多功能笔架盒塑料件注射模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 本文详细地阐述了多功能笔盒架注射模具的设计过程。设计了注射模具 中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对塑 料材料性能进行了分析，选择合适的注射机。根据塑件的产品数量要求，以及 结构要求，该模具采用一模二腔。整个设计过程使用 件进行参数化设计， 使整个模具设计过程简单明了。利用 件进行模流分析，为模具设 计和成型工艺的确定提供参照依据。使用 件设计成型零件以及非标零件， 从而进 行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、 开模、模架的选择等设计工作。同时应用 件可快捷地将三维图转化为二 维工程图，直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽芯滑块机构， 也构成了本次模具设计的主要内容。 关键词 塑料模具 侧抽芯 注射模 注射机 模架 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 of a of of is to of is G it G of of of At G a 3d a 2d be in to of a of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 前言 . 1 第一章 塑料模的功能 . 2 第二章 塑件成型工艺分析 . 3 定制品成型工艺 . 3 塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺 . 3 丙烯的注射成型工艺参数 . 3 丙烯材料综合性能分析 . 4 第三章 拟定模具结构形式 . 5 型面位置的确定 . 5 定型腔数量及排列方式 . 6 第四章 注塑机型号的确定 . 7 射量的计算 . 7 件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算 . 7 择注射机 . 8 关参数的校核 . 10 第五章 浇注系统形式和浇口的设计 . 12 注系统的设计 . 12 流道设计 . 14 流道的设计 . 16 口的设计 . 18 口设计的技术要求 . 18 口尺寸的确定 . 20 料穴的设计 . 21 料杆的设计 . 22 注系统的平衡 . 22 流道平衡 . 23 口平衡 . 23 第六章 模架的确定和标准件的选用 . 24 具各个板料尺寸的确定 . 24 模座板 . 24 模板 . 25 模板 . 25 模垫板 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 块 . 25 模座板 . 26 第七章 合模导向机构的设计 . 27 向结构的总体设计 . 27 柱的设计 . 27 套的设计 . 28 第八章 脱模推出机构的设计 . 29 模推出机构的设计原则 . 29 品推出的基本方式 . 29 件的推出机构 . 29 杆推出机构的设计要点 . 30 位机构设计 . 31 第九章 抽芯机构设计 . 32 向分型与抽芯机构的分类 . 32 导柱抽芯机构的设计 . 32 导柱的倾斜角的确定 . 33 向抽心力的计算 . 33 导柱的弯曲力的计算 . 33 导柱直径的计算 . 34 导柱的长度计算 . 34 紧楔的设计 . 35 第十章 成型零部件的设计 . 36 型零件的结构设计 . 36 模的结构设计 . 36 模的结构设计 . 37 型零件工作尺寸的计算 . 38 工作尺寸的因素 . 38 型零件工作尺寸的计算 . 39 型零件强度计算 . 41 腔侧壁厚度计算 . 41 第十一章 排气系统的设计 . 43 气设计的要点 . 43 气系统的几种方式 . 43 第十二章 温度调节系统设计 . 45 热系统设计 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 却系统设计 . 45 却系统的设计原则 . 45 却回路的布置 : . 46 芯的冷却 . 47 却系统的有关计算： . 47 结束语 . 49 致 谢 . 50 参考文献 . 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前言 模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是 高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产 品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具 在整个模具行业中约占 30%左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注 塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计 的多品 种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的 经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加 值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模 具设计制造系统。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。 着重说明了一副注射模的设计流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关 参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确 定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件 工作图的绘制、全面审核投产制 造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面 的选择，模具型腔数目的确定、型腔的排列布局、流道布局以及浇口位置的选 择，模具工作零件的结构设计，侧向分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计， 拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具 设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际 问题，这为我们以后从事模具行业相关工作打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，特别是指导老师的 悉心指 导，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程 中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 塑料模的功能 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具， 制品 所采用的原料不同， 型方法不同， 般将 模具分为塑料模具， 属冲压模具， 金属压铸模具，橡胶模具 ，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机 械零件，在成型中多数是 通过模具来制成 品，所以模具制造业已成为一个大行 业。在高分 子材料 加工领域中 ,用于塑料制 品成形的模具 ,称为塑料成形模具 , 简称塑料模。塑料模优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业 、国防和日 常生活等方面获得广泛应用 。为了生 产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺 确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，具有决定性的 影响。首先，模腔 形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及 定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性 能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着 十分重要的影响。其次，在塑 件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。 再次，塑料模 对塑件成本也有 相当大的影响 ，除简易模外 ，一般来说制模费用 是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺 、高效的设备和先进的模 具，被誉 为塑料制品成型技术的“三大支柱” 尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、 塑件外观要求，具有十分重要 的意义 。高效全自动化设备，也只有装上能自动 化生产的模具，才能发挥其应 有的效能 。此外，塑件生产与更新均以模具制 造 和更新为前提。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和 掌握。当 塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质 量的优劣及生产效率的 高低，模具因 素约占 80%。由此可知，推动 模具技术的进 步应是刻不容缓的策 略。尤其大型 塑料模的设计与制造水平，标志一个国家工业化的发展程度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 塑件成型工艺分析 2 定制品成型工艺 该制品是笔盒架，如图 示，生 产批量大。材料为绝缘性能较好的聚 丙烯，成型工艺性能好，可以注射成型。 一般情况下，脱模 斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留 在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 图 塑件 2 塑性塑料聚丙烯的注射成 型工 艺 注射成型工艺过程 : （ 1）预烘干 装入料斗 预塑化 注射 装置准备注射 注射 保压 冷却 脱模 塑件送下工序 （ 2）预热、清理模具 涂脱模剂 合模 注射 丙烯的注射成型工艺参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 件的注射成型工艺参数 工艺参数 预热和干燥 料筒温度 / 喷嘴温度 / 模具温度 / 注射压力 内容 温度 80 100 时间 1 2 h 后段 160 180 中段 180 200 前段 200 220 190 200 80 90 700 1000 工艺参数 成型时间 /s 螺杆转速 后处理 内容 注射时间 20 60 保压时间 0 3 冷却时间 20 90 总周期 50 160 48 r/ 方法 / 水或油 温度 / 90 100 时间 /h 4 10 丙烯材料综合性能分析 （ 1）结晶料，吸湿性小，可能发生熔体破 裂，长期与 热金属接触易发生 分解。 （ 2）流动性极好（溢边值为 右），但成型收缩范围和收缩值大， 易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。 （ 3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应 缓慢散热， 并注意控制成型温 度。料温低 ，方向 性明显，低温高压时尤其明显。模具温度低于 50时，塑 件无光泽，易产生 熔接不良、流痕， 90以上已发生翘曲变形。 （ 4）塑件壁厚应均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。 （ 5）聚丙烯热容量大，注射成型模具必须 设计能充分 进行冷却的冷却回 路。 表 聚丙烯综合性能 性能名称 数 值 性能名称 数 值 密度 g/ 弹性模量 比容 g 弯曲强度 吸水率 %（ 24h） 硬度 95 105 收缩率 % 体积电阻率 10 熔点 C 170 176 击穿电压 Kv/ 30 6 67 缺口 抗拉屈服强度 37 介电系数 60 10 6 02 115 无缺口 78 热变形温度 C 冲击强度 kJ/m 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 拟定模具结构形式 分型面位置的确定 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面， 型面的位置影响 着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点： A不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品； B有利于保证塑件的精度要求； C有利于模具加 工，特别是型腔的加工； D有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计； E便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 （ 1）多型腔单分型面模具 ：塑件外观 质量要求不高，尺寸精度要求一般的 小型塑件，可采用此结构。 （ 2）多型腔多分型面模具 ：塑件外观 质量要求高，尺寸精度要求一般的小 型塑件，可采用此结构。 该塑件外观质量要求较高，并可以看出 ：分型面的位置、塑件推出机构的 痕迹、浇口为侧浇口。可初步拟定双型腔单分型面的结构。 根据塑件的结构形式，分型面选在笔架盒上下面的最大轮廓处 为分型面， 如图 示。 图 分型面位置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 定型腔数量及排列方式 一 般来说，精 度要求高 的小型塑 件和中 大型塑件 优先采用 一模一腔的 结 构，对于精 度要求 不高的小型塑件（没有配合精度要求）， 形状简单，又是大 批量生产时， 采用多型腔模具可提供独特的优越条件， 生产效率大为提高， 多功能笔盒架塑件属于中型塑件，大批量生产。考虑到模具制造费用低一点， 设备运转费用小一点，初定为 一模两腔的模 具型式。根据 塑件的形状 ，以及塑 件材料聚丙烯的综合性能，本设计采用一模两腔的形式。 图 腔布局 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 注塑机型号的确定 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式， 确 定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下， 计人员应对模具所需的注射 量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位 置、推出行程 、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的 注塑机， 若用户已提供了注射机的型号和规格， 计人员必须对其进行校核， 若不能满足要求，则必须自 己调整或与用户取得商量调整。 4 射量的计算 通过 模 析，可得出塑件质量为 ，塑件体积 V 为 ，曲面表面积为 302 。流道凝料 m ，可按塑件质量的 来计算。 从上述分析中确定型腔为一模两腔，所以注射量为： 按体积算： V= 2 废料 ( =2+20 = 按质量算： M=2 废料 ( =20 =g 4 件和流道凝料在分型面上 的投 影及所需锁模力的计算 经 析注射过程锁模力如图所示： 3 2 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 模力分析图 经上图分析注射过程所需的最大锁模力为 流道凝料 包括浇口） 分型面上的投影面积 A 在模具设计前是个未知数， 根据多型腔模的统计分析，大概是每个塑件在分型面上的投影的 。 因此可以采用 进行估算。所以 A= .4 ( =1.4 =2027360 4 择注射机 塑件成型所需要的注射量应小于所选注射机的注射容量。可按注射容量、 锁模力、模具闭合时的厚度等来确定注射机的 型号，还可以参照 析的压力图，如下图所示： 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 力分析图 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，确定选用 300 卧射机（上海塑机厂）。其参数如表 示： 表 300 卧式注射机主要技术参数 名 称 公称注射 量 螺杆（柱 塞）直径 注射压力 注射行程 注射时间 螺杆转数 注射方式 合模力 最大成型 面积 单 位 s R/数 值 320 60 47 150 15 90 螺杆式 1500 名 称 模板尺 寸 拉杆空 间 合模方 式 油泵流 量 油泵压 力 机器外 形尺寸 螺杆驱 动功率 加热功 率 机器重 量 单 位 L/m t 数 值 620 520 400 300 液压 机械 7 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （续） 模板最 大 行程 模具最大 厚度 模具最小 厚度 喷嘴球半 径 喷嘴孔直 径 340 355 285 18 4 电动机 功率 资料提 供单位 17 上海塑机厂 4 关参数的校核 1. 型腔数量的校核 （ 1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n n= ( 3600 / = 2 所以，所设定的型腔数符合要求， 合格。 上式中， 般取 20g/s 期，取 ( 其它的安装尺寸的校 核要待模架选 定，结 构尺寸确定之后方可 进行。 （ 2）按注射机的最大注射量校核型腔数量 n： n ( / = ( 上式右边 =2（符合要求） 式中 注射机允许的最大注射量（ g 或 （ 3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量 n： n (F ) / = ( 0600/3600 = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 上式右边 =2 （符合要求） 式中 F 注射机的额定锁模力（ N） 单个塑件在模具分型面上的投影面积（ 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ p 塑料熔体对型腔的成型压力（ 般是注射压力的 80% 2. 注 射机的校核 （ 1）注射压力的校核：该注射机的注射压 力为 47分析聚丙烯的 注射压力为 7 以能够满足要求。 （ 2）注射量以及锁模力在上面已经校核，符合要求。 模具厚度的校核：模具厚度 H 必须满足： 该模具厚度为 H=30+45+90+30+80+30 ( =305合要求） 式中 注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距 注射机允许的最大模厚 （ 3）开模行程的校核： S=2+（ 5 10） ( 上式右边 S=20+85+10 =115合要求） 式中 注射机最大开模行程（ 推出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统在内的塑件高度（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第五章 浇注系统形式和浇口的设计 浇 注系统是塑 料熔体从 注射机喷 嘴射出 后达到型 腔之前在 模具内流经 的 通道。它分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。 该模 具采用普通流道浇注系统，其包括：主 流道、分流道、冷 料井、浇口。 5 注系统的设计 浇 注系统是指 从注射机 的喷嘴到 模具型 腔的浇口 这一段塑 料流动的信 道 称为浇注系统。 注系统由主浇道、 流道、 料穴、 口等组成。 分析浇注系统如下图所示， 图 注系统分析图 （ 1）重点考虑型腔布局。 （ 2）热量及压力损失要小，为此浇注系统 流程应尽可 能短，截面尺寸应 尽可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 度分析图 （ 3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。 （ 4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前 提下，浇注 系统容积尽量小， 以减少塑料耗量。 （ 5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料” （ 6）排气良好。 （ 7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、 残余应力。 图 穴分析图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 8）保证塑件外观质量。 （ 9）减少熔接痕。 图 接痕分析图 （ 10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为） 。 流道设计 1主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道，它的形状 和尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间。主流道一般呈圆 锥形，锥度 一般为 2 6 度，其小端直径应大于喷嘴直径 1便补偿与喷嘴对中 的误差。主流道的最佳长度一般为 30 60 根据所选注射机，小端尺寸直径应为： d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） ( = 4 + （ 1） = 5 主流道球面半径应为： R=喷嘴球面半径 + 1 2） ( = 18 + 2 = 20 球面配合高度 h=3 5 取 h=5（ 2主流道衬套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套， 便有 效的选用优 质钢材 单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如： ，热处理 硬度为 53 57流道衬套和定位圈设计成分体式，用于 中型模具。小 型模具设计成分 体式。但由于该模具主流道较长，设计成分体式 较宜。 为 了便于加工 和缩短主流 道长度，衬 套和定位圈 设计成分体 式。主流道 长度取 50等于定模板 （型腔板）的 厚度。（见模架的确定和装配图） 图 主流道衬套 主流道衬套材料采用 45 钢，热处理 淬火或表面硬度为 53 55设 计中，主流道与定模座板采用 H7/过度配合，与定位圈的配合采用 H9/间隙配合。 主流道的固定见装配图 图 定位圈 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3. 主流道凝料有关计算 主流道凝料体积为： V= 4 dL ( 4 2 ） 58 = 主流道剪切速率校核： = s ( 在 500 s 式中， q q q s + q 之间 ( 浇道 塑件 主 =2 = ( 生产实践表明，当注射模具主流道的剪切速率在 500 s s 之间，所成型 的塑件的质量较好。所以本设计的主流道剪切速率符合要求。 流道的设计 1. 分流道布置形式： 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向 的作用。本设计属于多型腔模具，必须设置分流道。 分流 道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态， 塑料熔体尽快地经 分流道均衡的分配到各个型腔，因此，本设计采用平衡式分流道。 分流道尺寸及各级分流道的尺寸如图 5示 2分流道的形状及截面尺寸 本课题采用半圆形断面分流道 ，在一块模板上，切削加工容易实现，且表 面积不大，热量损失和阻力损失不太大。 查相关资料，取标准值，半径为 4 的半圆。 = 7+10 （ 由经验公式 : = 3 3 (7 10) / 2 R= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 流道截面形状及尺寸如图 示 图 流道截面图 从理论上第二级分流道的截面尺寸可比第一级分流 道截面尺寸小 10%， 为了刀具的统一和加工方便，在分型面上和分流道采用一样的截面。 3分流道的有关计算： 分流道凝料体积 分流道长度 L=（ 20+20） 2=80 ( 分流道截面积 A=4 /2= ( 分流道凝料体积 q=80 ( 分流道剪切速率校核： 在 500 S ，剪切速率校核合理 其中， q= = R= 3 2 F =( 其中 F 为锁模力， F=8080 c 为半圆截面周长（ 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 可，因此， 本设计取 2 3 根据经验公式： = S ( 3 3 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分流道的布置 形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关， 多种不同的布 置形式，但应遵循两方面原则：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，采用定模部分开有分流道。 5 口的设计 浇口，又称进料口，是 分流道与型腔 之间的狭窄部分，也是浇注系统中最 小部分。它使 塑料熔体的流速 产生加速度 ，以利于迅速充满型腔，同时还起封 闭型腔防止熔体倒流的作用，并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。 根据塑件的外部特 征， 观表面质量要求比较高， 求看不到浇口的痕迹， 塑件的外表面是光滑的，而且塑件的体积相对较大，因此本设计采用侧浇口， 在开模时浇口自行剪断，从外面看不到浇口。 侧浇口的优点：侧浇口加工容易，修 整方便，并且可以根据塑件的形状特 征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使 用的一种浇口形式，普遍使用于中小 型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强 侧浇口的缺点：有浇口痕迹存在，会使塑 件形成熔接痕、缩孔、气孔等缺 陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 口 设计的技术要求 1浇口位置的选择应遵循的原则： （ 1）避免制件上产生喷射等缺陷（避免喷射有两种方法： a 加大浇口截 面尺寸，降低熔体流速 ； b 采用冲击型浇口，改善塑料熔体流动状况。）该 模具采用方法 a； （ 2）浇口应开设在塑件截面最厚处； （ 3）有利于塑件熔体流动； （ 4）有利于型腔排气； （ 5）考虑塑件使用时的载荷状况； （ 6）减少