毕业设计（论文）_圆珠笔笔套注塑模具的设计

1、目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263238846 1塑件的分析 PAGEREF _Toc263238846 h 1 HYPERLINK l _Toc263238847 明确塑件的设计要求 PAGEREF _Toc263238847 h 1 HYPERLINK l _Toc263238848 生产批量与原材料分析 PAGEREF _Toc263238848 h 1 HYPERLINK l _Toc263238849 成型工艺方法分析 PAGEREF _Toc263238849 h 2 HYPERLINK l _Toc263238850 2塑料制品根本参数的

2、计算 PAGEREF _Toc263238850 h 2 HYPERLINK l _Toc263238851 分型面的选择 PAGEREF _Toc263238851 h 2 HYPERLINK l _Toc263238852 塑件体积和质量的计算 PAGEREF _Toc263238852 h 3 HYPERLINK l _Toc263238853 产品在分型面上投影面积的计算 PAGEREF _Toc263238853 h 3 HYPERLINK l _Toc263238854 3浇注系统的设计 PAGEREF _Toc263238854 h 4 HYPERLINK l _Toc26323

3、8855 浇口衬套的设计 PAGEREF _Toc263238855 h 4 HYPERLINK l _Toc263238856 浇口的形式 PAGEREF _Toc263238856 h 4 HYPERLINK l _Toc263238857 分流道的截面形状和尺寸 PAGEREF _Toc263238857 h 5 HYPERLINK l _Toc263238858 流程比的校核 PAGEREF _Toc263238858 h 6 HYPERLINK l _Toc263238859 浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算 PAGEREF _Toc263238859 h 7 HYPERLIN

4、K l _Toc263238860 4注塑机确实定 PAGEREF _Toc263238860 h 7 HYPERLINK l _Toc263238861 注射机的选型 PAGEREF _Toc263238861 h 7 HYPERLINK l _Toc263238862 模架的选用 PAGEREF _Toc263238862 h 8 HYPERLINK l _Toc263238863 5模具成型零件的有关计算 PAGEREF _Toc263238863 h 10 HYPERLINK l _Toc263238864 型芯的尺寸计算 PAGEREF _Toc263238864 h 10 HYPE

5、RLINK l _Toc263238865 型芯的径向尺寸 PAGEREF _Toc263238865 h 10 HYPERLINK l _Toc263238866 型芯的高度尺寸 PAGEREF _Toc263238866 h 10 HYPERLINK l _Toc263238867 型腔的尺寸计算 PAGEREF _Toc263238867 h 11 HYPERLINK l _Toc263238868 型腔的深度尺寸 PAGEREF _Toc263238868 h 11 HYPERLINK l _Toc263238869 型腔的径向尺寸 PAGEREF _Toc263238869 h 11

6、 HYPERLINK l _Toc263238870 型腔的侧壁和底板厚度的计算 PAGEREF _Toc263238870 h 12 HYPERLINK l _Toc263238871 6模具结构 PAGEREF _Toc263238871 h 13 HYPERLINK l _Toc263238872 7注塑机参数校核 PAGEREF _Toc263238872 h 14 HYPERLINK l _Toc263238873 最大注塑校核 PAGEREF _Toc263238873 h 14 HYPERLINK l _Toc263238874 锁模力的校核 PAGEREF _Toc263238

7、874 h 14 HYPERLINK l _Toc263238875 模具与注塑机安装局部的相公尺寸的校核 PAGEREF _Toc263238875 h 14 HYPERLINK l _Toc263238876 模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核 PAGEREF _Toc263238876 h 14 HYPERLINK l _Toc263238877 模具闭合高度校核 PAGEREF _Toc263238877 h 15 HYPERLINK l _Toc263238878 开模行程的校核 PAGEREF _Toc263238878 h 15 HYPERLINK l _Toc26323887

8、9 8侧向分型与抽芯机构的设计 PAGEREF _Toc263238879 h 15 HYPERLINK l _Toc263238880 抽芯距确实定 PAGEREF _Toc263238880 h 15 HYPERLINK l _Toc263238881 斜导柱的截面形状 PAGEREF _Toc263238881 h 15 HYPERLINK l _Toc263238882 斜导柱直径确实定 PAGEREF _Toc263238882 h 15 HYPERLINK l _Toc263238883 斜导柱斜角滑块的楔角 PAGEREF _Toc263238883 h 16 HYPERLINK

9、 l _Toc263238884 9模具的冷却系统 PAGEREF _Toc263238884 h 16 HYPERLINK l _Toc263238885 10主要成型零件(型芯)的数控加工程序 PAGEREF _Toc263238885 h 16 HYPERLINK l _Toc263238886 11结论 PAGEREF _Toc263238886 h 19 HYPERLINK l _Toc263238887 参考文献 PAGEREF _Toc263238887 h 21圆珠笔笔套注塑模具的设计摘 要：注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的塑件。圆珠笔是我们日常不

10、可或缺的文具之一，圆珠笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本课题设计了一副圆珠笔笔套的注塑模，模具采用一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型，并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。关键词：注塑模；一模八穴；非平衡式；侧浇口；斜导柱；侧向分型前言毕业设计是我们即将完成学业的最后一个重要环节，它既是对我们在学校所学知识的全面总结和综合应用，又是今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。毕业设计是作者对所学知识理论的检查与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握工程设计和撰写技术报告的根底方法。通

11、过设计要我们所学知识得到充分的展现。本设计是根据学生社会实践为出发点,和对学生所学知识的统筹规划,该设计之零件一实际为出发点,合理设置各项内容所需要的零件尺寸和精度,在生活中,各式各样的物体缤纷呈现,而此零件作为生活中的一个承接物也是非常重要的。本设计以培养职业技术型人才为目的点出发,将一个零件从头到尾设计出来,这可增强学生对知识的统一和对问题的分析,并以提高综合能力,培养学生的技术能力为宗旨,较详细地表达机械工艺规程的指定,注塑模模具设计的步骤和方法,启发学生的创新思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。它强调了设计的独立性，正确性和独创性。要求具备清晰的设计思路，具体的设计方法和步骤，

12、准确的设计参数和计算分析，同时毕业设计也要求逻辑性强，条理清楚，语言精练。模具设计与制造专业的毕业设计，这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习；是对我们大学所学的全部根底课、技术根底课和专业课的一次检查；也是一次理论联系实际的设计实践工作。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，对自己所学知识来次系统的梳理并从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的根底。由于水平所限，时间紧促，设计尚有许多纰漏之处，恳请各位老师给予指正！ 2010年05月10日塑件的分析图1 模具设计零件图明确塑件的设计要求 产品为圆珠笔套

13、，如图1所示，属小型塑料制品。其与圆珠笔筒配套使用，主要作用是保护圆珠笔的笔尖,因而产品精度不高，均采用SJ1372-78中的8级精度，但制品为日常学习用品，使用频率高，所以制品要求美观，外表上不允许有明显痕迹，且制品为薄壁塑件,外形结构较复杂。生产批量与原材料分析该产品要求大批量生产,原材料为PS(聚苯乙烯)。此材料为六大通用塑料之一，使用性能方面：透明性好，化学稳定性、电性能优良，耐热性不高使用温度为-3080C，易产生内应力，易开裂；在成型性能方面：成型性能优良，吸水性小，成型前可不枯燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，故成型速度快，可进行高速注射，流动性好，可采用注射、

14、挤出、真空等各种成型方法。一般型聚苯乙烯的主要技术指标：密度：1.04106；吸水率24h：0.030.05；收缩率：0.506%；拉伸强度：3563；热变形温度：6596C；硬度HB：M6580；拉伸弹性模量：2.8成型工艺方法分析塑料制品可采用注射、压缩、传递、挤出等成型方法，对于压缩和传递成型主要适用于热固性塑料的生产，且采用此两种方法，必须在高温状态下成型，以利于塑料固化，之后必须马上将温度降低，以利于产品出模，这样很难适应大批量的生产；而挤出成型主要适用于连续型材的生产，圆珠笔套不是连续型材，所以也不能采用此种方法，根据以上分析，圆珠笔套可采用注射成型。塑料制品根本参数的计算分型面的

15、选择根据分型面选择的原那么，圆珠笔套的分型面有两种情况：图2 垂直放置时分型面的选择图3 水平放置时分型面的选择如按图2选择分型面，那么可将主型芯设置于动模，脱模时产品可包紧于型芯上，跟随动模一起运动，有利于脱模，但笔挂的地方，必须作侧向抽芯。如按图3选择分型面，产品脱模，既有可能留于动模，也有可能留于动模，那么必须动定模两侧都设置有脱模装置，且型芯必须作侧向抽芯，抽芯距离很长，抽芯力也很大，模具开模行程相应也很大，模具体积相应也很庞大，因此注射机选型时，要符合上述要求，注射机参数相应也增大，但另一方面，那么有可能导致注射量的浪费，所以按图2方式选择分型面。塑件体积和质量的计算PS 收缩率为0

16、.506%，所以其平均收缩率为0.55%. 图4 体积计算分步如图4所示，将塑件分为四局部,进行体积计算: 单个制品质量： 根据产品的批量等各方面的要求，模具初步设计为一模八腔，所以83958.83167084.234产品在分型面上投影面积的计算单个产品：模具为一模八腔，所以产品在分分型面上投影面积为81311048浇注系统的设计浇口衬套的设计选择标准件，尺寸如图5所示参照?塑料模具设计?，第46页表4-1。选用后进行后续加工，L=26加工成L=15。图5 浇口衬套浇口的形式浇口采用侧浇口,浇口的截面形状为矩形,其尺寸可取经验数据，其中：厚度a=0.7,宽度b=3.5 ,长度L=2其尺寸可由表

17、1得：表1 侧浇口尺寸壁后t制品复杂性厚度a宽度b长度L聚 乙 烯简 单中小型制品(310)a大型制品10a0.72复 杂聚 丙 烯1.53简 单复 杂聚苯乙烯3简 单复 杂有机玻璃简 单复 杂ABS1.53简 单复 杂聚 甲 醛3简 单复 杂聚碳酸酯简 单中小型制品(310)a0.72复 杂聚 苯 醚1.53简 单复 杂聚 砜3简 单大型制品10a复 杂0.8,宽度b=(3-10)a ,长度分流道的截面形状和尺寸对于热塑性塑料注塑模的分流道，从热量的散发和通过分流道塑料的体积的角度分析，要求散发的热量少且通过的塑料体积大，即比外表积小，所以分流道截面形状宜采用圆形；但从加工角度进行分析，圆形

18、要分开加工两个半圆形，难以对正吻合。半圆形和矩形截面的分流道，比外表积较大，散热多，较少采用，经过综合考虑，最后采用“U形截面的分流道。其形状如图6所示，相关尺寸可由表2得:图6 分流道截面形状横 截 面 形 式横 截 面 形 式 尺 寸dRhX1Rh5651563761547715841081559119156105101511111571261512158表2 常用分流道横截面及尺寸H=6, R=2.5, a=510度=21.35+8.94-0.90=29.28立方毫米流程比的校核流程比=熔体流程的长度熔体流程各段相应的壁厚流程比=，而聚苯乙烯的容许流程比可由表3查得：280300，故流程

19、比合理表3 常用塑料的流动比允许值塑 料 名 称注射压力p/MPaL/t聚 乙 烯聚 乙 烯聚 丙 烯聚 丙 烯聚苯乙烯150601207090280250140100280240200300280浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算浇注系统的体积不能够很准确的计算出来，只能粗略的计算 立方厘米 浇注系统凝料的质量8.35=8.77克注塑机确实定注射机的选型根据塑料制品的体积和质量查表4表4 镙杆式注射机成型聚苯乙烯制品时所需的单位锁模力 p/MPa 流程长厚 比制品平均厚度2001150112511001501注射机初步选用JPH50A，其相关技术参数为：理论注塑容积：73立方厘米理论注塑

20、质量： 67克注塑压力：214MP锁模力：500 KN拉杆间距：295 mm295mm 模板行程：380 mm最小模厚：150定位孔直径：100定位孔深度：25喷嘴球半径：10喷嘴孔直径：3顶出行程：60模架的选用 根据注射机的相关参数和产品的相关设计要求，模架选用A4-250250-49-Z2GB/T12556.1-90型，如图7、图8所示图7 模架主视图图8 模架俯视图模板相应厚度为，如图9所示 图9 各模板相应厚度A80，B20，C80模具成型零件的有关计算相公的计算主要是型芯和型腔工作尺寸的计算。型芯的尺寸计算型芯的径向尺寸根据?塑料模成型技术?第四章式4-7 可取制品公差的1/3，由

21、于塑料制品的公差大， 可取制品公差的1/3，而可据?塑料模成型技术?第三章表3-7查得=0.72，=0.61，型芯的高度尺寸根据?塑料模成型技术?第四章式4-11可取制品公差的1/3，由于塑料制品的公差大，的系数1/22/3可取小值为0.5 ，故有： 可据?塑料模成型技术?第三章表3-7查得1=0.72，=10+100-=53+530-0.47如图10所示图10 型芯零件图型腔的尺寸计算型腔的深度尺寸根据?塑料模成型技术?第四章式4-10 由于塑料制品的公差大，的系数0.50.75可取小值为0.5 故有： 可取制品公差的1/3，可据?塑料模成型技术?第三章表3-7查得1=0.88，2=1.4，

22、0.88=55+551.4=型腔的径向尺寸根据?塑料模成型技术?第四章式4-6由于塑料制品的公差大，的系数0.50.75可取小值为0.5 故有：可取制品公差的1/3，可据?塑料模成型技术?第三章表3-7查得1=0.88，2=1.4，大端： 小端： =8+80.61=笔挂：0.480+型腔的侧壁和底板厚度的计算由于本模具采用瓣合模，故型腔的侧壁和底板厚度的计算，按照组合式的计算公式计算，壁厚的计算：参照?塑料模成型技术?第117页式4-27计算P为型腔内熔融塑料的平均压力，查表5表5 模内的平均压力制品特点模内平均压力容易成型制品一般制品中等黏度塑料和有精度要求的制品加工高黏度塑料、高精度、充模

23、难的制品T=6(=0.94,圆整后取1底板的厚度计算：参照?塑料模成型技术?第118页式4-2计算一般常用模具钢取200MPr=666，按刚度计算；经计算h=3.12,圆整后为4 型腔滑块的整体结构如图11所示 图11 型腔滑块结构模具结构 模具结构采用一模八腔五板式结构，侧浇口浇注系统结构，顶出机构采用顶板顶出。浇口套也选用标准件，参照?塑料模具设计?，第46页表4-1，选择港台标准件，其结构如装配图12所示。图12 模具装配简图注塑机参数校核 最大注塑校核注塑机的最大注塑量应该大于的质量或体积，包括流道及浇口凝料和飞边的质量，通常注塑机的实际注塑量最好为最大注塑量的80%，所以的注塑量应该

24、：V塑件+V浇V机注塑机的最大注塑量，立方厘米V塑件8=27.70立方厘米V浇V机V塑件+V浇/0.8=27.7+8.35/0.8=45立方厘米在此选定注塑机的理论注塑容积为73立方厘米，故满足要求。锁模力的校核熔融塑料在型腔内的压力，2040MPaA 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。A=A塑件+A浇=83.14(66-54+690=668.82+276.32=945.14 平方毫米注塑机的额定锁模力，KN40=37.81 KN在此选定注塑机的锁模力为500 KN，满足要求。模具与注塑机安装局部的相公尺寸的校核模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核模具的长宽拉杆面积模具的长宽为25025

25、0 mm x mm注塑机的拉杆间距295295 mm x mm，故满足要求。模具闭合高度校核模具实际厚度为：H模=285 mm注塑机最小闭合厚度：H最小=150 mm即 ，注塑机对模具的最大模具厚度没有限制，故满足要求。开模行程的校核此处所选的注塑机，开模行程长，无须调节模具的闭合厚度。侧向分型与抽芯机构的设计抽芯距确实定S抽是指侧型心从成型位置拉到不防碍制品取出位置时，侧型心在抽拔方向上所移动的距离，S抽一般应大于制品的侧孔深度或凸台高度2-3mm，本模具采用等分侧滑块合模，由于制品尺寸不大，S抽可取制品半径大小斜导柱的截面形状常用的有矩形和圆形，由于圆形的导柱加工方便，装配容易，应用较广，

26、也可以选用标准件。斜导柱直径确实定据?塑料模成型技术?P188 式5-34 导柱材料的许用弯曲应力，对于碳钢，=140MP l1弯曲力作用点距斜导柱伸出局部根部的距离 l1=H/cosa ( H抽心力中心线与斜导柱根部的距离) 经画图计算l1=17mm Fw 作用到斜导柱上的弯曲力，而Fw Fw=Fk/sinaFk开模力Q脱模力Nt塑件的平均壁厚(cm) E 塑料的弹性模量 1 S平均收缩率% r大小端平均半径cm f塑料与钢的摩擦系数 m帕松比Q经计算为1048.8 NK=2rr/(tt+2tr)F总=8Q=8384 (N)Fw=Fk/sina=8384/sin20=20960N采用6根斜导

27、柱，那么每根所受力Fw/6=3493Nd= =16.1, 圆整取d=16斜导柱斜角滑块的楔角斜导柱的斜角,从理论上推导,a取22度30分为宜,但在生产中斜角一般取1520度,本模具的斜角取a=20度滑块的楔角比斜导柱的斜角一般取:a+23度,本模具取22度模具的冷却系统 本套模具为小型模具，因此可以采用自然冷却方法，使模具结构简化，降低模具制造本钱。主要成型零件(型芯)的数控加工程序毛坯件采用20的棒料，零点0在右端面，如图所13示：图13 型芯零件图T01 90度外圆车刀 T02 为宽3mm的切断刀数据处理：把带公差的尺寸进行转换0-0-0.27 0-0.24 0.12 0-0.24 0-数控加工程序：O0001N010 T0101N020 M03 S400N030 G54 G49 G21 G80N040 G90 G00 X30 Z50N050 G01 X21 Z1 F03N060 G71 U2 R1N070 G71 P80 Q170 U0.5 W0.5 F0.3N080 G01 N090 G03 X8.25 Z-32.855 R253N110 X10.3N120 Z-53.115 N130 X14 Z-79.585N140 Z-101.155N150 X18N160 Z-110N170 G00 X21