毕业设计（论文）-挂钩塑件塑料模具设计

1、毕业设计挂钩塑件塑料模具设计说明书专业：模具设计与制造班级： 姓名： 学号： 1电话 指导老师：夏传熙学校：四川航天职业技术学院时间： 目 录一 前言51.1 国内外现状及存在的问题51.2 本课题设计的目的5二 塑件的成形工艺性分析62.1 ABS性能分析62.2塑件的工艺参数：7三 模具结构形式的确定83.1 分型面位置的确定83.2 初步确定型腔数目93.3 模具结构形式的确定9四 注塑机型号的确定与校核104.1 有关塑件的计算104.2 浇注系统凝料体积的初步计算104.3、注射机的初步选取10五 模具设计125.1 浇注系统的形式125.1.1 主流道的设计125.1.2 主流道的

2、尺寸125.1.3浇口的设计135.2 导向机构的设计145.2.1导柱145.2.2 导套155.3 推出结构的设计165.3.1脱模力的计算165.3.2 推杆的设计175.4确定主要零件结构尺寸、成型零部件的设计195.5抽芯机构的设计235.5.1 抽拔距的计算235.5.2 抽芯力的计算235.5.3斜导柱的设计245.6 模架的确定和标准件的选用275.7 冷却机构的设计285.8排气机构的设计295.9 装配图的绘制29六 注射机的校核316.1注射容量和质量校核316.2合模力及注塑面积和型腔数的校核316.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核32致谢33七 结论34八 参考文献

3、37一 前言1.1 国内外现状及存在的问题我国模具工业从起步到飞跃发展，经历了近半个世纪。以后，中国模具技术有了必然的开展和进步，大型、精细、简单、高效和长寿命的模具更是上了一个台阶，模具的品质以及寿命都有显著的提高，模具的交货期也大大的被延长。同时模具行业还存在很大的问题，比如：1. 发展不平衡2. 工艺装备落后，组织协调能力差。3. 大多数企业开发才能弱，翻新能力缺乏。4. 供需矛盾短期难以解决。5. 体制和人才问题的解决尚需时日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

4、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。1.2 本课题设计的目的这次模具设计是学校下发的一次重要的设计，通过这次设计可以锻炼一个人的查阅资料的能力，总结概括的能力。并且通过本次模具设计我获得了不小的收获：1，了解了模具各部件的运动过程，2.懂了分型面的选取原则以及顶出系统和浇注系统等各模具系统设计注意事项，3，最重要的是通过自身的努力完成了一件事，成就感很大。33二 塑件的成形工艺性分析图2-1制件2.1 ABS性能分析该塑件采用ABS树

5、脂，起成型特点流动性中等，吸湿性打算，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥，溢边值0.04毫米，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解，对精度的要求较高的塑件，模温适合取50-60摄氏度，对光泽，耐热塑件，模温取60-80摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯。用螺杆式注射机成型时，料温为180-230摄氏度，注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0.4%-0.7%。质量密度为1.09克每立方厘米。全名：ABS(又名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)收缩率0.4%0.6%比重1.021.08融合温度：195240C成型模温：3893C成型压

6、力：120140Mpa流长比：30150结晶性和射速：非结晶性，中等速度2.2塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:1.2-4% 模具温度：10-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：180-280（建议温度：245）成型温度：10-700 注射速度：中高速度注射压力：500-1000Mpa三 模具结构形式的确定3.1 分型面位置的确定由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：(1

7、)分型面应选在塑件外形最大轮廓处(2)确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模(3)保证塑件的精度(4)满足塑件的外观质量要求(5)便于模具制造加工(6)注意对在型面积的影响(7)对排气效果(8)对侧抽芯的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。根据以上原则，可确定该模具的分型面如下图：图3-1 分型面的选择4-13.2 初步确定型腔数目一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根

8、据模型的大小情况而定。根据产品结构特点，此塑料产品几何形状复杂，尺寸要求高，同时考虑制造费用和各种成本费用等因素，初步定为1模1腔的结构形式。3.3 模具结构形式的确定从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔。根据塑件的结构形状，推出机构拟采用推杆的推出形式，浇注系统设计时，拟采用侧浇口，且开设在塑件的内部。冷却系统设计时，定模部分拟采用点冷却。因此动模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加动模固定板，支撑板。四 注塑机型号的确定与校核4.1 有关塑件的计算图4-1塑件图体积通过三维软件UG建模设计分析计算得：零件塑件的体积：V=3.64cm4.2 浇注系统凝料体积的初步计算浇注系统

9、的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算，由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料体积按塑件的0.6倍估算，所以得，塑件与浇注系统的总体积为 ：V=3.64cm1.6=5.824cm4.3、注射机的初步选取根据以上计算，初步选取XS-ZY60,主要技术参数如下。注塑机型号XS-ZY60理论注塑量60最低高度70最大高度250模板行程300锁模力600最大成型面积300图4-2 注射机参数表五 模具设计5.1 浇注系统的形式5.1.1 主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不

10、损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26。5.1.2 主流道的尺寸浇口套为标准件。入口处的小端的主要道路重复注射机喷嘴接触，容易磨损，更严格的要求的材料，虽然小型注塑可以是主通道闸和定位圈设计成一个整体，。依据设计手册查得XS-ZY60型注射机喷嘴的尺寸：喷嘴前端孔径：d0=3mm；喷嘴前端球面半径：R0=14mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mmd=d0+(0.51)mm取干流道球面半径R=16mm；取干流道的小端直径d=3.5mm.因此，所选浇口套如图所示：图5-1浇口套5

11、.1.3浇口的设计设计时，浇口的位置和大小的要求更为严格，初步测试模式中，需要在必要时进行修改。因此，门的位置打开时，上成形性能和模制质量的影响是很大的。在一般情况下，在选择栅极的位置时，需要结构化过程和塑料部件，成型质量和技术要求，进行综合分析的特性。满足以下一般原则：1.最小化的流动距离。 2.栅极的壁厚应在塑料件被打开。 3.需要尽量减少或避免焊接痕。腔体要有利于排除气体。 5.考虑分子取向的影响。 6.避免喷气机和活力。 7.经不起设有门的冲击负荷弯曲部。 8.选择门的位置应该注意塑料件的外观质量。塑件外形为壳体，进行浇口设计的时候，我们需要设计侧浇口，具体形状如下，型腔布置为一模1腔

12、。图5-2 浇口设计5.2 导向机构的设计5.2.1导柱在导柱的结构设计时，必须考虑以下要求：（1）导柱的长度为比一些冲头的端面的更高。无导柱，以便不导致正方向和冲头与它的接触损坏的空腔。在这里，我的设计是安装在定模有导柱。（2）导柱是锥形或球形的导频部分的端部的形状，导向柱能顺利进入导向柱孔。（3）材料导向柱应具有硬且耐磨的表面，坚韧和难以打破内芯，因此，通过渗碳用低碳钢。或碳工具钢（T8，T10）淬火硬度HRC50-55后。（4）配有精密导柱安装有七个过渡配合模板更精确。（5）光洁度 配合部分光洁度要求7级，此外，选择导柱要根据模架确定。加工个导柱孔时，应将定模板、动模板合在一起，一次性加

13、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。导柱结构见图。图5-3 导柱5.2.2 导套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。套直导套和铅导套，简单的直导套结构，易于加工，为后面的简易模具或导套没有备份的场合;带头引导套筒结构是更复杂的，高精度的场合，铅固定孔和用于同时处理容易套筒导向柱的固定孔。您也可以直接建立模板导向孔，而不是一个独立的导筒，这种形式的孔加工的简单，适合小产量，小于精密模具。在两个套管设计使用了。导向套长度应根据模板的厚度来确定的，其长度一般比2-3m

14、m的厚度少可制造铜或铜硬化耐磨材料，但其硬度应比导柱的硬度较低，这样可以提高摩擦力，以防导柱导套或小睡。衬套选择应根据模板材料T8A的厚度来确定，很难HRC5055，或20-渗碳钢0.50.8厚的，硬至HRC5660。固定部引导套筒和滑动部分的引导表面粗糙度一般是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，本设计在定模板设置一套导套，其结构如图所示：图5-4导套5.3 推出结构的设计5.3.1脱模力的计算脱模力的计算：由于，故零件属于厚壁制件，所需脱模力式中：Q脱模力（N）随f和而变化的无因次系数，查参考资料9表3-30，取值为1随和而变化的无因次系数，查参考

15、资料9表3-31，其值为1型芯半径（mm）E塑料抗拉弹性模量（MPa）E=1.4MPa塑料制品的平均收缩率（%）=0.3%0.8%L塑料对型芯的包容长度（mm）L=48mm，模具型芯的脱模斜度=1.5塑料与型芯的摩擦系数=0.4塑料的泊松比=0.35代入得到：=8979N5.3.2 推杆的设计在注塑成型的每一个循环中，由于塑件会沾在型芯上，无法自动脱落，所以我们必须设计一种结构来将产品推出模外，模具上这种推出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。本次设计我们采用推杆将塑件顶出模外。图5-5 推杆布局5.4确定主要零件结构尺寸、成型零部件的设计成型零件是构成模具的型腔、直接与塑件熔体想接

16、触并成型制品的模具零件和部件。通常有凸模，凹模，型芯，成型杆，镶件等零件和部件。在模具的动、定模部分合模后成型零件构成了模具的型腔，从而也决定了塑件的内、外轮廓尺寸该塑件的材料ABS是一种具有较大收缩范围的塑料，所以其成型零件的尺寸由平均值法计算。查资料所得收缩率为0.4%0.6%，平均收缩率为0.5%。表5-1公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值-精度等级明细表,表6-1精度尺寸的选用标准2-3、5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度ABS根椐零件的要求，由上面两个表可得出：该零件可以按照精度等级为级的精度来选择。此产品采用4级精度，属于一般精度等级制品。

17、所以，凸凹模的长度、宽度尺寸、高度尺寸以及深度尺寸的制作与作用修正系数x的取值可在0.50.75的范围之间选，凸凹模各处的工作尺寸的制造公差，因为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：型腔凹模尺寸的计算(一)、计算型腔的长度、宽度： L凹模长度、宽度尺寸（mm）LS塑件长度、宽度公称尺寸（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：又查表知4级精度时塑件公差值 实践证明：成型零件的制作公差大致占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可以采用塑件公差的1/31/4。为了保持比较高的精度选1/4。由于

18、：得：则：(二)、计算型腔深度的尺寸：凹模深度尺寸一样用平均收缩率法计算： H凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由：取4级精度时后由知道：则：型芯凸模尺寸计算1.型芯长度、宽度尺寸的计算用平均收缩率的法计算：L 型芯长度、宽度的尺寸（mm）z 型芯长度、宽度制造的公差（mm）其余符号同上由：取第4级的精度时后由知道：则：=2计算型芯高度的尺寸用平均收缩率的方法计算： H型芯的高度的尺寸（mm）z型芯的高度的制造的公差（mm）其余符号同上由：取4级精度时由得：则：=5.5抽芯机构的设计5.5.1 抽拔距的计算侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动

19、的距离成为抽芯距，通常用s表示。此外，为安全起见，侧向抽芯距离通常壁塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm。抽芯距：s523（mm），取s8mm5.5.2 抽芯力的计算抽芯力的计算同脱模力的计算相同，对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力通常比较小，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算： (公式11-1，塑料成型模具设计与制造7-1.P99)式中： 抽芯力(N）； 侧型芯成型部分的截面平均周长(m)； 侧型芯成型部分的高度(m)；塑件对侧型芯的收缩应力（抱紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关，一般情况下

20、模内冷却的塑件取(0.81.2)107Pa，模外冷却的塑件取(2.43.9)107Pa； 塑料在热状态时对刚的摩擦系数，一般取0.10.2； 侧型芯的脱模斜度或倾斜角()，这里0。故此塑件的侧抽芯力应由1部分组成：孔外测壁部分，带入数据计算可得= 256(N)5.5.3斜导柱的设计斜导柱时分型抽芯机构的关键零件。它决定了抽芯力与抽芯距的大小，其设计主要包括斜导柱形状、尺寸及倾角大小。（1）斜导柱截面形状：常见的斜导柱截面形状有圆形和矩形，此设计选择圆柱形截面。（2）斜导柱斜角的确定：斜导柱的斜角是斜导柱抽芯机构的一个主要参数。在生产中斜角一般采用1520，最大不超过25，此设计选取:25（3）

21、斜导柱尺寸计算：直径：斜导柱直径主要受弯曲力的影响，斜导柱直径的计算公式为： (公式11-2，塑料成型模具设计与制造7-6.P100)式中 P 最大弯曲力；L 斜导柱有效工作长度；为需用弯曲应力。查阅相关的表格最后确定：d8mm长度：斜导柱的长度图见图，其工作长度与抽芯距有关：图5-6 斜导柱分型抽芯结构5.6 模架的确定和标准件的选用进行模具设计的时候。尽量模架标准化，这样可以大大缩短我们模具的生产设计时间，提高企业的经济效益。因为用的是侧浇口自动脱料的模式再依据前面型腔的规划以及彼此的位置尺寸，综合思考了塑件的结构和大小结合规范模架。本次设计选择模架型号为：CI-1818-A40-B50-

22、C60。图 5-7模架结构形式5.7 冷却机构的设计开上冷却模具插件和喷射杆并通过几何学的其他部分的水的限制，必须根据模子，可以灵活地设置了冷却装置的特性，它的设计要点如下：（1）实验结果表明，冷却水孔的量越多，该产品的冷却也是越均匀。（2）与腔表面周围水孔优选具有从常规水孔10-15mm的的腔的边缘的距离相同。（3）的入口管的直径应选择为使得流率不超过冷却水的流速。避免过多的压力下降。冷却水通常不大于9毫米的直径，通常9-12mm少，而且也将根据产品尺寸的特定尺寸和条件模塑，因为小型模具，也较小的设计，考虑到进气管外径8mm 。（4）进出口的冷却水温度不宜过大，以免造成不平坦的冷却模具表面。

23、安装冷却装置，主要是避免塑件在脱模时产生变形，延长成型周期及提高塑件质量。设计水路时应该设计在塑件的周围，就是尽量型腔，型芯等零件内设计冷却水路，这样我们可以控制水流量以及速度来控制模具的温度了。该注塑模的冷却系统设计为多支路冷却运水，具体分布方式见总装图。图5-8 冷却水示意图5.8排气机构的设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响。排气槽应开设在型腔最后填充的部

24、分，排气槽最好开设在型腔一侧，即使所产生的飞边，凝料也较容易脱模或去除，另外，排气槽应尽量开设在便于清模的位置，以防止积存冷料。通常，采用的排气方式有（1） 利用模具分型面或配合间隙自然排气；（2） 采用开设排气槽排气；（3） 镶嵌烧结金属块排气。本次模具设计中，推杆和型芯间隙排气。5.9 装配图的绘制图5-9 装配图六 注射机的校核6.1注射容量和质量校核由于以容量计算时 V总0.8 V注 (4-1)式中V注注射机最大注射容量 cm3； V总成型塑件与浇注系统体积总和 cm3； 0.8最大注射容量的利用系数。V=3.64cm1.6=5.824cm所以注塑机符合注射容量和质量要求。6.2合模力

25、及注塑面积和型腔数的校核合模力的大小必须满足下式：FsFz=P（nAx +Aj）= PA (4-2)式中A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和 Ax塑件型腔在模具分型面上的投影面积 Aj塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积 Fz胀模力 Fs合模力 P模腔压力 取90MPa通过使用UG软件计算面功能自动得出A=1229mm2由于 Fs=600KN901229x1.1x0.001 =121.6KN所以注塑机符合合模力及注塑面积和型腔数的要求。6.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 1）模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具的长宽为180180mm注塑机拉杆的间距330440m

26、m）故满足要求。 2）模具闭合高度校核模具实际高度 H模=190mm ； 注塑机最大闭合厚度 H最大=250mm ； 故满足要求。致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及小组同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在论文写作过程中，得到了老师的亲切关怀和耐心的指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到任务的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。在此谨向章老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无穷的帮助与指导。最后，我还要感谢三年来辛辛苦苦教导我们的老师们，三年来一直是你们在传授我们知识、教导我们为人，谢谢你们对我的栽培！