塑料模具畢業(yè)論文設計.pdf

畢業(yè)論文設計畢業(yè)論文設計 題目名稱：題目名稱： 姓姓名：名： 班班級：級： 學學號：號： 系系部：部： 指導教師：指導教師： 武漢工業(yè)職業(yè)技術學院武漢工業(yè)職業(yè)技術學院 二二 00 一二一二年年 5月月 12日日 - 1 - 緒論 塑料，成為當前人類使用的一大類材料。目前我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展， 塑料制品的應用已經(jīng)深入國民經(jīng)濟的各個部門。 塑料工程通常是塑料制造與改性， 塑料制品與模具設計是塑料工程中的重要部 分，是塑料工業(yè)中不可少的環(huán)節(jié)。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制 品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具，如壓鑄模，澆鑄模，非金屬制 品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。 采用模具生產(chǎn)制件具有色、生產(chǎn)效率高，質量好，切削少，節(jié)約能源和原料， 成本低等優(yōu)點，模具成型已經(jīng)成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中 最具潛力的發(fā)展方向。模具機械，電子等行業(yè)的基礎工業(yè)，它對國民經(jīng)濟的社會發(fā) 展起著越來越大的作用。 一個國家面具生產(chǎn)能力的強弱，水平的高低，直接影響許多部門新產(chǎn)品的開發(fā) 和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益的提高。我國為了優(yōu)先發(fā)展模具 工業(yè)，定制了一系列優(yōu)惠政策，并把它放在國民經(jīng)濟發(fā)展十分重要的戰(zhàn)略地位。對 塑料模具的全面要求就是能夠高效的生產(chǎn)出外觀性能符合使用要求的制品。 塑料成型模具是成型塑料制品的工具。 塑料模具的應能生產(chǎn)并滿足給定的形狀， 尺寸，外觀和內在性能要求的制品。要求模具能被高效的應用，且操作簡便，并達 到自動化水平要求模具又合理的結構，制造容易且成本低廉。同時，也要求有足夠 的使用壽命。 近年來塑料模的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率，自動化，大型，精密，長 壽命模具總產(chǎn)量中所占比例越來越大，在各種塑料模具中看來，注射模在生產(chǎn)中所 占比例是最大的，起著十分重要的作用，再世界塑料成型模具產(chǎn)量中的板書以上為 注射模。 在這次設計中充分運用所學的專業(yè)知識，將所學知識運用到實踐中來，本次設 計的塑件也是通過使用注射模來成型的。本套設計主要放在塑件結構和模具設計這 一環(huán)節(jié)，如注射機的選用和校核，分型面的選擇，模具結構的設計，分流道的設計， 澆注系統(tǒng)的設計等等。在設計過程中，首先用 Proe 進行三維造型，然后用 CAD 進 行模具設計。 在設計過程中，由于經(jīng)驗不足，難免會出現(xiàn)錯誤，敬請原諒，并給出指正。 - 2 - 制件三視圖： 三視圖 制件三維圖： - 3 - 立體圖 塑料模設計程序 一 塑料制件的分析： 1.材料成型工藝性能：本產(chǎn)品選用材料 PC（聚碳酸酯性能如下：聚碳酸 酯的沖擊強度特別突出。它的彈性模量較高. 2受溫度影響極小，耐熱溫度為 120。耐寒達-100才脆化，尺寸穩(wěn)定性高。 耐腐蝕，耐磨性均良好。 3透明性好，密度為 1.021.05gcm，塑料原料為無色透明材料. 4存在著高溫下對水的敏感性。長期浸在沸水中，會引起水解或裂開。在成形 加工時控制不當，容易發(fā)生制品開裂現(xiàn)象。在某些化學試劑(如四氯化碳)中 聚碳酸酯可能會產(chǎn)生“應力開裂”。但聚碳酸脂還可用玻璃纖維來增強，這 樣具有更高的剛性和力學強度，并能消除聚碳酸脂可能存在“應力集中”現(xiàn) 象 2.主要用途：主要用來制造齒輪、蝸桿、齒條、凸輪、心軸、軸承、墊圈、鉚釘、 泵葉輪、汽車汽化器部件、 車燈燈罩、閃光燈燈罩、節(jié)流 閥、潤滑油輸油管，各 種外殼、 容器等。 二塑料成型特點:1.無定形塑料，收縮率小，熱穩(wěn)定性好，成形溫度范圍寬， 超過 330才呈現(xiàn)嚴重分解，分解時產(chǎn)生無毒、無腐蝕性氣體 2.吸濕性極小，但水敏性強，含水量不得超過 0.2%，加工前必須干燥處理，否則會 出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降現(xiàn)象 3.流動性差，溢邊值為 0.06mm 左右，流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快 4.宜在高模溫高料溫和高壓慢速的條件下成型。模溫控制在 80110C 較好成型溫 度在 280320為宜。 5.內部殘留應力較大，易開裂，要嚴格控制加工條件。 6.塑件壁厚要均勻，不宜過厚，避免尖角與缺口，有金屬嵌件應預熱，脫模斜度去 2以上. 三塑件的結構，尺寸精度，表面質量的分析： 1.結構分析： 從零件圖上分析，該零件總體形狀為長方形，邊上帶 R 角從總體結構上分析，形狀 - 4 - 相對較規(guī)則，沒側抽芯。該零件屬于中等復雜程度。 1尺寸精度分析：該產(chǎn)品未標注公差，查塑料模課程設計P53 按 MT5 等級計算。 2外形尺寸：108mm、50mm 3內形尺寸 40mm、57mm、17mm、1、46mm、 、R0.5mm、57mm、2mm 標注公差后外形尺寸：108 34. 1 0 、50 94. 0 0 。 標注公差后的內形尺寸：40 0 84. 0 、57 0 94. 0 、17 0 58. 0 、1 0 4 . 0 、46mm 0 84. 0 、 R0.5 0 40. 0 、20 0.40 查模具設計教材 P10 表 1-2 得 PC（聚碳酸脂）的收縮率為（0.50.8）%， 此處取 0.65% 2.計算塑件的體積和質量 通過對塑件的體積與質量的計算， 可選出注射機及確定模具的型腔數(shù)量。 經(jīng)計算， 塑件的體積為 4367.8mm根據(jù)設計手冊查的 PC 的密度為=1.021.05g/cm去密 度 為 0.0013kg/cm 。 則 塑 件 的 質 量 W=V=0.0013kg/cm *4.3678cm =0.00567814kg 取 5.7g 。 該塑件可采用一模兩腔的模具結構， 根據(jù)其相關尺寸， 初步選用注射機為 XS-Z-30 型 3.成型工藝參數(shù)：預熱溫度： （110120）；料筒溫度(后段):（210240）料 筒溫度(中段)： （230280）；料筒溫度(前段)： （240285）。噴嘴溫度： （240250）；模具溫度： （90110）。注射壓力：(80130）Mpa;成型時 間： （2090)s；后處理方法：鼓風烘箱；后處理溫度： （140145）;后處理 時間：4h。 四注射模的結構設計 1.分型面的選擇：根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面即 選在塑件外形最大輪廓處；分型面的選擇優(yōu)利于塑件的順利脫模；有利于模具的加 工制造；有利于排氣。綜合以上原則，分型面應選在如下位置（圖一） 。 圖一 - 5 - 2.確定型腔的排列方式 本塑件在注射時采用一模兩件。綜合考慮澆注系統(tǒng)和模具結構的復雜程度等因素， 采取以下（圖二）排列方式，這種排列便于模具的分布和塑料在流道中的均勻流動。 但缺點是熔料進入型腔后到另一端的流程較長，但塑件本身較小，對成型沒太大響。 圖二 3.澆注系統(tǒng)的設計 1主流道的設計 根據(jù)設計手冊查得 XS-Z-60 型注射機噴嘴的有關尺寸為噴嘴前端孔徑 d1=2mm 噴嘴 前端球面半徑 SR1=12mm。 根據(jù)模具主流道尺寸與模具噴嘴的尺寸關系 SR= SR1+(12)mm 及 d=d1+（0.51） mm 可算得 SR=14mm，d=3mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐 形，其角度為（26）【 模具設計教材 P91】其草圖結構如下（圖三）所示： - 6 - 圖三 4.分流道的設計 1本副模具分流道截面形狀選用半圓形，根據(jù) PC 的流動性，將截面半徑取 r=8， 根據(jù)型腔數(shù)目，分流道長度去 80mm。 2分流道的表面粗糙度度：由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內 部熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能低，一般 Ra取 1.6 m 左右。 3澆口的設計：本副模具采用側澆口，塑件的壁厚為 2mm，制品復雜性較簡單，屬 于中小型制品，所以相關尺寸如下圖（圖四）標注計算： - 7 - 圖四 查塑料模設計教材 P96 表 4-1 可知，澆口壁厚 a=1mm 寬度 b=（310）a 此處取 a=5 長度 L=（0.72）取 0.65。 五模具型芯與型腔的尺寸計算： 1.型腔徑向尺寸計算公式：LM=（LS+LSSCP- 4 3 ） + 0z,此處，=1/31/2模具設計 教材 P115，塑件尺寸較大、精度要求低時取小值，反之取大值。本副模具設計中精 度 MT5，=1/3 50：L1M=(50+50x0.65%- 4 3 x1/3)0 0.94=50.075 0 0.94. 108：計算后的模具型腔尺寸為 108.452. 2.型腔深度尺寸計算公式：HM=(HS+HSSCP-2/3)- + 0z 塑件深度尺寸為 8，經(jīng)計算 HM7.82977 取 7.83。 3.型芯徑向尺寸的計算公式：LM=（LS+LSSCP+ 4 3 ） 0 -. 計算后相應的模具型芯尺寸如下表所示 塑 件 尺 寸 4057170.5146 型 芯 尺 寸 40.51-0.84 0 57.6205-0.94 0 17.3605-0.58 0 0.75325-0.4 0 1.2565-0.4 0 46.54-0.84 0 型芯相關尺寸表 4.型芯高度尺寸計算公式：hM=(hS+hSSCP+2/3)-Z0計算后相應的高度尺寸如下所示： h1=（2+2x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=2.2352 -0.40 0， h2=（6+6x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=6.61222 -0.40 0. 5.中心距的計算公式：Cm=（1+Scp）CSz/2. 帶入數(shù)字計算 Cm=（1+0.65%）x120.26. 注：為了便于計算與加工，以上數(shù)據(jù)均精確到小數(shù)點后 2 位. 六.型腔的結構設計 1.該塑件屬于小型塑件，一模多腔加工。應選擇整體嵌入式凹模，這種結構加工 效率高，裝拆方便，可以保證各個型腔的形狀尺寸一致，其結構圖如下（圖五） 所示： - 8 - 圖五 整體嵌入式 型腔壁厚尺寸的確定：該塑件外形為矩形，內壁短邊 50mm，側查模具設計 教材 P308 附錄 E 可得知側壁厚 S 取 3035mm，此處取 30mm.其型腔結構圖如下（圖 六）所示： 圖六 七模架的選擇： 1查模具設計手冊（電子版） ，選用標準模架，其結構與相關參數(shù)如下（圖七）所 示： - 9 - 圖七 相關參數(shù)如下（表一）表： 表一 根據(jù)（圖二）型腔排列的尺寸標注，可確定模架相關尺寸。 八裝配圖的繪制：其結構圖如下所示（具體尺寸詳見裝配圖） - 10 - 主視圖 俯視圖 - 11 - 左視圖 九.模具閉合高度的校核： 所設計模具閉合高度應在所選注射機允許安裝模具的的高度范圍。在本副模具設計中，初選注射 機為 XS-ZY-30，查模具手冊（電子版）如圖所示： 圖八 從裝配圖只中可知，模具的的閉合高度為 244mm，經(jīng)計算，分型后的高度為 271mm， 因此初選注射機不符合要求。根據(jù)模具手冊，選 XS-ZY-125 型注射機滿足模具閉合 要求。其結構圖如下（圖九）所示： - 12 - 圖九 滿足 HminHHmax(注：Hmin注射機允許安裝的最小模具高度，H 為模具高度，Hmax為注 射機允許安裝的最大模具高度。) 九.結束語 總結 畢業(yè)設計是三年大學生活中的最后一個工作項目， 具有非同尋常的意義， 畢 業(yè) 設計的完成也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號。 它對大學三年的學習生活中 所 學知識的一個總結概括，更是一次檢驗，讓我們每個人都能清楚了解自己在大 學中 學習的效果。 確定了自己的畢業(yè)設計題目后， 開始可以說腦中是一片空白， 很茫然， 不知 所 措無從下手。于是就在互聯(lián)網(wǎng)上查找關于塑料模的相關資料，接著我又查找相關的 專業(yè)書籍， 尋找塑料注塑模具的設計思路和一些塑料注塑模具設計與制造的 實例進 行參考。 有了這些實例和思路就為我的畢業(yè)設計創(chuàng)造了“骨架” ，接下去就 要為這個 “骨架”添加“血肉” ，最后使它生動完整。 我們模具設計與制造專業(yè)開設了機械 制圖及 AUTOCAD 機械設計以及 、 計算機的應用基礎等基礎課， 數(shù) 控機床及編程 模具制造工藝與工裝 、 沖 壓工藝與模具設計 塑料模 具設計與制造等專業(yè)課，這些課程對我順利進行畢業(yè)設計起到了一個基石的作 用。 比如，畢業(yè)設計中零件圖和模具裝配圖的繪制 與機械制圖及 AUTOCAD 的學習是分不開的，模具的改進也要機械設計 模 具制造工藝與工裝等課 - 13 - 程的幫助，更不用說塑料模具設計與制造這門專業(yè) 課的重要作用了。 此次畢業(yè)設計，讓我我學到了許多知識，包括課本上學不到的知識。當然， 在 設計過程中出現(xiàn)的一些難題。通過我們翻閱相關的書籍，在網(wǎng)絡上尋找答