毕业设计说明书

1、毕业设计说明书设计课题： 光盘注射模 学校：湖南省机械工业技术学院专业：模具设计与制造学号： 班级： 模技08-1班 指导老师： 陈少友 姓名： 邓俊军 完成日期：2011年 月 日目录一、 任务分析 3二、 序言 6三、 产品工艺性及结构分析 81. 塑件材料分析 82. 塑件结构分析 103. 塑件尺寸精度分析 10四、 模具设计方案的确定 11五、 工艺设计 12六、 模具结构设计 21七、 注射机有关工艺参数的校核 25八、 模具的工作原理 28九、 设计总结 29十、 参考文献 30 一、任务分析 1. 设计课题：塑料碗注射模（如下图）年产量：10万件材料：PC（聚碳酸酯）2. 设计

2、任务（内容） 1）总装配图：一幅 2）零件图 ： 3）说明书 ：一份 4）工艺文件：3. 要求： 1）了解聚碳酸酯（PC）的热力学性能，及聚碳酸脂在成型过程中的流动性和物理变化； 2）了解聚碳酸酯成型原理和工艺特点，塑料结构工艺性对模具的影响； 3）掌握各种模具的结构组成及设计计算方法； 4）能初步分析塑件成型缺陷产生的原因，并提出解决的措施； 5）设计出的模具应保证规定的生产效率和高质量塑件制品的前提下，力求模具结构简单、成本低、寿命长、外形美观，操作安全，便于搬运、安装紧固到注射机上。4. 技术要求：要求塑件外表面光滑美观，色泽鲜艳，没有斑点及熔接痕，未标注公差取MT7级精度。5. 设计目

3、的：综合运用在学习期间所学的理论知识和技能，通过独立思考和动手实践，熟悉设计开发模具的过程，检验学习成果，为步入工厂进行实践工作打下坚实的基础。6. 设计要求： 设计光盘注射模具，绘制注射模装配图1张、工作零件和非标零件图24张，编制模塑成型工艺卡1份，成型零件机械加工工艺过程卡23份，编写设计计算说明书1份（20页以上）。7. 设计时间：一个月二、序言塑料工业是一门新兴工业，是随着石油工业发展应运而生的，自塑料问世以来，塑料工业得到了日新月异的发展。塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是由于它们具有一系列特殊的优点所决定的。塑料密度小、质量轻，在同样体积下，塑料制件比金属制件轻得多，这就是“以

4、塑代钢”的优点。塑料的绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有良好的耐腐蚀能力，此外，塑料减摩、耐磨及减震、隔音性能好。因此，塑料已代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各部门不可缺少的一种化学材料，并跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料作为一种新的工业材料，由于其不断被开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。模具是工业生产中的重要工艺装备，对于我国塑料模具的发展自90年代以来已经进入一个新的阶段。为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术成朝着精密化、微

5、型化和超大型化等方面发展。随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已经成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外塑料成型行业在改进和提高模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量，取得了许多成果。我这次毕业设计的课题是灭火器筒座注射模。主要从塑件性能及它的用途为出发点，对塑件材料的性能及产品结构进行了分析，确定了模具设计方案，进行了工艺设计及模具结构设计，分析了模具的工作原理与工艺规程，并进行了总结，其具体过程请详阅说明书。由于本人编写水平有限、时间仓促，文中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。三、产品工艺性及结构分析1. 塑件材料

6、分析1）聚碳酸酯（PC）的基本特性:本产品采用聚碳酸酯制造，聚碳酸酯是一种良好的热塑性工程塑料，密度1.20g/cm3,它韧而刚抗冲击性好，成型零件可达到很好的尺寸精度并在很宽的温度变化范围内保持其尺寸的稳定性。成型收缩率恒定为0.5%0.8%。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。脆化温度在-100C。长期工作温度达120C。聚碳酸酯的吸水率较低。其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差。另外聚碳酸酯的机械性能差。2）成型特点：成型特点:聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝，气泡及强度下降现象；聚碳酸酯熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以，成型时要求有较

7、高的温度和压力，且其熔融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加融熔塑料的流动性。塑件须经退火处理3）成型应注意的事项：熔体的流动性差，用较高的力才能充满模腔，成型温度范围宽，成型困难；浇注系统比表面积小，散热速度慢，温度调节系统应能较好地控制制品冷却速度，并保证冷却速度均匀。塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。2. 塑件结构分析该塑件产品如上图所示，产品的外形为回转体，结构较简单，壁厚较均匀，查教科书表313，符合最小壁厚要求；塑件型腔尺寸较大，有尺寸不等的孔，根据塑件的材料性能及塑件的结构，该塑件采用注射成型，从使用性能来看是在常温下使用，尽量采用较低精度，精度等级为

8、MT7级，表面质量要求不高，粗糙度Ra为0.8m。3. 塑件尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所以尺寸均为自由尺寸，按MT7查取公差，查教科书表38，主要尺寸公差标注如下（公差单位：mm）：塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。把塑件外形尺寸标上偏差值，有这些尺寸：、。塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。把塑件内形尺寸标上偏差值，有这些尺寸：、。四、模具设计方案方案一：该制件形状较简单，采用一模一腔，自动脱模；方案二：采用一模多腔，自动脱模。方案分析：方案一模具整体结构较简单，加工制作容易，成本低，但生产效率低，适用于小批量生产；方案二采用一模多腔结构，模具的布局较为复杂，从而增加了

9、模具整体的复杂性，外形结构尺寸扩大，安装、调试、搬运和维修不方便，制造成本较高。经方案一和方案二的综合对比，根据产品的年产量10万件，最终确定选用方案二的模具结构。五、工艺设计1 型腔布局1）型腔数目的确定：根据塑件的几何结构特点，尺寸精度要求，批量大小，模具制造难易，模具成本等，确定型腔数量及其排列方式，采用一模四腔，布局在型腔板四周。2）型腔的布局图如下：3）分型面的确定：分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺密切关系，并且直接影响着塑件的脱模。选分型面时，一般应遵循以下几项基本原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；确定有利的留模方式；保证塑件的精度和外观质

10、量要求；便于模具制造；尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积；应有利于排气。根据以上要求，分型面如下图所示: 4）塑件需求量及成型工艺参数：根据估算塑件体积V塑=13.3cm3；由聚碳酸酯（PC）的密度为1.2g/cm3，得其质量m塑=13.31.2=16g；浇注系统凝料质量目前还是未知数，可按塑件质量0.6倍计算：即m浇=0.6m塑=0.616=9.6g塑料需求总量为M总=m塑+m浇=416+49.6=102.4g由塑料成型工艺与模具设计查表31，得PC得注射工艺参数：注射机类型 螺杆式螺杆转速（r/min） 2030喷嘴形式 直通式 喷嘴温度() 220240 料筒温度() 前段230250

11、 中段2400260 后段210230 模具温度() 6080 注射压力（MPa） 80130 保压力（MPa） 4060注射时间（s） 05 保压时间（s） 2040 冷却时间（s） 2040 成型周期（s） 50902注射机的初步选择根据塑料熔体总质量应有M总80%MM 注射机的额定注射量102/0.8 g125g根据以上条件可选择注射机型号为XSZY125，其技术要求规格如下：额定注射量 125 cm3螺杆直径 42mm注射压力 120MPa注射行程 115mm注射时间 1.6s注射方式 螺杆式合模力 900KN最大成型面积 320mm最大开（合）模行程 300mm模具最大厚度 300m

12、m模具最小厚度 200mm动、定模固定板尺寸 428458mm合模方式 液压-机械 机器外形尺寸 33407501550mm 3浇注系统与排溢系统的设计1）主流道的设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道需设计成圆锥形，锥角为26，表面粗糙度Ra0.8m，主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢，如T8、T10A等，热处理要求淬火535

13、7HRC，主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相接的注射机喷嘴为同一轴心线。主流道衬套如下图所示：主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.51）=5mm主流道球面半径SR=喷嘴球面半径+（12）=19mm球面配合高度h=4mm主流道锥角a=3主流道长度L=62mm主流道大端直径D=d+2Ltga/2=6.8mm2)分流道设计所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小。根据模具设计结构及产品结构，该塑件设计四条分流道。由于梯形截面分流道加工容易，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，采用

14、下面经验公式可确定其截面尺寸： B=0.2654 =0.265443.16 =3.354H=2B/3=2.2363）浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。 浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求不高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提，可选择的浇口形式有教科书表54几种方案。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口。 进料位置的选择 根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设在塑料碗底部。浇口尺寸的确定查教科书表54得：常用直径d=0.82.0mm 根据经验公式 d=（0.1

15、40.2） =18.6120.17=3.1式中：d-点浇口直径（mm） -塑件在点浇口处的壁厚（mm） -型腔表面积（mm）考虑到模具结构的需要，取经验公式结果 4）排溢系统的设计根据该模具型腔结构比较简单，型腔深度一般可利用分型面处模板的配合间隙进行排气，在保证不溢料的情况下，根据教科书P165：表5-12得其间隙为0.0250.04mm。六、模具结构设计1成型零部件结构工艺设计 模具成型零件尺寸计算根据：塑件外形最大尺寸为基本尺寸偏差为负值，与之对应的模型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值，与之对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸、偏差为负值；中心距偏差为

16、双向对称分布。1）型腔径向尺寸：查附表B聚乙烯(PE)的最大收缩率为3.0%，最小收缩率为1.5%，平均收缩率为 =（3.0%+1.5%）/2=2.25%(LM)+z =(1+)Ls- +z式中 LM 模具型腔基本尺寸 塑料的平均收缩率 Ls 塑件的基本尺寸 塑件公差 z 模具制造公差 （系数，在塑件尺寸较大精度级别较低时取0.5；当塑件尺寸较小精度级别较高取0.75.） 修正系数，取0.5查塑料成型工艺及模具设计表38（SJ137278）选取塑件公差，模具制造公差z按塑件公差的1/3计算。故：（LM1）+z=(1+2%)140-0.52.7 +z=141.45+0.9（LM2）+z=(1+2

17、%)70-0.51.8 +z=70.5+0.6（LM3）+z=(1+2%)72.5-0.51.8 +z=73+0.6 2)模具型芯尺寸：(lm)-z =(1+)Ls+ -z（lm1）-z=(1+2%)132+0.52.7 z=135.99-0.9（lm2）-z=(1+2%)65+0.51.54 z=67.07-0.51（lm3）-z=(1+2%)70+0.51.8 z=72.3-0.63）型腔深度尺寸和型芯高度尺寸（HM）+z =(1+)Hs- +z （hM）-z =(1+)Hs+ -z 式中 修正系数取1/21/3当塑件尺寸大，精度要求低时取小值反之取大值该式取1/3 型腔深度：（HM1）+

18、z =(1+2%)41-1.32 +z =41.38 +0.44（HM2）+z =(1+2%)2-0.38 +z =1.91 +0.13 型芯高度：（hM1）-z =(1+2%)33.3+1.14 -z =34.346-0.38（hM2）-z =(1+2%)5.2+0.48 z =5.464-0.162圆形型腔壁厚及动模垫板（支承板）厚度的确定1）圆形型腔壁厚的确定型腔内壁直径为96，查教科书表519，组合式型腔壁厚为15mm。考虑到型腔最大尺寸的高度综合取10mm2）动模垫板（支承板）厚度塑件在分型面上投影面积为4（140/2）2=615.44cm2。查教科书表518，支承板厚度大于40mm

19、，取支承板厚度为50mm。3. 温度调节系统的设计该塑料成型注射模需采用冷却系统控制模具温度，冷却系统的设计原则为： 冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大； 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等； 浇口处加强冷却； 冷却水道出、入口温差应尽量的小； 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。4. 分型距离计算S的计算:S1=107+（23）=2+（23） 取S1=110mmS2=10+（23）=13S3=41+（23）=44七、注射机有关工艺参数的校核1. 型腔数量的校核按注射机的最大注射量校核型腔数量nn=6.18式中：K 最大注射量的利用系数，一般取0.8； mN 注射机的最大注射量，cm3； m2 浇

20、注系统及飞边体积或质量，cm3； m1 单个塑件的体积或质量，cm3。根据塑件结构和模具结构以及大小和一定的生产效率，采用一模四腔。所以成型塑料制件塑料碗注射模的型腔数量选用一模四腔，型腔呈矩形布置在模具四周，有利于注射系统的排列和模具的平衡。2. 塑件在公分型面上的投影面积与锁模力校核nA1 + A2 A式中：A1、A2 分别指单个塑件和浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）； A 注射机允许使用的最大成型面积（mm2）。（4.82+0.342） 50072.72 cm2 500 cm2（nA1 + A2）p F式中：p 塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），取注射机压力的80%； F 注

21、射机的额定锁模力（N）。3. 注射机压力的校核该塑料注射压力范围145Mpa，而注射机的压力为130Mpa，因此符合要求。4. 模具厚度（闭合高度）H的校核H=32+20+30+41+20+40+50+100+32 =365mmHmin H Hmax式中：Hmin 注射机允许的最小模厚，查表41得300mm。 Hmax 注射机允许的最大模厚，查表41得450mm。由上式可知：该模具的闭合高度符合要求。5. 开模行程的校核该模具为三分型面注射模，总分型距离为S1+S2+S3=167mm注射机最大开合模行程为500mm因此该模具符合要求八、模具的工作原理模具结构简图如下： 当塑料注射完成后：动模板