眼镜盒模具设计注射模具设计与加工

1、黑龙江农业经济职业学院毕业论文眼镜盒模具设计姓 名： 刘 明 侠 指导教师： 孔 庆 玲 专 业： 模具设计与制造 班 级： 092 2011年11月28日目 录摘 要1引 言21. 产品模具设计任务书32. 塑料成型工艺分析42.1 材料的物理及化学特性42.2典型应用范围42.3塑件原材料成型特性42.4塑件的结构和尺寸精度及质量要求分析42.5成型方式的确定43. 塑件的模具设计53.1 分型面和排气方式的选择53.2型腔的数量和布置53.3选择注塑机型号和参数53.4 浇注系统选择和设计63.5 推出机构的设计73.6开模机构的设计73.7冷却系统的设计83.8 模架尺寸的确定83.9

2、校核模具设计的主要参数84. 模具设计总装简图85. 塑件成型工艺卡9结 论10参考文献11谢 辞12眼镜盒模具设计摘 要：本套模具根据塑件的外形特点以及材料的成型性能进行设计，包括模具分型面的确定，浇注系统的设计，推出机构的设计，开模机构的设计，以及注塑机的选择等，并对模具的总体设计及模具的装配过程作了介绍。通过这次设计，可使眼镜盒的生产效率显著提高。关键词：成型特性，推出机构，开模机构引 言模具作为重要的生产装备和工艺发展方向，在现代工业的规模发展中日益发挥着重要作用。模具技术特别是制造精密、复杂、长寿命模具技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。当今世界，塑料工业是增长最快的

3、工业门类之一。塑料制品得到了越来越广泛的应用，塑料的成型方法也越来越多，如注射成型、挤压成型、真空成型、发泡成型、中空吹塑成型，以及热固性塑料的各种成型等等。其中，最主要的方法是注塑成型，世界约半数以上的塑料模具是注射模具。注塑模具是工业发展中发展较快的种类，因此，研究注射模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义。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

4、平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。随着配戴眼睛的人越来越多，眼镜盒也变得必不可少了，对眼镜盒的生产要求量也越来越大，为了提高眼镜盒的生产效率，缩短其生产周期，所以进行了这次模具的设计，也是通过这次的设计，可以更好的了解塑料模具的特点和性质，同时也是对平时所学知识的一次检验。虽然只是小模具的设计，但对以后我对其他模具的设计与研究有很大的帮助。 1. 产品的模具设计任务书表1 任务书塑件名称眼镜盒材料abs厚度2工件精度it7级图1 零件2d图图2 零件3d图技术要求：未注圆角c0.2，塑件厚度2mm任务要求：1.编制模塑成型工艺规卡2.绘制产品零件图，塑件注射模总装图b4图纸一张3.

5、编写完善模具设计说明书（按a4打印纸装订）2. 塑料成型工艺分析2.1 材料的物理及化学特性该产品采用的是聚丙烯。它无色、无味、无毒，外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明，更轻。密度仅为0.900.91g/cm3,是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯不吸水，光泽好，易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能，如卓越的介电性能、耐水性、化学稳定性、易于成型加工等，还具有聚乙烯所没有的许多性能，如屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度和弹性比聚乙烯好，特别是经定向后聚丙烯具有极高的抗弯疲劳强度。聚丙烯熔点在164170，能在100以上的温度下进行消毒灭菌，其低温使用温度达-15,低于-35时会脆裂。塑件可在10712

6、1下长期使用，在无外力作用下，使用温度可达150也不变形。是通用塑料中唯一能在水中煮沸，甚至在蒸气中消毒而不被破坏的塑料，可用于制造热水输送管道。聚丙烯化学稳定性好，并随结晶度的提高而增强。室温下能耐强酸、碱及盐溶液的侵蚀，没有一种溶剂可使之溶解。2.2 典型应用范围聚丙烯常用来制造家用电部件，如洗衣桶、电冰箱内箱、电风扇及吸尘器等；日常用品如周转箱、包装和食品的薄膜及容器等；机械零件，如齿轮及泵的叶轮等，化工设备的管道和容器等。2.3 塑件原材料成型特性（1）聚丙烯成型加工性好，可以用注射、挤出、吹塑及真空成型等方法加工。（2）吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易分解。（3）流动性

7、好，溢边值为0.03mm左右，压力对熔体粘度比温度影响显著，应在较高压力下成型。（4）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，适当延长冷却时间，以稳定尺寸。（5）收缩率大而且波动范围大，方向性明显，及发生缩孔、凹陷及变形。（6）应注意控制成型温度，料温低时方向性明显，尤其低温高压时更显著，聚丙烯成型的适宜模温为80左右，不可低于50否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。模温高于90时易发生翘曲和变形。（7）塑件壁厚应均匀，避免缺口和尖角，防止应力集中；塑件内不能有铜质嵌件，聚丙烯与铜接触后会变脆。（8）取向显著，不宜采用直接浇口，否则浇口附近残余应力大，易使塑件翘曲变形。2.4 塑

8、件的结构和尺寸精度及质量要求分析（1）结构分析：塑件尺寸较小，为壳体，壁厚较均匀。（2）尺寸精度分析：塑件精度要求不高，按7级精度加工。（3）质量要求分析：该塑件要求表面无缺陷，无毛刺，设计时最好自然成型圆角。2.5 成型方式的确定该塑件的结构比较简单，壁厚均匀，成型工艺性较好，可以采用注射成型方法生产。3.塑件的模具设计3.1 分型面和排气方式的选择依据分型面的选择原则，应在塑件最大截面处分型如下图3所示位置，可利用分型面及推杆的间隙进行排气，这样型腔整体加工，塑件外表面光滑，且易于脱模。图3分型面 3.2 型腔的数量和布局成型塑件的尺寸不大，结构简单，精度不高而且产量要求也不大，因此采用一

9、模一腔的模具形式，为了保证塑件表面的质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部。模具选用双分型面注射模（三板式）。3.3 选择注塑机的型号和参数（1）计算注射量：通过pro/e软件对单个塑料件进行分析测得体积为49126.3mm3，密度按0.9g/cm3，算得重量为44.2g，浇注凝料和飞边体积未知可按塑件体积的0.6倍计算。所以v=nvj+va+vf 式1=149.13+0.6149.13=78.6式中v 表示塑件的总体积（cm3）；n 型腔数目；vj为一个塑件的体积（cm3）；va为浇注系统的体积（cm3）；vf为飞边的体积（cm3）；（2）锁模力的计算： f = pqa 式2式中f

10、注塑机的公称涨模力（n）；a塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和（m2）；pq型腔内熔体压力（mpa），查表得pp常取pq=40mpa；通过计算塑件在分型面上投影面积为16611.7mm，浇注系统凝料及飞边的投影面积按塑件的0.35倍计算，得出锁模力f不应小于锁模力664.468 kn.因塑料的溶积与其压缩率有关，故所需塑料的体积vs为： vs=ksv 式3=1.878.6=141.48式中ks塑料的压缩率(查的pp压缩率为1.4-1.8取值1.8)；v 塑件的体积（包括浇注系统凝料及飞边在内）；注射机的最大注射容积vmax应等于或小于成型塑件所需塑料的容积vs即：klvmaxvs 式4公式

11、中vmax注射机最大注射量（公称容积，cm）；vs 塑件所需塑料的体积（包括浇注系统凝料及飞边在内）；kl 注射机最大注射量利用系数，一般取kl=0.8。计算得所需注射机最大注射量vmax最小为176.85cm；根据计算最大注射量和锁模力所得出的结论，采用xs-zy-250型号注塑机完全可以满足设计及生产要求，xs-zy-250型注塑机参数如下表3：表3 注塑机参数公称注射量/cm250模板的最大厚度/mm350螺杆直径/mm50模板的最小厚度/mm200合模力/kn1800模板空间598520注射压力/mpa130拉杆空间/mm448370注射行程/mm160合模方式液压-机械模板最大行程/

12、mm500液压顶出行程/mm125喷嘴球半径/mmsr18喷嘴孔直径/mm4.0注射方式螺杆式最大成型面积/5003.4 浇注系统的选择和设计(1)主浇道的设计：主浇道的小端直径d=注射机喷嘴口直径4.0mm+0.5mm=4.5mm；主浇道球面半径sr=18.0mm+1.0mm=19.0mm；主浇道锥角=3o ，主浇道长度：取l=55mm；由于主浇道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求较高，因此主浇道设计为浇口套形式，采用t10a，热处理为50hrc55hrc，主浇口衬套具体结构尺寸如图4所示。选用外径为100mm的定位环，与注射机配合为h7/m6。图4 浇口衬套(2)分流道及浇

13、口的设计：该塑件两腔基本相同，为使加工方便，且易脱模，浇注系统分流道及浇口形状尺寸如图5所示。由于pp的流动性一般，因此选用加工方便且工艺性比较好的半圆形流道，查表得d=4mm。图5 浇注系统3.5 推出机构的设计该零件为壳体，采用结构简单的推杆式，一模一腔共4个推杆，其具体位置尺寸如图6 所示。并设计推板导柱两根，其具体位置详见装配图。图6 推出机构3.6 开模机构的设计因该模具为点浇口三板式模具，为了便于废料和塑件的取出，应设计为三次开模。一级开模断开浇口与塑件的连接位置；二级开模取出浇注系统凝料，开模行程为100mm；三级开模，塑件开模取出，开模行程为50mm，前两次开模利用开闭器来完成

14、。为保证开模的距离，所以设计板锁装置来保证完成。详见装配图（后附b4图纸）。3.7 冷却系统的设计pp塑料注塑时需设计冷却系统，采用水冷却，动模板和定模板上分别开设四条冷却水道，孔直径为8mm，水流速不低于1.2m/s，具体尺寸和布局参看装配图。3.8 模架尺寸的确定根据前面的设计该模具采用lkm龙记fci-2735-a60-b80-c80的标准模架。3.9 校核模具设计的主要参数（1）模具外形尺寸的校核： 模具外形尺寸为320350，满足注塑机598520的尺寸要求；（2）喷嘴球径的校核： 模具浇口衬套球面半径为19mm大于注塑机喷嘴球面半径18mm,满足要求；（3）浇口衬套小端口径的校核：

15、 模具浇口衬套小端口径为4.5mm大于注塑机喷嘴口径4mm，满足要求；（4）模具闭合高度的校核： 模具闭合后高度315mm注射机最大模板厚度为350mm，满足要求；（5）推出距离的校核： 设计推出距离20mm，满足塑件推出要求，所选模具最大推出距为40mm，满足要求。4模具设计总装简图 模具设计总装图参见b4图纸（后附b4图纸一张）5. 塑件成型工艺卡表2 塑件成型工艺卡 塑 件 名 称眼睛盒根据3d图形所绘成的二维图纸材 料 牌 号pp单 件 重 量44.2g成型设备型号xs-zy-250每 模 件 数1成型工艺参数材料干燥干燥设备名称烘箱温度 /75时间 /h2成型过程料筒温度后段 /17

16、0中段 /210前段 /190喷嘴 /180模具温度 /60时间注射 /s4保压 /s60冷却 /s30压力注射 /mpa100保压 /mpa60后 处 理温度 /时间 /min编 制日 期审 核日 期刘明侠2011.11.18孔庆玲2011.11.25结 论本次设计首先根据零件的自身性质选择合适的注塑材料，充分做好了注塑成型的准备工作。其次介绍了模具设计的主要内容，根据该塑件的大小计算公称注射量和锁模力，以此选出满足要求的注射机；接着设计了模具的推出机构，说明了推杆的安装要求，并进行强度校核；该模具属于简单脱模机构，无滑块抽芯机构，但有开模先后顺序的要求，因此设计了开模机构，最终绘出模具总装

17、图，做完这些工作之后，该模具的设计到此结束。通过这次的设计，使我对塑料模具有了更深刻的理解，对塑料模具的成型有了更深刻的认识，更加充分的肯定了塑料模具在现代工业中的重要地位，同时也是对三年来所学知识的一次检验与总结，这次设计使我获益良多。在完成图纸之后发现塑件的设计有的地方是不合理的，比如说流道，虽然有经验可循，但从实际中看显然本设计的流道有一定的问题，从这里可以知道，流道的设计与塑件设计、模具设计关系密切，好的塑件结构可以简化模具结构，降低生产成本。参考文献1 谭雪松，林晓新，温丽编.新编塑料模具设计手册m.北京:人民邮电出版社，20092 曾正明主编.塑料制品速查手册m.北京:机械工业出版社，2009.63 陈志刚主编.塑料模具设计m.北京:机械工业出版社，2008.44 柳舟通