蓋塑料模模具畢業(yè)設計說明書.doc

注塑模具設計 設計人：楊明玉 指導老師：柏洪武蓋塑料模模具畢業(yè)設計 單位：重慶工業(yè)職業(yè)技術學院部門： 機 械 工 程 學 院前言此模具設計使用說明書，是在老師的指導以同學的協作，運用了個人當前所學所問所查。從設計中收益匪淺、又學到學到了很多新的知識，增強了動手實踐、動腦思考的能力。本書的主要內容及設計思路大體可以分為一下特點：一、 設計思路 主要根究塑料件及材料的工藝性分析，到用采用合理注塑的工藝方案分析，再到模具的具體材料、尺寸、等技術要求，以及根據計算數據選擇合理模具設備，最后是模具的安全使用既維護。二、 主要內容及重難點 共有幾個大章節(jié)（沖裁件的工藝分析、注塑的工藝方案分析、計算、模具高度的確定、模具零部件設計、模具簡圖） ，其難點和重點是計算，型芯與型腔模尺寸等。以及模具零部件的設計和標準間的選用，根據數據作出圖，最后得到完整的模具簡圖。三、 說明書的格式要求 目錄、參考文獻、結束語在這幾個月的時間中，以及老師同學的幫助中，該說明書順利的完成，但由于個人的設計經驗局限，可能存在一些不完善之處，敬請老師加以指導。目錄一 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、精度和表面質量分析：65、塑件的幾何形狀；6二 模具結構設計61、分型面的確定62、型腔的布局73.澆注系統的設計74、注射機的選擇115、成型零件的結構設計116、成型零件工作尺寸計算127.型芯尺寸計算：128.凹模深度和型芯高度尺寸計算：12三、推出機構設計131、結構方式132、設計要求13四.模具冷卻系統的設計14五、模具型腔的強度和剛度的校核15六、開模行程的校核15七、型腔壁厚和底板厚度計算16八、導柱導向機構的設計16九、脫模機構的設計17十、溫度調節(jié)系統的設計17十一、模具閉合高度的確定18十二、模架的選擇18參考文獻23序號計算數據與內容備注 一、 塑 件的 工 藝 性 分 析（一）、塑料的分析 分析提供的圖紙可知該塑件的材料為abs（苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體）1、塑料的使用性能適用于制作一般的機械零件，減摩耐磨零件、傳動零件和電信結構零件。綜合性能較好，沖擊韌度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定；耐化學性，電性能良好，易于成型和機械加工，與372有玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可以鍍鉻。2、塑料的工藝性能1)無定形料， 2）吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。3）流動性中等，溢邊值0.04mm4）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫，料溫對物料性能影響較大，料溫過高易分解（分解溫度在250）對要求精度較高的塑件模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機料溫為180230，注射力為100140mpa。螺桿式注射機取160220，70100 mpa.（二）、塑件的分析 1、塑件的尺寸 分析提供的圖紙知該塑料蓋的最大直徑是13.5mm，蓋底座的最大直徑是10mm，內側直徑是6mm，可知塑件的壁厚是4mm，蓋高度尺寸是3.5mm，下面支座的的高度尺寸是1.5mm，從而可知按鈕上面的高度尺寸是2mm，兩處倒角是1.8mm。2、塑件的精度分析該塑件零件圖，10mm的公差值是1mm,其余并未注明公差，故去公等級為該塑件的尺寸公差等級為8級查表得各尺寸對應的公差如下：13.4mm的公差值為2.40mm，6mm的公差值是1.40mm，1.5mm的公差值是1.40mm3、 塑件的表面質量由于該產品是塑料蓋，要求其表面光澤，無斑點、無條紋、無起泡等缺陷塑料成型模具與設備p28表23，塑料成型模具與設備p37表25，序號計算數據與內容備注一、 塑 件的 工 藝 性 分 析二、 塑 件成型 方 法 的 確 定（三）、塑件的幾何形狀 1、塑件的形狀工藝性 塑件的內外表面形狀應易于成型，塑件的應盡量避免側孔、側凹或與塑件脫模方向垂直的孔。分析零件圖紙，該塑料蓋沒有側孔側凹，在側壁也無凹槽和外凸，塑件的形狀也有利于飛邊的去除。 綜上所述，該塑件的形狀有利于成型的順利進行，有利于模具結構的簡化和成本的降低。，有利于生產效率的提高和確保塑件質量。2、脫模斜度 分析該塑件的零件圖，該塑件已有斜度存在，且該斜度足以保證塑件的順利脫模。3、 塑件壁厚分析該塑件零件圖，其壁厚均勻壁厚是2mm，查資料1表2-11可知，3mm在2.43.2范圍內。4、加強筋 分析零件圖，該塑件并沒有加強筋，也無需設置加強筋。5、塑件的圓角分析該塑件的零件圖，碗底座和碗身連接處的圓角半徑是1.8mm，并沒小于0.51mm的要求，各處圓角均滿足要求。分析塑件零件圖，塑件有孔，無標記、符號、花紋及文字。該塑件材料是abs(苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體)，abs是熱塑性塑料，注射成型是熱塑性塑料制品生產的一種重要方法，分析塑件結構、尺寸和生產批量（大批量）可確定該塑件應采用注塑成型。塑料成型模具與設備表2-11采用注塑成型序號計算數據與內容備注三、 成型 設 備 的 選 擇以下是用ug分析計算出的數據 =列出信息創(chuàng)建者： administrator日期 ： 2011-1-4 20:36:06當前工作部件 ： e:suliaowan.prt節(jié)點名 ： pc-201010112019=工作部件 suliaowan.prt : 1- 4-2011 20:36布置 信息單位 克 - 毫米 工作部件屬性： 已計算重量數據使用的精度 = 0.990000000 密度 = 0.000900000面積 = 52614.507015594體積 = 79140.971008404質量 = 71.226873908 所以單個塑件的體積是79，=2x79=158考慮到澆注系統取為170，pp是結晶型塑料，故注塑系數取為0.75v=227故查資料1附錄d可確定注射機的型號為上海橡塑機廠的xs-zy-500臥試注塑機，注射壓力為104mpa，合模力為350104n，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑r為18mm，噴嘴口直徑為7.5mm,其定位孔直徑為225h7塑件體積22注射機的型號xs-zy-500臥試注塑機序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計1、分型面的確定 分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質量、便于塑件脫模及簡化模具的結構，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。（1）、分型面應選在塑件外形最大輪廓處；（2）、便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊（3）、確保塑件質量；（4）、滿足塑件的外觀質量要求；（5）、便于模具加工制造；（6）、對成型面積的影響；（7）、有利于排氣；（8）、對側向抽芯的影響。綜合以上考慮，最終確定該塑件分型面如圖所示 序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計2、 型腔數目的確定及布局（1） 型腔數目的確定型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。根據注射機的額定鎖模力f的要求來確定型腔數目n ，即 n=4.6取為4即n4，大多數小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔數原則上不超過4個，生產中如果交貨允許，我們根據上述公式估算，采用一模四腔。(2)、型腔的布局考慮到模具成型零件和出模方式的設計，為了便于平衡式澆注，有利于確保塑件質量的均一和穩(wěn)定，一般采用平衡時式排列?？纱_定模具的型腔排列方式如下圖所示 采用一模四腔序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計(2)、主流道襯套的固定因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為225mm，內徑31.5mm。具體固定形式如圖(4)所示(3)、分流道的設計a) 分流道是脫澆板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形u形半圓形及矩形等，工程設計中常采用圓形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，一般采用查表法可確定其截面尺寸：由于塑料是pp可查資料一表4-2得分流道直徑為4.89.5，可取為9mmb) 分流道長度分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長190mm。序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計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值一般取為1.6這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。有利于保溫。d) 分流道的布局 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，型腔布局應力求對稱，以免模具受偏載而產生溢料現象，應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式, 如圖所示。(4)、澆口的設計澆口是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計流動正在使用存儲的網格匹配和厚度數據匹配數據是使用最大球體算法計算的 最大設計鎖模力 = 5600.18 tonne 最大設計注射壓力 = 144.00 mpa 建議的澆口位置有: 靠近節(jié)點 = 1134最佳澆口位置如圖（6）所示。序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計通常要考慮以下幾項原則： 盡量縮短流動距離。 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 必須盡量減少熔接痕。 應有利于型腔中氣體排出。 考慮分子定向影響。 避免產生噴射和蠕動。 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 注意對外觀質量的影響。其結構圖如圖所示【通過軟件模擬，肯定是下圖所示的澆口位置最合理，但由于零件是塑料蓋，澆口在這個位置是不合理的，采用側澆口即可】（5）冷料穴的設計注射時，最先進入注塑模的塑料，因接觸冷模而使料溫度下降，若讓這部分溫度已經下降的塑料流入型腔，則會影響塑件質量，所以需要設置冷料穴，該冷料穴有收集、儲存熔體前鋒的冷料和開模時拉出凝料，便于脫模繁榮功用。序號計算數據與內容備注四、 模 具 結 構 的 設 計冷料穴的結構示意圖如圖所示(6)排氣系統的設計排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內的空氣；二是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內的排氣是充分的。適當地開設排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產效率，降低生產成本，降低機器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。序號計算數據與內容備注五、 成 型 零 件 的 設 計 模具的磨損量實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，對于大型塑件則取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因為脫模方向垂直，故磨損量c=0。塑件的收縮率塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率計算。= %=2%外形尺寸（1） 凹模和型芯的徑向尺寸計算1） 凹模徑向尺寸計算該塑件屬于中、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序號計算數據與內容備注五、 成 型 零 件 的 設 計2)型芯徑向尺寸計算該塑件屬于中、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計算1)凹模深度尺寸計算由于該塑件屬中、小型塑件由資料一公式4-17得=(=(2+2x2%-x0.58=1.9350+0.1932)型芯高度尺寸計算由于該塑件屬中、小型塑件由資料一公式4-18得=(=（1+1x2%+x1.4=1.720-0.46資料一公式4-17資料一公式4-18凹模徑向尺寸計算=(=(13.5+13.5x2%-x2.4=11.9700.8=（10+10x2%-x1.4=9.1500.47型芯徑向尺寸計算=（ =（6+6x2%+x1.4=8.270-0.47凹模深度尺寸計算=(=(2+2x2%-x0.58=1.9350+0.193型芯高度尺寸計算=(=（1+1x2%+x1.4=1.720-0.46序號計算數據與內容備注六、 合 模 導 向 機 構 的 設 計合模導向裝置時保證動模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時正確定位和導向的重要零件。合模裝置主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。大中型模具常設置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。本模具是中型模具，采用等徑不對稱布置1、 導柱導向機構設計導柱導向通常由導柱與導套的間隙配合組成，主要零件有導柱和導套。（1）、導柱導向機構的特點及要求1）、直導套常應用于簡單模具或模板較薄的模具；型帶頭導套主要應用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；型帶頭導套主要應用于推出機構的導向中。2） 導向零件應合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導柱中心到模板邊緣的距離一般取導柱固定端的直徑的11.5倍；其設置位置可參見標準模架系列。3） 導柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側設置導柱。4） 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處應設置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導套的孔口倒角，5） 導柱工作部分的長度應比型芯端面的高度高出68mm，以確保其導向作用。6） 應確保各導柱、導套及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件。7） 導柱工作部分的配合精度采用h7/f7（低精度時可采用h8/f8或h9/f9）；導柱固定部分的配合精度采用h7/k6（或h7/m6）。導套與安裝之間一般用h7/m6的過渡配合，再用側向螺釘防止其被拔出。序號計算數據與內容備注六、 合 模 導 向 機 構 的 設 計8) 對于生產批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面的長度與表面粗糙度可根據同等規(guī)格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。(2)、導柱的結構帶頭導柱如圖所示（3）、導套的結構帶頭導套的結構如圖所示序號計算數據與內容備注七、 推 出 機 構 的 設 計1、 推出機構的設計原則 1）、開模時盡量使塑件留在動模一側，以便于利用注塑機推出裝置推出塑件。2）、保證塑件脫模具時不變形，應正確考慮塑件對注塑模，應正確考慮塑件對注射模的附著力的膽小和作用位置，以便于選擇合適的推出方式和位置，盡可能使脫模力分布均勻合理，并使脫模里的作用盡量大而靠近型芯。3）、保證脫模具時塑件不損壞。4）、保證塑件外觀良好。5)、結構盡量簡單、可靠，確保脫模動作靈活，具有足夠的強度和剛度，制造方便，零部件更換容易，成本低。6）、保證合模時的正確復位。2、推出機構的組合形式分析塑件結構，由于型芯內部阻力較小本模具采用推桿推出機構，（1）、推桿的形式（2）、推桿的位置與布局推桿的布置應保證塑件質量和脫模順利，應遵循設計原則。1) 、應設在脫模阻力大的部位，均勻布置。2) 、應保證塑件被推出時受力均勻，推出平衡，不變形；當塑件各處脫模阻力相同時，則均勻布置；若某個部位脫模阻力特大，則該處應增加推桿數目。序號計算數據與內容備注七、 推 出 機 構 的 設 計3) 推桿應盡可能設在塑件厚壁、凸緣、加強等塑件強度、剛度較大處；當結構特殊，需要推在薄壁處時，可采用盤狀推桿以增大接觸面積。4) 推桿的設置不應影響凸模強度與壽命。當推在端面則距型芯側壁1 0.13mm；當推桿設置在型芯內部推在塑件內部時，推管孔距型芯側壁2 3mm。5) 在模內排氣困難的部位應設置推桿，以利于用配合間隙排氣。6) 若塑件上不允許有推管痕跡時，可在塑件外側設置溢料槽，從而靠推桿推在溢料槽內的凝料上而帶塑件。（3）、推桿的固定形式(4)、推桿設計的要點1）、推桿直徑不易過細，一般為0.812mm，以保證足夠的強度。2）、推桿的端面在裝配后應比型面后鑲件平面高度0.050.1mm，以免影響塑件以后的使用。3）、推桿應設置在推件阻力大的地方盡量使推出的塑件受力均勻，但不能和型芯（或鑲嵌件或冷卻通道）距離過近，以免影響強度。4）、推桿與其配合孔或型芯孔一般采用h8/f8的配合并保證一定的同軸度。配合長度取推管直徑的1.52倍，通常不小于12mm。5）、在確保塑件質量與順利脫模的前提下，推桿數量不序號計算數據與內容備注八、 模 具 型 腔 剛 度 和 強 度 校 核易過多，以簡化模具和減少對塑件表面質量的影響。模具是用的一模四腔所以推桿的數量合理。6）、避免推桿與側抽芯機構發(fā)生干涉。7）塑件的尺寸很小，所以推桿的很細，因此做成階梯形，以保證它能有足夠的強度與剛度。1、模具型腔在注射小菜過程中受到熔體請打壓力的作用，可能因強度不足而產生塑件變形甚至破壞，還可能因剛度不足而產生過大的變形，導致溢料形成飛邊，降低塑件精度和影響塑件脫模。因此設計時有必要對構成型芯的零件進行強度和剛度校核，尤其是成型重要的、精度要求高和大型塑件的型腔，更需要校核模具的強度和剛度，以確定構成型腔的主要受力構件凹模和底板的尺寸（凹模側壁和底板厚度）2、凹模側壁和底板厚度的確定對于規(guī)則塑件一般取塑件直徑或長邊的0.2倍再加上17mm所以有s=13.5x0.2+17=19.7mm 取為20mm查資料一可選為型模架查資料二模具設計大典確定凹模周界尺寸l=2s+2a+t 其中a為13.5mm s為46mm故l=2x46+2x142+46=422mm 考慮到還要設置導套安裝孔故可取為500mm查資料二模具設計大典可選模架為350xl的模架 取為350x350可確定動、定模班厚度均為30mm，導柱直徑為30mm，導套外徑為42mm，模具總高為183+a+b+c 支承板厚度60mm序號計算數據與內容備注九、 注 射 模 模 架 選 取十、注 射 機 有 關 工 藝 參 數 的 校 核由于塑件總高為3.5mm可取a板厚度尺寸為30mm,查表13.3-16b的尺寸為 30 mm型芯高度為130mm 再加上安全距離，一般為510。取為8mm故有138mm，又加上推管和推管固定板的尺寸可取c的尺寸為150mm，查資料一模具設計大典可選取b的尺寸為15mm。故有模具總高h=150+30+15+15=210mm1、 模具開模行程的校核雙分型面的開模行程是+a+（510）其中510mm是安全距離，取為8mm，為52mm 為40mma為