毕业设计（论文）圆珠笔套注塑模设计说明书

1、1目录目录1塑件的分析.11.1明确塑件的设计要求.11.2生产批量与原材料分析.11.3成型工艺方法分析.22塑料制品基本参数的计算.22.1分型面的选择.22.2塑件体积和质量的计算.32.3产品在分型面上投影面积的计算.33浇注系统的设计.43.1浇口衬套的设计.43.2浇口的形式.43.3分流道的截面形状和尺寸.53.4流程比的校核.63.5浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算.74注塑机的确定.74.1注射机的选型.74.2模架的选用.85模具成型零件的有关计算.105.1型芯的尺寸计算.105.1.1型芯的径向尺寸.105.1.2型芯的高度尺寸.105.2型腔的尺寸计算.115.

2、2.1型腔的深度尺寸.115.2.2型腔的径向尺寸.115.2.3型腔的侧壁和底板厚度的计算.126模具结构.137注塑机参数校核.1427.1最大注塑校核.147.2锁模力的校核.147.3模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核.147.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核.147.3.2模具闭合高度校核.157.4开模行程的校核.158侧向分型与抽芯机构的设计.158.1抽芯距的确定.158.2斜导柱的截面形状.158.3斜导柱直径的确定.158.4斜导柱斜角滑块的楔角.169模具的冷却系统.1610主要成型零件(型芯)的数控加工程序.1611结论.19参考文献.213圆珠笔笔套注塑模

3、具的设计摘 要：注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的塑件。圆珠笔是我们日常不可或缺的文具之一，圆珠笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本课题设计了一副圆珠笔笔套的注塑模，模具采用一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型，并用 autocad 绘制了一套模具装配图和零件图。关键词：关键词：注塑模；一模八穴；非平衡式；侧浇口；斜导柱；侧向分型abstractabstract：plastic injection molding thermoplastic molding is the primary means of m

4、olding can be a complex shape plastic parts. pen is an integral part of our day-to-day use of the stationery of the ball-point pen tip of the sleeve as protection of the same components have an important role and practical significance. this issue has a pen sleeve design of injection mold, the mold

5、using a mold eight-point non-equilibrium cloth pai, casting system uses side gate, sleeve complex shape using lateral oblique derivative-type, and a drawing with autocad die assembly drawings and parts figkeywordskeywords： plastic injection mold；eight-hold each mold；non-equilibrium；side gate；bevel c

6、olumn；lateral type0前言毕业设计是我们即将完成学业的最后一个重要环节，它既是对我们在学校所学知识的全面总结和综合应用，又是今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。毕业设计是作者对所学知识理论的检查与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握工程设计和撰写技术报告的基础方法。通过设计要我们所学知识得到充分的展现。本设计是根据学生社会实践为出发点,和对学生所学知识的统筹规划,该设计之零件一实际为出发点,合理设置各项内容所需要的零件尺寸和精度,在生活中,各式各样的物体缤纷呈现,而此零件作为生活中的一个承接物也是非常重要的。本设计以培养职业技术型

7、人才为目的点出发,将一个零件从头到尾设计出来,这可增强学生对知识的统一和对问题的分析,并以提高综合能力,培养学生的技术能力为宗旨,较详细地叙述机械工艺规程的指定,注塑模模具设计的步骤和方法,启发学生的创新思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。它强调了设计的独立性，正确性和独创性。要求具备清晰的设计思路，具体的设计方法和步骤，准确的设计参数和计算分析，同时毕业设计也要求逻辑性强，条理清楚，语言精练。模具设计与制造专业的毕业设计，这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习；是对我们大学所学的全部基础课、技术基础课和专业课的一次检查；也是一次理论联系实际的设计实践工作。就我个

8、人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，对自己所学知识来次系统的梳理并从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于水平所限，时间紧促，设计尚有许多纰漏之处，恳请各位老师给予指正！ 2010 年 05 月 10 日11塑件的分析图 1 模具设计零件图1.1明确塑件的设计要求 产品为圆珠笔套，如图 1 所示，属小型塑料制品。其与圆珠笔筒配套使用，主要作用是保护圆珠笔的笔尖,因而产品精度不高，均采用 sj1372-78 中的 8 级精度，但制品为日常学习用品，使用频率高，所以制品要求美观，表面上不允许有明显痕迹，且制品为薄壁塑件,外形

9、结构较复杂。1.2生产批量与原材料分析该产品要求大批量生产,原材料为 ps(聚苯乙烯)。此材料为六大通用塑料之一，使用性能方面：透明性好，化学稳定性、电性能优良，耐热性不高（使用温度为-3080c） ，易产生内应力，易开裂；在成型性能方面：成型性能优良，吸水性小，成型前可不干燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，故成型速度快，可进行高速注射，流动性好，可采用注射、挤出、真空等各种成型方法。一般型聚苯乙烯的主要技术指标：密度：1.041063kgdm；吸水率（24h）：0.030.05；收缩率：0.506%；拉伸强度：3563amp；热变形温度：6596c；硬度2（hb）：m658

10、0；拉伸弹性模量：2.833.5 101.3成型工艺方法分析塑料制品可采用注射、压缩、传递、挤出等成型方法，对于压缩和传递成型主要适用于热固性塑料的生产，且采用此两种方法，必须在高温状态下成型，以利于塑料固化，之后必须马上将温度降低，以利于产品出模，这样很难适应大批量的生产；而挤出成型主要适用于连续型材的生产，圆珠笔套不是连续型材，所以也不能采用此种方法，根据以上分析，圆珠笔套可采用注射成型。2塑料制品基本参数的计算2.1 分型面的选择根据分型面选择的原则，圆珠笔套的分型面有两种情况：图 2 垂直放置时分型面的选择图 3 水平放置时分型面的选择如按图 2 选择分型面，则可将主型芯设置于动模，脱

11、模时产品可包紧于型芯上，跟随动模一起运动，有利于脱模，但笔挂的地方，必须作侧向抽芯。如按图 3 选择分型面，产品脱模，既有可能留于动模，也有可能留于动模，则必须动定模两侧都设置有脱模装置，且型芯必须作侧向抽芯，抽芯距离很长，抽芯力也很大，模具开模行程相应也很大，模具体积相应也很庞大，因此注3射机选型时，要符合上述要求，注射机参数相应也增大，但另一方面，则有可能导致注射量的浪费，所以按图 2 方式选择分型面。2.2 塑件体积和质量的计算ps 收缩率为 0.506%，所以其平均收缩率为 0.55%. 图 4 体积计算分步如图 4 所示，将塑件分为四部分,进行体积计算: 223221()() 103

12、45.465lvmmrr 232222()() 10.5659.464lvmmrr3342954vvmm 01234vvvvv=345.4+659.4+2954=3958.83mm 单个制品质量： =1.053.9585=4.2mvg根据产品的批量等各方面的要求，模具初步设计为一模八腔，所以83958.831670v总3mm84.234m总g2.3 产品在分型面上投影面积的计算单个产品：2224 4.51316smmr 4模具为一模八腔，所以产品在分分型面上投影面积为81311048s总2mm3浇注系统的设计3.1 浇口衬套的设计选择标准件，尺寸如图 5 所示（参照塑料模具设计 ，第 46 页

13、表 4-1） 。选用后进行后续加工，l=26 加工成 l=15。图 5 浇口衬套3.2 浇口的形式浇口采用侧浇口,浇口的截面形状为矩形,其尺寸可取经验数据，其中：厚度 a=0.7,宽度 b=3.5 ,长度 l=2其尺寸可由表 1 得：5表 1 侧浇口尺寸壁后 t制品复杂性厚度 a宽度 b长度 l简 单0.50.7聚 乙 烯1.5复 杂0.50.6简 单0.60.9聚 丙 烯1.53复 杂0.60.8简 单0.81.1聚苯乙烯3复 杂0.81.0简 单0.60.8有机玻璃1.5复 杂0.50.8简 单1.21.4abs1.53复 杂0.81.2简 单1.21.5聚 甲 醛3复 杂1.01.4中小

14、型制品(310)a大型制品10a0.72简 单0.81.2聚碳酸酯1.5复 杂0.61.0简 单1.31.6聚 苯 醚1.53复 杂1.21.5中小型制品(310)a简 单1.01.6聚 砜3复 杂1.41.6大型制品10a0.72浇口厚度 a=0.60.8,宽度 b=(3-10)a ,长度 l=0.7-23.3 分流道的截面形状和尺寸对于热塑性塑料注塑模的分流道，从热量的散发和通过分流道塑料的体积的角度分析，要求散发的热量少且通过的塑料体积大，即比表面积小，所以分流道截面形状宜采用圆形；但从加工角度进行分析，圆形要分开加工两个半圆形，难以对正吻合。半圆形和矩形截面的分流道，比表面积较大，散热

15、多，较少采用，经过综合考虑，最后采用“u”形截面的分流道。其形状如图 6 所示，相关尺寸可由表 2 得:6图 6 分流道截面形状表 2 常用分流道横截面及尺寸h=6, r=2.5, a=510 度=21.35+8.94-0.90=29.28（立方毫米）ussss梯扇3.4 流程比的校核流程比=/iil t熔体流程的长度il横 截 面 形 式横 截 面 形 式 尺 寸drhx1rh52.565153.5637615473.58.57154.58410815594.511915610512.510156.5115.513.51115712615121586107熔体流程各段相应的壁厚it流程比=，

16、而聚苯乙/iil t(4 4530 3+46+2 45+30 2)/(3.5+6 11) = 6.71烯的容许流程比可由表 3 查得：280300，故流程比合理表 3 常用塑料的流动比允许值塑 料 名 称注射压力 p/mpal/t聚 乙 烯聚 乙 烯聚 丙 烯聚 丙 烯聚苯乙烯1506012070902802501401002802402003002803.5 浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算浇注系统的体积不能够很准确的计算出来，只能粗略的计算12uvvvrrls l分浇主 3.14 (3.5/2)29.28 270 立方厘米8.35 浇注系统凝料的质量=1.058.35=8.77（克）

17、mv浇4注塑机的确定4.1 注射机的选型根据塑料制品的体积和质量查表 4表 4 镙杆式注射机成型聚苯乙烯制品时所需的单位锁模力 p/mpa 流程长厚 比制品平均厚度200115011251100150181.021.522.032.543.053.5682.7162.0348.2234.5030.9769.2658.6041.3630.9727.5424.1162.0341.3630.9724.1127.5427.5449.5930.9726.1720.6820.6820.6830.9720.6817.2517.2517.2517.25注射机初步选用 jph50a，其相关技术参数为：理论注塑容

18、积：73 立方厘米理论注塑质量： 67 克注塑压力：214mp锁模力：500 kn拉杆间距：295 mm295mm 模板行程：380 mm最小模厚：150定位孔直径：100定位孔深度：25喷嘴球半径：10喷嘴孔直径：3顶出行程：604.2 模架的选用 根据注射机的相关参数和产品的相关设计要求，模架选用 a4-250250-49-z2gb/t12556.1-90 型，如图 7、图 8 所示9图 7 模架主视图图 8 模架俯视图模板相应厚度为，如图 9 所示10 图 9 各模板相应厚度a80，b20，c805模具成型零件的有关计算相公的计算主要是型芯和型腔工作尺寸的计算。5.1 型芯的尺寸计算型芯

19、的尺寸计算5.1.15.1.1型芯的径向尺寸型芯的径向尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-7） 0(% 3/4 )msscpzddd s可取制品公差的 1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为z0.5 可取制品公差的 1/3，而可据塑料模成型011(% 0.5)msscpzddd sz技术第三章表 3-7 查得=0.72，=0.61，=0.5812301111/3(%0.5)mcpddd s00.24(10 10 0.00550.5 0.72)10.4220222/3(% 0.5)mcpddd s000.2/3(8 8 0.00550.5 0.61)8.35 30333

20、/3(% 0.5)mcpddd s000.19/3(3 3 0.00550.5 0.58)3.31 5.1.25.1.2型芯的高度尺寸型芯的高度尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-11）0(%2/3 )msscpzhhh s可取制品公差的 1/3，由于塑料制品的公差大，的系数（1/22/3）可取小值为z0.5 ，故有： 0/3(%2/3 )msscphhh s可据塑料模成型技术第三章表 3-7 查得1=0.72，2=1.4111111(% 1/2)cphhh s=（10+100.0055+0.50.72）=10.420-0.242222(% 1/2)cphhh s=（53+530.0055+0

21、.51.4）=53.390-0.47如图 10 所示图 10 型芯零件图5.25.2 型腔的尺寸计算型腔的尺寸计算5.2.15.2.1型腔的深度尺寸型腔的深度尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-10） 0(%2/3 )zmsscphhh s由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为 0.5 故有： 0(% 1/2 )zmsscphhh s可取制品公差的 1/3，可据塑料模成型技术第三章表 3-7 查得1=0.88，z2=1.4，/31110(%2/3 )scphhh s=（20.5+20.50.0055-0.50.88）=0.29020.17/32220(%2/3 )cphhh

22、s=（55+550.0055-0.51.4）=0.47054.48125.2.25.2.2型腔的径向尺寸型腔的径向尺寸根据塑料模成型技术第四章式（4-6）0(% 3/4 )zmsscplll s由于塑料制品的公差大，的系数（0.50.75）可取小值为 0.5 故有：0(% 1/2 )zmsscplll s可取制品公差的 1/3，可据塑料模成型技术第三章表 3-7 查得1=0.88，z2=1.4，大端：/310(% 1/2 )msscplll s /30.2400(12 12 0.00550.5 0.72)11.71小端：/320(% 1/2 )msscplll s =（8+80.0055-0.

23、50.61）=0.2007.74笔挂：/330(% 1/2 )msscplll s =（2.25+2.250.0055-0.50.48）0+0.165.2.35.2.3型腔的侧壁和底板厚度的计算型腔的侧壁和底板厚度的计算由于本模具采用瓣合模，故型腔的侧壁和底板厚度的计算，按照组合式的计算公式计算，壁厚的计算：参照塑料模成型技术第 117 页式 4-27 计算 (1) 2trpp为型腔内熔融塑料的平均压力，查表 5得， p=24.5mp表 5 模内的平均压力制品特点模内平均压力容易成型制品24.5一般制品29.4中等黏度塑料和有精度要求的制品34.3加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2t

24、=6(=0.94,圆整后取 1200/(200-2 24.5)底板的厚度计算：参照塑料模成型技术第 118 页式 4-2 计算1321.22 prh一般常用模具钢取 200mpr=666，按刚度计算；经计算 h=3.12,圆整后为 4 型腔滑块的整体结构如图 11 所示 图 11 型腔滑块结构6模具结构 模具结构采用一模八腔五板式结构，侧浇口浇注系统结构，顶出机构采用顶板顶出。浇口套也选用标准件，参照塑料模具设计 ，第 46 页表 4-1，选择港台标准件，其结构如装配图 12 所示。1 16h8/h82345689101112131415161718192021222310288816h8/f

25、810h7/h720h7/s6图 12 模具装配简图7注塑机参数校核 7.1 最大注塑校核注塑机的最大注塑量应该大于的质量或体积，包括流道及浇口凝料和飞边的质量，通常注塑机的实际注塑量最好为最大注塑量的 80%，所以的注塑量应该：0.8v 机v 塑件+v 浇v 机注塑机的最大注塑量，立方厘米v 塑件塑件的体积，该产品 v 塑件=3.308=27.70（立方厘米）v 浇浇注系统的体积，立方厘米，该产品的 v 浇=8.35 立方厘米14v 机（v 塑件+v 浇）/0.8=（27.7+8.35）/0.8=45 立方厘米在此选定注塑机的理论注塑容积为 73 立方厘米，故满足要求。7.2 锁模力的校核a

26、fp锁机模熔融塑料在型腔内的压力，2040mpap模a 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。a=a 塑件+a 浇=83.14(66-55) +3.141.751.75+3.142.52.54+690=668.82+276.32=945.14 （平方毫米）注塑机的额定锁模力，knf锁机=945.1440=37.81 knafp锁机模在此选定注塑机的锁模力为 500 kn，满足要求。7.3 模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核7.3.17.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核模具的长宽拉杆面积模具的长宽为 250250（ mm x mm） 注塑机的拉杆

27、间距 295295 （ mm x mm） ，故满足要求。7.3.27.3.2模具闭合高度校核模具闭合高度校核模具实际厚度为：h 模=285 mm注塑机最小闭合厚度：h 最小=150 mm即 ，注塑机对模具的最大模具厚度没有限制，故满足要求。hh最小模157.4 开模行程的校核此处所选的注塑机，开模行程长，无须调节模具的闭合厚度。8侧向分型与抽芯机构的设计8.1 抽芯距的确定s 抽是指侧型心从成型位置拉到不防碍制品取出位置时，侧型心在抽拔方向上所移动的距离，s 抽一般应大于制品的侧孔深度或凸台高度 2-3mm，本模具采用等分侧滑块合模，由于制品尺寸不大，s 抽可取制品半径大小12/26smm抽8

28、.2 斜导柱的截面形状常用的有矩形和圆形，由于圆形的导柱加工方便，装配容易，应用较广，也可以选用标准件。8.3 斜导柱直径的确定据塑料模成型技术p188 式 5-34 130.1 wlfd 导柱材料的许用弯曲应力，对于碳钢，=140mp l1弯曲力作用点距斜导柱伸出部分根部的距离 l1=h/cosa ( h抽心力中心线与斜导柱根部的距离) 经画图计算 l1=17mm fw 作用到斜导柱上的弯曲力，而 fw fw=fk/sinafk开模力2(1)(1)resqmkfq脱模力（n）t塑件的平均壁厚(cm) e 塑料的弹性模量（ 1 ） s平均收缩率（%） r大小端平均半径（cm） (10+3)/4

29、=3.2516 f塑料与钢的摩擦系数 m帕松比q 经计算为 1048.8 nk=2rr/(tt+2tr)f 总=8q=8384 (n)fw=fk/sina=8384/sin20=20960（n）采用 6 根斜导柱，那么每根所受力 fw/6=3493（n）d= =16.1, 圆整取 d=16320960 17/1408.4 斜导柱斜角滑块的楔角斜导柱的斜角,从理论上推导,a 取 22 度 30 分为宜,但在生产中斜角一般取 1520 度,本模具的斜角取 a=20 度滑块的楔角比斜导柱的斜角一般取:a+（23）度,本模具取 22 度9模具的冷却系统 本套模具为小型模具，因此可以采用自然冷却方法，使

30、模具结构简化，降低模具制造成本。10 主要成型零件(型芯)的数控加工程序毛坯件采用 20 的棒料，零点 0 在右端面，如图所 13 示：图 13 型芯零件图t01 90 度外圆车刀 t02 为宽 3mm 的切断刀17数据处理：把带公差的尺寸进行转换 53.390-0.47 53.1550.23510.420-0.27 10.30.12 10.40-0.24 10.30.12 8.350-0.24 8.250.13.31 0-0.19 3.2150.095数控加工程序：o0001n010 t0101n020 m03 s400n030 g54 g49 g21 g80n040 g90 g00 x30

31、 z50n050 g01 x21 z1 f03n060 g71 u2 r1n070 g71 p80 q170 u0.5 w0.5 f0.3n080 g01 n090 g03 x8.25 z-32.855 r253n100 g01 z-43.155n110 x10.3n120 z-53.115 n130 x14 z-79.585n140 z-101.155n150 x18n160 z-110n170 g00 x21n180 z10n190 g70 p70 q170n200 g00 z100n210 m05n220 m3018t0202n310 m03 s400n320 g54 g40 g21 g

32、80 g49n330 g90 g00 x21 z50n340 z-112.1n350 g01 x1 f0.05n360 g00 x21n370 z100n380 m05n390 m3011 结论结论这次的毕业设计课题是注射模具设计，我所设计的是圆珠笔笔套的注塑模具，经过将近一个月的时间，我所设计的内容包括整套模具中各个机构的设计和主要非标准件的加工工艺。其覆盖的内容已是作为一位设计者所应掌握的基本内容，为了完成这次毕业设计,我除了运用在工作中所学知识外，还参考了许多有关塑料模具设计的手册,并在分型面选择等方法上，询问了自己的指导老师及一些有经验的师父,相信所选方案是实际加工中较多使用的设计和加工方法。圆珠笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。我的设计采用了一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型。经过这次的毕业设计，我体会到要设计好一副模具单靠自己一个人的话，不但容易出错，而且效率很低，因此多向老师和有经验的专业人士询问，只有不断思考、询问、积累、运用，才能更快、更好地掌握设计的技巧。19致谢 毕业设计是对我们机械类专业的学生，从学校走上工作岗位的必经之路，为此老师和领导对此非常的关心，投入了大量的时间和精力。我在本次的设计期间，得到了各位老师的帮助，在此特别的感谢老师，在模具的结构设