盖零件的塑胶模具设计毕业设计说明书

湖南网络工程职业学院盖零件的塑胶模具设计所属系部：机电工程系专业：模具设计与制造班级：姓名：学号：指导老师：提交时间：

目录TOC\o"1-8"\h\z\u前言 3一、模具工艺分析 5（1）模具成品尺寸分析 5（2）ABS塑料分析 6（3）塑件的尺寸精度分析 7（4）塑件的表面质量分析 7（5）塑件结构工艺性分析 7二、确定成型设备选择与相关工艺参数 8（1）计算塑件的体积 8（2）注塑机的初步选择 8（3）塑件模成型工艺参数的确定 9三、模具结构分析 10（1） 模具分型面设计 10（2）型腔数目的确定及型腔的排列 10（3）流道系统设计 11（4）型芯、型腔结构的确定 13（5）冷却系统设计 13（6）推出方式的选择 14（7）排气孔设定 14（8）模具顶针设计 15（9）其他说明 15四、注塑模的尺寸计算 16五、模具封胶说明 18六、导向机构选择 18七、开模及其细节 18（1）锁模力 18（2）试模要求 18（3）模具安装部分的校核 19（4）模具工作原理及特点 19（5）模具开模行程校核 21八、模具拆模设计 22九、总装图及其加工图纸 25十、设计总结 29参考文献 30

前言随着中国当前的经济形势的高速发展，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。时代的快速发展模具成为了发展中不可缺少的一员。人们的生活中模具做出来的产品也越来越多，同时模具的发展也是一个国家发不发展的标准也是国家与国家比较的一个平台。当前，我国面临发达国家的技术优势和发展中国家价格优势的双重压力。工业发达国家模具企业凭借其技术优势和实力，在中高档模具方面具有竞争优势，随着他们逐步进入我国，对我国的模具工业形成了巨大挑战；印度、泰国及东欧一些国家，近年来模具工业发展也很快，而且其模具的价格也具有很强的竞争优势，我国模具行业的成本和价格优势会逐步削弱并最终消失。罗百辉指出，中国模具企业必须在技术、管理和人才培训方面下功夫，积极引进国外先进的制造具模技术，提升高端模具产品开发能力，调整模具产品结构，不断提高我国模具产品的国际竞争力。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。以上数据近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次课程设计的主要任务是塑料零件注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产该塑件产品，以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、侧抽机构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是该塑件注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量本课题主要是针对该塑件的注塑模具设计,该塑件材料为丙烯晴-丁二烯-苯。通过此次设计，使我点浇口双分型面模具的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。

一、模具工艺分析（1）模具成品尺寸分析成品材料ABS塑料，大批量生产。尺寸没特殊要求，无斜顶、无设计滑块要求，拟采用两板模模具结构，采用半封闭的浇注系统，动模和定模均采用水循环的冷却系统，采用顶出杆的顶出系统。良好的尺寸稳定性在注塑成型时，注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此，最好选用经适当回火处理的工具钢（热处理钢）。否则会引起材料微观结构的改变，从而造成注塑模具尺寸的变化。无热处理要求以实际要求为主。（2）ABS塑料分析ABS树脂检测-成分分析ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。结构ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8·C4H6·C3H3N)x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时AB8树脂熔点为175℃。随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。性质ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。（3）塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查公差，其主要尺寸公差标注如下（单位mm）：塑件外形尺寸：∅100内形尺寸：R5.5-0.280孔尺寸：∅20中心距尺寸：34.3±0.2828.3（4）塑件的表面质量分析该塑件要求外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra（5）塑件结构工艺性分析该塑件形状比较规范没特殊工艺要求。其中间一个直径为20的孔无拔模要求。

二、确定成型设备选择与相关工艺参数（1）计算塑件的体积V=1.3523345×=13523.345=13.523345（2）注塑机的初步选择塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积(∁Μ3VV注≥V件式中-塑件与浇注系统的体积(cm3)

V注0.8-最大注射容量利用系数根据塑件的原材料分析,查相关手册得知该塑件的原材料所需的注射压力为120~140Mpa,由于塑件的尺寸中等,所以选择较小的注射压力P需式中P需P注模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式如下:PP式中P腔P锁F塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(mm2,由以上数据,相关资料初选螺杆式注塑机:XS-ZY-250它的注射容量为250cm3注塑机图（3）塑件模成型工艺参数的确定工艺参数规格

工艺参数规格预热和干燥温度t/℃:80-95成型时间/s注射时间0-3时间t/h:4-5保压时间10-25

料筒温度t/℃后段150-170冷却时间15-30中段175-185总周期40-70前段185-200螺杆转速n/(min)30-60喷嘴温度t/℃175-185

后处理方法红外线灯烘箱模具温度t/℃50-80温度t/℃80注射压力p/Mpa120-140时间/h2-4

三、模具结构分析模具分型面设计分型面是指两者在闭和状态时能接触的部分，也是将工件或模具零件分割成模具体积块的分割面，具有更广泛的意义。分型面的设计直接影响着产品质量、模具结构和操作的难易程度，是模具设计成败的关键因素之一。确定分型面时应遵循以下原则：(1)应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型，采用异型分型面减少动、定模的修配以降低加工难度等。(2)有利于塑件的顺利脱模。如开模后尽量使塑件留在动模边以利用注塑机上的顶出机构，避免侧向长距离抽芯以减小模具尺寸等。(3)保证产品的尺寸精度。如尽量把有尺寸精度要求的部分设在同一模块上以减小制造和装配误差等。(4)不影响产品的外观质量。在分型面处不可避免地出现飞边，因此应避免在外观光滑面上设计分型面。(5)保证型腔的顺利排气。如分型面尽可能与最后充填满的型腔表壁重合，以利于型腔排气。模具分型面（2）型腔数目的确定及型腔的排列此模具比较适合一模一穴。（3）流道系统设计流道模具流道设计的基本原则也称作主浇道、注道或竖浇道，是指自射出机射嘴与模具主流道衬套接触的部分起算，至分流道为止的流道。此部分是熔融塑料进入模具后最先流经的部分。流道截面积要够大流程要短。尽量避免流道弯折及突然改变流向(以圆弧角改变方向)。流道加工时表面粗糙度要低。多点进浇可以降低压力降及所需射压，但会有缝合线问题。一模多穴(Multi-Cavity)充填时，流道要平衡，尽量使塑料同时填满每一个模穴，以保证各模穴成型品的品质一致性。分流道尽量采用自然平衡式的布置方式(Naturally-BalancedLayout)。无法自然平衡时采用人工平衡法平衡流道。此模具为一点进胶可以按模具大小及其图形规划来设计适合一点进胶。机嘴定位环（4）型芯、型腔结构的确定整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模,其特点是牢固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝痕迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较容易,塑件形状复杂时,整体式凹模的加工工艺性较差,需要采用电火花、电铸等特殊加工手段,制作周期较长且费用较高,零件尺寸较大时加工和热处理都较困难,消耗贵重模具钢多.整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式,再嵌入模具的模板内,它在单腔和多腔模具中均可应用.这种凹模结构的好处是:加工单个型腔的凹模方便,同时零件的热处理变形比在一块材料上制作多个型腔的小。节省贵重钢材.根据工作性质,凹模和固定板可分别采用不同的材料制作。易于维修更换.采取镶嵌式安装形式便于更换失效了的凹模,儿不影响生产进行。各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期。（5）冷却系统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，模具温度的要求也不尽相同。因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上也决定了塑件的质量和生产成本冷却系统图（6）推出方式的选择根据塑件的形状特点模具开模后，塑件留在型芯。其推出机构可采用推板出或推杆推出。其中，推板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外光质量。但塑件有圆弧过渡，推板制造困难；推杆推出结构简单，推出稳定可靠，推出时会在塑件上下顶出痕迹，但塑件使用时并不影响外观。因此该塑件采用推杆推机构。（7）排气孔设定当塑料熔体充填型腔时，必须顺利地排出型腔内的空气及塑料受热产生的气体。如果气体不能被顺利地排出，塑件会由于充填不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点；甚至因气体受压产生高温，使塑料焦化。本设计是利用配合间隙排气的方法，即利用分型面之间、推出机构与凹凸模之间及镶件与凸凹模的配合间隙进行排气。（8）模具顶针设计顶针亦可叫推杆、镶针、中针、托针等，有时候车床用的顶尖也被叫做顶针。

顶针的用途：1）.在塑胶模具中，将产品从模具上分离下来，也是最常用的；2）.硬质合金顶针如钨钢顶针等，则可以用来通较长较细的孔；3）.顶针也叫顶尖那是装配在车床或磨床上，用来支持工件并使工件围绕它转动的头部圆锥形金属圆棒，但是与塑胶模具配件的顶针是完全不一样的东西；4）.塑胶模具顶针也可用于模具里面,它可以起到稳固作用,被叫做镶针。塑胶模具顶针的种类有：扁顶针、圆顶针、托针、标准顶针、非标准顶。顶针常用在模具中，将工件从模具上分离下来的；使用合金材质制造的顶针，可以用来通较长较细的孔；顶针应用于车床或磨床上支持工件并使工件围绕顶针转动；顶针也可以作为模具镶针,用于模具里面,起到稳固作用。模具顶针排列位置（9）其他说明此模具结构模具规划，其他未注明结构，为标准结构，无斜顶，滑块。标准结构不一一注明。四、注塑模的尺寸计算零件尺寸计算ABS的收缩率为s=0.4%~0.6%，平均收缩率scp=0.5%类型零件图号塑件尺寸计算公式计算结果型腔件29型腔100L99.67554.3-0.74L54.02R10-0.28L9.84R0.5-0.2L0.3538L7.832.11H1.99型芯型芯950L96.3500L50.73R6.5L6.320R8-0.28L7.833L2.872.88L2.758-0.28H7.8536.03L5.850.970h1.111.5-0.2H1.37470L69.713.65H3.512L2.16∅3L3.17∅5L4.85中心距型芯34.3±0.28C34.47±0.01828.3±0.24C28.44±0.01530±0.24C30.15±0.01525±0.24C25.13±0.015

五、模具封胶说明封胶面宽度以注塑机吨位为依据，250T以下塑机，20mm封胶面；250T—1000T塑机，30mm封胶面；1000T以上塑机，40mm封胶面；

4、

250T以下塑机，20mm封胶面以外避空0.5mm；250T—1000T塑机，20mm封胶面以外避空1.0mm；1000T以上塑机，40mm封胶面以外避空2.0mm；六、导向机构选择导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。导向机构在模具中可以起到定位作用、导向作用和承受侧向压力。由于该塑件的结构相对简单，所以用直径为20mm和25mm的各两个导柱不等大小的对称布置。为了提高导柱的耐磨性，采用T8碳素钢，经淬火处理HRC48-55，其配合部分的表面粗糙度为Ra1.6以上。七、开模及其细节（1）锁模力当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射剂的额定锁模力pF，才能保证注射时不发生溢料现象。当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。锁模力需求的计算如下：由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积；撑模力量＝成品在开关模方向的投影面积(cm2)×模穴数×模内压力(kg/cm2);模内压力随原料而不同,一般原料取350~400kg/cm2;机器锁模力需大于撑模力量，且为了保险起见，机器锁模力通常需大于撑模力量的1.17倍以上。

标准方法：注塑机锁模力的计算计算锁模力有两个重要因素：1.投影面积2.模腔压力

1.投影面积（S）是沿着模具开合所观看得到的最大面积。

2.模腔压力的决定（P）模腔压力由以下因素所影响（1）浇口的数目和位置（2）浇口的尺寸（3）制品的壁厚（4）使用塑料的粘度特性（5）射胶速度

（2）试模要求通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型条件，修整模具等方法加以解决。首先，在初次试模中我们常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。（3）模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为:350×300mm,XY-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为589×520mm,故能满足模具的安装要求.

由于XY-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin=200mm,最大厚度Hmax=350mm,即模具闭合高度满足H1）清除模板与模具配合表面上的一切灰尘污物，选择好固定模板的紧固件。2）将所安装的模具与所使用的注塑机进行检查、核对，确认无误。3）将安装所用的标准件，工、夹、量具分明别类，放在工作台上显眼之处。检查熔料人料口衬套与模板定位孔及定位圈的装配位置是否正确。4）导柱与导向套的合模定位是否正确，滑动配合状态应轻快自如。5）采用低压、慢速合模，同时仔细观察各零件的工作位置是否正确。6）合模后，用压板固定模具，压板分布应均匀，螺栓压紧点分布要合理，螺母加力时要对角线同时拧紧，并逐步增加拧紧力。7）慢速开模，调整顶出杆位置，注意顶出杆的固定板与动模底板间，应留5mm的间隙。8）计算模板行程，固定行程滑块控制开关，调整好动模板行程距离。9）试验、校好顶出杆的工作位置，并调整好合模装置的限位开关。10）调整锁模力的大小，先从低值开始，以合模运动时曲时连杆伸展运动比较轻松为准。（4）模具工作原理及特点开模时，母模和公模之间的动力源(如油缸)，让母模和公模先分开流道凝料与塑件分开，然后同时推板和定模板分开。此时浇口套及流道凝料被拉出，自动脱落，开到一定程度定模板由于限位停止运动，后面的打杆在动力源作用下推动顶针板，进而使顶针或推件板运动将塑件顶出脱落.一、注塑模具的工作原理注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。1.主流道它是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(O．8mm)以避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为4—8mm。主流道直径应向内扩大呈3°到5°的角度，以便流道赘物的脱模。它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约8一lOmm，深度为6mm。为了便于脱模，其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。2.分流道它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说，则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此，经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8m，特大的可达10一12m，特小的2-3m。在满足需要的前提下应尽量减小截面积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。3.浇口它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。浇口的作用是：A、控制料流速度：B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流：C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性：D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。（5）模具开模行程校核经查资料注射机XY-ZY-250型的最大开模行程S=500mm满足下式计算所需的出件要求:S>H>30+4+10+25+35+35=139mm

八、模具拆模设计模具拆模设计是分别出来前模与后模，方便加工与制造，模具前模模具后模模具拆模图模具设计前要进行产品的模具型腔设计，方便加工与以后的设计，拆模设计能够清楚认识到设计中要注意的问题成型零部件是指构成模具型腔的零件,而型腔是模具上直接用以成型塑料制品的部分。成型...型芯固定及深型腔导向对齐的设计实例合理安装型芯的重要性。直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为型腔，其中构成塑件外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模(或型芯)。在进行成型零件的结构设计时，首先应根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸及其他使用要求，确定型腔的总体结构、浇注系统及浇口位置、分型面、脱模方式等，然后根据塑件的形状、尺寸和成型零件的加工及装配工艺要求，进行成型零件的结构设计和尺寸计算。型腔有两层含义。一是指合模时，用来填充塑料、成形塑件的空间(即模具型腔)，如图1所示；二是指凹模中成形塑件的内腔(即凹模型腔)，可以根据模具设计和制作的需要，创建单一型腔或多型腔模具布局形式。在创建模具型腔时，可以根据模具设计和制造需要，来创建一模一腔和一模多腔。在创建多腔模具时既可利用参照零件布局功能阵列参照模型，也可装配几个全部从同一个原始设计模型创