模具专业毕业设计论文范本1

模具专业毕业设计论文范本1本科生毕业设计论文说明书学院机械工程学院专业模具设计与制造年级08机电高级2班姓名黄荣指导教师伍超2012年6月1日高等教育自学考试本科生毕业设计论文任务书题目塑料端盖的模具设计职称教授一原始依据本课题是自己所选的来自日常生活中到处可见塑料制品塑料制品占模具中的80以上所以对塑料模具的设计自目前对我们是非常重要的一门设计学好本内容才可以对它进行基本的设计也为今后设计复杂的塑料模具奠定良好的基础本人所设计的是一般的塑料端盖注塑模设计在设计中附有大量的模具结构图和模具局部图还有通过PROE软件画出它的三维立体图文字大约有10000字已详细地说明设计的全过程但本人是初次设计有很多的错误和不足敬请谅解二设计研究内容和要求本课题主要是塑料成型件的设计也就是塑料模的工艺方案分析及确定工艺计算模具结构设计计算等内容生产为了提高生产效率因此在设计时要求力求结构简单但是一定要保证其精度要求本设计的要求如下1绘制出完整的装配图一张2绘制出主要零件工件图至少四张3编写设计说明书一份4培养和训练设计能力包括实际动手能力查阅文献与撰写论文能力5严格按照设计要求去做力求数据准确结构合理并在保证要求的前提下力求结构简单指导教师签字年月日审题小组组长签字年月日天津大学本科生毕业设计论文开题报告课题名称塑料端盖的模具设计学院名称机械工程学院专业名称模具设计与制造学生姓名杨秀超指导教师常林枫一课题的来源目的和意义国内外现状及水平1课题来源塑料模具设计指导塑料端盖2目的和意义随着社会的发展人类生活水平的提高人们对塑料产品的要求日益增高不但应有要求的效果还应有美观大方的外表设计和制造者都应以人为本创造人类的视听梦想塑料产品的材料主要来自塑料即大部份的塑件都是以注塑模的制造因此注塑模在塑料产品业中显得相当重要由于塑料产品应用前景可观更新换代较快也就要求注塑模也应跟上时代发展的步伐3国内外现状及水平国内的塑料制品行业在近年有了明显的提高从而也带动了注塑模的迅速发展但是与国际水平却相差很远主要缺陷明显的表现在精度不高技术含量底复杂程度底等缺点严重的阻碍着国内塑料制品业的发展设计出好的产品却无法做出是我模具业最大的不足因此注重科技含量借签了国外的先进理论技术则尤为重要二课题研究的主要内容准备采取的措施1课题研究的主要内容本课题主要是塑料成型的工艺设计及制造也就是注塑模的工艺设计方案分析及确定工艺计算模具结构设计计算等内容生产主要是为了提高生产效率因此在设计是要力求结构简单但是一定要保证其精度要求2准备采取的措施先对塑件进行结构分析确定型腔的布局从各方面考虑其结构布局我也多次到成型部门进行现场模具制造学习积累了生产实际经验了解本课题一些相关技术要求及注意事项选题是否合适是否课题能否实现能不能指导教师签字年月日选题是否合适是否课题能否实现能不能审题小组组长签字年月日摘要塑料制品已在工业农业国防和日常生活中的方面得到广泛应用特别是在电子业中则为突出电子产品的外客大部分是塑料制品产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能成型工艺和制品的设计塑料制品的成型方法很多其主要用于是注射挤出压制压铸和气压成型等和气压成型等而注射模挤出约占成型总数的60以上注射成型分为加料熔融塑料注射制件冷却和制件脱模等五个步骤当然如利用电气控制可实现半自动化或自动化作业塑料注射模主要用于热塑料制品的成型已成功的用于成型热固塑性塑料制品它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置注射模的基本组成是定模机构动模机构浇注系统导向装置顶出机构芯机构冷却和加热装置排气系统因注射模成型的广泛适用正是我这个设计的根本出发点关键词塑料制品塑料注射模注射挤出压制压铸气压成型目录第一章前言111模具工业在国民经济中的地位112各种模具的分类和占有量213我国模具工业的现状3第二章塑料的工艺分析421塑件成型工艺性分析422原料ABS的成型特性和工艺参数4221ABS塑料主要的性能指标4222ABS的注射成型工艺参数5第三章注塑设备的选择631注射成型工艺条件6311模具所需塑料熔体注射量6312分型面上的投影面积及所需锁模力632选择注射机633模架的选定634注射机的校核7341最大注射量的校核7342锁模力校核7343模具与注射机安装部分相关尺寸校核8第四章型腔布局与分型面设计941型腔布局942分型面的设计9第五章浇注系统的设计1151主流道的设计1152主流道衬套的固定1153分流道的设计1254浇口的设计13541浇口的选用13542浇口位置的选用13543浇注系统的平衡13544排气的设计14第六章成型零件的设计1561成型零件的结构设计15611凹模结构设计15612型芯结构设计1662成型零件工作尺寸计算16621外形尺寸17622内腔尺寸17第七章合模导向机构的设计1971导柱结构1972导套结构20第八章脱模机构的设计2181脱模机构的总体原则2182推杆设计21821推杆的形状21822推杆的位置和布局2183推件板设计的要点22第九章温度调节系统的设计2391模具冷却系统的设计2392模具加热系统的设计24第十章模具的装配25101模具的装配顺序25102开模过程分析26参考文献27外文资料中文译文致谢第一章前言光阴似梭大学二年的学习一晃而过为具体的检验这二年来的学习效果综合检测理论在实际应用中的能力除了平时的考试实验测试外更重要的是理论联系实际即此次设计的课题为塑料端盖的注塑模具本次毕业设计课题来源于生活应用广泛但成型难度大模具结构较为复杂对模具工作人员是一个很好的考验它能加强对塑料模具成型原理的理解同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力本次设计以注射塑料端盖模具为主线综合了成型工艺分析模具结构设计最后到模具零件的加工方法模具总的装配等一系列模具生产的所有过程能很好的学习致用的效果在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法步骤模具设计中常用的公式数据模具结构及零部件把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来所谓学以致用在设计中除使用传统方法外同时引用了CADPROE等技术使用OFFICE软件力求达到减小劳动强度提高工作效率的目的本次设计中得到了常林枫老师的指点同时也非常感谢机械学院各位老师的精心教诲由于实际经验和理论技术有限设计的错误和不足之处在所难免希望各位老师批评指正11模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具金属压力加工使用的锻压模具冷压模具等各种模具对模具的全面要求是能生产出在尺寸精度外观物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品以模具使用的角度要求高效率自动化操作简便从模具制造的角度要求结构合理制造容易成本低廉模具影响着制品的质量首先模具型腔的形状尺寸表面光洁度分型面进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能机械性能电性能内应力大小各向同性性外观质量表面光洁度气泡凹痕烧焦银纹等都有十分重要的影响其次在加工过程中模具结构对操作难以程度影响很大在大批量生产塑料制品时应尽量减少开模合模的过程和取制件过程中的手工劳动为此常采用自动开合模自动顶出机构在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落另外模具对制品的成本也有影响当批量不大时模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具以降低成本现代生产中合理的加工工艺高效的设备先进的模具是必不可少是三项重要因素尤其是模具对实现材料加工工艺要求塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的由于制件品种和产量需求很大对模具也提出了越来越高的要求因此促进模具的不断向前发展12模具的发展趋势近年来模具增长十分迅速高效率自动化大型微型精密高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大从模具设计和制造角度来看模具的发展趋势可分为以下几个方面加深理论研究在模具设计中对工艺原理的研究越来越深入模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展使得产品的产量和质量都得到很大的提高高效率自动化大量采用各种高效率自动化的模具结构高速自动化的成型机械配合以先进的模具对提高产品质量提高生产率降低成本起了很大的作用大型超小型及高精度由于产品应用的扩大于是出现了各种大型精密和高寿命的成型模具为了满足这些要求研制了各种高强度高硬度高耐磨性能且易加工热处理变形小导热性优异的制模材料革新模具制造工艺在模具制造工艺上为缩短模具的制造周期减少钳工的工作量在模具加工工艺上作了很大的改进特别是异形型腔的加工采用了各种先进的机床这不仅大大提高了机械加工的比重而且提高了加工精度标准化开展标准化工作不仅大大提高了生产模具的效率而且改善了质量降低了成本13设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求各种模具的结构特点及设计计算的方法以达到能够独立设计一般模具的要求在模具制造方面掌握一般机械加工的知识塑料材料的选择和热处理了解模具结构的特点根据不同情况选用模具加工新工艺毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用综合检验大学期间所学的知识第二章塑料的工艺分析21塑件元件图及技术要求图11塑料端盖技术要求1壁厚均匀2塑件不可以有裂纹和变形缺陷3脱模斜度31O4未注圆角R1R222原料ABS的成型特性和工艺参数丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物丙烯腈使聚合物耐油耐热耐化学腐蚀丁二烯使聚合物具有优越的柔性韧性苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能同时具有吸湿性强但原料要干燥它的塑件尺寸稳定性好塑件尽可能偏大的脱模斜度221ABS塑料主要的性能指标密度GCM103105收缩率0308熔点130160热变形温度45NCM6598弯曲强度MPA80拉伸强度MPA3549拉伸弹性模量GPA18弯曲弹性模量GPA14压缩强度MPA1839缺口冲击强度KJ1120硬度HRR6286体积电阻系数CM1013击穿电压KVMM115介电常数60HZ37222ABS的注射成型工艺参数注塑机类型螺杆式喷嘴形式通用式计算收缩率0308预热温度8085时间H23料筒后段150170料筒中段165180料筒前段180200喷嘴温度170180模具温度5080注塑压MPA60100保压MPA4060注塑时间S2090高压时间S05冷却时间S20120周期S50220螺杆转速RMIN30后处理红外线烘灯鼓风烘箱温度70时间S24第三章注塑设备的选择31注射成型工艺条件311模具所需塑料熔体注射量该产品材料为ABS查书本得知其密度为103105GM3收缩率为0308计算其平均密度为104GM3平均收缩率为055一幅模具所需塑料的体积VNV1V216NV1166CM3式中V1单个塑件的体积V2浇注系统的体积在学校设计时V206NV1N初步设定的型腔数量取4质量MV432G312分型面上的投影面积及所需锁模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面积ANA1A2135NA13063CM2式中A1单个塑件在分型面上的投影面积A2流道凝料在分型面上的投影面积所需锁模力FMNA1A2P型107205KN式中P型塑料熔体对型腔的平均压力取35MPA32选择注射机根据塑料制品的体积或质量查书可选定注塑机型号为SZ50020033模架的选定根据塑件选定模架为S2030BI353570见图31图31塑件模架34注射机的校核341最大注射量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积包括流道及浇口凝料和飞边通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80所以选用的注塑机最大注塑量应满足08V机V塑V浇式中V机注塑机的最大注塑量416CM3V塑塑件的体积该产品V塑83CM3V浇浇注系统体积该产品V浇50CM3故V机166CM3选定的注塑机的注射容积为179CM3满足要求342锁模力校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力当高压的塑料熔体充满型腔时会沿锁模力方向产生一个很大的帐型力因此注射机的锁模力必须大于该模的帐型力即FK0AP塑式中P塑型腔的平均压力K0锁模力安全系数一般取K01112本设计取12F注塑机的额定锁模力故FK0AP塑128646KN选定的注塑机的压力为2000KN满足要求343模具与注射机安装部分相关尺寸校核A模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽拉杆面积B模具闭合高度校核HMIN注塑机允许最小模厚130MMH注塑机允许最大模厚220MMH模具闭合高度180MM故满足HHHMIN开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关如全液压合模机构的注塑机故注塑机的开模行程应满足下式S机注塑机最大开模行程230MMH1顶出距离16MMH2包括浇注系统在内的塑件高度52MMS机H模HMINH1H2510因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离故23018013062510满足条件第四章型腔布局与分型面设计41型腔的布局考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计模具的型腔排列方式如图41所示图31型腔图42分型面的设计分型面位置选择的总体原则是能保证塑件的质量便于塑件脱模及简化模具的结构分型面受到塑件在模具中的成型位置浇注系统设计塑件的结构工艺性及精度嵌件位置形状以及推出方法模具的制造排气操作工艺等多种因素的影响因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择1分型面应选在塑件外形最大轮廓处2便于塑件顺利脱模尽量使塑件开模时留在动模一边3保证塑件的精度要求4满足塑件的外观质量要求5便于模具加工制造6对成型面积的影响7对排气效果的影响8对侧向抽芯的影响图42塑件分型面第五章浇注系统的设计51主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触可看作是喷嘴的通道在模具中的延续另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道形状结构如图51所示其设计要点图51主流道结构1主流道设计成圆锥形其锥角可取26流道壁表面粗糙度取RA063M且加工时应沿道轴向抛光2主流道前端凹坑球面半径R2比注射机的喷嘴球半径R1大12MM球面凹坑深度35MM主流道始端入口直径D比注射机的喷嘴孔直径大051MM3主流道末端呈圆无须过渡圆角半径R13MM4主流道长度L以小于60MM为佳最长不宜超过95MM5主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上其材料常用T10A钢热处理淬火后硬度5357HRC52主流道衬套的设计因为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标准件外径为150MM内径28MM具体固定形式如图52所示图52衬套结构53分流道的设计1分流道是脱浇板下水平的流道为了便于加工及凝料脱模分流道大多设置在分型面上分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸式中B梯形大底边的宽度MMM塑件的重量GL分流道的长度MMH梯形的高度MM质量大约432G分流道的长度预计设计成50MM长且有4个型腔所以取B为8MM5333MM取H为6MM根据实践经验我们可以选择截面直径为8MMH6MM梯形小底边宽度取6MM另外由于使用了水口板即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板分流道必须做成梯形截面便于分流道和主流道凝料脱模如下图53所示图53分流道截面图2分流道长度要尽可能短且少弯折便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗减少压力损失和热量损失将分流道设计成直的总长100MM3由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想因面分流道的内表面粗糙度RA并不要求很低一般取16M左右既可这样表面稍不光滑有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热本模具的流道布置形式采用平衡式如图52所示54浇口的选择浇口亦称进料口是连接分流道与型腔的通道除直接浇口外它是浇注系统中截面最小的部分但却是浇注系统的关键部分浇口的位置形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大541浇口的选用它是流道系统和型腔之间的通道这里我们采用潜伏式浇口1浇口在成形自动切数断故有利于自动成形2浇口的痕迹不明显通常不必后加工3浇口之压力损失大必须高之射出压力4浇口部份易被固化之残锱树脂堵住它常用于成型中小型塑料件的一模多腔的模具中也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件542浇口位置的选用模具设计时浇口的位置及尺寸要求比较严格初步试模后还需进一步修改浇口尺寸无论采用何种浇口其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节同时浇口位置的不同还影响模具结构总之要使塑件具有良好的性能与外表一定要认真考虑浇口位置的选择通常要考虑以下几项原则1尽量缩短流动距离2浇口应开设在塑件壁厚最大处正文3必须尽量减少熔接痕4应有利于型腔中气体排出5考虑分子定向影响6避免产生喷射和蠕动7浇口处避免弯曲和受冲击载荷8注意对外观质量的影响543浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型一般在塑件形状及模具结构允许的情况下应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等形状及截面尺寸相同型腔布局为平衡式的形式否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致这就是浇注系统的平衡显然我们设计的模具是平衡式的即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸都相同544排气的设计排气槽的作用主要有两点一是在注射熔融物料时排除模腔内的空气二是排除物料在加热过程中产生的各种气体越是薄壁制品越是远离浇口的部位排气槽的开设就显得尤为重要另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外还可以消除制品的各种缺陷减少模具污染等那么模腔的排气怎样才算充分呢一般来说若以最高的注射速率注射熔料在制品上却未留下焦斑就可以认为模腔内的排气是充分的适当地开设排气槽可以大大降低注射压力注射时间保压时间以及锁模压力使塑件成型由困难变为容易从而提高生产效率降低生产成本降低机器的能量消耗其设计往往主要靠实践经验通过试模与修模再加以完善此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气第六章成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件包括凹模型芯镶块成型杆和成型环等成型零件工作时直接与塑料接触塑料熔体的高压料流的冲刷脱模时与塑件间还发生摩擦因此成型零件要求有正确的几何形状较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度此外成型零件还要求结构合理有较高的强度刚度及较好的耐磨性能设计成型零件时应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求确定型腔的总体结构选择分型面和浇口位置确定脱模方式排气部位等然后根据成型零件的加工热处理装配等要求进行成型零件结构设计计算成型零件的工作尺寸对关键的成型零件进行强度和刚度校核61成型零件的结构设计611凹模结构设计凹模是成型产品外形的主要部件其结构特点是随产品的结构和模具的加工方法而变化组合镶拼方式的优点对于形状复杂的型腔若采用整体式结构比较难加工所以采用组合式的凹模结构同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料避免了整体式凹模采用一样的材料不经济由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气减少母模热变形对于母模中易磨损的部位采用镶拼式可以方便模具的维修避免整体的凹模报废组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺有利于模具成型零件的热处理和模具的修复有利于采用镶拼间隙来排气可节省贵重模具材料本设计凹模结构如图61所示图61凹模结构图612型芯结构设计整体嵌入式型芯适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式其他装配方法还有通孔螺钉联接式沉孔螺钉联接式本设计型芯结构如图62所示图62型芯结构图62成型零件工作尺寸计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸其直接对应塑件的形状与尺寸鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂塑件本身精度也难以达到高精度为了计算简便规定如下1塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制制品外轮廓尺寸公差取负值制品叫做腔尺寸公差取正值若制品上原有公差的标注方法与上不符则应按以上规定进行转换而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算即取2模具制造公差实践证明模具制造公差可取塑件公差的即Z而且按成型加工过程中的增减趋向取符号型腔尺寸不断增大则取Z型芯尺寸不断减小则取Z中心距尺寸取现取3模具的磨损量实践证明对于一般的中小型塑件最大磨损量可取塑件公差的对于大型塑件则取以下另外对于型腔底面或型芯端面因为脱模方向垂直故磨损量C04塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关通常按平均收缩率计算25模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响会导致动模定模注射时存在着一定的间隙一般当模具分型的平面度较高表面粗糙度较低时塑件产生的飞边也小飞边厚度一般应小于是00201MM621外形尺寸根据公式LM85MMLM8640315MMLM318318MMLM18602MMLM234根据公式HM27MMHM27283MMHM3325MMHM5360622内腔尺寸根据公式LM5MMLM519185MMLM189612MMLM12333MMLM315根据公式M27MMM27283MMM32940MMM410332MMM3287第七章合模导向机构的设计导柱导向机构设计要点1小型模具一般只设置两根导柱当其元合模方位要求采用等径且对称布置的方法若有合模方位要求时则应采取等径不对称布置或不等径对称布置的形式大中型模具常设置三个或四个导柱采取等径不对称布置或不等径对称布置的形式2直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具型带头导套主要应用于复杂模具或大中型模具的动定模导向中型带头导套主要应用于推出机构的导向中3导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位导柱中心到模板边缘的距离一般取导柱固定端的直径的115倍其设置位置可参见标准模架系列4导柱常固定在方便脱模取件的模具部分但针对某些特殊的要求如塑件在动模侧依靠推件板脱模为了对推件板起到导向与支承作用而在动模侧设置导柱5为了确保合模的分型面良好贴合导柱与导套在分型面处应设置承屑槽一般都是削去一个面或在导套的孔口倒角6导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出68MM以确保其导向作用7应确保各导柱导套及导向孔的轴线平行以及同轴度要求否则将影响合模的准确性甚至损坏导向零件8导柱工作部分的配合精度采用H7F7低精度时可采用H8F8或H9F9导柱固定部分的配合精度采用H7K6或H7M6导套与安装之间一般用H7M6的过渡配合再用侧向螺钉防止其被拔出9对于生产批量小精度要求不高的模具导柱可直接与模板上加工的导向孔配合通常导向孔应做志通孔如果型腔板特厚导向孔做成盲孔时则应在盲孔侧壁增设通气孔或在导柱柱身导向孔开口端磨出排气槽导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来取长度超出部分应扩径以缩短滑配面71导柱结构带头导柱如图71所示图71导柱图72导套结构带头导套如图72所示图72导套图第八章脱模机构的设计81脱模机构设计的总原则1要求在开模过程中塑件留在动模一侧以便推出机构尽量设在动模一侧从而简化模具结构2正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布有针对性地选择合理的推出装置和推出位置使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置同时也应是塑件刚度与强度最大的位置力的作用面尽可能大一些以防止塑件在被推出过程中变形或损坏3推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位以力求良好的塑件外观4推出机构应结构简单动作可靠即推出到位能正确复位且不与其他零件相干涉有足够的强度与刚度远动灵活制造及维修方便82推杆设计821推杆的形状如图81所示图81推杆图822推杆的位置和布局1应设在脱模阻力大的部位均匀布置2应保证塑件被推出时受力均匀推出平衡不变形当塑件各处脱模阻力相同时则均匀布置若某个部位脱模阻力特大则该处应增加推数目3推杆应尽可能设在塑件厚壁凸缘加强等塑件强度刚度较大处当结构特殊需要推在薄壁处时可采用盘状推杆以增大接触面积4推杆的设置不应影响凸模强度与寿命当推在端面则距型芯侧壁1013MM当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时推杆孔距型芯侧壁23MM5在模内排气困难的部位应设置推杆以利于用配合间隙排气6若塑件上不允许有推杆痕迹时可在塑件外侧设置溢料槽从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带塑件83推件板设计的要点1推件板与型芯应呈310的推面配合以减少远动摩擦并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料推件板与型芯侧壁之间应有020025MM的间隙以防止两者间的擦伤而或卡死推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准塑料的最大溢料间隙可查表推件板与型芯相配合的表面粗糙度可以取RA0804M2推件板可用经调质处理的45钢制造对要求比较高的模具也可以采用T8或T10等材料并淬硬到5355HRC有时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命3当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时应在型芯上增设一个进气装置以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空4推件板复位后在推板与动模座板间应留有为保护模具的23MM空隙第九章温度调节系统的设计在注射成型过程中模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率翘曲变形耐应力开裂性和表面质量等并且对生产效率起到决定性的作用在注射过程中冷却时间占注射成型周期的约80然而由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同模具温度的要求有尽相同因此对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本模具温度直接影响到塑料的充模塑件的定型模塑的周期和塑件质量而模具温度的高低取决于塑料结晶性塑件尺寸与结构性能要求以及其它工艺条件如熔料温度注射速度注射压力模塑周期等影响注射模冷却的因素很多如塑件的形状和分型面的设计冷却介质的种类温度流速冷却管道的几何参数及空间布置模具材料熔体温度塑件要求的顶出温度和模具温度塑件和模具间的热循环交互作用等1低的模具温度可降低塑件的收缩率2模具温度均匀冷却时间短注射速度快可降低塑件的翘曲变形3对结晶性聚合物提高模具温度可使塑件尺寸稳定避免后结晶现象但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷4随着结晶型聚合物的结晶度的提高塑件的耐应力开裂性降低因此降低模具温度是有利的但对于高粘度的无定型聚合物由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关因此提高模具温度和充模减少补料时间是有利的5提高模具温度可以改善塑件的表面质量在注射成形过程中模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率根据塑料的要求注射到模具内的塑料温度为2000C左右而从模具中取出塑件的温度约为600C温度降低是由于模具通入冷却水将温度带走了普通的模具通入常温的水进行冷却通过调节水的流量就可以调节模具的温度因塑料端盖使用的塑料是ABS要求模温高若模具温度过低则会影响塑料的流动性增加剪切阻力使塑件的内应力较大甚至还出现冷流痕银丝注不满等缺陷因此在注射开始时为防止填充不足充入温水或者模具加热总之要做到优质高效率生产模具必须进行温度调节对温度调节系统的要求1确定加热或是冷却2模温均一塑件各部分同时冷却3采用低的模温快速且大量通冷却水温度调节系统应尽量结构简单加工容易成本低谦91模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则冷却水孔数量尽量多尺寸尽量大的原则可知冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则根据书上的经验值取4根冷却水口口径为6MM另外具冷却系统的过程中还应同时遵循1浇口处加强冷却2冷却水孔到型腔表面的距离相等3冷却水孔数量应尽可能的多孔径应尽可能的大4冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位以防漏水5进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧通常应设在注塑机的背面6冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处而且在冷却系统内各相连接处应保持密封防止冷却水外泄92模具加热系统的设计因在ABS要求的熔融温度为200而且流动性能为中性同时在注射时模具温度要求为5070所以该模具必须加热模具加热方法包括热水热空气热油及电加热等由于电加热清洁结构简单可调节范围大所以在该模具应用电加热第十章模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段装配精度直接影响到模具的质量寿命和各部分的功能模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系将合格的零件连接固定为组件部件直至装配为合格的模具在模具装配过程中对模具的装配精度应控制在合理的范围内模具的装配精度包括相关零件的位置精度相关的运动精度配合精度及接触只有当各精度要求得到保证才能使模具的整体要求得到保证塑料模的装配基准分为两种情况一是以塑料模中和主要零件台定模动模的型腔型芯为装配基准这种情况定模各动模的导柱和导套孔先不加工先将型腔和型芯镶块加工好然后装入定模和动模内将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚动模和定模合模后用平行夹板夹紧镗投影导柱和导套孔最后安装动模和定模上的其它零件另一种是已有导柱导套塑料模架的浇口套与定模部分装配后必须与分模面有一定的间隙其间隙为005015毫米因为该处受喷嘴压力的影响在注射时会发生变形有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边就是由于没有间隙的原因为了有效的防止飞边可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边101模具的装配顺序1确定装配基准2装配前要对零件进行测量合格零件必须去磁并将零件擦拭干净3调整各零件组合后的累积尺寸误差如各模板的平行度要校验修磨以保证模板组装密合分型面吻合面积不得小于80间隙不得小于溢料最小值防止产生飞边4在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面以便总装合模调整时检查5组装导向系统并保证开模合模动作灵活无松动和卡滞现象6组装冷却和加热系统保证管路畅通不漏水不漏电门动作灵活紧固所连接螺钉装配定位销装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶但应防止进入系统中7试模合格后打上模具标记包括模具编号合模标记及组装基面1模具预热模具预热的方法采用外部加热法将铸铝加热板安装在模具外部从外部向内进行加热这种方法加热快但损耗量大2筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热与模具同时进行3工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度压力时间参数调整工艺参数时按压力时间温度这样的先后顺序变动4注塑在料筒中的塑料和模具达到预热温度时就可以进行试注塑观察注塑塑件的质量缺陷分析导致缺陷的原因调整工艺参数和其他技术参数直至达到最佳状态8模具的维护模具优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用只须更换个别已损坏的零件不会导致用过程中会出现正常的磨损或不正常的磨损不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废最后检查各种配件附件待零件保证模具装备齐全另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕碰划伤和锈蚀装配滚动轴承允许采用机油进行热装油的温度不得超过1000C102开模过程分析注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开在导柱导向的情况下动定模顺利分型同时拉料杆拉断浇口使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出闭合时同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位以免顶杆碰到型腔损坏模具参考文献1邹继强塑料制品及其成型模具设计C北京清华大学出版社200522伍先明王群庞佑霞张厚安等塑料模具设计指导C北京国防工业出版社200653中国机械工程学会中国模具设计大典编委会中国模具设计大典R南昌江西科学技术出版社20034塑料模具设计手册编委会模具设计手册D北京机械工业出版社20025陈万林实用塑料注射模具设计与制造S北京机械工业出版社20026贾润礼程志远等实用注射模设计手册北京中国轻工业出版社2000中国模具业的发展模具是制造业的一种基本工艺装备它的作用是控制和限制材料固态或液态的流动使之形成所需要的形体用模具制造零件以其效率高产品质量好材料消耗低生产成本低而广泛应用于制造业中模具工业是国民经济的基础工业是国际上公认的关键工业模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志它在很大程度上决定着产品的质量效益和新产品的开发能力振兴和发展我国的模具工业正日益受到人们的关注早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中将模具列为机械工业技术改造序列的第一位模具工业既是高新技术产业的一个组成部分又是高新技术产业化的重要领域模具在机械电子轻工汽车纺织航空航天等工业领域里日益成为使用最广泛的主要工艺装备它承担了这些工业领域中6090的产品的零件组件和部件的生产加工模具制造的重要性主要体现在市场的需求上仅以汽车摩托车行业的模具市场为例汽车摩托车行业是模具最大的市场在工业发达的国家这一市场占整个模具市场一半左右汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一汽车工业重点是发展零部件经济型轿车和重型汽车汽车模具作为发展重点已在汽车工业产业政策中得到了明确汽车基本车型不断增加2005年将达到170种一个型号的汽车所需模具达几千副价值上亿元为了适应市场的需求汽车将不断换型汽车换型时约有80的模具需要更换中国摩托车产量位居世界第一据统计中国摩托车共有14种排量80多个车型1000多个型号单辆摩托车约有零件2000种共计5000多个其中一半以上需要模具生产一个型号的摩托车生产需1000副模具总价值为1000多万元其他行业如电子及通讯家电建筑等也存在巨大的模具市场目前世界模具市场供不应求模具的主要出口国是美国日本法国瑞士等国家中国模具出口数量极少但中国模具钳工技术水平高劳动成本低只要配备一些先进的数控制模设备提高模具加工质量缩短生产周期沟通外贸渠道模具出口将会有很大发展研究和发展模具技术提高模具技术水平对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义美国塑料原料的产量多年来一直雄居各国之首早在80年代前期美国塑料产量就已达2000万吨之多1986年增至23L0万吨占全球总产量8100吨的285此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势1988年1990年1992年1994年1996年和1998年分别增加到2710万吨2810万吨3010万吨3410万吨4000万吨和4360万吨占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上2001年美国塑料产量为4170万吨其中以聚乙烯为最多达1500多万吨其次分别是氯乙烯650万吨聚丙烯720万吨聚苯乙烯对酞酸脂320万吨聚苯乙烯280万吨国内塑料消费量产量进口量一出口量美国也是全球最多的美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨美国人均塑料消费量也是很高的2000年为159公斤2001年略减为155公斤居全球第3位美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家其中职工人数少于50人的占总数的5350L00人的占21100500人的占23超过500人的占近4职工总数近90万人在美国塑料制品加工业的就职人数达110万2001年的出货金额为2150亿美元人均出货金额为195美元德国是世界最大的塑料原料生产国之一上世纪90年代初的1991年1992年和1993年德国塑料产量都为990多万吨1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨1999年为近1400万吨2000年增至1550万吨超过日本为世界第2大塑料生产国2001年上升为1580万吨2002年已过1600万吨2001年德国生产的种种塑料原料中聚乙烯为285万吨低密度聚乙烯160万吨高密度聚乙烯125万吨氯乙烯175万吨聚丙烯160万吨德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨其中聚乙烯265万吨聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨德国人均塑料消费量2001年为160公斤在世界上仅少于比利时的172公斤高于美国的155公斤排在世界第2位德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人2001年的出货金额为360亿美元人均126美元德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占4450100人的占28100500人的占25500人以上的占4中国塑料工业多年持续高速增长1991年产量仅为250万吨1995年增为350万吨1998年超过700万吨到2002年已增达约1400万吨超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国中国今年塑料制品市场将持续走强在包装工程建材农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长需求量将超过2500万吨其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨工程塑料制品需求量将达400万吨左右建材塑料制品需求量将达300万吨以上农用塑料制品需求量将在500万吨左右日用塑料制品需求量约为80万吨左右日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国一直到1997年日本塑料产量曾经连续多年增长年产量在70年代中期就已达500多万吨1987年突破1000万吨1991年达约1300万吨1992年和1993年因受日本经济下滑的影响产量略有减少分别降至1258和1225万吨从1994年起产量再度增长1994年1995年和1996年分别回升到1300万吨1400万吨和1470万吨1997年的产量又比上年增长37达到1521万吨首次超过1500万吨但这种增势在1998年受到遏制产量大幅度减少1998年日本塑料产量为1390万吨比上年减少了871999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨但仍远未恢复到1997年的水平2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨2002年日本塑料原料产量减为1361万吨而中国则增为1366万吨日本又退居第4位韩国塑料产量增长十分迅速1986年超过200万吨1990年增达300万吨1992年突破500万吨1994年1996年和1997年分别上升到600多万吨700多万吨和800多万吨1998年产量增至850万吨1999年突破900万吨2001年达1200万吨跻身于世界5大塑料生产国之列韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首2001年产量为340万吨低密度聚乙烯160万吨高密度聚乙烯180万吨聚丙烯以238万吨排在第2位其次分别是聚酯161万吨氯乙烯124万吨ABSAS树脂86万吨聚苯乙烯77万吨韩国国内塑料消费量2001年420万吨只相当于产量的13略高人均塑料消费量2001年为106公斤韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为31万人出货金额为85亿美元人均276美元塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨比利时600万吨中国台湾598万吨加拿大432万吨和意大利385万吨均为2001年产量自20世纪80年代以来我国的经济逐渐起飞也为模具产业的发展提供了巨大的动力20世纪90年代以后大陆的工业发展十分迅速模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币1994年增长到130亿元人民币1999年已达到245亿元人民币2000年增至260270亿元人民币今后预计每年仍会以1015的速度快速增长目前我国17000多个模具生产厂点从业人数五十多万除了国有的专业模具厂外其他所有制形式的模具厂家包括集体企业合资企业独资企业和私营企业等都得到了快速发展其中集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速例如浙江宁波和黄岩地区从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家成为我国国内知名的模具之乡和最具发展活力的地区之一在广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业为了提高其产品的市场竞争能力纷纷加入了对模具制造的投入例如科龙美的康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区现已有几千家在模具工业的总产值中企业自产自用的约占三分之二作为商品销售的约占三分之一其中冲压模具约占50中国台湾40塑料模具约占33中国台湾48压铸模具约占6中国台湾5其他各类模具约占11中国台湾7中国台湾模具产业的成长分为萌芽期19611981成长期19811991成熟期19912001三个阶段萌芽期工业产品