注塑模設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目：茶杯蓋注射模具設計</p><p>　　作 者 XXX 屆 別 XXX </p><p>　　系 別 機電系 專 業(yè) 機械設計及其自動化 </p&

2、gt;<p>　　指導教師 XXX 職 稱 XXX </p><p>　　完成時間 2009年5月6日 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　塑料在當今世界上無處不用，因此塑料模具有很大發(fā)

3、展，特別是注塑模。由此可知，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。本課題主要是針對瓶蓋的模具設計,通過對塑件進行工藝性分析和比較,最終設計出一副注塑模。該課題從產品結構工藝性及具體模具結構出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數的校核、都有詳細的設計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據題目設計的主要任務是

4、茶杯蓋注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產茶杯蓋的塑件產品，以實現自動化提高產量。 通過本設計，可以對注塑模具有一個較深的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過對PROGRAM的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率；通過畫裝配圖、零件圖，進一步系統(tǒng)深化CAD熟練程度，加深了對模具各個零件的認識。</p><p>　　關鍵字: 塑料模具，注射機，型腔，澆注系統(tǒng)&

5、lt;/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Plastic is everywhere in the world today with , Therefore has great development prospects of plastic , especially in Injection Molding ,so the study

6、 of plastic injection molds for understanding the production process and improve the quality of products have great significance. This topic mainly aims at bottle cap's mold design, Through to models to carry on t

7、he technological analysis and the comparison , This topic embarks from the product mix technology capability and the concrete mold struc</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1前言5<

8、;/b></p><p>　　1.1模具工業(yè)的地位5</p><p>　　1.2塑料注射模具的現狀及發(fā)展趨勢6</p><p>　　2茶杯蓋制件分析8</p><p>　　2.1茶杯蓋的模具設計流程8</p><p><b>　　2.2塑件分析9</b></p>&l

9、t;p>　　2.3茶杯蓋的三維圖10</p><p>　　3 茶杯盒蓋的注塑模具設計11</p><p>　　3.1方案的選擇11</p><p>　　3.2制件成型位置及分型面選擇11</p><p>　　3.3澆注系統(tǒng)設計11</p><p>　　3.3脫模機構設計13</p>&l

10、t;p>　　3.4 溢料 排氣系統(tǒng)設計14</p><p>　　3.5模具主要零件的結構設計15</p><p>　　3.5.1凹模工作尺寸的計算15</p><p>　　3.5.2 凸模工作尺寸的計算16</p><p>　　3.5.3 前模仁的設計17</p><p>　　3.5.4成型零件的設計

11、18</p><p>　　3.6導向與定位機構19</p><p>　　3.7 選擇脫模方式20</p><p>　　3.7.1脫模機構的設計20</p><p>　　3.7.2脫模力計算21</p><p>　　3.8 側抽芯機構的設計21</p><p>　　3.9.模架選用2

12、2</p><p>　　4.注射機的選擇23</p><p>　　4.1 注塑機基本參數23</p><p>　　4.2初選注塑機24</p><p>　　4.3 注射機的校核25</p><p>　　4.3.1 注射壓力的校核25</p><p>　　4.3.2 鎖模力的校核25&

13、lt;/p><p>　　4.3.3安裝部分相關尺寸的校核25</p><p>　　4.3.4 模具外形尺寸校核26</p><p>　　4.3.5 模具厚度校核26</p><p>　　4.3.6模具安裝尺寸校核26</p><p>　　4.3.7 開模行程校核26</p><p>　　5

14、.塑件的總裝圖27</p><p><b>　　6參考文獻27</b></p><p><b>　　致謝詞28</b></p><p><b>　　附錄29</b></p><p>　　附1: CAD部件圖29</p><p>　　附2: 英文

15、翻譯29</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　1.1模具工業(yè)的地位</p><p>　　模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中[1]。</p><p>

16、;　　模具是一種重要的國工工藝裝備，是國民經濟各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎之一。模具是壓力加工或其它成形加工工藝中，使材料變形制成產品的一種重要工藝裝備，應用廣泛。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用[2]。模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件等，都是使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形而獲得的；壓鑄零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金屬材料的成形加工也多是依靠模具。少無切削加工是機械制造業(yè)發(fā)展的一個方向，而模

17、具是利用壓力加工實現無切削工藝的關鍵。模具成形有優(yōu)質、高產、低消耗和低成本等特點，因此得到了廣泛應用。據初步統(tǒng)計：依靠模具加工的產品和零件，電行業(yè)占80%，機電行業(yè)占70%以上。輕工、軍工、冶金及建材等行業(yè)大部分產品和生產都離不開模具[3]。</p><p>　　1.2塑料注射模具的現狀及發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1）注射模的現狀</b></p>

18、;<p>　　塑料制品在人們的日常生活中及現代化工業(yè)生產領域中得到日益廣泛的應用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求愈來愈大。據統(tǒng)計，在現代化工業(yè)生產中，60%～90%的工業(yè)產品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經成為工業(yè)發(fā)展的基礎[2]。而塑料注射模在模具中所占的分量越來越大，其發(fā)展也非常迅速，大有凌駕其它模具之上的趨勢。專家預測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。<

19、;/p><p>　　一般來說，國外的模具工業(yè)起步比較早，發(fā)展也比較靠前，技術也比較成熟,現在注塑成型技術在向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。例如：(1)混煉與注塑成型組合技術的應用，WP公司將雙螺桿聚合物玻纖混煉技術與活塞注塑成型技術組合，把多相體系共混與注塑組合成連續(xù)成型過程[2]。(2)多工位、連續(xù)注塑技術的應用。德國FOBOHA公司4工位雙機注塑成型64件雙色塑料制品技術，4個側面各有64個陽模

20、的結構居中并可轉動，兩側各配有1套陰模和1臺注塑機，每次轉動90度后合模，2臺注塑機同時注塑。如果注塑2種不同材料或雙色制品，每轉動一次，這套設備可注塑成型64個制品。意大利PRESMA公司的10工位EVA交聯發(fā)泡注塑機組，由1臺注塑機和沿圓周排列的10套注塑模具組成，這10個模具依次被移動到注塑機前進行注塑成型，被注塑后的模具在移動中需要完成定型、開模、取出制品、合模的工序，這些工序全部由電腦自動控制。這套交聯發(fā)泡注塑機組將中型塑料制

21、品注塑成型過程連續(xù)化，提高了注塑機的生產效率[2]。法國BILLION公司雙注塑、可旋轉模具注塑技術，將2個陽模平行放置在1個可轉動的支架結構上，2臺注塑機同時</p><p>　　相比而言，國內相塑料模具就比國外落后得多，目前大多用的是單型腔，簡單型腔的模具達70％以上，仍占主導地位，一模多腔精密復雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經能初步設計和制造，但是有很多精密的模具都要靠進口。不過，我國模具從開始起步到現在

22、有經歷了半個世紀的發(fā)展，模具工業(yè)有了很大的發(fā)展，1999年我國模具工業(yè)產值為245億，至2002年我國模具總產值約為360億元，其中塑料模約30%左右，年均增速均為13%。模具制造水平也有了很大的提高，在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極

23、星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02m</p><p>　　2）注射模具國內外的發(fā)展狀況</p><p>

24、;　　近年來,隨著塑料工業(yè)突飛猛進地向前發(fā)展,模具設計和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化.高效率、自動化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比例越來越大。據統(tǒng)計,汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表、自行車、電冰箱、電風扇等，分別有60%、85%和92%以上的零件用模具進行成型加工。模具生產的費用將占產品成本的10%-30%且逐步提高。因此日本稱模具是進入“富裕社會的原動力” 德國稱為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達國家的模具工

25、業(yè)已成為獨立的行業(yè)，把模具技術水平作為國家機械制造工藝水平的重要標志之一。而國內塑料塑件在人們的日常生活中及現代工業(yè)生產領域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產效率，保證零件質量，節(jié)約材料，降低生產成本，從而取得很高的生產效率。因此，在機電、儀表、化工、汽車和航天航空等領域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應用，出現了金屬材料塑料化的趨勢。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術具有可以

26、一次成型各種結構復雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產率高、大批生產時成本低廉、易于實現自動化或自動化生產等優(yōu)點，因此，世界塑</p><p>　　近幾年來，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品結構，增加高檔模具的比重，質中求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴。未來國內外塑性模具的制造技術和成型

27、技術有如下發(fā)展趨勢：1)在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM 技術；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應用；3)在塑料模具中推廣應用熱流道技術、注射成型和高壓注射成型技術；4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；5)研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；6)虛擬技術將得到發(fā)展；7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。廣泛應用CAD/CAE/CAM技術，逐步走向集成化的方向發(fā)展。</p><p><b&

28、gt;　　2茶杯蓋制件分析</b></p><p>　　2.1茶杯蓋的模具設計流程</p><p>　　一般來說，現在國際上比較經典的塑料模具設計步驟如下：</p><p>　　（1）首先了解塑料制品所用塑料的品種、塑料的特性、收縮率及塑料流動特性等。</p><p>　?。?）對塑料制品進行工藝分析，著重分析塑料制品的結構合理性

29、及成型條件等。</p><p>　　（3）根據塑料制品的重量和塑料制品投影面積及模具結構類型等，選擇合適的注射成型機。</p><p>　?。?）進行模具結構設計</p><p>　　（4）進行模具結構設計</p><p>　　1）選擇塑料制品成型位置和模具分型面；</p><p>　　2）確定型腔數目和排列方式；&l

30、t;/p><p><b>　　3）澆注系統(tǒng)設計；</b></p><p>　　4）成型零件結構設計；</p><p>　　5）抽芯機結構設計和推出機構設計；</p><p>　　6）加熱系統(tǒng)設計和冷卻系統(tǒng)設計；</p><p>　　7）繪制模具結構圖。</p><p><

31、b>　　2.2塑件分析</b></p><p>　　制件三維實體模型如右圖所示，材料為ABS，密度為1.05g/cm，收縮率0.4%-0.7%取0.5%，由Pro/e計算可得，單個制件的體積為107.41cm3。ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性,丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。<

32、/p><p>　　單件體積為94.66,總高54mm,徑向最大長度近100mm，厚度10mm,內部有螺紋， 該塑件茶杯蓋如圖1-1所示。 </p><p>　　ABS具有如下特性[1]： 圖 1-1茶杯蓋 </p><p>　　(1).綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定

33、性，電性能良好；</p><p>　　(2).與372有機玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；</p><p>　　(3).有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別；</p><p>　　(4).流動性比HIPS 差一點，比PMMA、PC 等好，柔韌性好，適于制作一般機械零件，減磨耐磨零件。ABS成型的工藝條件見下表：</p>&l

34、t;p>　　2.3茶杯蓋的三維圖</p><p>　　在PRO/E的零件（Part）模塊中，通過旋轉創(chuàng)建茶杯蓋的實體模型，如圖2-1所示。</p><p>　　圖 2-1茶杯蓋三維圖</p><p>　　3 茶杯盒蓋的注塑模具設計</p><p><b>　　3.1方案的選擇</b></p><

35、p>　　分析茶杯蓋的結構，由于其內螺紋結構，則設計必須采用側抽心機構，為保證其表面質量，采用點澆口澆注。</p><p><b>　　方案1：直接分模</b></p><p>　　方案2：斜導柱側抽芯</p><p>　　針對方案一，本設計產品含內螺紋，無法直接拔模，其型心須采用雙滑塊側抽心機構。為滿足產品所需表面質量，開模時模具在彈簧作

36、用下，點澆口分開。</p><p>　　經多方面考慮采用方案二，此方案結構合理，質量可靠，操作方便。</p><p>　　3.2制件成型位置及分型面選擇</p><p>　　分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。以有利于塑件脫模、保證塑件外觀不被破壞、尺寸精度滿足要求、有利于排氣以及模具加工方便等原則選取分型面，分型面。由于制件比較大，所以采用

37、一模一件。</p><p><b>　　3.3澆注系統(tǒng)設計</b></p><p>　　采用簡單澆注系統(tǒng)，由主流道，分流道，冷料穴和點澆口組成。</p><p>　　1）主流道 如圖3-3所示。</p><p><b>　　，</b></p><p>　　主流道是

38、一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為3.5～4mm,一段主流道的設計，主流道圓錐角α=2º～6º,內壁粗糙度Ra0.63μm，主流道的大端呈圓角，半徑r=1～3mm ,以減小料流轉向過渡時的阻力。主流道襯套與定模板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強度為52～56HRC。主流道襯套的形式，主流道小端入

39、口處與流向機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。襯套都是標準件，只需去買就行了。襯套小端直徑的規(guī)格有φ12, φ16、φ20等幾種[9]。</p><p><b>　　主要參數：</b></p><p>　　(1).塑件材料為ABS，流動性好，故選擇主流道圓錐角為α=

40、2º～6º，內壁粗糙度為。</p><p>　　(2).主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm 。</p><p>　　(3).由塑件材料為ABS，塑件質量為，選擇主流道直徑為d=3mm，D=6mm。</p><p>　　(4).澆口套與注射機噴嘴由的接觸球面要求吻合，由于注射機噴嘴球面半徑SR是定值，由所選取的注射機決定，根據所選注射機，SR=2

41、0mm，一般取sr=SR+0.5，為sr=20.5mm。斷面凹球面深度L2=3mm，球面與主流道孔應以清角度連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫落。</p><p>　　(5).定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，保證澆口套與注射機噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑D應與注射機的定位孔間隙配合，定位環(huán)厚度取L1=6mm。</p><p>　　(6).澆口套長度L取為50mm。</p>

42、;<p><b>　　2）澆口設計</b></p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。一般澆口截面面積為分流道截面面積的3%-9%截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為0.5mm，表面粗糙度Ra不低于，由于制件要

43、求表面光滑無痕跡，故選用點澆口形式。塑件壁厚為1.6mm，故取澆口直徑d=1.0mm，澆口長度mm。</p><p><b>　　3.3脫模機構設計</b></p><p>　　脫模機構是在一次注射完成后，取出制件及澆注系統(tǒng)凝料的裝置，包括脫出和取出兩個動作，即先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具分離，再將塑件和凝料取出。</p><p><b

44、>　　1）設計原則</b></p><p>　　脫模機構的設計一般遵循以下原則[1]：</p><p>　?。?）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。</p><p>　?。?）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位。</p><p>　?。?

45、）結構合理可靠，機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，便于制造和維護。</p><p>　?。?）保證塑件不變形、不損壞，保證塑件外觀良好。</p><p>　　本設計使用簡單的推件板脫模機構和成型零件的脫模機構，如圖3-6所示。因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。

46、</p><p>　　點澆口澆注系統(tǒng)凝料，一般可采用人工機械手取出，但生產效率低，勞動強度大，為適應自動化生產的需要，可利用定模推板拉斷澆口料機構，如圖所示，在定模型腔板3內鑲一推板5，開模時由定距分型機構保證定模型腔板3與定模底座4首先沿A-A而分型，拉料桿2將主流道凝料從澆口套中拉出，當開模到L距離十，限位釘1帶動流道推板5使主流道凝料與拉料桿脫離，既實現B-B分型面，同時拉斷點澆口，澆注系統(tǒng)凝料便自動脫離&

47、lt;/p><p>　　3.4 溢料 排氣系統(tǒng)設計</p><p>　　模具內除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑料局部炭化燒焦，或使塑料產生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 </p><p>　　通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則：</p>&l

48、t;p>　　1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴發(fā)而發(fā)生工傷事故：</p><p>　　2）最好開設在分型面上，如果產生飛邊易隨塑件脫出：</p><p>　　3）最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便;</p><p>　　4)開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；</p><p>　　5)開設在靠近嵌件和制件

49、壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；</p><p>　　6)若型腔最后充滿部位不在分型而上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應部位鑲嵌燒結的多孔金屬塊，以供排氣；</p><p>　　7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，課使氣體連續(xù)派出；</p><p>　　若制作具有高深的型腔，那么在脫模時需要對模具設置引氣系統(tǒng)，那是因為制作表

50、面與型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內的收縮小，特別是不采用鑲拼結構的深型腔，在開模時空氣無法進入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入氣系統(tǒng)</p><p>　　3.5模具主要零件的結構設計</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零

51、件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理,有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型

52、零件進行強度和剛度校核。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算[11]；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。本設計采用平均值法。</

53、p><p>　　3.5.1凹模工作尺寸的計算 </p><p>　　凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關系如圖3-4所示：</p>

54、<p>　　凹模徑向尺寸的計算 </p><p>　　大端面徑向尺寸的計算: </p><p>　　L=[(1+S)L－] </p><p>　　凹模尺寸如下圖所示。</p><p><b>　　圖3-4凹模尺寸&

55、lt;/b></p><p>　　式中 L—以最大端加工時凹模的徑向尺寸； </p><p>　　—塑件的公差值；塑件尺寸公差根據GB/T14486——1993模塑件尺寸公差表取MT3——A級，由尺寸段決定值的大小； —制造公差，=； S—塑件的平均收縮率，S=0.006。</p><p>　　小端面徑向尺寸的計算：</p><p&g

56、t;　　L=[(1+S)L－] </p><p>　　式中 L—以最小端加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　2）凹模深度尺寸的計算： H=[(1+ S)H－]</p><p>　　式中 H—塑件的凹模側高度尺寸，H=48 mm 。</p><p>　　3.

57、5.2 凸模工作尺寸的計算</p><p>　　凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。</p><p>　　1）凸模徑向尺寸的計算： </p><p>　　L

58、 =[(1+ S) L+] </p><p>　　凸模尺寸如圖5-2所示。 </p><p>　　式中 L—以小端加工時凸模的徑向尺寸； </p><p>　　L=[(1+ S) L+] </p><p>　　式中 L—

59、以大端加工時凸模的徑向尺寸。 </p><p>　　2）凸模高度尺寸的計算： </p><p><b>　　圖3-5凸模尺寸</b></p><p>　　H=[(1+ S) H+] </p>&

60、lt;p>　　式中 H—凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。 </p><p>　　3.5.3 前模仁的設計</p><p>　　型腔壁厚和底版厚度計算</p><p>　　在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔

61、中產生的內應力超過型腔材料本身的許用應力[]時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經驗確定。 </p><p>　　根據大型模具按剛度條件設計，按強度校核；小型模具按強度條件設計，按剛度校核原則：模具結構形式 如

62、圖圖5-3所示：</p><p><b>　　側壁厚度計算公式：</b></p><p>　　S≧1.15() </p><p>　　式中 C—與型腔深度對型腔側壁長邊邊長之比h/L有關的系數；查表C=1； 模具結構形式</

63、p><p>　　——型腔壓力，取30MP； ——型腔深度，=102；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>　　底板厚度計算公式：≧0.56（）

64、 </p><p>　　——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數；查表=0.026；</p><p>　　——型腔壓力，取30MP；</p><p>　　——底邊長度(mm)，=120；E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10； </p><p&g

65、t;　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04; </p><p>　　3.5.4成型零件的設計</p><p>　?。?）模仁尺寸的確定</p><p>　　因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因

66、為要考慮冷卻因素，又因為經過模仁的冷卻系統(tǒng)比經過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設計取模仁的大小為400×400 mm。 </p><p>　?。?）凸、凹模尺寸的確定</p><p>　　凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。只要凹模長邊的寬度滿足12.85 mm就可以

67、達到剛度要求，理論上只要取大于12.85 mm的值就滿足設計要求，但考慮到導柱和導套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產中都取比理論值大得多的值，在本設計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為40mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為40 mm（實際生產中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為400×400 mm。</p><p>　　（3）模具高度尺寸的

68、確定</p><p>　　各塊板的厚度已經標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：</p><p>　?、偻鼓５装搴穸群桶寄５装搴穸龋辉谧⑸涑尚蜁r型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，厚度滿足26.8可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm

69、，。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，又型腔的深度為102mm,所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以。該計取凹模底板厚度為125 mm。 </p><p>　?、谕瓢逋瞥鼍嚯x；在分模時塑件一般是黏結在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為132 mm，黏結在型芯上的尺寸約102mm左右，所以當

70、推出距離為140 mm時就能使塑件和型芯分離。</p><p>　　需要滿足關系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 </p><p><b>　　H——C板高度；</b></p><p><b>　　h1——擋銷高度；</b></p><p><b>　　h2——推板厚度；<

71、/b></p><p>　　h3推桿固定板厚度； </p><p><b>　　h——推出距離； </b></p><p>　　完成了以上的工作，確定模具尺寸為450×400 mm，型腔厚度125 mm，型芯板厚度50 mm。</p><p>　　3.6導向與定位機構</p><p&

72、gt;　　導向機構的作用是導向、定位以及承受一定的側向壓力，其主要形式有導柱導向和錐面定位兩種，這里我們采用導柱導向式，如圖3-6所示。</p><p><b>　　圖3-6</b></p><p>　　在設計導柱和導套時還應注意以下幾點：</p><p>　　1）導柱應合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模

73、具的強度。</p><p>　　2）導柱的長度應比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm。</p><p>　　3）導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用20#低碳鋼經滲碳0.5～0.8mm，淬火48～55HRC，也可采用T8A碳素工具鋼，經淬火處理。</p><p>　　4）導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。</p><

74、p>　　5）導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件。</p><p>　　6）一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8,導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 </p><p>　　7）除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套。</p><p>　　8）導柱的直徑應

75、根據模具大小而決定，可參考標準模架數據選取。</p><p>　　3.7 選擇脫模方式</p><p>　　3.7.1脫模機構的設計</p><p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構，如圖3-7。</p><p>　　脫模機構的設計一般遵循以下原則：</p&

76、gt;<p>　　1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。</p><p>　　2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位。</p><p>　　3）結構合理可靠，機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，便于制造和維護。</p><p>　　4）保證塑件不變形、

77、不損壞， 保證塑件外觀良好。</p><p>　　本設計使用簡單的推桿式脫模機構和成型零件的脫模機構，如圖5-8所示。</p><p>　　在彈簧的作用下，定模版帶動以下機構與定模座板分開，此為第一次分型，便于脫凝料。當導套碰到定模版的下底面后定模做板就不動了，滑塊在斜導柱的作用下向里滑，同時向下運動，在推桿的作用下，制件被頂出，此為脫模過程。</p><p>　　

78、3.7.2脫模力計算</p><p>　　當塑件收縮包緊型芯時，未脫模時，正壓力（F正）就是對型芯的包緊力，此時的摩擦阻力即為: F阻=f·F正</p><p>　　然而，由于型芯有錐度，故在脫模力（F脫）的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了F脫·sinα，即變成了（F正-F脫·sinα），所以此時的摩擦阻力為：</p><p>　　

79、F阻=f (F正-F脫·sinα)=f·F正-f·F脫·sinα</p><p>　　F阻——摩擦阻力（N）；</p><p>　　f——摩擦系數，一般取f=0.15～1.0;</p><p>　　F正——因塑件收縮對型芯產生的正壓力（即包緊力）（N）;</p><p>　　F脫——脫模力（N）

80、；</p><p>　　α——脫模斜率，一般為1°～2°。</p><p>　　根據受力圖可列出平衡方程式</p><p>　　Fx=0即：F脫+F正·sinα=F阻·cosα </p><p>　　3.8 側抽芯機構的設計</p><p>　　1、斜導柱抽芯機構的

81、設計要點</p><p>　?、傩睂е突瑝K孔的配合間隙應有0.5-1mm的間隙，以保證開模瞬間使塑件 </p><p>　　松動，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動作。</p><p>　　②斜導柱的傾角a一般取15°-25°，而鎖緊楔的楔角應大于a，一般為a+ </p><p><b>　?。?-3）&

82、#176;。</b></p><p>　　③活動型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動型心安裝在滑塊上成組合</p><p>　　式，其連接必須牢固可靠。</p><p>　　④滑塊在導滑槽中活動必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動現象。</p><p>　?、轂榉乐够瑝K在成性過程中受力而移動，需用鎖緊楔鎖緊。</p>&

83、lt;p>　?、逓槭够瑝K在抽芯完畢，停留在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。</p><p>　　⑦斜導柱在定模，滑塊在動模的結構，必須考慮滑塊復位時與推出機構發(fā)生</p><p><b>　　干涉的現象。</b></p><p>　　斜導柱抽芯機構是最常用的一種側抽芯機構，它具有結構簡單、制造方便、安全可靠等特點</p><

84、;p>　　為保證在開模瞬間有一很小空程，使塑件在活動型芯未抽出之前從型腔內或型芯上獲得松動，并使楔緊塊先脫開滑塊，以免干涉抽芯動作。</p><p><b>　　如圖3－8圖示 </b></p><p><b>　　圖3－8</b></p><p><b>　　3.9.模架選用</b></

85、p><p>　　設計模具時，開始就要選定模架。當然選用模架時要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機構的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。本套模具選用標</p><p><b>　　圖3-9模架圖</b></p><p><b>　　圖3－9</b></p><p>　　準塑膠模架如圖3－9

86、所示，其規(guī)格如下：細水口系統(tǒng)的標準型，4540（即450 ㎜×400 ㎜），定模座板的厚度為32mm,凹模固定板的厚度為30mm,整體式凹模厚度為120mm,推件板厚度30mm,整體式凸模厚度為50mm,墊塊高度為106mm,動模座板厚度為32mm，整個模具的厚度是400mm。模架的形狀及尺寸見說明書的附頁。一般導向分為動、定模之間的導向，推板的導向，推件板的導向。一般導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時間之后，其配合精度

87、降低，會直接影響制品的精度，因此對精度要求較高的制品必須另行設計精密導向定位裝置。當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據模具結構進行具體設計。</p><p><b>　　4.注射機的選擇</b></p><p>　　4.1 注塑機基本參數</p><p&g

88、t;　　注塑機的主要參數有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數是設計,制造,購買和使用注塑機的主要依據。</p><p>　　(1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力。</p><p>　　(2)注射壓力：為了克服熔料流經噴嘴,澆道和型

89、腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。</p><p>　　(3)注射速率：為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。[5]</p><p>　　表4-1 注射量與注射時間的關系</p><p>　　(4)

90、塑化能力：單位時間內所能塑化的物料量，塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協調,若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。</p><p>　　(5)鎖模力：注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。</p><p>　　(6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最

91、大厚度與最小厚度等，這些參數規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。</p><p>　　(7)開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快再到停。</p><p>　　(8)空循環(huán)時間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時間。</p><p&

92、gt;<b>　　4.2初選注塑機</b></p><p>　　由注射量選定注射機。由PRO/E建模分析得（材料密度取）:</p><p>　　總體積V=94.66cm；總質量M=94.66×1.05=129.21g；流道凝料V’=0.3V(流道凝料的體積)是個未知數，根據手冊取0.3V(0.3M)來估算，塑件越小則比例可以取的越大。</p>

93、<p>　　實際注射量為:V=94.66×1.3=123.06 cm；</p><p>　　實際注射質量為M=1.3M=129.21×1.3=167.98g；</p><p>　　根據實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 即： </p><p>　　0.8V≧ V </p>

94、<p>　　V= V/0.8 </p><p>　　結合上面的計算，初步確定注塑機為表4－2所示，查國產注射機主要技術參數表取SZ-160/1000，主要技術參數如下。</p><p>　　表4-2 國產注射機SZ-500/200技術參數表</p><p>　　4.3 注射機的校核</p>

95、;<p>　　4.3.1 注射壓力的校核</p><p>　　該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力P0,塑件成型時所需要的壓力一般由塑料的流動性\塑件的結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定,其值一般為70～150MPa。ABS所需的注射壓力P0如表4-3所示。</p><p>　　表4-3 ABS所需的注射壓力P0</p>&l

96、t;p>　　P≥p0,滿足條件。</p><p>　　4.3.2 鎖模力的校核 </p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力：</p><p>　　F＞K A·P </p><p>　　式中 F注塑機額定鎖模力：10

97、00KN； K安全系數，通常取1.1～1.2，取K=1.2；[7] </p><p>　　4.3.3安裝部分相關尺寸的校核</p><p>　　噴嘴尺寸：注射機的噴嘴與模具的澆套關系如圖4-1所示。主流道的始端球面半徑R應比注射機噴嘴頭球面半徑R0大1～2mm；主流道小端直徑d應比噴嘴直徑d0 大0.5～1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。</p><

98、p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.3.4 模具外形尺寸校核</p><p>　　注塑模外形尺寸應小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿 間距相適應，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。</p><p>　　4.3.5 模具厚度校核</p><

99、p>　　模具厚度必須滿足下式：</p><p>　　H H H </p><p>　　式中 H——所設計的模具厚度 278 mm； H——注塑機所允許的最小模具厚度170mm；H——注塑機所允許的最大模具厚度360 mm；</p><p>　　4.3.6模具安裝尺寸校核</p><p>　　注塑機的

100、動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。</p><p>　　該模具外形尺寸為450×400屬中小型模具[9]，所以采用壓

101、板固定法（一般認為當尺寸在500×500內為中小模具）。</p><p>　　4.3.7 開模行程校核</p><p>　　所選注塑機為全液壓式鎖模機構，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。</p><p>　　S≧H+H+（5～10）mm </p>

102、<p>　　式中 S——注塑機移模行程280 mm；H——推出距離31 mm；</p><p>　　H——流道凝料與塑件高度100 mm。</p><p><b>　　5.塑件的總裝圖</b></p><p><b>　　6參考文獻</b></p><p>　　[1]邱建新、李發(fā)根等

103、模具工業(yè)發(fā)展趨勢綜述CAD/CAM與制造業(yè)信息化.</p><p>　　[3] 汪克飛, 杜濟美, 程德華. 我國緊固件行業(yè)模具生產現狀[J ] . 模具技術, 1992.</p><p>　　[4]林清安《Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具設計》.清華大學出版社,2005.</p><p>　　[5] 葉久新 、王群主編《塑料制品成型及模具設

104、計》湖南科學技術出版社2005年8月.</p><p>　　[6] 《塑料模設計手冊》編寫組. 塑料模設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　[7] 唐志玉. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[8] 賈潤禮，程志遠. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[9]

105、 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社，1996</p><p>　　[10] 黃毅宏. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[11] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生. 模具設計與制造簡明手冊. 上?？茖W技術出版社，1998 </p><p>　　[12] 彭建聲. 簡明模具工實用技術手冊. 機械工業(yè)出版社，1993</p&g

106、t;<p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　大學四年的本科學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學四年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)

107、、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在長江動力機械廠、岳陽岳化機械有限責任公司等幾家單位的生產實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現了零的突破。在指導老師的協助下和在工廠師傅的講解下，同時在現場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。

108、并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力,模具在當今社會生活中運用得非常廣泛,掌握模具的設計方</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附1: CAD部件圖</p><p>&l