注塑模具毕业设计

1、前 言近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强

2、，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。根据业内专家预测，今年中国塑料模具市场总体规模将增加13%左右，到2005年塑料模具产值将达到460亿元，模具及模具标准件出口将从现在的9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在。按照我国国家标准，模具共分为10大类46个小类，塑料模具是10大类中的l个大类

3、，共有7个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。塑料模的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大发展。但就总体来看，与国民经济发展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的塑料模具每年仍大量进口。据悉目前全世界年产出模具约650亿美元，其中塑料模具约为260亿美元。我国1999年模具总产值245亿元其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的80%左右。塑料模具的主要

4、用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。目前国内年需塑料模具约130-140亿元，真中有30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，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，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加

5、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践，我对于模具特别是塑料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

6、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。第一章 模塑工艺规程的编制该塑件是端盖产品，其零件图如图所示。本塑件的材料为abs，壁厚2mm，生产类型为大批量生产。1. 塑件的工艺性分析（1）塑件的原材料分析 塑件的材料采用abs，属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑件具有高强度，良好的耐水、耐油性，其介电性能与温度和频率无关，使优良的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料具有很好的加工性，成型容易，收缩率较小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性较大，易使成型后制件上产生气泡，银丝、斑纹等缺陷，因此应注意注塑前对原料的干燥。另外，在成型时应采用较高的成型温度和注射压力

7、，以提高熔料的流动性，减小收缩率。（2）塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1 结构分析：从零件图上分析，该零件总体形状为矩形，在两端有两个凸台，其厚度为0.2mm，该零件结构简单。2 尺寸精度分析：此塑件上有三个尺寸有精度要求：、均为mt2级精度，属于中等偏高的精度等级，在模具设计与制造过程中要严格保证这三个尺寸的精度要求。其余尺寸均无特殊要求，可按mt5级精度取公差值。3 表面质量分析：该塑件是某仪表外壳，要求外表美观、无斑点、无熔接痕，表面粗糙度可取1.6。而塑件内部粗糙度要求一般。综上分析，可以看出，注塑时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2. 塑件结构工艺性分析

8、此塑件外形为方形壳类零件，腔体深度为8mm，壁厚均为2mm，总尺寸不大不小，塑件成型性能好。塑件上有一六方凸台，要求成型后轮廓清晰，成形它的模具零件要用线切割成形，保证六边的尖角。塑件的两端各有一个对称的类三角形凸起标记，高0.2mm，同样要求轮廓清晰，形成它的模具零件可用电火花成形加工。3. 计算塑件的体积和重量计算塑件的体积：=9563.66浇注系统的体积：=1551.52注塑所需要的塑件总体积：=11115.18计算塑件的质量：根据设计手册查得abs的密度为故塑件的质量为：w=0.0117kg=11.7g 4. 选用注射机 根据塑件的形状，一模一件的模具结构，初步螺杆式注射成形机：。5.

9、 塑件注塑工艺参数的确定查相关文献资料，abs塑料的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注 塑 温 度： 包括料筒温度和喷嘴温度。预 热 和 干 燥： 温度：；料 筒 温 度： 后段温度选用； 中段温度选用； 前段温度选用；喷 嘴 温 度： 选用；模 具 温 度： ；注 塑 压 力： 选用；预热和干燥时间： ；注 塑 时 间： 选用；保 压 时 间： 选用；冷 却 时 间： 选用；总 周 期： ；螺 杆 转 速： ；后 处 理： 红外线，烘箱，温度：第二章：注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面选择浇注系统的设计型芯和型腔结构的确定推出方式的选择标准模架的选

10、择。1. 分型面的选择 分型面应选择在塑件最大截面处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑 件表面质量，该零件的分型面如下图3所示，取塑件的底图b为型芯和型 腔的分割简图。 图2-1 塑件的分型面 型芯和型腔的分割状态 图2-2分型面2. 型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件采用一模一件成型，型腔布置在模具的中间，这样有利于浇注系统 的排列和模具的平衡。3. 浇注系统的设计 模具浇口套主流道球面半径与注射机喷嘴球面半径的关系为： ； 模具浇口套主流道小端直径与喷嘴出口直径的关系为： ； 流道显圆锥形，其锥度取； 分流道取半圆形，其半径； 浇口采用侧浇口，从塑件的上端六边形孔处进料，如图4所示。 图

11、2-3浇注系统的设计4. 型芯和型腔结构的确定 考虑到加工的工艺性，型芯采用整体、直通式结构，如图5所示。型腔采 用组合式，如图6所示。 图2-4整体式型芯 图2-5组合式型芯5. 推出方式的选择 此模具的型芯在动模，开模后，塑件留在动模一侧，根据壳类零件的特点， 采用推件板推出形式，这样推出平稳，有效保证了推出后塑件的质量，模 具结构也比较简单。6. 标准模架的选择 标准模架一经选定，就可以到市场上购买到，拟用现在比较流行的 标准，根据上述分析，此模具是含推件板、大水口类型的，所以选用 “futaba-sb futaba ”,其中的参数的含义是： 模架的长和宽分别为150mm和150mm；

12、定模板（a板）厚为30mm； 动模板（b板）厚为20mm； 50垫块（c板）厚为50mm图2-6为仪表模具的装配图。图2-6仪表壳模具装配图第三章：成型零件工作尺寸的计算将其中的尺寸分为两类：1.标注有上、下偏差的尺寸，也就是塑件上精度相对比较高、有配合要求的尺寸，在进行这一类尺寸计算时，即要考虑它的收缩量，又要考虑到模具的磨损，按照平均值计算方法计算出这一类成型零件的工作尺寸，这样可以有效地保证在整个模具寿命周期内产品的尺寸精度。这一类尺寸的计算如表3-1所示：类型塑件上的尺寸计算公式制造公差收缩率计算结果型芯径向尺寸:it6级精度型腔径向尺寸级精度表3-1塑件上有公差要求的成型零件工作尺寸

13、计算注：1.为塑件的公差，塑件上未变注公差可按级精度取得。 2.模具制造公差一般取时，考虑到模具的经济加工精度，在 此，取或级精度公差值。 3.当取经济加工精度、其公差值反而大于时，取。2.另一类尺寸是没有标准公差的，它是塑件上次要的，要求比较低的尺寸，在实际生产过程，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。这一类的尺寸的计算如表3-2所示：类型塑件上的尺寸计算公式制造公差 收缩率计算结果型芯尺寸级精度型腔尺寸18级精度206394.51024级精度31表3-2塑件上无公差要求的成型零件工作尺寸计算第四章：注塑机有关系数的确定注塑机的主要参数如4-

14、1表所示： 标称注射量定位孔直径最大开模行程喷嘴球头半径最大装模高度喷嘴孔直径最小装模高度中心顶杆直径模板最大安装尺寸顶出行程表4-11. 注射量的校核 如前所述，塑件与浇注系统的总体积为远 远小于注射机的标准注射量2. 模具闭合高度的校核 由装配图可知模具的闭合高度：， 最小装模高度，最大装模高度，能够满足 的安装条件3. 模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为：，注射机模板最大安装尺寸为 ，故能满足安装要求； 模具定位圈的直径为注射机定位孔直径，符合安装要求； 浇口套的球面半径为喷嘴球头半径，符合要求； 浇口套小端孔径喷嘴孔直径，符合要求。4. 模具开模行程的校核 如图所示，模具的开模行程

15、塑件的高度+浇注系统的高度+顶 件的高度+ 注射机的最大开模行程5. 顶出部分的校核 模具上顶杆孔的直径为注射机中心顶杆直径 注射机最大顶出距离为模具上所需要的最小顶出距离图4-2模具装配图 结论：根据注射机完全能够满足该模具的使用要求。第五章：注塑模具的安装和试模1. 模具安装(1) 清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物，毛刺。(2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好木板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平衡，灵活，无卡住现象，然后固

16、定动模。(3) 调节锁模机构，保证有足够的开模距及锁模力，使模具闭合适当。(4) 慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡，灵活，协调。(5) 模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度20-30，即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。(6) 开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。2. 试模 通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的

17、，但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型条件，修整模具等方法加以解决。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。（1）粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：1 注射压力过高，或者注射保压压力过高。2 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。3 冷却时间过短，物料未能固化。4 模芯

18、温度高于模腔温度，造成反向收缩。5 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。（2）粘着模芯1 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。2 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。3 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。4 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。5 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。（3）粘着主流道1 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。2 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。3 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。4 主

19、流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51 。5 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。 3. 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。（1） 注射填充不足 所

20、谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：1 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。2 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。3 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料

21、量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 (2) 溢边（毛刺、飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：1 注射过量2 锁模力不足3 流动性过好4 模具局部配合不佳5 模板翘曲变形（3）制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。1 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、

22、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。2 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。4. 调整措施 调整时应注意调节进料速度，增加排气孔，正确设计浇注系统。 注意控型周期。小结时光如电，岁月如梭，三年的大学生活即将结束，而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际，作为一名工科院校的学生，做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作

23、，它涉及的知识非常广泛，很多都是书上没有的东西，这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料；还有很多设计计算，这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决，可以说，没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中，我主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而毕业设计就相当于实战前的一次总演练。毕业设计不但把我以前学的专业知识系统的连贯起来，也使我在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。由于本人资质有限，很多知识掌握的不是很牢固，因此在设计中难免要遇到很多难题，在有课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下，克服了一个又一个的困难，使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦，但是在设计中不断思考问题，研究问题，咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同