2022年方案设计书.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 目录摘要. 前言 . 第 1 章产品的技术要求和工艺分析.1.1.产品设计图 . 1.1.1产品技术要求 . 1.2 塑件的工艺分析 . 1.2.1 塑件结构工艺性 . 1.2.2 塑件工艺性分析 . 1.3 塑件材质工艺性 . 1.4 成型工艺性 . 第 2 章拟定成型方案及动作原理.2.1 分型面得确定 . 2.2 成型方案的列出 . 2.3 模具动作原理及结构特点. 2.3.1动作原理 . 2.4.结构特点 . 2.5 浇注系统设计 . 2.5.1 主流道的设计 . 2.5.2 浇口设计 . 第 3 章注塑机挑选和成型零件设计. 3.1 注塑机的挑选 . 3.1.1 储物盒体积的运算 . 3.1.2 储物盒盖质量的运算 . 3.1.3 注塑机参数 . 3.1.4 模架标准挑选 . 3.2 注塑机相关参数校对 . 3.2.1 注塑机压力校核 . 3.2.2 锁模力校核 . 3.2.3 模具与注塑机装模部位相关尺寸校核. 3.3 模具成型部分的结构设计 . 3.3.1 型腔分型面位置确定,外形确定 . 3.3.2 型腔,型芯结构特点 . 3.3.3 成型零件工作尺寸运算 . 第 4 章脱模结构设计 .4.1 定距导柱机构设计 . 4.1.1 分开距离的运算 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.1.2 定距导柱挑选 . 4.2 型芯结构设计 . 4.3 推出机构设计 . 4.4 冷却系统设计 . 4.5 成型加工工艺 . 4.6 模具按装与调试 . 4.7 模具总装图 . 结论 .致谢：.参考文献 .塑料模具盒盖设计及零件加工工艺编制摘要： 本课题主要是针对盒盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副模具；该课题从产品的结构工艺性,具体模具结构动身,对模具的浇注系统,模具成型部分的结构,冷却系统注塑机的挑选及有关参数的校核,都有具体的设计,同时并简洁的编制了模具的加工工艺；通过对设计过程说明该模具能够达到塑件要求的加工工艺；依据题目设计的主要任务是盒盖注塑模的设计；也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品,以实现自动化提高产量； 针对盒盖的具体结构,该模具是点浇口双分型面的注射模具；由于塑件内侧有四个小凸台,无法设置斜导柱,故采纳活动銷件的结构形式；其优点在于简化结构,使模具外形缩小,到盒盖的质量和加工工艺要求；盖 模具降低成本； 通过模具设计说明模具能达 关键词： 塑料模具 盒名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前 言中国当前经济进展日益快速,制造业更是日趋蓬勃,模具技术已经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进展和质量的提高,并能获得极大的经济利益,所以引起各国的高度重视；日本,模具是进入给予的原动力；德国, 模具是金属加工业的帝王；罗马尼亚,模具就是黄金；我国更是特别重视；塑料模具的进展特别快速；高效 , 自动化, 长寿命,精密；塑料成型模具就是塑料先加在注塑机的加热料筒内,塑件受热融解, 在注塑机或活塞的推动下,具型腔内, 塑料在其中固化成型；经过喷嘴和模具的浇注系统进入模本次毕业设计的主要任务就是盒盖注塑模具的设计；也就是设计一副注塑 模具来生产盒盖塑件产品,以实现自动化提高产量；针对盒盖的具体结构,通 过此次设计,使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的熟悉；同时,在设 计过程中,通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等,结合教材上的学问也对 注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系 统、模温调剂系统）有了系统的熟悉,拓宽了视野,丰富了学问,为将来独立 完成模具设计积存了肯定的体会；第 1 章 产品技术要求和工艺分析1.1. 产品设计图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图1产品尺寸图1.11 产品技术要求塑料零件的材料为PE聚乙烯 乳白色,其表面要求无凹痕；此塑件上有三个尺寸有精度要求：零件上有多个尺寸有精度要求,分别 是：68.2+0.75 , 5.2+0.28 , 66+0.52 均为 MT7级塑料精度,属于中等精度等级,在模具设计和制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求；其余尺寸均无精度要求为自由尺寸,可按 1.2 塑件的工艺分析1.2.1 塑件结构工艺性MT10 级精度查取公差值；盒盖尺寸见图一、图二整体尺寸 71mm ×52mm 外部由长方形体并到角形成,内部由一长方形腔但有四个宽度为1.2mm 高1mm 宽的长方形凸台构成,盒盖属于外部配件,表面精度要求较高,尺寸精度要求不高；1.2.2 塑件工艺性分析 1 该塑件尺寸较大且要求塑件表面精度等级较高,无凹痕；采纳点浇口名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 流道的双分型面型腔注射模可以保证其表面精度； 2 该塑件为中小批量生产,且塑件的外形较复杂；为了加工和热处 理,降低成本,该塑件采纳活动镶件的结构,简化结构,降低模具的成本；1.3. 塑件材质工艺性此盒盖是采纳 PE 聚乙烯 注塑成的；查相关手册可知聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种；按聚合时采纳的压力不同可分 为高压、中压和低压三种；低压聚乙烯 比较硬、耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好；聚乙烯无毒、无 味、呈乳白色；聚乙烯有肯定的机械强度,但和其他塑料相比其机械强度低,表面硬度差；聚乙烯有高度的耐水性；聚乙烯在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆；低压聚乙烯的使用温度为100左右；聚乙烯耐寒,在 -60时仍有较好的机械性能, -70时仍有肯定的松软性；常用热塑性塑料成型特点聚乙烯成型时,在流淌方向与垂直方向上的收缩差异较大；注射方向的收 缩率大于垂直方向上的收率,易产生变形,并使塑件浇口四周部位的脆性增 加；聚乙烯收缩率的肯定值较大,成型收缩率也较大,易产生缩孔；冷却速度 慢,必需充分冷却,且冷却速度要匀称；质软易脱模,塑件有浅的侧凹时可强 行脱模；1.4 成型工艺性数：查模具设计与制造简明手册P.280 表2-31 常用塑料注射成型工艺参预热和干燥温度： 80-120 ,时间： 1-2小时；料筒温度：后段 160-180 ,中段： 180-200 ,前段 200-220 ；模具温度： 80-90 ；注射压力：700-1000 公斤力 /cm2 ；成型时间：注射时间 20-60 秒,保压时间 0-3秒,冷却 时间 20-90 秒,总周期 50-160 秒；螺杆转速： 48转/分；不需后处理；第2章拟定成型方案及动作原理名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.1 分型面位置的确定如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂；由于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、嵌件位置外形以及 推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在挑选分型 面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案；挑选分型面时一 般应遵循以下几项原就：a保证塑料制品能够脱模这是一个首要原就,由于我们设置分型面的目的,就是为了能够顺当从型 腔中脱出制品；依据这个原就,分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上,最 好在一个平面上,而且此平面与开模方向垂直；分型的整个廓形应呈缩小趋 势,不应有影响脱模的凹凸外形,以免影响脱模；b使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1目前模具型腔的加工多采纳电火花成型加工,型腔越深加工时间越长,影响模具生产周期,同时增加生产成本；2模具型腔深度影响着模具的厚度；型腔越深,动、定模越厚；一方面加 工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有肯定的限制,故型腔 深度不宜过大；3型腔深度越深,在相同起模斜度时,同一尺寸上下两端实际尺寸差值越 大,如图 2；如要掌握规定的尺寸公差,就要减小脱模斜度,而导致塑件脱模困 难；因此在挑选分型面时应尽可能使型腔深度最浅；c使塑件外形美观,简洁清理尽管塑料模具协作特别精密,但塑件脱模后,在分型面的位置都会留有一 圈毛边,我们称之为飞边；即使这些毛边脱模后立刻割除,但仍会在塑件上留 下痕迹,影响塑件外观,故分型面应防止设在塑件光滑表面上,如图 3的分型面 a 位置,塑件割除毛边后,在塑件光滑表面留下痕迹；图 3的分型面 b 处于截面 变化的位置上,虽然割除毛边后仍有痕迹,但看起来不明显,故应挑选后者 . d尽量防止侧向抽芯塑料注射模具,应尽可能防止采纳侧向抽芯,由于侧向抽芯模具结构复 杂,并且直接影响塑件尺寸、协作的精度,且耗时耗财,制造成本显著增加,故在万不得己的情形下才能使用 . e使分型面简洁加工分型面精度是整个模具精度的重要部分,力求平面度和动、定模协作面的 平行度在公差范畴内；因此,分型面应是平面且与脱模方向垂直,从而使加工 精度得到保证；如挑选分型面是斜面或曲面,加工的难度增大,并且精度得不 到保证,易造成溢料飞边现象；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - g使侧向抽芯尽量短抽芯越短,斜抽移动的距离越短,一方面能削减动、定模的厚度,削减塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模,保证塑件制品精度；h有利于排气对中、小型塑件因型腔较小,空气量不多,可借助分型面的缝隙排气；因此,挑选分型面时应有利于排气；按此原就,分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置,而且不把型腔封闭综上所述,挑选注射模分型面影响的因素许多,总的要求是顺当脱模,保证塑件技术要求,模具结构简洁制造简洁；当选定一个分型面方案后,可能会存在某些缺点,再针对存在的问题实行其他措施补偿,以挑选接近抱负的分型面；2.2成型方案2.2.1方案（1）分 型 面：动模型心和活动镶件形成内部外形,定模型心形成外部外形；（2）型腔布置：采纳一模一腔；（3）浇注系统：从中心进浇；（4）排 气：分型面排气；（5）模温调剂：自然冷却；（6）抽芯机构：由主型芯和活动镶件组成型芯,型芯自动脱出,活动镶件由人工取出（7）脱模机构：推板脱模图2 产品盒盖示意名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 模具动作原理及结构特点2.3.1动作原理该注塑模具采纳点浇口式双分型面模具；开模时,第一次分型面在定距导 柱的作用下,凝料被拉断留在定模板里；到其次次分型面时,推板由于推杆在 液压机构的作用下将塑件和型芯及活动镶件从动模上推下,活动镶件随塑料件 一起被推出机构推出模外,然后用手工或专用工具将活动镶件从塑件中取出,（为了下依次安放活动镶件,推杆必需预先复位；）再将其放入模腔中进行下 一次注射成型；2.3.2结构特点成型部分：由动模型芯、活动镶件和活动镶件来形成塑件产品的内部结 构,由定模板型腔来形成塑件产品的外部结构；浇注系统：采纳冷流道结构,脱落浇注系统凝料需肯定开模行程；注塑机 暂停工作时,需要对冷流道凝料进行清除；脱模机构：从简图 2上可看出塑料件内部有四个小凸台；所以无法设置斜导 柱或斜滑块；故采纳活动镶件,在合模前人工将镶件定位与动模板中；开模 时,第一次分型在定距导柱的作用下自动的将凝料拉出并拉断在定模板中；第 二 次分型是活动镶件随塑件一起被推出机构推出模外,然后用工具取出塑件和 去除凝料,再将活动镶件放入型腔中进行下一次注射成型；复位机构：在合模的过程中,在复位弹簧的作用下,从而带动复位杆推使 杆固定板和推板复位；冷却系统：此注塑模因塑件结构较简洁,故设置了二个环形的冷却水道；导向机构：此注塑模中的导向部分主要有两种：一是动、定模之间的导柱 导套,二是定模座板和动模板之间的定距导柱；排气系统：分型面排气；2.4、浇注系统的设计浇注系统可分为一般浇注系统和热流道浇注系统两大类；浇注系统掌握着 塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大；浇注系统是 指从注塑机喷嘴进入模具开头,到型腔入口为止的那一段流道；一般模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成；2.4.1主流道的设计主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑；二者应严密接触以防止高名师归纳总结 压塑料的溢出,凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2mm ；主流道小端直径应比喷第 8 页,共 26 页嘴孔直径约大 0.5-1mm ,常取 4-8mm ,视制品大小及补料要求打算；大端直径应比分流道深度大 1.5mm 以上,其锥角不宜过大,一般取2°6°；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.5.设计浇口浇口的形式众多,通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇 口、轮辐浇口、点浇口、埋伏式浇口、护耳浇口、直浇口等；鉴于盒盖的具体 结构,挑选点浇口；对于设计的盒盖,由于其内外形虽然规章但较复杂,属于小批量生产；故宜采纳双分型面点浇口；故在支配型腔时,最好采纳一模一腔的形式,以便利 节约产品的成本,简化机构；设计的盒盖注塑模具的浇注系统结构分布及尺寸 如下图 3所示；图 3点浇口示意图因采纳点浇口式浇注系统,所以不设冷料井；第 3 章 注塑机的 挑选及成型零件的 设计3.1、注塑机的 挑选本次设计与实际在工厂中的设计有所不同；工厂中的注塑机是已有固定 的,模具设计人员通常都是依据车间内的注塑机来确定最大的之间产量,即是 说厂中的注塑机挑选是有限的；而在本次设计中,我们挑选注塑即的原就就是 按我们想象中的产品产量和实际的塑件外形来挑选任何一款注塑机,最终校核能满意使用要求即可；这样同样也可以达到训练的目的；3.1.1 盒盖体积的运算依据塑件的三维模型,利用三维软件直接可查询到可得出盒盖体积V 盒盖 = 15043 mm3 3.1.2 盒盖质量的运算查模具设计与制造简明手册P.276. 表2-2 常用热塑性塑料主要技术指标名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可知 PE的密度为 0.91 0.96g/cm3, 运算可得盒盖的质量 M盒盖=16.043 cm3× 0.935g/cm3 15g. 满意注射量 V 机V 塑件/0.8 式中 V机额定注射量（cm2）V塑件塑件与浇注系统凝料体积和（cm2）V 塑件/0.8=15.043/0.8=18.8cm3 3.1.3 塑料注射机参数查模具设计与制造简明手册P.103. 表2-33 热塑性塑料注射机型号和主要技术规格,依据（ 2）运算所得的总体积和质量可初选 射机参数的规格如下 3.13 表XS-ZS-22机；塑料注螺杆直径（ mm）25 柱塞直径（ mm）20 喷 嘴 球半（ mm）12 注射容量（ cm30）30 孔直径（ mm）2 注射压力（ /MPa）75-115 锁模力（ /kN）250 最大注射面（ cm2）90 模具厚度（ mm）最大180 拉杆空间（ mm）235 模具厚度（ mm）最小60 定位孔直径（ mm） 125+0.06 3.1.4 选标准模架 依据以上分析,运算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和 规格；查表 7-1 、7-3 选用：A3-160160-18-Z2 定模板厚度： A=25mm 动模板厚度： B=20mm 垫快厚度： C=50mm 模具厚度 H=40+A+B+C=56+25+20+50mm=151mm 模具外形尺寸 160mm× 160mm× 151mm 3.2 、注塑机相关参数的校核名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.1 注塑压力的校核数查模具设计与制造简明手册P47表3-1 常用热塑性塑料注射成型工艺参注射压力 80MPa <115MPa挑选的注塑机实际注射压力 ,合乎要求；3.2.2 锁模力的校核锁模力是指当高压熔体布满模具型腔时,会在型腔内产生一个很大的力,力图使模具分型面涨开,其值等于塑件和流道系统在分型面上总的投影面积乘以型腔内塑料压力；作用在这个面上的力应小于注塑机的额定锁模力 F. 由（1）可知注射压力 P0=75115MPa 取100,实际的模具型腔及流道塑料熔体的平均压力 P= kP0k 为损耗系数,取值范畴 1/3 1/4 ,P0=0.3 ×100=30MPa 塑件投影面 积由图-2 可大致算出A1=52.84× 71.9 =3796 mm2浇注系统投影面积,由于为点浇口浇注系统,故 A2 0所以,注塑盒盖时所需的锁模力F=3796× 25=94.9KN<115KN；所以,锁模力合乎要求；3.2.3、模具 与注塑机装模部位相 关尺寸的校核各种型号的注塑机安装部位的外形尺寸各不相同；设计模具时应校核的主要工程有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸等；现校核如下：a 、喷嘴直径：主流道始端口径3mm>喷嘴孔直径 2mm； 合乎要求b 、定位孔与定位圈的尺寸校核：定位圈直径 100mm<125mm；合乎要求；c 、最大模厚与最小模厚的校核：从模具装配图中可以看出 : 模具厚度为 151mm 60,180, 合乎要求；d 、模板平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸校核：动模座板和定模座板的尺寸均是：棱柱之间的尺寸值,合乎要求；160mm× 160mm,均小于注塑机四根3.2.4 、开模行程和塑件推出距离的校核 注塑机开模时的行程是有限的,取出制件所需要的开模距离必需小于注塑 机的最大开模距离；开模距离可分为两类情形校核：一是注塑机最大开模行程名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 与模厚无关；另一种是注塑机最大开模行程与模厚有关；我的校核 应当依据第一 种情形来 校核,其校核依据 为 S H1+H2+a+510mm 其中,S注塑机最大开模行程 ,mm； XS-Zs-22 型注塑机 S=160mm H1塑件脱模（推出距离）距离；mm H2塑件高度,包括浇注系统在内,mm a 取出凝料所需要的最短距离 mm 参照盒盖注塑模具装配图可知: H1=30mm,H2=11mm明显, S=160 > 30+11+33+10=84 mm, 合乎要求；到此,注塑机的各项相关工艺参数均已校核通过；3.3 模具成型部分的结构设计 型腔是模具上直接成型塑料制件的部位；直接构成模具型腔的全部零件的 全部零件都称为成型零件,通常包括：动模、定模、成型杆、成型环、各种型 腔镶件等；5817B 1012名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6017A10图4动模定模3.3.1 型腔分型面位置和外形的确定：分型面,简洁地说,就是分开模具取出塑件的面；图5分型面3.3.2 型腔和型芯的结构特点鉴于盒盖的特别结构,盒盖注塑模具的成型零件包括：动模型芯、定模型芯、活动镶件；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这样挑选的缘由在于：盒盖的外形状虽然规章,但内部较复杂；因此,宜 采纳活动镶件,而用四个活动镶件来形成其内部四个小凸台的结构；模分开的同时相当于抽芯；四个活动镶件从分型面用人工取下；这样的好处在于：（ 1）、可以防止复杂的结构来形成四个小的凸台；主型 芯会留在动模一边,脱模完成后只需用人工将活动镶件装上即可；技术要求：活动镶件与型芯之间的定位要保证；3.3.3 成型零件的工作尺寸运算 影响塑件尺寸精度的因素较为复杂,主要存在以下几方面（1）、零件的制造公差；（2）、设计时所估量的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩 率波动；（3）、模具使用过程中的磨损；以上三方面的影响表述如下：1、制造误差：z=a.i=a0.45 +0.001D 其中, D 被加工零件的尺寸,可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值； i 公差单位；a 精度系数,对模具制造最常用的精度等级；2 成型收缩率波动影响 其中, 塑件成型收缩率； LM 模具成型尺寸； LS 塑件对应尺 寸；3 型腔磨损对尺寸的影响 为简便运算,凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量,与脱模方向平行的面 才考虑磨损；考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定,磨损值随产量的增加而 增大；此外,仍应考虑塑料对钢材的磨损情形；同时仍应考虑模具材料的耐模 性及热处理情形,型腔表面是否镀铬、氮化等；有资料介绍,中小型模具的最 大磨损量可取塑件总误差的 1/6 （常取 0.02 0.05mm）,而对于大的模具就应取 1/6 以下；但实际上对于聚烯烃（如像 PP）、尼龙等塑料来说对模具的磨损是 很小的,对小型塑件来说,成型零件磨损量对塑件的总误差有肯定的影响,而 对于大的塑件来说影响很小；在以上理论基础上,下面按平均收缩率来运算成型尺寸：（1） 型腔径向尺寸的运算：查得 聚乙烯（ PP）的收缩率为 Sq=（1.5 2.0 ）%,所以,平均收缩率为：Scp=1.75% 考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求,成型零件是公差等级取 IT7 级；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 型腔工作部位尺寸：型腔径向尺寸： L+ 2m0 =（1+s）Ls-X + 20 型腔深度尺寸： H + 2m0 =（1+s）Hs-X + 20 型芯径向尺寸： l0m- 2= （1+s）Ls+X 0- 2 型芯高度尺寸： H0- 2= （1+s）hs