塑料盖毕业设计说明书.doc

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1、盖塑料模模具毕业设计 单位：重庆工业职业技术学院部门： 机 械 工 程 学 院班级： 09模具304姓名：杨 明 玉学号：指导老师：柏洪武时间：2011/11-2012/4前言此模具设计使用说明书，是在老师的指导以同学的协作，运用了个人当前所学所问所查。从设计中收益匪浅、又学到学到了很多新的知识，增强了动手实践、动脑思考的能力。本书的主要内容及设计思路大体可以分为一下特点：一、 设计思路 主要根究塑料件及材料的工艺性分析，到用采用合理注塑的工艺方案分析，再到模具的具体材料、尺寸、等技术要求，以及根据计算数据选择合理模具设备，最后是模具的安全使用既维护。二、 主要内容及重难点 共有几个大章节（冲

2、裁件的工艺分析、注塑的工艺方案分析、计算、模具高度的确定、模具零部件设计、模具简图） ，其难点和重点是计算，型芯与型腔模尺寸等。以及模具零部件的设计和标准间的选用，根据数据作出图，最后得到完整的模具简图。三、 说明书的格式要求 目录、参考文献、结束语在这几个月的时间中，以及老师同学的帮助中，该说明书顺利的完成，但由于个人的设计经验局限，可能存在一些不完善之处，敬请老师加以指导。目录一 塑件分析51、塑件的使用分析：52、塑件的性能分析：54、塑件的尺寸、精度和表面质量分析：65、塑件的几何形状；6二 模具结构设计61、分型面的确定62、型腔的布局73.浇注系统的设计74、注射机的选择115、成

3、型零件的结构设计116、成型零件工作尺寸计算127.型芯尺寸计算：128.凹模深度和型芯高度尺寸计算：12三、推出机构设计131、结构方式132、设计要求13四.模具冷却系统的设计14五、模具型腔的强度和刚度的校核15六、开模行程的校核15七、型腔壁厚和底板厚度计算16八、导柱导向机构的设计16九、脱模机构的设计17十、温度调节系统的设计17十一、模具闭合高度的确定18十二、模架的选择18参考文献23序号计算数据与内容备注 一、 塑 件的 工 艺 性 分 析（一）、塑料的分析 分析提供的图纸可知该塑件的材料为ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚体）1、塑料的使用性能适用于制作一般的机械零件，减摩

4、耐磨零件、传动零件和电信结构零件。综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定；耐化学性，电性能良好，易于成型和机械加工，与372有玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可以镀铬。2、塑料的工艺性能1)无定形料， 2）吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等，溢边值0.04mm4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温，料温对物料性能影响较大，料温过高易分解（分解温度在250）对要求精度较高的塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机料温为180230，注射力为10014

5、0Mpa。螺杆式注射机取160220，70100 Mpa.（二）、塑件的分析 1、塑件的尺寸 分析提供的图纸知该塑料盖的最大直径是13.5mm，盖底座的最大直径是10mm，内侧直径是6mm，可知塑件的壁厚是4mm，盖高度尺寸是3.5mm，下面支座的的高度尺寸是1.5mm，从而可知按钮上面的高度尺寸是2mm，两处倒角是1.8mm。2、塑件的精度分析该塑件零件图，10mm的公差值是1mm,其余并未注明公差，故去公等级为该塑件的尺寸公差等级为8级查表得各尺寸对应的公差如下：13.4mm的公差值为2.40mm，6mm的公差值是1.40mm，1.5mm的公差值是1.40mm3、 塑件的表面质量由于该产品

6、是塑料盖，要求其表面光泽，无斑点、无条纹、无起泡等缺陷塑料成型模具与设备P28表23，塑料成型模具与设备P37表25，序号计算数据与内容备注一、 塑 件的 工 艺 性 分 析二、 塑 件成型 方 法 的 确 定（三）、塑件的几何形状 1、塑件的形状工艺性 塑件的内外表面形状应易于成型，塑件的应尽量避免侧孔、侧凹或与塑件脱模方向垂直的孔。分析零件图纸，该塑料盖没有侧孔侧凹，在侧壁也无凹槽和外凸，塑件的形状也有利于飞边的去除。 综上所述，该塑件的形状有利于成型的顺利进行，有利于模具结构的简化和成本的降低。，有利于生产效率的提高和确保塑件质量。2、脱模斜度 分析该塑件的零件图，该塑件已有斜度存在，且

7、该斜度足以保证塑件的顺利脱模。3、 塑件壁厚分析该塑件零件图，其壁厚均匀壁厚是2mm，查资料1表2-11可知，3mm在2.43.2范围内。4、加强筋 分析零件图，该塑件并没有加强筋，也无需设置加强筋。5、塑件的圆角分析该塑件的零件图，碗底座和碗身连接处的圆角半径是1.8mm，并没小于0.51mm的要求，各处圆角均满足要求。分析塑件零件图，塑件有孔，无标记、符号、花纹及文字。该塑件材料是ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚体)，ABS是热塑性塑料，注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法，分析塑件结构、尺寸和生产批量（大批量）可确定该塑件应采用注塑成型。塑料成型模具与设备表2-11采用注塑成型序

8、号计算数据与内容备注三、 成型 设 备 的 选 择以下是用ug分析计算出的数据 =列出信息创建者： Administrator日期 ： 2011-1-4 20:36:06当前工作部件 ： E:suliaowan.prt节点名 ： pc-9=工作部件 suliaowan.prt : 1- 4-2011 20:36布置 信息单位 克 - 毫米 工作部件属性： 已计算重量数据使用的精度 = 0. 密度 = 0.面积 = 52614.体积 = 79140.质量 = 71. 所以单个塑件的体积是79，=2X79=158考虑到浇注系统取为170，PP是结晶型塑料，故注塑系数取为0.75V=227故查资料1

9、附录D可确定注射机的型号为上海橡塑机厂的XS-ZY-500卧试注塑机，注射压力为104MPa，合模力为350104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为7.5mm,其定位孔直径为225H7塑件体积22注射机的型号XS-ZY-500卧试注塑机序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计1、分型面的确定 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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比较具体可以从以下方面

10、进行选择。（1）、分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边（3）、确保塑件质量；（4）、满足塑件的外观质量要求；（5）、便于模具加工制造；（6）、对成型面积的影响；（7）、有利于排气；（8）、对侧向抽芯的影响。综合以上考虑，最终确定该塑件分型面如图所示 序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计2、 型腔数目的确定及布局（1） 型腔数目的确定型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n ，即 n=4.6取为4即n4，大多数小型件常

11、用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模四腔。(2)、型腔的布局考虑到模具成型零件和出模方式的设计，为了便于平衡式浇注，有利于确保塑件质量的均一和稳定，一般采用平衡时式排列。可确定模具的型腔排列方式如下图所示 采用一模四腔序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计(2)、主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为225mm，内径31.5mm。具体固定形式如图(4)所示(3)、分流道的设计a) 分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面

12、上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用圆形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用查表法可确定其截面尺寸：由于塑料是pp可查资料一表4-2得分流道直径为4.89.5，可取为9mmb) 分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长190mm。序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计c) 分流道表面粗糙度分流道不必修的很光滑，表面粗糙度Ra值一般取为1.6这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速

13、度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。有利于保温。d) 分流道的布局 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，型腔布局应力求对称，以免模具受偏载而产生溢料现象，应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式, 如图所示。(4)、浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计流动正在使用存储的网格匹配和厚度数据匹配数

14、据是使用最大球体算法计算的 最大设计锁模力 = 5600.18 tonne 最大设计注射压力 = 144.00 MPa 建议的浇口位置有: 靠近节点 = 1134最佳浇口位置如图（6）所示。序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计通常要考虑以下几项原则： 尽量缩短流动距离。 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 必须尽量减少熔接痕。 应有利于型腔中气体排出。 考虑分子定向影响。 避免产生喷射和蠕动。 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 注意对外观质量的影响。其结构图如图所示【通过软件模拟，肯定是下图所示的浇口位置最合理，但由于零件是塑料盖，浇口在这个位置是不合理的，采用侧浇口即可】（5）冷料穴

15、的设计注射时，最先进入注塑模的塑料，因接触冷模而使料温度下降，若让这部分温度已经下降的塑料流入型腔，则会影响塑件质量，所以需要设置冷料穴，该冷料穴有收集、储存熔体前锋的冷料和开模时拉出凝料，便于脱模繁荣功用。序号计算数据与内容备注四、 模 具 结 构 的 设 计冷料穴的结构示意图如图所示(6)排气系统的设计排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污

16、染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。序号计算数据与内容备注五、 成 型 零 件 的 设 计 模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。塑件

17、的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。= %=2%外形尺寸（1） 凹模和型芯的径向尺寸计算1） 凹模径向尺寸计算该塑件属于中、小型塑件，故有=（所以有=(13.5+13.5X2%-x2.4=11.9700.8=（10+10x2%-x1.4=9.1500.47序号计算数据与内容备注五、 成 型 零 件 的 设 计2)型芯径向尺寸计算该塑件属于中、小型塑件，故有=（ 所以有=（6+6x2%+x1.4=8.270-0.47 (2)凹模深度和型芯高度尺寸计算1)凹模深度尺寸计算由于该塑件属中、小型塑件由资料一公式4-17得=(=(2+2x2%-x0.58=1.9350+0.1

18、932)型芯高度尺寸计算由于该塑件属中、小型塑件由资料一公式4-18得=(=（1+1x2%+x1.4=1.720-0.46资料一公式4-17资料一公式4-18凹模径向尺寸计算=(=(13.5+13.5X2%-x2.4=11.9700.8=（10+10x2%-x1.4=9.1500.47型芯径向尺寸计算=（ =（6+6x2%+x1.4=8.270-0.47凹模深度尺寸计算=(=(2+2x2%-x0.58=1.9350+0.193型芯高度尺寸计算=(=（1+1x2%+x1.4=1.720-0.46序号计算数据与内容备注六、 合 模 导 向 机 构 的 设 计合模导向装置时保证动模与定模或上模与下模

19、合模时正确定位和导向的重要零件。合模装置主要有导柱导向和锥面定位两种类型。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。本模具是中型模具，采用等径不对称布置1、 导柱导向机构设计导柱导向通常由导柱与导套的间隙配合组成，主要零件有导柱和导套。（1）、导柱导向机构的特点及要求1）、直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机构的导向中。2） 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离一般取导柱固定端的直径的11.5倍；其设置位置可参见标准模架系列。3） 导柱常固

20、定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。4） 为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角，5） 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以确保其导向作用。6） 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。7） 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时可采用H8/f8或H9/f9）；导柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。导套与安装之间一般用H7/m6的过渡配合，再

21、用侧向螺钉防止其被拔出。序号计算数据与内容备注六、 合 模 导 向 机 构 的 设 计8) 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔；如果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。(2)、导柱的结构带头导柱如图所示（3）、导套的结构带头导套的结构如图所示序号计算数据与内容备注七、 推 出 机 构 的 设 计1、 推出机构的设计原则 1）、开模时尽量使塑件留在动模一侧，以便于利用注塑机推出装置推出塑件。

22、2）、保证塑件脱模具时不变形，应正确考虑塑件对注塑模，应正确考虑塑件对注射模的附着力的胆小和作用位置，以便于选择合适的推出方式和位置，尽可能使脱模力分布均匀合理，并使脱模里的作用尽量大而靠近型芯。3）、保证脱模具时塑件不损坏。4）、保证塑件外观良好。5)、结构尽量简单、可靠，确保脱模动作灵活，具有足够的强度和刚度，制造方便，零部件更换容易，成本低。6）、保证合模时的正确复位。2、推出机构的组合形式分析塑件结构，由于型芯内部阻力较小本模具采用推杆推出机构，（1）、推杆的形式（2）、推杆的位置与布局推杆的布置应保证塑件质量和脱模顺利，应遵循设计原则。1) 、应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。2)

23、、应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推杆数目。序号计算数据与内容备注七、 推 出 机 构 的 设 计3) 推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。4) 推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距型芯侧壁1 0.13mm；当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推管孔距型芯侧壁2 3mm。5) 在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。6) 若塑件上不允许有推管痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝

24、料上而带塑件。（3）、推杆的固定形式(4)、推杆设计的要点1）、推杆直径不易过细，一般为0.812mm，以保证足够的强度。2）、推杆的端面在装配后应比型面后镶件平面高度0.050.1mm，以免影响塑件以后的使用。3）、推杆应设置在推件阻力大的地方尽量使推出的塑件受力均匀，但不能和型芯（或镶嵌件或冷却通道）距离过近，以免影响强度。4）、推杆与其配合孔或型芯孔一般采用H8/f8的配合并保证一定的同轴度。配合长度取推管直径的1.52倍，通常不小于12mm。5）、在确保塑件质量与顺利脱模的前提下，推杆数量不序号计算数据与内容备注八、 模 具 型 腔 刚 度 和 强 度 校 核易过多，以简化模具和减少对

25、塑件表面质量的影响。模具是用的一模四腔所以推杆的数量合理。6）、避免推杆与侧抽芯机构发生干涉。7）塑件的尺寸很小，所以推杆的很细，因此做成阶梯形，以保证它能有足够的强度与刚度。1、模具型腔在注射小菜过程中受到熔体请打压力的作用，可能因强度不足而产生塑件变形甚至破坏，还可能因刚度不足而产生过大的变形，导致溢料形成飞边，降低塑件精度和影响塑件脱模。因此设计时有必要对构成型芯的零件进行强度和刚度校核，尤其是成型重要的、精度要求高和大型塑件的型腔，更需要校核模具的强度和刚度，以确定构成型腔的主要受力构件凹模和底板的尺寸（凹模侧壁和底板厚度）2、凹模侧壁和底板厚度的确定对于规则塑件一般取塑件直径或长边的

26、0.2倍再加上17mm所以有s=13.5x0.2+17=19.7mm 取为20mm查资料一可选为型模架查资料二模具设计大典确定凹模周界尺寸L=2S+2A+t 其中A为13.5mm s为46mm故L=2x46+2X142+46=422mm 考虑到还要设置导套安装孔故可取为500mm查资料二模具设计大典可选模架为350xL的模架 取为350x350可确定动、定模班厚度均为30mm，导柱直径为30mm，导套外径为42mm，模具总高为183+A+B+C 支承板厚度60mm序号计算数据与内容备注九、 注 射 模 模 架 选 取十、注 射 机 有 关 工 艺 参 数 的 校 核由于塑件总高为3.5mm可取

27、A板厚度尺寸为30mm,查表13.3-16B的尺寸为 30 mm型芯高度为130mm 再加上安全距离，一般为510。取为8mm故有138mm，又加上推管和推管固定板的尺寸可取C的尺寸为150mm，查资料一模具设计大典可选取B的尺寸为15mm。故有模具总高H=150+30+15+15=210mm1、 模具开模行程的校核双分型面的开模行程是+a+（510）其中510mm是安全距离，取为8mm，为52mm 为40mma为100mm+a+8=52+40+8+100=200mm该注射机的模板最大行程是700mm大于200mm故符合要求2、 喷嘴尺寸D=7.5mm+0.5mm=8mm，主流道入口端凹坑球面

28、半径R=18mm+2mm=20mm。6、定位圈模具模板上凸出的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈现较松动的间隙配合（H7/f7），模具定位圈高度取为10mm，定位圈的直径为100mm资料二动、定模班厚度均为30mm，导柱直径为30mm，导套外径为42mmA板厚度80mmB板厚度63mm模具总高为210mm模具开模行程符合要求D=8mmR=20mm定位圈的直径100mm小 结 通过本次设计，我对塑料模，尤其是注塑模有了更进一步的了解和认识。对于塑料模，不但了解了它的整体结构，而且对它的各个零件的具体结构也有了更进一步的认识。不仅仅是这些，还对塑料材料有了更深的认识，对PP材料有了更深层次的认识

29、，如PP材料的使用性能、成型特性等。在制图方面也更加熟练了，在设计中还使用了ug三维软件和moldflow分析软件对塑件进行了分析，在使用中也对软件有了更深的认识。同时，在制图过程中也提升了自己的模具设计知识。增强了查找各种设计资料的能力并使自己较为凌乱的设计知识结构在本次设计中得以系统化。让自己真正懂得塑料模的最基本的设计步骤和过程。为自己以后从事模具设计方面的相关工作积累了一定经验。本次设计得到了柏洪武老师的指导与同学们的支持，在这里特别表示感谢。本人在老师的指导和同学的帮助下，在老师的细心指导下通过几个月的时间完成了本次设计，在整个设计过程中查阅了大量有关资料，这次毕业设计的完成使自己所学的知识得以复习和巩固。在此，对给予我悉心指导的夏江梅老师和给予我热情帮助的同学表示衷心的感谢。参考文献1、中国机械工程学会 中国模具设计大典2、王树勋主编 华南理工大学大学出版社出版的冲压与注塑模具结构图册3、屈波主编 西安电子科技大学出版社出版的互换性与技术测量4、冯秋官主编 机械工业出版社出版的机械制图与计算机绘图排版及公式等需正规一点，修改好后再按照毕业设计的要求打印、装订好然后交给我。