眼镜盒的注塑模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

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，塑件模具设计所采用的是一模两腔侧浇口进料方式的两板模。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211塑件分析212塑件工艺分析2121塑件材料分析2122塑件生产3123塑件尺寸精度32塑件的模具设计421分型面位置4211分型面的选择标准4212塑件分型面的位置确定422型腔数量和排列方式的确定4221型腔数量的确定4222型腔的排列方式523注射机型号的确定5231注射量的计算5232浇注系统凝料体积的初步估算5233塑件的投影面积5234注射机参数的校核5235注射机型号的确定63成型零件结构设计731成型零件的结构设计7311塑件型腔的结构设计7312塑件型芯的结构设计732成型零件收缩率733成型零件钢材选用8331成型零件材料的选用8332成型零件选材84模架的选取941模架的选取原则942模仁尺寸的计算943模架的选取95浇注系统设计1051浇口位置的选择1052流道设计10521主流道设计10522分流道的设计116脱模推出机构的设计127排气系统的设计138冷却系统的设计149合模导向机构的设计1510模具设计装配总图16总结17致谢18参考文献191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。现在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”。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，本次设计的塑料模具是眼镜盒。21塑件成型工艺分析11塑件分析塑件如图11所示，其技术要求及生产信息如下图11眼镜盒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11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05。312塑件工艺分析121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105G/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、1030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8892，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。122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。123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。综上所述，塑件完全符合注塑模具生产要求，可以生产。42塑件的模具设计21分型面位置211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（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。212塑件分型面的位置确定根据分型面位置选择的标准，在塑件最大截面处分型，分型面如下图21所示图21分型面的选择22型腔数量和排列方式的确定221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，本次设计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。222型腔的排列方式此次型腔设计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6对称，故采用了对称排位。这样加工方便，制造效率也高，成本也可以节约许多。23注射机型号的确定231注射量的计算通过UG三维软件建模设计分析计算可得塑件体积V塑5331133CM塑件质量M塑V塑533113310556G式中，由塑件材料分析可知,取105G/CM。232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，但是可以依据经验按照塑件体积的021倍来计算。鉴于设计的模具流道结构简单，所以按照03倍来计算。故这一次的浇注系统凝料总体积为V总2（103）5331133139CM233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14127MM2由于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14127MM228254MM7234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282543598889KN式中，模是型腔的平均计算压力值。通常取注射压力的2040，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12988891189668KN式中，锁模力安全系数为K21112，在这里取用了12。235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。而本次的模具设计中选择了XSZY250A的型号注射机。如下表22所示表22XSZY250A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/MM3703708顶出力/KN30顶出行程/MM220电动机功率/KW39加热功率/KW67系统压力/MPA68定位孔径/MM1003成型零件结构设计31成型零件的结构设计311塑件型腔的结构设计所设计的塑件尺寸为1505020CM，经过绘图软件的计算，设计时应采用整体嵌入式结构。型腔如下图31所示图31型腔9312塑件型芯的结构设计所设计的塑件尺寸为1505020CM，经过绘图软件的计算，设计时应采用整体嵌入式与局部镶拼式结合。型腔如下图32所示图32型芯32成型零件收缩率塑件一定要采用聚苯乙烯（HIPS）这种材料来做，此塑件的收缩率为0506。33成型零件钢材选用331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，在选用材料这一方面必须万分小心。332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。可以采用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。104模架的选取41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。11（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。42模仁尺寸的计算所设计的塑件尺寸是15010220CM，模仁尺寸为29414720CM。长254220294宽1022520147高2043模架的选取根据整体嵌入式的外形尺寸，塑件进浇方式为潜伏式进浇，可以确定选用大水口CI4040A90B100的模架结构。如下图41所示图41模架125浇注系统设计51浇口位置的选择该产品中间的浇口位置可以通过MOLDFLOW来分析得到。如下图51所示图51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，所以应该选择侧浇口。52流道设计521主流道设计通过UG绘图，设计了一个主流道。如图52所示13图52主流道522分流道的设计由于采用了潜伏式浇口，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，如图53所示图53分流道146脱模推出机构的设计脱模推出机构分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、多元联合推出机构、活动镶件及凹模推出机构。在设计推出机构时，塑件必须留在动模这一边、塑件推出时不能损坏。为了保持塑件外观的良好，推出位置必须还要在产品的内侧，最主要的一点推出机构必须简单，不能卡死。由于该塑件尺寸结构简单，理应选择最简单的推杆推出机构方式，一共选择了4个推杆，既保持了塑件外观良好又不卡死。如下图61所示15图61推杆推出机构7排气系统的设计排气系统分为镶件排气、排气阀、分型面排气、顶出机构排气。在设计排气系统时，16排气系统必须设计在在分型面上、盲孔底部、薄壁末端和模仁的末端。当塑料熔体充填型腔时，必须有序的排出型腔内的空气及塑料受热产生的气体。如果气体不能顺利的被排出，塑件会由于充填不足而出现气泡、外观不良等缺点。本次设计的这套模具，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，以此达到排气效果最佳。178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81所示图81冷却回路系统189合模导向机构的设计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91所示图91导柱、复位杆1910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101和图102所示20图101三维图图102二维图21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。我在产品成型工艺分析和成型零件的结构设计的过程中，结合了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。在尺寸计算这一方面，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。在本次设计过程中，还巩固了UG绘图、模架尺寸、模仁尺寸等计算方面的知识。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，但是在老师和同学的帮助下，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。由于本人实际经验技术有限，而且理论知识的薄弱。在设计过程中难免存在不足之处，希望得到谅解，并恳请得到改正。22致谢最后，我必须要感谢在这次的毕业设计过程中，帮助过我的老师以及同学们。没有老师的悉心指导以及同学们的帮忙，我一个人是不可能完成这份毕业设计的。也是由于你们的支持，我才能够学习到许多的知识。在我即将毕业之际，我由衷地感谢大学三年的每一位老师，感谢各位老师们的辛勤栽培。不积跬步，何以至千里。因为正是他们教授