：PP属于结晶型聚合物，不到一定温度其颗粒不会熔融，PP的熔体粘度比较低，因此成型加工流动性良好，特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小，适合于大型薄壁制品注塑成型。综上所述，pp相比较其他塑料综合性能良好，而且加工成本低，在大多的温度范围内具有较高综合性能。注射时温度和压力都能影响材料的流动性注，其中注射的压力占得比例较大，因此产品成型经常取比较高的注射压力，从而降低熔融状态下塑料的粘稠度，避免产品缺料。第 19 页2.2 塑件的结构工艺性2.2.1 塑件的尺寸精度分析对于该塑件的尺寸精度并无特殊的要求，所以该塑件的所有尺寸公差均为自由尺寸公差，又因pp收缩率为1.0%2.5%，查表2-1得公差等级为MT6并且按此精度查取公差。表2-1公差等级表2.2.2 塑件表面质量分析对该塑件外表面都没有具体得要求，正常情况下，外表面光洁，没有缩影、没有毛刺即可，表面的粗糙度Ra可取1.6um。2.2.3 塑件的结构工艺性分析如图2-2所示，这个塑件的形状、结构相对比较简单，塑件尺寸（190*150*100 ）mm，上表面多出两个托手靶，方便拿取,低部有加强筋，没有特殊的结构要求和精度要求，产品的设计很合理，只要在生产过程中取适当工艺参数，生产出合格的产品还是比较容易的。为保证塑件质量，降低生产成本，所以选择采用一模两腔。图2-2塑件表面形状2.3 注射机的选用2.3.1 初选注射机该塑件所采用塑料为pp，需要对泡面碗进行着色，故而在pp材料中加入注射剂，为使塑件颜色均匀，需充分搅拌。pp流动性能比较好，所以可以选用柱塞式注射机。又因为一次注射量应小于注塑机最大注射量的80%。根据以上要求查表得应选型号为SZY-2000注射机生产，该注塑机的主要参数，见表2-2。表2-2塑件的注射成型工艺参数2.3.2注塑机的选择注塑机型号中的字母S表示塑料机械，Z表示注射，Y表示螺杆式，2000表示表示注射机的最大注射量。注射机只有安装到注射机上才能工作，故选用的注射机必须与成型模具相匹配。为此，在注射模设计时必须对注射机的基本参数进行校核。3 确定分型面和分析注系统3.1 分型面的确定该塑件结构相对比较简单，根据模具分型面基本选择原则，多选择大面作为分型面，所以有下面两种比较。如果选择（A）分型面，它的同轴度会比（B）分型面好；选择（A）分型面，它的塑件精度要求会比（B）分型面好；选择（A）分型面，它的型腔会比（B）分型面型芯更容易加工；考虑不影响塑件的外观质量，便于清理毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，综上选择（A）分型面。见表3-1。 （A）(B) (B) 表3-1分型面选择图3.2 浇注系统的分析3.2.1 主流道的分析由以上注塑机选用得出关于SZY-2000型号的注塑机的喷嘴相关尺寸，如表3-2。表3-2注塑机的喷嘴相关尺寸参数使用点浇口方式进行浇注塑料模具，为了便于模具后期的保养，主流道称套采用可更换浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，避免了浇口套在使用中的磨损。点浇口设计由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响外观质量的前提。同时，也应该尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，并结合以确定的分型面位置。 3.2.2 分流道分析该塑件的形状结构比较简单，底部有一个圆形加强筋，而且塑件材料pp，流动性能较好，为了缩短进胶时间，采用较为常见的截面为“ O ”形的分流道，采用较为简洁的点交口进胶。如图3-3所示分流道截面的形状。图3-3分流道截面图3.3冷却系统设计根据pp材料有以上材料分析可知，pp材料的流动性能很好，成型时需要均匀冷却，且泡面碗是批产生产产品，所以需要缩短成型周期，从而提高生产的效率。因此型腔冷却是在A板上开出冷却水道，采用比较简单的直通式冷却方法，因此，该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道，采用冷却水进行循环冷却型腔；而型芯的冷却则采用内部加装铜管喷流冷却的方式，其进出水孔开在支承板上，成型模具温度控制在6080冷却水道。如图3-4所示。冷却介质为水，不仅冷却性能好、而且经济方便。型芯的不需要冷却，生产时模具温度正常情况应该控制在150180。图3-4分流道截面图4 论证模具设计方案4.1 型腔的布局塑件外表面形状光滑规则，为了节约材料和布局合理和方便加工和取件，则采用了点浇口注塑，即采用中心对称分布布局的一模两腔。如图4-1所示。图4-1型腔布局4.2 成型零件的结构为了使型芯、型腔的加工方便，模具的型芯采用组合式，组合式型芯可以节省贵重模具钢材料，便于机械加工和热处理，维修更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气。考虑到型芯加工制造方便和降低模具的制造成本，故采用组合式型芯。4.3 推出机构的确定根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分，塑件成型开模后，模具型芯与塑件一起留在动模一侧。为保证塑件外形、尺寸及外观要求，由于该模具为一模二腔，模具采用双推件杆推出机构，既能满足脱模力的要求，也能使模具的结构变的简单，且能降低模具的成本。4.4 合模导向机构该塑件精度要求不算高，塑件形状、型腔分布对成，无明显单边注射侧压力，可采用最为常见的导柱导向机构。在动模板、推件板、定模板间使用四对导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。在定模座板与定模板间采用四对限距拉杆，不仅起到限制第一次分型距的作用（所限距离要确保能取出凝料），同时还起到导向定位定模座板的作用。5 主要零部件的设计计算5.1 成型零件的成型尺寸计算该塑件结构比较简单，材料采用pp（聚丙烯），成型产品的尺寸可以按照平均值法来计算，由上文pp（聚丙烯）的收缩率为（1.02.5）%，故其平均收缩率为：（公式5-1平均收缩率计算）=(1.0+2.5)%/2=1.75 a收缩率。5.2型芯型腔结构尺寸计算5.2.1型芯型腔结构尺寸计算型芯、型腔的结构尺寸如图5-1、5-2所示：图5-1型腔布局型腔径向尺寸及深度尺寸计算：LM=(LS+LSSCP-3/4)+ 0 =(73+730.015-3/41)+0.3 0 =73.34+0.3 0HM=(HS+HSSCP-2/3)+ 0 =168.8+0.3 0图5-2型芯布局型芯径向尺寸及深度尺寸计算： LM=(LS+LSSCP+3/4)0 - =(40+400.015+3/41)0 -0.3 =40.670 -0.35 HM=(HS+HSSCP+2/3)0 - =140.230 -0.35.3锁模力的计算计算锁模力需要两个重要因数：投影面积 型腔压力，如图5-3所示：图5-3型芯，型腔、俯视图S=3500mm2 pp压力约为100MPa，锁模力Fm=7000*800MPa=560KN5.4确定模具型腔壁厚采用经验数据法，经查阅注塑模具设计手册中的有关数据，得到这套模具的推荐型腔壁厚是10-15mm。6 标准模架确定该产品采用的是点浇口进胶方式，根据模具具体结构形式特点、型腔的分布方式、塑件的管控尺寸以及冷却水道的分布等诸多因素，查寻注塑模具设计手册中的相关模架学选择原则，选择如图6-1所示的FCI-3570-A190-B180-C160型标准模架。图6-1模架三维图7 注射机有关参数校核7.1 模具闭合高度确定组成模具闭合高度的模板及其他主要零件的尺寸如下：定模座板H1=50mm 型腔固定板H2=190mm动模座板H4=30mm 型芯固定板H3=180mm 该塑料模具闭合高度H0=H1+H2+H3+H4=450mm7.2 模具的闭合高度校核由于SZY-2000型号的注射机所允许模具高度数据如下表7-1所示：表7-1 注射机所允许模具高度由“7.1 模具闭合高度确定”一章节计算得模具闭合高度H0=450mm，所以模具闭合高度满足HminH0Hmax的安装条件。7.3 模具安装部分校核这套模具的最大外形尺寸是350mm700mm，而SZY-2000型号的注射机模板的最大的安装尺寸是600mm500mm，所以是可以满足该模具安装需求的。7.4 注射量校核完成一个注射成型周期，使得模具型腔充满塑料熔体总量（V总）与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，相关数据如下：由UG测得单个塑件的体积V0540 cm3，该套模具型腔布局为中心对称的2个（一模两穴）即V型腔1080cm3，通过查找相关材料一般浇注系统体积为总型腔体积20%，所以浇注系统体积V浇注=500cm3，故此可以得出总注射量V总=V1+V2=1500cm3。又因为总注射量V总需要满足V总80%V额。故此得出注射机的额定注射量V额需要满足V额V总/80%=2000cm3。SZY-2000型注射机的额定注射量为V额，=2000 cm3，因V额，V额，固注射机的注射量满足模具要求。8 模具工作原理合模时，在导柱、导套的导向和定位作用下，注射机的合模系统带动动模部分向前运动，当B板碰到A板上的开闭器时，A板跟着B板一起往前运动，当B板与水口板合在一起时，动模继续往前运动，当A板挤进开闭器时，A板与B板重合，合模结束。在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过注射机喷嘴经过模具浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模，开模时，动模开始向后运动，水口板与B板为第一分型面打开，小拉杆拉住冷料穴，冷却系统被拉开，塑件包紧型芯，跟着动模一起向后运动，动模继续向后运动，开闭器被迫打开，A板与B板之间为第二分型面打开，行驶到一定距离时，塞打螺丝小拉杆会拉住A板，限制A板的运动距离。动模继续向后运动，当注射机顶杆碰到推件板固定板，动模继续后退，相对于推件板固定板向前推出推杆推出塑件。和浇注系统凝料，至此完成一次注射过程。致谢经过充实的两周的毕业设计课程，这套泡面碗塑料膜设计接近尾声，从刚刚上塑料模具设计基础这门课程时，我就感觉自己的专业知识不是很扎实，但是这次毕业设计也是对我两年多来的终极考核，所以我会更加努力的去完成。在这次毕业设计过程中，困难重重，感谢老师每天催促我们，在课堂上一遍遍的检查，提出不足之处。这次毕业设计有用到UG、CAD、WPS等软件，通过这次毕业设计自我感觉收获满满。掌握了一整套模具的设计流程，怎样去选材、设计尺寸、模架里面布局、绘制草图，对这些有了深层次了解，为接下来实习工作营造了一个良好的开端。设计已经完成，首先我要特别感谢的人就是我的毕业设计指导老师老师，感谢许老师在设计过程中的悉心指导；也要感谢各课专业课老师，在这三年来对我的教育和帮助；更要感谢苏州健雄学院，给我提供了大量的书籍资料和安静的设计环境；感谢各位同学在设计过程中的数据共享，同时也对该篇论文中参考的文献的作者们表示衷心的感谢。在这里我真心的感谢那些帮助过我的同学与老师们，谢谢你们！参考文献1塑料模具设计基础及项目实践/褚建忠等主编2UG NX 6.0立体词典：产品建模/单岩等编著.3孙玲.注塑成型工艺与模具设计M.北京;清华大学出版社20084刘航.模具制造工艺M.西安电子科技大学出版社20065任天娟.中小型注塑模标准模架的选用J.广西轻工业20096田学军.注塑过程分析及工艺参数设定J.机械工程师2005附录摘要泡面碗是生活中必不可少的一种器皿，尤其是在学生时代使用量最大。平时对泡面碗的形状、尺寸以及网络书籍等材料的帮助下，而且精度要求不高，选择泡面碗-塑料模具设计很适合作为毕业设计的题目。本课题主要根据模具设计与制造所学专业知识，通过对泡面碗-塑料模具设计课题对塑件工艺分析、成型工艺分析、分型面、浇注系统、成型方案确定并绘制模具草图，设计该塑件的注塑模。关键词：注塑、分型面、浇注系统目录前言11 设计任务书22 塑件成型工艺分析32.1 塑件成型特性32.1.1 成型性能32.2 塑件的结构工艺性42.2.1 塑件的尺寸精度分析42.2.2 塑件表面质量分析42.2.3 塑件的结构工艺性分析42.3 注射机的选用52.3.1 初选注射机52.3.2注塑机的选择53 确定分型面和分析注系统63.1 分型面的确定63.2 浇注系统的分析63.2.1 主流道的分析63.2.2 分流道分析73.3冷却系统设计84 论证模具设计方案94.1 型腔的布局94.2 成型零件的结构94.3 推出机构的确定94.4 合模导向机构95 主要零部件的设计计算115.1 成型零件的成型尺寸计算115.2型芯型腔结构尺寸计算115.2.1型芯型腔结构尺寸计算115.5锁模力的计算135.6确定模具型腔壁厚136 标准模架确定147 注射机有关参数校核157.1 模具闭合高度确定157.2 模具的闭合高度校核157.3 模具安装部分校核157.4 注射量校核158 模具工作原理16前言模具设计与制造专业指的是模具加工工艺与制作及维修。旨在培养模具设计与制造的高级应用型技术人才，毕业生可从事企业生产所需模具及其工装的设计与制造，模具装配与调试、模具企业经营与管理工作。模具分为五金模和塑胶模，是指能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具，也就是通常人们所说的模子。比如手机、玩具、电视机、汽车、飞机等各种产品的外壳和所有零部件的生产都离不开模子。模具是工业之母，是制造行业的基础。因此，模具专业技术人才的就业前景相当广阔。现在中国的制造业很迅速发展，许多企业难以招聘到技术过硬的中高级模具技术人才，所以模具人才的工资待遇也越来越高。模具设计与制造专业课程涉及内容比较广泛，有机械制图、机械设计基础、计算机基础与办公软件(中级)、公差配合与测量、Auto CAD(中级)、塑料模具设计、Auto CAD(高级、考证)、冲压模具设计、Master Cam数控编程、数控编程技术(手工编程)、毕业设计、UG设计。模具设计与制造专业被列为国家紧缺人才需求的专业，毕业生几乎不为找工作发愁。第 1 页1 设计任务书1）塑料制品名称：泡面碗2）成型方法与设备：注塑成型；注塑机3）塑料原料：PP（聚丙烯）4）收缩率：（1.0-2.5）%5）生产批量：10万件6）塑件图如下图1-1、1-2所示：图1-1塑件二维图泡面碗形状简单，尺寸方面要求不高，只要外表面光滑无毛刺；而且易于加工，满足使用要求即可。泡面碗的作用是方便大家烹煮泡面，首先考虑材料的选择，无毒易清洗，根据课本塑料模具设计基础P30选择材料PP，密度为0.91g/cm3，加工温度250-270，模具温度50-75，收缩率1.0-2.5优点：易染色，耐湿、化、冲击性佳。缺点：复杂之异形押出不易，易氧化，不易结合，易被紫外线分解。采用侧浇口式，易用低注射压力并并延长注射时间以防止变形，降低内应力。 图1-2塑件三维图2 塑件成型工艺分析2.1 塑件成型特性2.1.1 成型性能力学性能：PP的拉伸强度和刚性都比较好，但冲击强度较差，特别是低温时耐冲击性差。虽然抗冲击强度差，但经过填充或增强等改性后，其机械性能在许多领域可与成本较高的工程塑料相竞争。表面硬度：PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等，仅比PE好一些。当结晶度较高时，硬度也相应增加一些，但仍不及PVC、PS、ABS等。热性质：在五大通用塑料中，PP的耐热性是最好的。PP塑料制品可在100下长时间工作，在无外力作用时，PP制品被加热至150时也不会变形。在使用成核剂改善PP的结晶状态后，其耐热性还可进一步提高，甚至可以用于制作在微波炉中加热食品的器皿。化学稳定性：PP的化学稳定性优异，对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。例如在100的浓磷酸、盐酸、40%硫酸及其它们的盐类溶液中都是稳定的，只有少数强氧化剂如发烟硫酸等才可能使其出现变化。PP是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。气密性：PP对氧气、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透过性，与其它非塑料材料相比其气密性还是相当好的。老化性能：PP分子中存在叔碳原子，在光和热的作用下极易断裂降解。未加稳定剂的PP在150下被加热半小时以上，或在阳光充足的地方曝晒12天就会明显变脆。在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧剂可以有效地防止PP在加工和使用过程中的降解老化。加工性能良好：PP属于结晶型聚合物，不到一定温度其颗粒不会熔融，PP的熔体粘度比较低，因此成型加工流动性良好，特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小，适合于大型薄壁制品注塑成型。综上所述，pp相比较其他塑料综合性能良好，而且加工成本低，在大多的温度范围内具有较高综合性能。注射时温度和压力都能影响材料的流动性注，其中注射的压力占得比例较大，因此产品成型经常取比较高的注射压力，从而降低熔融状态下塑料的粘稠度，避免产品缺料。第 19 页2.2 塑件的结构工艺性2.2.1 塑件的尺寸精度分析对于该塑件的尺寸精度并无特殊的要求，所以该塑件的所有尺寸公差均为自由尺寸公差，又因pp收缩率为1.0%2.5%，查表2-1得公差等级为MT6并且按此精度查取公差。表2-1公差等级表2.2.2 塑件表面质量分析对该塑件外表面都没有具体得要求，正常情况下，外表面光洁，没有缩影、没有毛刺即可，表面的粗糙度Ra可取1.6um。2.2.3 塑件的结构工艺性分析如图2-2所示，这个塑件的形状、结构相对比较简单，塑件尺寸（190*150*100 ）mm，上表面多出两个托手靶，方便拿取,低部有加强筋，没有特殊的结构要求和精度要求，产品的设计很合理，只要在生产过程中取适当工艺参数，生产出合格的产品还是比较容易的。为保证塑件质量，降低生产成本，所以选择采用一模两腔。图2-2塑件表面形状2.3 注射机的选用2.3.1 初选注射机该塑件所采用塑料为pp，需要对泡面碗进行着色，故而在pp材料中加入注射剂，为使塑件颜色均匀，需充分搅拌。pp流动性能比较好，所以可以选用柱塞式注射机。又因为一次注射量应小于注塑机最大注射量的80%。根据以上要求查表得应选型号为SZY-2000注射机生产，该注塑机的主要参数，见表2-2。表2-2塑件的注射成型工艺参数2.3.2注塑机的选择注塑机型号中的字母S表示塑料机械，Z表示注射，Y表示螺杆式，2000表示表示注射机的最大注射量。注射机只有安装到注射机上才能工作，故选用的注射机必须与成型模具相匹配。为此，在注射模设计时必须对注射机的基本参数进行校核。3 确定分型面和分析注系统3.1 分型面的确定该塑件结构相对比较简单，根据模具分型面基本选择原则，多选择大面作为分型面，所以有下面两种比较。如果选择（A）分型面，它的同轴度会比（B）分型面好；选择（A）分型面，它的塑件精度要求会比（B）分型面好；选择（A）分型面，它的型腔会比（B）分型面型芯更容易加工；考虑不影响塑件的外观质量，便于清理毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，综上选择（A）分型面。见表3-1。 （A）(B) (B) 表3-1分型面选择图3.2 浇注系统的分析3.2.1 主流道的分析由以上注塑机选用得出关于SZY-2000型号的注塑机的喷嘴相关尺寸，如表3-2。表3-2注塑机的喷嘴相关尺寸参数使用点浇口方式进行浇注塑料模具，为了便于模具后期的保养，主流道称套采用可更换浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，避免了浇口套在使用中的磨损。点浇口设计由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响外观质量的前提。同时，也应该尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，并结合以确定的分型面位置。 3.2.2 分流道分析该塑件的形状结构比较简单，底部有一个圆形加强筋，而且塑件材料pp，流动性能较好，为了缩短进胶时间，采用较为常见的截面为“ O ”形的分流道，采用较为简洁的点交口进胶。如图3-3所示分流道截面的形状。图3-3分流道截面图3.3冷却系统设计根据pp材料有以上材料分析可知，pp材料的流动性能很好，成型时需要均匀冷却，且泡面碗是批产生产产品，所以需要缩短成型周期，从而提高生产的效率。因此型腔冷却是在A板上开出冷却水道，采用比较简单的直通式冷却方法，因此，该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道，采用冷却水进行循环冷却型腔；而型芯的冷却则采用内部加装铜管喷流冷却的方式，其进出水孔开在支承板上，成型模具温度控制在6080冷却水道。如图3-4所示。冷却介质为水，不仅冷却性能好、而且经济方便。型芯的不需要冷却，生产时模具温度正常情况应该控制在150180。图3-4分流道截面图4 论证模具设计方案4.1 型腔的布局塑件外表面形状光滑规则，为了节约材料和布局合理和方便加工和取件，则采用了点浇口注塑，即采用中心对称分布布局的一模两腔。如图4-1所示。图4-1型腔布局4.2 成型零件的结构为了使型芯、型腔的加工方便，模具的型芯采用组合式，组合式型芯可以节省贵重模具钢材料，便于机械加工和热处理，维修更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气。考虑到型芯加工制造方便和降低模具的制造成本，故采用组合式型芯。4.3 推出机构的确定根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分，塑件成型开模后，模具型芯与塑件一起留在动模一侧。为保证塑件外形、尺寸及外观要求，由于该模具为一模二腔，模具采用双推件杆推出机构，既能满足脱模力的要求，也能使模具的结构变的简单，且能降低模具的成本。4.4 合模导向机构该塑件精度要求不算高，塑件形状、型腔分布对成，无明显单边注射侧压力，可采用最为常见的导柱导向机构。在动模板、推件板、定模板间使用四对导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。在定模座板与定模板间采用四对限距拉杆，不仅起到限制第一次分型距的作用（所限距离要确保能取出凝料），同时还起到导向定位定模座板的作用。5 主要零部件的设计计算5.1 成型零件的成型尺寸计算该塑件结构比较简单，材料采用pp（聚丙烯），成型产品的尺寸可以按照平均值法来计算，由上文pp（聚丙烯）的收缩率为（1.02.5）%，故其平均收缩率为：（公式5-1平均收缩率计算）=(1.0+2.5)%/2=1.75 a收缩率。5.2型芯型腔结构尺寸计算5.2.1型芯型腔结构尺寸计算型芯、型腔的结构尺寸如图5-1、5-2所示：图5-1型腔布局型腔径向尺寸及深度尺寸计算：LM=(LS+LSSCP-3/4)+ 0 =(73+730.015-3/41)+0.3 0 =73.34+0.3 0HM=(HS+HSSCP-2/3)+ 0 =168.8+0.3 0图5-2型芯布局型芯径向尺寸及深度尺寸计算： LM=(LS+LSSCP+3/4)0 - =(40+400.015+3/41)0 -0.3 =40.670 -0.35 HM=(HS+HSSCP+2/3)0 - =140.230 -0.35.3锁模力的计算计算锁模力需要两个重要因数：投影面积 型腔压力，如图5-3所示：图5-3型芯，型腔、俯视图S=3500mm2 pp压力约为100MPa，锁模力Fm=7000*800MPa=560KN5.4确定模具型腔壁厚采用经验数据法，经查阅注塑模具设计手册中的有关数据，得到这套模具的推荐型腔壁厚是10-15mm。6 标准模架确定该产品采用的是点浇口进胶方式，根据模具具体结构形式特点、型腔的分布方式、塑件的管控尺寸以及冷却水道的分布等诸多因素，查寻注塑模具设计手册中的相关模架学选择原则，选择如图6-1所示的FCI-3570-A190-B180-C160型标准模架