畢業(yè)設計---上蓋塑料模設計說明書

1、<p><b>　　專業(yè)工程實踐說明書</b></p><p>　　題 目 上蓋注塑模 </p><p>　　專 業(yè) 模具設計與制造 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言</b>

2、</p><p><b>　　一、塑件工藝分析</b></p><p><b>　　二、注塑機選型</b></p><p>　　三、模具結構方案的確定</p><p>　　四、成型零部件工作尺寸的計算</p><p><b>　　五、澆注系統(tǒng)的設計</b>

3、;</p><p>　　六、結構零部件的設計</p><p><b>　　七、推出機構的設計</b></p><p><b>　　八、冷卻系統(tǒng)的設計</b></p><p><b>　　九、模架選擇</b></p><p><b>　　十、注射

4、機校核</b></p><p><b>　　十一、設計總結</b></p><p><b>　　十二、參考文獻</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　塑料具有可塑性強，密度小、強度高、結緣性、化學穩(wěn)定性高、外觀多樣的特點，因而受

5、到越來越多的廠家及人民的喜愛。</p><p>　　塑料制品生產主要由成型、機械加工、裝配等環(huán)節(jié)組成，其中重要一環(huán)就是塑料成型。</p><p>　　塑料成型就是將各種形態(tài)的塑料原料制成所需形狀的制品或坯件的過程。塑料成型的方法很多，如：注塑、吹塑、擠出等。而注塑成型以其高尺寸精度、高復雜性的制品高效率占有重要一席。</p><p>　　塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著

6、石油工業(yè)的發(fā)展而應而生的，目前塑料制件幾乎已經進入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個領域。隨著機械工業(yè)電子工業(yè)，航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發(fā)，設計制造的水平也須越來越高。</p><p><b>　　一、塑件工藝分析</b></p><p>　　制件外形尺寸：Φ44.8-00

7、.05、Φ28±0.05、Φ27.4-00.1、R1、SR100、3.25±0.05、9.5</p><p>　　該塑料制件的內形尺寸：Φ41.8±0.1、Φ26-00.05、Φ25.2±0.05、2.3±0.1、2、1.25±0.05；</p><p>　　工件尺寸精度無特殊要求，未注尺寸公差按GB/T14486-MT5-A級選

8、取。</p><p>　　塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，表面平整，無氣泡、劃傷、裂縫及小孔等缺陷，粗糙度要求取Ra1.6 。</p><p>　　塑料制件材料為丙烯腈-苯乙烯-工二烯共聚物（ABS），查表得收縮率為：0.3%-0.8%,取值0.55%；大批量生產。</p><p>　　材料分析：ABS是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。</p&

9、gt;<p>　　工二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過多的工二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性； </p><p>　　丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質； </p><p>　　苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度。 </p><p>　　ABS無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，

10、具有良好的機械強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電器性能，密度為1.02～1.05g/cm3ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，具有良好的綜合力學性能。</p><p>　　成型特點：ABS可以在-25℃~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產品表面光潔，易于染色和電鍍。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應進行干

11、燥處理，ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小。 </p><p>　　該塑料制件為上蓋，外形為旋轉體，壁厚比較均勻，最厚處1.95mm最薄處為1mm。塑件有一定的行腔：既Φ41.8×7.55，Φ26×2.3，Φ25.2×7.2。的行腔。</p><p>　　該制品為大批量生產，在保證

12、塑件質量的前提下，盡量采用一模多腔或高速自動化生產以縮短生產周期，提高生產效率，因此必須對模具的分型機構、塑件和流道凝料的自動脫模機構提出嚴格要求，采用一模四腔。根據塑件的生產效率及為提高成型效率采用側澆口。</p><p>　　使用Pro / E 軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積：V =2.268×103mm3</p><p>　　該塑件的單件質量M=P V&

13、lt;/p><p>　　=2.268×103×1.05×10-3 </p><p><b>　　=2.38g</b></p><p>　　根據產品的用途：該產品為功能型零件。</p><p><b>　　二、注塑機選型</b></p>&

14、lt;p><b>　　初選注塑機</b></p><p><b>　　注射量：</b></p><p>　　該塑料制件的單件重量： Ms≈2.38g</p><p>　　澆注系統(tǒng)重量的計算： Vj=S1×h1+S2×h2=38.465×42+19.625×20×2

15、=1615.53+785=2400.53mm3</p><p>　　Mj=pVj=1.05×2400.53≈30g</p><p>　　產品和凝料的總質量為M總=30+2.38×4≈40g</p><p>　　根據產品質量+凝料≤80%理論注射量的原則，初選注塑機的型號為XS-ZY-125</p><p>　　三、模具結構

16、方案的確定</p><p>　　由于該產品公差尺寸按MT5精度，產量為大批量，所以采用一模四穴，但又因為要求表面無毛刺，采用側澆口進澆的方式，側澆口進澆的優(yōu)點是截面形狀簡單，加工容易，主要用于中小型塑件的多型腔模具，對各種塑料的成型適應性較強，但缺點是有澆口痕跡存在，注射壓力損失大，對深行腔塑件排氣不便。由于產品較小，包緊力小，所以采用頂針桿頂出。</p><p>　　四、成型零部件工作尺

17、寸的計算</p><p>　　查書《模具成型工藝與模具設計》附錄B塑料ABS收縮率0.3%-0.8%,取值0.55%。 </p><p>　　型腔、型芯工作尺寸計算</p><p>　　由于該零件結構比較復雜，所以不采用安裝模仁的方式，直接在模架上安裝凹凸模鑲件。</p><p><b>　　型腔：</b><

18、/p><p>　　基本尺寸 加收縮率的尺寸</p><p>　　Φ44.8-00.05 44.8+44.8×0.0055≈45.05-00.05</p><p>　　Φ26-00.05 26+26×0.0055≈26.14-00.05</p><p>　　2.3 2.3+2.3&

19、#215;0.0055≈2.31</p><p><b>　　型芯：</b></p><p>　　基本尺寸 加收縮率的尺寸</p><p>　　Φ41.8±0.1 41.8+41.8×0.0055≈42.03±0.1</p><p>　　Φ28±0.05 2

20、8+28×0.0055≈28.15±0.05</p><p>　　Φ27.4-00.1 27.4+27.4×0.0055≈27.55-00.1</p><p>　　Φ25.2±0.05 25.2+25.2×0.0055≈25.34±0.05</p><p>　　5.2

21、 5.2+5.2×0.0055≈5.23</p><p>　　2 2+2×0.0055≈2.01</p><p>　　1.25±0.05 1.25+1.25×0.0055≈1.26±0.05</p><p><b>　　五、澆注系統(tǒng)的設計</b></p>

22、<p>　　注射模具結構設計主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目胡確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)的設計、型芯型腔的確定、推件方式的選擇，模具結構零件設計等內容。</p><p>　　1. 分型面的選擇 </p><p>　　模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸</p><p>　　面稱之為分型面。分型面的選擇不緊關系到塑件的正常成型和脫模

23、，而且涉及模具結構與制造成本。</p><p>　　分型面設計是否合理，對制品質量、工藝操作難易程度和模具的設計制造都有優(yōu)很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素。</p><p>　　根據分型面的設計原則：</p><p>　?。?）分型面應該選在塑件的最大輪廓處</p><p>　　（2）分型面的選擇應確定有利于留模方式，

24、便于塑件順利脫模</p><p>　　（3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求</p><p>　?。?）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求</p><p>　　（5）分型面的選擇要便于模具的加工制造</p><p>　?。?）分型面的選擇應考慮成型面積和鎖模力</p><p>　　（7）分型面的選擇應有利于排氣<

25、;/p><p>　　綜合上面幾點故分型面如下圖</p><p>　　2. 確定澆口形式及位置 </p><p>　　澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否完好，高質量的注射成形。</p><p>　　根據塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口</p><p>

26、　　根據經驗選擇側澆口：</p><p>　　側澆口的長度為1.5mm</p><p>　　側澆口的寬度為3mm</p><p>　　側澆口的厚度為0.5mm</p><p>　　3. 設計主流道及分流道形狀和尺寸</p><p><b>　　主流道的設計 </b></p><

27、;p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因為必須使熔體的溫度降和藥理損失最小。</p><p>　　模具設定為一模四腔，可以估計一次成型所需的塑料，因此可確定型號為注射機XS-YZ-125，結合廠里實際應用情況，及模架的選擇及剛度與強度要求澆口套設計如下：主流道設計成圓

28、錐型,其錐角為2°～6°，內壁粗糙度Ra取0.8μm。</p><p>　　根據產品的生產量大，主流道設計成可拆卸、可更換的主流道澆口套。XS-ZY-125機噴嘴的相關尺寸為：</p><p>　　噴嘴前段、端孔徑：d=Φ4mm</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：SR=12mm</p><p>　　根據模具主流道與噴嘴

29、的關系：</p><p>　　R=r+（1～ 2）mm</p><p>　　D=d+（0.5～ 1）mm</p><p>　　取主流道的小端直徑D=4.5mm</p><p>　　流道表面粗糙度值Ra為0.08μm。主流道草圖如下：</p><p>　　主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A，T10等材料制造，熱處理淬

30、火硬度為50~55HRC，該澆口套與模板間的配合采用H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈采用H9/f9。</p><p>　　為了保證模具安裝在注射機上后，其主流道與噴嘴對中。對于小型注射模具，直接利用澆口套分開設計。其中D是定位環(huán)與注射機定位配合直徑。設計時應選用注射機的定位孔直徑和考慮塑料模的裝卸方便來確定。 </p><p>　　定位圈的固定螺釘一般用M6~M8.螺釘數(shù)通常選用2個以

31、上。定位圈材料一般宜選用45鋼或Q275鋼制作：</p><p>　　定位圈與注射機定模固定板中心定位孔相配，配合精度為H11/h11,。定位環(huán)與定位孔的配合長度，對于小型模具取8~10mm，對于大型模具取10~15。</p><p><b>　　分流道的設計 </b></p><p>　　分流道是指主流的末端與澆口之間的一段塑料熔體通道。分

32、流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個型腔，設計時應盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。</p><p>　　分流道截面設計成U形截面加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。U形截面分流道的直徑可根據塑件的流動性良好，所以造U形截面根據經驗分流道的直徑d可取4～6mm。根據經驗值分流道分道流道寬度b=5mm，半徑R=b/2=2.5,深度h=1.25×2=2.5,為了能夠

33、使塑料流動平衡均勻，使排列緊湊流程盡量短，使脹模力的中心與注射機鎖模力中心一致。</p><p>　　4. 排氣系統(tǒng)的設計</p><p>　　利用配合間隙排氣，這是最常見的，也是最經濟的，更是具有使用性的。此模具利用配合間隙便可以排氣，所以這里無須開排氣槽。</p><p><b>　　5. 拉料桿的設計</b></p><

34、;p>　　拉料桿的作用是注射結束模具分型時，將主流凝料從定模澆口套中拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)冷料一起推出模外。該塑件表面光滑無刮痕等缺陷，如果采用自動脫落，塑件脫落表面相互碰撞將造成表面刮痕等缺陷，因此該模具采用Z字形拉料桿，如圖所示。工作時依靠Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口套。 </p><p>　　六、結構零部件的設計</p><p><b>　　1.

35、 支承板的設計</b></p><p>　　支承板的作用是對固定板上模具各零件起支承作用，以防止型腔底部產生過大的撓曲變形或防止主型芯脫出型芯固定板。支承板需要有較高的平行度和必要的硬度和強度。支承板與固定板相聯(lián)，聯(lián)接時，常釆用定位銷與螺拴緊固，有時也可用定位銷定位端部鉚接緊固支承板。</p><p>　　支承板的材料為45﹟鋼，熱處理時的硬度為240?270HB。</p

36、><p>　　根據經驗可知支承板厚度取30mm。</p><p>　　該模具支承板取230×230×30 </p><p><b>　　2. 墊塊的設計</b></p><p>　　墊塊的作用是支承動模成型部分并形成推出機構運動空間的零件，變更支承板和墊塊的厚度可改變模具的封閉高度。其中相關尺寸根據模架

37、以及推出高度而定，取 250×48×80</p><p>　　3. 合模導向機構的設計</p><p>　　合模導向機構是保證動、定模和模時，正確地定位和導向的零件，承受一定的側壓力。</p><p>　　該模具導柱為ф25×85，導柱的材料為T8A，淬硬到HRC50~55 ；</p><p>　　該模具

38、導套為ф35×30，導套的材料為T8A，淬硬到HRC50~55 。</p><p><b>　　七、推出機構的設計</b></p><p>　　推出機構一般由推出、復位和導向三大部件組成，推出機構按其推出動作的動力來源可分為手動推出機構、機動推出機構、和液壓與氣動推出機構等，按模具的結構特征可分為一次推出機構、二次推出機構、定模推出機構等等</p>

39、;<p>　　一次推出機構又稱簡單推出機構，它是指開模后在動模一側用一次推出動作完成塑件的推出。一次推出機構，包括推桿推出機構，推管推出機構，推件板推出機構等等。由于設置推桿的自由度較大，且截面大部分為圓形，制造維修方便、推出動作靈活可靠，推出時運動阻力小，便于跟換，結合模架的選擇綜合各方面因素考慮，推桿推出機構應該是首選。</p><p><b>　　1. 推桿的設計</b>

40、</p><p>　　根據推桿位置的選擇要求：推桿的位置應該選擇在脫模阻力最大，當塑件各處的脫模阻力相同時需要均勻布置、推桿位置選擇時應注意塑件本身的強度與剛度，推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊，或高出型腔0.05-0.1mm,考慮冷料穴中有較多的塑料，根據各模板的厚度、型腔尺寸、分流道及最小壁厚考慮設計推桿分布如下：</p><p><b>　　2. 復位桿的設計<

41、/b></p><p>　　推出機構在注射模工作時，每開合模一次，就往復運動一次，除了推桿和復位桿與模板的活動配合以外，其余均處與浮動狀態(tài)，使推出機構復位最簡單最常用的方法是在推桿固定板同時安裝復位桿，復位桿為圓形截面，每副模具一般設置4根根據模架的選擇，復位桿設計如下：</p><p>　　數(shù)量為4根，中心距為200×110mm,為了防止干涉需要在復位桿設置彈簧，彈簧先復

42、位機構是利用彈簧的彈力使推出機構在合模之前進行復位的一種先復位機構，即彈簧被壓縮地安裝在推板固定板與動模支承板之間。為了使復位桿能夠及時復位，設計彈簧中徑為21mm, 截面直徑為4mm。</p><p><b>　　八、冷卻系統(tǒng)的設計</b></p><p>　　冷卻回路尺寸的確定及布置</p><p>　　由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、

43、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的冷卻。</p><p>　　根據該產品的形狀結構和客戶對產品的質量要求較高，分別在零件型腔上的定模板和動模板開水路即可滿足該零件的冷卻要求。</p><p><b>　　九、模架選擇</b></p><p>　　根據以上分析計算型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和規(guī)格。</p>

44、<p>　　選用A1型模架 </p><p>　　定模板厚A=30mm</p><p><b>　　動模板厚B=30</b></p><p><b>　　支撐板厚度=30</b></p><p><b>　　墊塊厚度C=80</b></p>&

45、lt;p>　　模具厚度：H模=50+A+B+C+50=270mm</p><p>　　模具外形尺寸：250×250×270mm</p><p><b>　　十、注射機校核</b></p><p>　　注塑機型號為XS-ZY-125</p><p>　　注射量 12

46、5/mm3</p><p>　　鎖模力 900/kN</p><p>　　模板最大行程 300 mm</p><p>　　模具最大厚度 300 mm</p><p>　　模具最小厚度 200 mm</p><p>　　拉桿空間

47、 260×290mm</p><p>　　模板尺寸 428×450mm</p><p>　　模具定位孔尺寸 Φ100+00.054/mm</p><p>　　噴嘴球徑 SR12mm</p><p>　　噴嘴孔直徑

48、 Φ4 mm</p><p>　　頂出行程 30mm</p><p>　　注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 </p><p>　　由于在初選注射機和標準模架時是根據以上四個技術參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。</p><p>

49、　　1：模具合模時校核：</p><p>　　200mm<270mm<300mm </p><p>　　2：模具開模時校核：</p><p>　　200mm<270mm＋15mm<300mm </p><p>　　其中：15mm為模具的抽拔距</p><p>　　經校核XS-ZY

50、-125型注塑機能滿足使用要求故可以采用。</p><p><b>　　設 計 總 結</b></p><p>　　經過三年對模具設計與制造的課程學習，感覺收獲頗多，經過這次的畢業(yè)設計使我們進一步掌握塑料模的設計原則與方法，加強了作圖的能力。但是設計中出現(xiàn)的問題使我知道了自己的不足之處，也使我知道在實際生產中生產知識的欠缺。</p><p>　

51、　在對上蓋注塑模設計的過程中我遇到了很多的問題，通過查找資料，翻閱圖紙，同時得到老師的指導，才能得到一定的成果。</p><p>　　在對塑料模具設計的同時加深了我對塑料模具設計步驟的進一步了解，從注塑機型號的選擇，到模具結構的分析，各個系統(tǒng)、機構、結構部件的設計，選擇合適的零部件，再到選擇合適的模架，然后組成一幅完整的總裝圖。</p><p>　　上蓋注塑模設計的過程中，把我所學的塑料模

52、設計理論知識和實際的設計一定程度上結合起來，使我們加深了對塑料模設計理論知識的理解，同時也掌握了塑料模設計的一般步驟。為以后在實際生產生活中塑料模設計打下基礎。</p><p><b>　　參 考 文 獻`</b></p><p>　　1、張秀玲《塑料成型工藝與模具設計》中南大學出版社2006.5</p><p>　　2、齊衛(wèi)東《塑料模具設計與