毕业设计圆盖注塑模具设计

圆盖注塑模具设计

（一模四腔三板模）颜引军【摘要】通过对圆盖塑件的工艺的正确分析，设计了一副一模四腔三板模的塑料模具。详细地表达了模具成型零件包括定模板、型腔板、推板、型芯等的设计与加工工艺进程，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统和其它结构的设计进程作了介绍。【关键词】塑件工艺性一模四腔三板模浇注系统注射机参数推板推出机构模具闭合高度开模行程注射量1设计任务书•塑料制品名称：圆盖•成型方式与设备：SZ-100/60型注射机•塑料原料：丙烯腊-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)•收缩率：(0.3〜0.8)%•生产批量：10万件・二维图如以下图1-1所示：2塑件成型工艺分析、物理性能ABS是丙烯m•丁二烯•苯乙烯三种单体的共聚物，原料易患，价钱廉价，是目前产量最大•应用最广的工程塑料之一。ABS无毒•无味，呈微黄色或拜师不透明粒料，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.02〜/cm2。ABS是由三种组分组成的，古它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腊使ABS具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学侵蚀性，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性能和着色性能。ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高，尺寸稳固性较好，具有必然的化学稳固性和良好的介电性能，通过调色能够配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，持续工作温度为70°C左右，热变形温度为93C左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS易吸水，使成型塑件表面显现瘢痕、云纹等缺点。为此，成型加工前应进行干燥处置；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率阻碍极小；要求塑件精度高时，模具温度可操纵在50~60C,要求塑件光泽和耐热时，应操纵在60〜80C；ABS比热容低，塑化效率高，故成型周期短；ABS的表观黏度对剪切速度的依托性很强，因此在模具设计中多数采纳点浇口形式。ABS综合性能较好，冲击韧性、机械强度较高，尺寸稳固，耐化学性、电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可作为双色成型塑件，且表面可镀金各。成型性能无定形料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为左右。吸湿性强，必需充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时刻的预热干燥。成型时已取高料温，但料温太高易分解(分解温度》=250C)，对精度较高的塑件，模温宜取50~60C，对光泽、耐热塑件，模温取60〜80C。注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180~230C，注射压力为(1000~1400)X105Pa。用螺杆式注射机成型时，料温为160~220C，注射压力为(700~1000)X105Pa。1)塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，经查表得精度品级为MT5而且按此精度查取公差，其要紧尺寸的公差要求见表2-1表2-1塑件上要紧尺寸的公差要求（按MT5级精度查取）外形尺寸塑件标注尺寸塑件尺寸公差①36①36(0/-0.56)2222(0/-0.42)R2.5(0/0.22)内形尺寸①26①26(+0.48/0)R2.5(0.22/0)中间尺寸55(土0.13)2）塑件表面质量分析3）塑件的结构工艺性分析从图纸上分析，该塑件的外形为简单的回转体件，结构简单，无特殊的结构要求和精度要求，设计合理，在注射成型生产时只要工艺参数操纵适当，该塑件是比较容易成型的。该塑件的生产类型是中批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，偏向于多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产本钱。1）计算塑件体积和质量：单个塑件的体积V1Q33：该型腔为4个：V4Q4*V]=3：浇注系统体积是总型腔体积20%:V2=3：总注射量V总=V1+V2=64.13136cm3：ABS的密度为p=（1.02+1.05）/2=/cm3：总质量m=V总p⑦2）确信注射成型的工艺参数依照所选用的塑料ABS的特性和本设计中的塑件自身的成型特点，查阅有关资料，确信注射成型工艺参数。表2-2

表2-2塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度/C80〜85时间/h2~3成型时间/s注射时间20〜90保压时间0〜5冷却时间20〜120总周期50〜220料筒温度后段150〜170中段165〜180前段180〜200螺杆转速n/(r*min-1)30喷嘴温度/°c模具温度/°c注射压力/MPa170~18050~80600〜1000后处理红外线、烘箱温度70时间/h2〜43）初选注射机经查有关资料得知ABS影采纳螺杆式注射机；又由塑件与浇注系统总的容量必需比注射机的最大注射量的80%要小；依照这一条件并查表得应选SZ-100/60型注射机生产，该注射机的要紧技术参数，见表2-3。表2-3表2-3

1理论注塑容量/cm31002注塑压力/MPa1503锁模力/kN6004拉杆间距（H*V）/（mm*mm）320*3205模板行程/mm3006模具最小厚度/mm1707模具最大厚度/mm3008定位孔直径/mm1259定位孔深度/mm1010喷嘴伸出量/mm2011喷嘴球半径/mm104）塑件的体积、壁厚大，冷却时刻长，速度慢，成型时必需充分冷却。模具设计师要注意要有冷却系统，因此该模具应采纳冷却水强制冷却，冷却要均匀，以缩短成型周期，提高生产率。3分型面的选择及浇注系统的设计该塑件为圆盖，外型表面要求高。在选择分型面时，依照分型面的选择原那么。考虑不阻碍塑件的外观质量，便于清理毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧及便于掏出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处。如图3-1（a、b、c）

若是按a图所示的分型面分型，那么模具加工部方便，无益于排气与脱模，塑件表面会产生溢边，阻碍表面质量且飞边不易清阻;按b图所示的分型面分型，由于塑件整体不在一个模板中成型，合模时会使塑件产生轴向误差；而按c图所示的分型面分型，那么塑件整体由一个模板成型，排除合模误差，使塑件产生同轴度误差的可能降低。因此，决定采纳c图所示的分型面分型。另外，为了提高自动化程序和生产，保证塑件表面质量，决定使用点浇口，而模具采纳三板模结构。即两个分型面，一个分型面用于成型塑件，另一个分型面用于掏出浇注系统凝料。1）主流道的设计由表2-3可知，SZ-100/60型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴孔直径d0=4mm；喷嘴前端球半径R0=10mm。依照主流道与喷嘴的关系取得：主流道入口球半径R=R0+（1〜2）mm，取R=12mm；主流道入口孔直径d=d0+（0.5〜1）mm，取d=5mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取4。；同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。主流道称套采纳可拆卸改换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采纳推荐尺寸的经常使用浇口套；为了能与注射机的定位圈相配合，采纳外加定位环的方式，如此不仅减小了浇口套的整体尺寸，还幸免了浇口套在利用中的磨损。2）分流道设计该塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，所以采纳单点进料的方式。为便于加工，采纳最为经常使用的截面形状为U形的分流道。查分流道横截面及其尺寸的有关资料，去U形分流道截面半径R=3mm，h=5mm，a=10。分流道截面形状及尺寸入图3-1所示3）点浇口设计由于该塑件外观质量要求较高，因此浇口的位置和大小应以不阻碍外观质量的前提。同时，也应该尽可能使模具结构更简单。依照对该塑件结构的分析，并结合以确信的分型面位置，选择如图3-2所示的点浇口进料方式。依照塑件外观质量的要求及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸能够依照不同的塑料按塑件平均壁厚查相关表确信。3-24）冷料穴设计ABS塑料有质软高弹的特点要求采纳带球头形拉料杆的冷料穴，定模板的分流道止境钻小斜孔，一次分型时斜孔内凝料使点浇口与塑件分离，同时球形拉料杆将主流道的凝料拔出；而二次分型时凝料被定模板刮掉落下来，实现浇注系统与苏军的自动分离与脱出，自动化程度高，劳动强度小。4模具设计的方案论证由于塑件的外观是圆形，各个方向尺寸一致，且塑件结构简单，不需要侧向分型，因此型腔的排列方式只有一种，即左右对称散布在模板双侧，如图4-1所示。4-11）模具的型腔采纳整体式整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，利用中不易发生变形。由于该塑件的尺寸较小，最大的尺寸也只有①36mm，且形状简单，型腔加工容易实现，故能够采纳整体式结构。2）模具的型芯采纳组合式组合式型芯可节省珍贵模具钢材料，便于机械加工和热处置，维修改换方便，同时也有利于型芯冷却和排气。考虑到型芯加工制造方便和降低模具的制造本钱，故采纳组合式型芯。依照塑件的形状特点，确信模具型腔在定模部份，模具型芯在动模部份，塑件成型开模后，模具型芯与塑件一路留在动模一侧。

由于该模具为一模四腔，若是用推杆推出或是推管推出机构的话，会使模具的结构变大、变复杂，而且一模四腔在脱模时需要专门大的脱模力，因此采纳推板推出机构。既能知足脱模力的要求，也能使模具的结构变的简单，且能降低模具的本钱。为了幸免推件孔的内表面与型芯成型面相摩擦，造成型芯过早的磨损而报废，故将推件板的内孔与型芯成型面以下的配合段做成单边斜度为5~10。的锥面，该锥面不仅有效幸免了擦伤，且能准确信为推件板，幸免了该出的飞边溢料。该塑件精度要求不算高，塑件形状、型腔散布对成，无明显单边注射侧压力，可采纳最为常见的导柱导向机构。在动模板、推件板、定模板间利用四对导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。在定模座板与定模板间采纳四对限距拉杆，不仅起到限制第一次分型距的作用（所限距离要确保能掏出凝料），同时还起到导向定位定模座板的作用。该塑件采纳中批量生产，且ABS为非结晶型塑，料流动性一样，成型时需要充分、均匀冷却，应尽可能缩短成型周期，提高生产率。因此，该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道，采纳冷却水进行循环冷却型腔；而型芯的冷却那么采纳内部加装铜管喷流冷却的方式，其进出水孔开在支承板上，成型模具温度操纵在60~80°C冷却水道的设计如图4-2所示。a型芯喷流式冷却回路b定模板上循环冷却回路a型芯喷流式冷却回路b定模板上循环冷却回路5要紧零部件的设计计算该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。前面已经查得ABS的收缩率为（0.3〜0.8）%，故其平均收缩率为Scp依照塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取8z=A/3o成型零件尺寸的计算见表5-1.5-1成型零件尺寸的计算尺寸类别塑件尺寸计算公式型芯或型腔工作尺寸径向尺寸型腔①36Lm=(Ls+LsScp-3A/4)【+8z/0】①35.78【+0.19/0】型芯①26lm=(ls+lsScp+3A/4)【0/-8z】①26.50【0/-0.16】轴向尺寸型腔22Hm=(Hs+HsScp-2A/3)【+8z/0】21.84【+0.14/0】型芯17hm=(hs+hsScp-2A/3)【0/-8z】17.35【0/-0.13】采纳体会数据法，直接查阅设计手册中有关表格，得该型腔的推荐壁厚为20mm该模具型腔直径为①36mm，依照确信的型腔壁厚尺寸20mm，综合以上数据，确信型腔模板的整体尺寸BXLXH为：200*200*40。本塑件采纳点浇口注射成型，依照模具结构形式、型腔数量、塑件尺寸、冷却水道的散布等因素，查有关资料，选择A4-200200-23-Z1型标准模架。6注射机有关参数的校核组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板为H1=25mm型腔板为H2=40mm推件板为H3=20mm型芯固定板为H4=32mm支承板为H5=32mm垫板为H6=63mm动模座板为H7=25mm该模具闭合高度为：H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=237mm由于SZ100/60型注射机所许诺的磨具最小厚度Hmin=170mm；模具最大厚度Hmax=300mm，而计算得模具闭合高度H=237mm，因此模具闭合高度知足HminWHWHmax的安装条件。该模具的外形最大部份尺寸为250mm*200mm，SZ100/60型注射机模板最大安装尺寸为320mm*320mm,故能知足模具安装的要求。开模行程也叫做合模行程，指模具开合模进程中动模座板的移动距离，用符号S表示。SZ100/60型注射机的最大开模行程Smax=300mm。为了使塑件成型后能够顺利脱模，并结合该模具的双分型面特点，确信该模具的表率行程S应知足Smax〉H1+H2+a+(5〜10)二(17+5)+(22+5)+(18+35)+7=99mm式中H1塑件所用的脱模距离，mm；H2塑件高度，mma——掏出浇注系统凝料所必需的长度，mm因Smax=300mm〉99mm，故该注射机的开模行程知足要求。在一个注射成型周期内，注射模具内所需的塑料熔体总容量（V总）与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值计算如下：1）：单个塑件的体积V产332）：该型腔为4个：V产4*Vj33）：浇注系统体积是总型腔体积20%:V2=34）：总注射量V总二V1+V2=64.13136cm3^64cm3V总=0.8VV=V总/0.8=80cm3SZ100/60型注射机的额定注射量为V额=100cm3,因V额〉V,因此，该注射机的注射量知足模具要求。7模具的工作进程该模具在开模时，随着动模9的后移，动模板与定模板13开始沿着A分型面产生第一次分型，由于斜窝内凝料的限制作用而使浇口与塑件自动切断，并由拉料杆12拉出主流道衬套17和斜窝内的凝料；动模继续运动，在定距拉杆15的作用下，动、定模开始沿B分型面产生第二次分型，使浇注系统凝料由拉杆上脱出；塑件停留在动模一侧随动模一路运动，动模继续运动必然距离后，在注射机的顶杆的作用下，带动推板11推出机构把塑件从型芯21上推出；掏出塑件与浇注系统凝料；开模动作完成。8毕业设计小结大学三年的专科学习即将终止，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所把握的技术的综合运用和查验。随着我国经济的迅速进展，采纳模具的生产技术取得愈来愈普遍的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地把握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的明白得，达到了学习的目的。关于模具设计那个实践性超级强的设计课题，咱们进行了大量的实习，我关于模具专门是塑料模具的设计步骤有了一个全新的熟悉，丰硕了各类模具的结构和动作进程方面的知识，而关于模具的制造工艺更是实现了零的冲破。在指导教师的协助下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一样工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，我充分利用和查阅各类资料，并与同窗进行充分讨论，尽了最大尽力弄好本次毕业设计。在设计的进程中，碰到了必然的困难，但有指导教师的悉心指导和自己的尽力，最终完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏体会，设计中不妥的地方在所不免，肯请列位教师指正。致谢在这次毕业进程中，有很多同窗和教师给予我极大的帮忙和关切!我要感激以下同窗：郭恒陈华雍文龙瞿成明陆峰华吕明波等，正由予他们不断的给我提供一些硬件与软件帮忙，才使得我在做毕业设计的时候可不能感觉那么的累，才使得我的毕业设计能够及时顺利的完成。我要专门感激的人确实是我的毕业设计指导教师王洪磊王教师、吴建峰吴教师、黎彦黎教师、祝海燕祝教师、付华付教师等，在综合设计与毕业设计的进程中，在我每次碰到困难的时候，王教师都会耐心的认真的讲解