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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）洛阳理工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计及学位论文，是本人在导师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内 容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，均已在文中以明确方式表明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年 月 日洛阳理工学院学位论文版权使用授权书本论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计及学位论文的规定，学生在校学习期间毕业设计及论文的知识产权单位归属洛阳理 工学院。同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 电子版，允许论文
2、被查阅和借阅。本人授权洛阳理工学院可以将本学 位论文的全部和部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：指导教师签名：年 月 日洛阳理工学院毕业设计(论文)2.3浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质， 传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇 注系统。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，一般要遵循以下原则：1 1) 了解塑料的成型性能；(2)尽量避免产生或减少产生熔接痕；(3)有利于型腔中气体的排出；(4)防止型芯的变形；(5)尽量采用较短的行程充满型腔，一般不超
3、过60mm； (6)该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道，分流道，冷料穴，浇口。2 .3.1主流道的形状与尺寸计算塑料材料从注射机开始，注入到成型零件的过程所流经的通路为主流道。主 流道一般和定位圈以及浇口套相连，主流道的直径大小和长度控制着塑料材料进 入成型零件的时间和在模具内部的流动速度。主流道一般设计为上小下大的圆锥 状，通常这样设计的目的在于将浇注系统内部注塑所剩下的料顺利拉出来。由于 塑料材料是在主流道内流动的，所以主流道的锥角度数和内表面的粗糙度也要考 虑在内。由于塑料材料的物理流动性都不是很大，因此将主流道的锥度设计为3 度 左右，主流道里面的粗糙度设计为0.8um左右即可。通
4、常主流道与注射机的喷嘴衔接处设计为半球形式的凹坑，半球尺寸计算为R = R0 + (2)mm；(2-1)比较小的端口处的直径设计公式为d = dO + (0.5 l)mm(2-2)注射机由前述已经选择好型号为XS-ZY-60的卧式注塑机，此注射机的具体参洛阳理工学院毕业设计(论文)数之前已经列出来，注射机的喷嘴处尺寸大小为R12毫米，直径尺寸大小为4毫米。R = RO +(1 s2)mmd = dO + (0.5 l)mm这里将主流道的球形半径大小设置为：R = 14mmo将主流道比较小的端口处直径尺寸大小设置为：d = 5mm。232分流道的形状与尺寸计算 分流道指的是主流道与浇口(进料口)
5、之间的一 段通道。本文将分流道设计为半圆形截面，其作用是通过流道截面及方向的变化，使熔料能平稳的转换流向流 入型腔。分流道长度L= (1-2.5) D取L=25mm；分流道宽度与主流道大端半径相等取 5 mm o2. 3.3浇口的形式及尺寸的确定浇口又称进料口，指的是链接分流道与型腔间的最短的熔料通道。它的作用是调节塑 料进入型腔的流速、并用来封闭装填在型腔内的塑料，确保塑件质量。根据工件的形状要求，选用测浇口的注射方式，测浇口的位置设计在定模板上。测浇 口的尺寸确定为深度h取1.5mm；宽度b取2mm；长度1取2mmo洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章注塑模具结构设计2.1 模架的确定根据型
6、腔布局（一模两腔）及浇注系统的结构形式，又根据平面外形尺寸、各 成型板的厚度要求，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占有的位置等各方面 问题，确定选用模架的基本尺寸为A 2530 40X50X80 GB/T 12555-2006.如图 31所不。图3-1模架结构图3. 2各模架尺寸的确定根据图3-2模架标准尺寸图，选择合适的模架尺寸: 定模座板，选用模板尺寸为300X250 X351H1I1洛阳理工学院毕业设计（论文）定位圈，其尺寸根据标准选为0 100X 15mm洛阳理工学院毕业设计（论文）定模板，塑件在板中参与成型部分深度为25mll1,故其尺寸为为250X250X 40mm。动模板，尺寸
7、为250X250X40mm。垫块，其高度尺寸=推出行程+凸模固定 板的支撑板厚度+推杆固定板厚度+（24） =40+20+16+ （24） =78-80,高度取为80mm,所以由标准中查得垫块尺寸为40 X 250 X 80mm o动模座板，其尺寸与定模座板相同，为300X250义25mm。由模架的尺寸 可以计算出模具闭合高度H=95+A+B+C=265mm。模架材料为45号钢。综 上，从选定模架可知，模架外形尺寸为：宽X长X高=250X300X265。GB/T 125552006寰1（续）单位为塞米代号系列2 5252 5272 5302 5352 5402 5452 5502 7272 7
8、302 7352 7402 7452 750W250270L250270300350400450500270300350400450500W,300一一1320%4853也150160A、B30、35、40、45、50、60、70、80、90、100,110,12030.35.40.45、50、60、70、80、90U00,110.120C70,80.9070、80、90Ht2525H?354025253535Hs1515H.2020%110114%130136w，194214w，200215L23025028033038043048024627632637642647620022025029
9、8348398448210240290340390440a10812415420425430435412415420425430435419421424 4294344394444214244294344394444L,709012017022027032090120170220270320U130150180230280330380150180230280330380Lt194214244294344394444214244294344394444D.2525D152020M,4 X MJ46 X M144X M146X M144X M84 X M10图3-2模架标准尺寸图10洛阳理工学院毕
10、业设计(论文)3. 3成型部分工作尺寸计算本次设计的产品为塑料其材料为PVC。PVC的收缩率为0.6%1.5%,所以该材 料的平均收缩率为L 05%,模具制造公差选取bz = A/3,选取MT7级精度。表MT7公差精度塑件基本尺 寸公差种类标注公差的尺寸公差值塑件基本尺寸公差种类标注公差的尺寸 公差值03A0.383 6A0.46B0.58B0.666 10A0.5610 - 14A0.66B0.76B0.8614 18A0.7618 24A0.86B0.96B1.0624 30A0.9830 -40A1.12B1.18B1.3240 - 50A1.3250 65A1.54B1.52B1.74
11、65 - 80A1.880 100A2.10B2.00B2.303. 3.1型腔径向尺寸的计算(3-1)(3-1)犷=(1 +几)3/4产Lm凹模径向尺寸(mm) Ls_塑件径向公称尺寸(mm)Scp塑料的平均收缩率()A塑件公差值(mm)S z 凹模制造公差(mm)11洛阳理工学院毕业设计（论文）由：LSi=35mmS z= 1/3 A得:8 Zi=l/3X0. 26=0. 09 mm则：Lm隹=(1+晨0)4一3/4产二(1+1. 05%) X35-3/4X0. 26+0 09=35. 17+0 09 mm3. 3. 2型腔深度尺寸的计算凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法：HaZ = (1
12、+ %)L2/3A1(3-2)Hm 凹模深度尺寸(mm)8 z凹模深度制造公差(mm)其余符号同上由：HSi=25mm 由 6 z=l/3 得：6 Zi=0. 08 mm则：Hm= (1+S cp)Ls-2/=(1+1. 05%) X25-2/3X0. 24+0 08=25. 10+0 08 mm3. 3. 3型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法：=(1+可h+3/4比(3-3)Lm型芯径向尺寸(mm)12洛阳理工学院毕业设计(论文)8 z型芯径向制造公差(mm)其余符号同上由：LS2=31 mm取MT7精度时尸1. 12 mm由 6 z= 1/3 A 得：6 z2= 0. 37 mm则：=(1
13、+/+3/44=(1+1. 05%) X31+3/4X1. 12.0.37=32. 17-0.37mm3. 3. 4型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： ”“”(1+SM+2/3AL(3-4)Hm 型芯高度尺寸(mm)6 z型芯高度制造公差(mm)其余符号同上由：Hsi-23 mm取 MT7 精度时二(). 86 mm由 6 z= 1/3 A 得：6 Zi=0. 29 mm则：H石=(1+%)4+2/3aL二(1+1. 05%) X23+2/3X0. 86 一0.29=23. 81 .0.29 mm13洛阳理工学院毕业设计(论文)第4章脱模机构设计4.1 脱模力设计计算塑件断面为圆环形，故所需
14、脱模力的计算公式如下:(4-1)2成皿/-tan%。1A (1+()& 式中 E一拉伸模量，PVC为3150 e 成型平均收缩率，为1.05% t塑件的平均厚度，约为2mm L一塑件包容型芯的长度，为23mm R 一泊松比，0. 38 0一脱模斜度，为01塑料与钢材之间的摩擦因数，为0.3R型芯大小端的平均半径，分别为R尸15. 5mmA一塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积(cm?),当塑件底 部有通孔时，A项应视为零K一由f和。决定的无因次数，可由式(4-2)计算：K = 1 +/sincosl(4-2)七一由人(X =R/t)和。决定的无因次数，可由式(4-3)计 算 X=R/t=7.
15、 75120120cos价2Acos。1 + 15.5= 7.3(4-3)代入式(4-1)得2x15.5x3150xl.05%x23x0.3 八。“入 了(1+0.38 + 7.3)1+ 0 =2559N4.2 推杆的设计和布局制品在模具内部充分冷却之后，不会再发生形变，这时需要设计推出结构,14洛阳理工学院毕业设计（论文）将制品推出模具，推出结构和塑件接触的位置一般选择塑件的最大壁厚处，这样可 以保证在推出塑件时候不会由于推出力较大将塑件破坏。同时也要保证在推出的时 候，推出机构自身的结构不被破坏，所以在设计推出机构的时候也要对推出机构自 身的强度和硬度有所要求。推出机构的设计也要灵活，在不
16、干涉模具其他部件运动 的同时也要保证设计尽量简单，考虑到后期的使用消耗和更换。15洛阳理工学院毕业设计（论文）目录前言1第1章塑件工艺性分析21.1 工艺性分析2材料分析31.1.1 计算塑件的体积和质量31.2 初选注射成型机的型号和规格4第2章确定模具设计方案52.1 分型面的选择5分型面的选择原则及方法2. 2型腔数及位置的确定2. 1型腔数的确定1. 2. 2型腔位置的排列2.3浇注系统的设计7主流道的形状与尺寸计算72.3.1 分流道的形状与尺寸计算8浇口的形式及尺寸的确定8第3章注塑模具结构设计93.1 模架的确定93.2 各模架尺寸的确定93.3 3成型部分工作尺寸计算113.
17、3.1型腔径向尺寸的计算113.3.2型腔深度尺寸的计算123. 3. 3型芯径向尺寸的计算123. 3. 4型芯高度尺寸的计算13第4章脱模机构设计144.1脱模力设计计算144. 2推杆的设计和布局14第5章模具冷却系统设计16第6章导向机构的设计171导柱176. 2导套17II洛阳理工学院毕业设计（论文）第5章模具冷却系统设计制品在型腔之中成型结束后需要冷却到一定温度才可以从模具中取出，如 果不经过这个过程，那么制品的成型质量必定会受到影响，冷却的时间和温度 都要控制得当，这就需要一个可以降温的系统，这个系统就是模具的冷却系 统。模具的冷却系统不仅仅可以保证制品的冷却成型，还可以对整套
18、模具起恒 温作用，使得模具的温度保持平衡，不会因为长时间的工作运动而发热，导致 装置的零部件遭受损坏，模具的使用寿命自然也会变短，如此一来，将会使得 制造的成本变得很大，因此合理地设置冷却系统对模具来说至关重要。16洛阳理工学院毕业设计（论文）第6章导向机构的设计6.1 导柱模具在开模运动过程中为了避免运动出现差错，一般会设计导向机构，那样模 具在运动过程中就不会出现偏差，本次设计中导向机构设计为导柱。这样可以大大 降低导柱与各个模板的摩擦力。如图6-1所示。图6-1导柱6.2 导套为了降低导柱的损耗，所以一般在运动的模板与导柱之间加有耐磨的导套部 件，这样可以减少导柱的损耗以及模板的损耗。具
19、体的导柱有很多形式，本次设计 选用导套结构如图6-2所示。17洛阳理工学院毕业设计（论文）图6-2导套18洛阳理工学院毕业设计（论文）第7章注塑机的相关参数校核7. 1注射量的校核根据模具设计与制造简明手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容 量，由于注射机选型之前是在满足注射量的基础上进行注射机选型的，所以此处不 再做校核。7. 2模具闭合高度的校核所选注射机XS-ZY-60oHmax=300mm Hmin=170muio模架高度是265nlm,因此所选注塑机符合要求。7. 3锁模力的校核由尸注2 P成型塑料成型时料成型时的30MPa；A开模方向最大投影面积（m2）,塑件的面积A = 17.
20、5xl7.5x3.14=96L625mm2其中浇道投影面积取为塑件的0. 2倍。以上带入数据计算得：3x30x96L625x （1+0.2）句04KN因为；F = 500KNF1 = 104KN所以注射机满足要求。7.4锁模力的校核模具开模行程应满足：其中：SmSz19洛阳理工学院毕业设计(论文)Sz为最大开模行程渣注射机XS-ZY-60的开模行程Sz二180mm,Sm为模具的开模行程；Sm =塑件的高度+浇注系统的高度+ (5-10) mm105 + 25+ ( 510) mm= 140mm可见SmSz , XS-ZY-60满足其开模行程。经过以上多项参数的校核，注塑机型号XS-ZY-60满
21、足要求。20洛阳理工学院毕业设计（论文）结语本套模具的设计已经完成，而注塑模具的设计相对还是较为复杂的。注塑模具 的设计所涵盖的范围也是极为广泛的，对不同的系统与机构进行分别设计，在设计 过程中还要考虑各种机构之间的配合使用、安装调试，这是十分考验思维能力的。 正所谓“牵一发而动全身”就是在设计中某一环节出现了错误，结果就是导致与之 相关的环节均出现错误，所以在设计过程中一定要细心考虑，思考单个零件与整体 之间存在的关系，不仅要将单个零件正确设计出来，还要将其配合、空间位置、运 行位置全部思考在内。21洛阳理工学院毕业设计（论文）致谢设计的每个阶段，从设计塑料零件开始到完成，查阅资料，CAD作
22、图，论文提 纲的确定，说明书的编写，设计中期的修改，后期格式调整等各个环节中我的指导 老 师陈波老师都给予了我悉心的指导，给我指明了一个编写的方向。这几个月以来, 老师不仅仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此 谨向老师致以诚挚的谢意。谢谢老师啦！至此设计付之际，我的心境无法坚持平静，从开始选择设计到顺利完成，有无 数可敬的师长、同学、朋友给了我很多的实实在在的帮助，在这里此时此刻请您接 受我诚挚的谢意。最终，再次对那些在我设计写作完成过程中，关心、帮忙我的同 学和朋友们表示衷心地感激！总而言之，言而统之，谢谢大家！22洛阳理工学院毕业设计（论文）参考文献1 黄虹主编
23、.塑料成型加工与模具M.北京:化学工业出版社.2002.2王善勤主编.塑料注射成型工艺与设备M.北京：中国轻工出社.2000. 33屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社1996. 44钱可强.机械制图M.北京:高等教育出版社.2003. 6【5】翁其金.塑料模塑成型技术M.北京：机械工业出版社，2000. 2【6】模具实用技术丛书编委会.模具实用技术注塑模具设计制造与应用实例M.北 京：机械工业出版社2002. 223洛阳理工学院毕业设计（论文）第7章注塑机的相关参数校核19注射量的校核197.1 模具闭合高度的校核19锁模力的校核197.2 锁模力的校核19结语21致谢22
24、参考文献23洛阳理工学院毕业设计（论文）刖 百模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法 得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种 工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状 态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。是一个国家工业的基 石。随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在工业生产中模具在生产各 轻工业产品方面已经初具一定的规模，具有一定的不可替代性。而在塑料产品的生产 过程中，注塑模具的应用范围也是比较广泛的，注塑模在各类模具中的地位也越来越 突出，成为各类模具设计、制造
25、与研究中最具有代表意义的模具之一。我国的工业起步比较晚，模具行业自从改革开放以来才逐渐起步，基本上是从零 开始，直到今天才慢慢地走向最终的发展壮大，随着科学技术的不断提高，对于当代 大学生和科技工作者来说，努力学习提高自己的工作能力和个人实力是我们所专心的 大事，我们要学习的东西有很多，让自己的眼界和平台以及知识储备含量跟得上行业 发展的脚步。行业领域各种先进的有可取之处的模具层出不穷，更新换代速度越来越 快，在全国各路优秀人才的努力和国家和地方各种优势政策的支持下，我国模具行业 目前发展势头良好。随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在工业生产 中模具在生产各轻工业产品方面已经初具一
26、定的规模，具有一定的不可替代性。而在 塑料产品的生产过程中，注塑模具的应用范围也是比较广泛的，注塑模在各类模具中 的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之O洛阳理工学院毕业设计（论文）第1章塑件工艺性分析1.1 工艺性分析零件名称：圆筒；生产批量：中等批量；材料：PVC （聚氯乙烯）；颜色：白色；公差等级：MT7；工件形状：如图1-2.图1-1圆筒三维图035-0.26图1-2圆筒零件图洛阳理工学院毕业设计(论文)1.1.1 材料分析通过查阅资料，PVC的性能如下：PVC (聚氯乙烯)为热塑性材料，密度为1. 152.00g/cm3；成型收缩率 为0.61.5%
27、；拉伸强度为4869Mpa；弯曲强度为7080Mpa；拉伸弹性模 量为24004200MPa；弯曲弹性模量为25003000MPa。聚氯乙烯有较好的电气绝 缘性能，可作低频绝缘材料，其化学稳定性也好。使用温度一般在-1555 之间。1.1.2 计算塑件的体积和质量PVC的密度为1. 152. 00g/cm3 ,其平均密度为1. 4g/cm3 od12 d 2 2d 2V =71( T兀(F Xh+7T( y Xb(1-1)L 222将塑件尺寸代入公式(3-1),求得：V =6. 7cm3根据之前对塑件的结构和尺寸分析，拟定型腔数目是一模两腔，由于经过流道的塑料体积无法计算，一般采 用估算的方法
28、来计算这部分的流道体积，一般选取成型塑件的体积的0.2倍作为流道中塑料的体积。故此总体积为：V = 6.7x2x1.2 = 16.08cm3 ；(1-2)而选择注塑机的时候，注入注射机的塑料总体积需要小于注射机额定注射量的0.8倍， 故V机NV总/0.8 混；(1-3)V机-额定注塑量,(cm3 )V总-塑件的总体积,(cm3 ) o将V总代入，求得：V机NV总/0.8=20.13洛阳理工学院毕业设计（论文）1.2初选注射成型机的型号和规格从实际注射量应在额定注射量的20%30%之间考虑，初选额定注射量在 60cm3以上的卧式注射成型机XS-ZY-60。该设备的技术规范见表1-1。表1-1 X
29、S-ZY-60注射成型机的技术规范注塑机型号XS-ZY-60一次注射量/cm360柱塞直径/mm注射38压力/MPa最大注122射面积/cm3130喷嘴孔直径/mm4喷嘴球半径/mm12喷嘴移动距离/mm120锁模力/kN500拉杆内间距/mm190 X 300压板尺寸/mm330 X 440模板行程/mm180模具厚度/nrni70200模板最大开距/mm380顶出行程/mm140注射机顶杆直径/mm16定位圈尺寸/mm55洛阳理工学院毕业设计(论文)第2章确定模具设计方案2.1 分型面的选择模具中用以取下塑件及凝料的可分离的接触表面称为分型面。分型面的合理 选择，可以保证模具结构的合理性，
30、同时对塑件质量也有一定的影响。2.1.1 分型面的选择原则及方法分型面的选择有以下原则：(1)应有利于塑件的脱模和取出。(2)应有利于嵌件的安装。(3)应有利于模具结构的简化及便于操作。(4)应有利于塑件的质量及精度要求。(5)应有利于保证塑件的表面质量。(6)应有利于制品的成形及模具的制造。根据工件的形状以及考虑到分型面的选择原则故将工件的中心切面选定为分型面如图2T所示：5洛阳理工学院毕业设计(论文)2.2 型腔数及位置的确定2.2.1 型腔数的确定注射模型腔数的确定应根据塑件的大小、生产批量来确定是单腔还是多腔注 射。对于塑件形状复杂、体积较大的塑件一般采用单腔。对于塑件形状简单、体 积 较小的一般应采用多腔。综合而定，根据塑件的精度要求同时按照经济性原则，本工件采用一模两的 注射方式。2.2.2 型腔位置的排列模具采用一模两腔其型腔的排列，应按照以下原则：(1)型腔的设置应与浇口的开设部位相互对称，以防模具偏载而产生溢料。(2)型腔的排列要紧凑，艺方排列分散而加大定、动模尺寸，造成不必要的 浪费。(3)排列时应当尽量采用圆形、直线型或H形排列，以便于加工及提高进 料的平衡性。本模具采用对称排列，是塑料易于流动并同时充满两个型腔，从而防止由于 模具偏载而产生不必要的溢料。型腔布置可见图2-2：图2-2型腔排