圆盖卡扣的塑料模具设计说明hnnt.docx

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1、编号：塑料模具具课程设设计说明明书题目：圆圆盖卡扣扣的塑料料模具设设计院（系）：机电工工程系专业：模模具设计计与制造造学生姓名名：倪文文明、王王文超、黄黄建成学号：009122141115、091121441177、091121441188指导教师师：甘勇勇、张闯闯开题目类型型：工程程设计实验研研究理论研研究工程技技术研究究软件开开发20111年 5月 244 日摘要该圆盖卡卡扣是用用于玩具具、机械械外壳等等的一些些机件的的一个重重要的塑塑料零件件，本设设计的工工作是为为该圆盖盖卡扣设设计一个个完整的的注射模模具。在在本设计计中，综综合考虑虑制品的的精度要要求及产产量因素素，采用用了一模模六腔

2、的的布局方方式，浇浇注系统统采用的的是侧浇浇口，从从圆盘卡卡扣的边边缘进料料，有效效的避免免了疤痕痕对制品品的表面面质量的的不良影影响。在本设计计过程中中，充分分利用了了CAD、Proo/e的模具具设计模模块与设设计制图图。通过过创建实实图和工工程图的的绘制，设设计完成成了模具具的装配配图、零零件图等等设计所所需的制制图。关键词：圆盖卡卡扣；注注射模具具；设计计。目录第一章序序言-1第二章产产品的说说明-22第三章塑塑料件的的结构与与成型工工艺的分分析-22 3.1 圆圆盖材料料的特性性-22 3.2 塑塑料件的的注射成成型过程程及工艺艺参数-22 33.2.1 成成型前的的准备-3 33.2

3、.2 ABSS塑料的的成型工工艺参数数-3第四章注注射机的的选用-3 4.1 所所需注射射量的计计算-33 44.1.1 塑塑料件质质量、体体积计算算-3 44.1.2 浇浇注系统统凝料体体积的初初步计算算-3 4.1.33 该模模具一次次注射所所需要的的ABSS-4 4.2 注射机机型号的的选定-4第五章分分型面的的选择-4第六章型型腔数目目的决定定及排布布-5 6.1 型型腔数目目的确定定5第七章浇浇注系统统的设计计-55 7.1 主主流道设设计-55 7.2 浇浇口位置置的选择择-66第八章排排气系统统的设计计-66第九章温温度调节节系统设设计-6 9.1 冷冷却系统统的计算算-66 9

4、.2 冷冷却水道道的出、入入口排布布-77第十章成成型零件件的设计计与计算算-8 10.1 凹凹模的结结构形式式-8810.22 凸模模的结构构形式-88 10.3 导导柱导向向机构的的设计-88 10.4 确确定型芯芯和型腔腔的尺寸寸-88 10.4.11 型型腔的径径向尺寸寸-8 110.44.2 型腔的的深度-8 110.44.3 型芯的的径向尺尺寸-9 100.4.4 型芯的的高度-9第十一章章脱模机机构设计计-99第十二章章模架的的设计-11 112.11 AA板尺寸-111 112.22 BB板尺寸-111 112.33 CC板尺寸-111第十三章章注射机机参数的的校核-113 1

5、13.11 注射射压力的的校核-133 113.22 锁模模力的校校核-133 113.33 开模模行程与与推出机机构的校校核-133 13.3.11 模具闭闭合高度度长度尺尺寸校核核-113 113.33.2 模模具闭合合高度校校核-113 113.33.3 开开模行程程校核-113第十四章章设计小小结与致致谢-14第十五章章参考文文献-15第一章序序言课题研究究的目的的和意义义工业的发发展水平平的不断断提高，工工业产品品更新速速度加快快，对模模具的要要求越来来越高，尽尽管改革革开放以以来，模模具工业业有了较较大的发发展，无无无论是是数量还还是质量量仍满足足不了国国内市场场的需要要，目前前满

6、足率率只能达达到70%左右。造造成产需需矛盾突突出的原原因，一一是专业业化、标标准化程程度低，除除少量标标准件外外购外，大大部分工工作量均均需模具具厂去完完成。加加工企业业管理的的体制上上的约束束，造成成模具制制造周期期长，不不能适应应市场要要求。二二是设计计和工艺艺技术落落后，如如模具CADD/CAAM技术采采用了不不普遍，加加工设备备数控化化率低等等，亦造造成模具具生存率率不高、周周期长、总总之，是是拖了机机电、轻轻工等行行业发展展的后退退。因此我们们必须意意识到，对对模具设设计的研研究的目目的和意意义在于于能够跟跟好的认认识模具具工业在在国民经经济中的的地位的的重要性性。因为为利用模模具

7、成型型的方法法，质量量上市一一种减少少切削。无无切削、多多工序重重合的生生产方法法，采用用模具成成型的工工艺代替替传统的的切削加加工工艺艺，可以以提高生生产率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，大批生产的主要技术手段，它对保证制品质量，缩短试用周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性的意义，因此德国把模具称为“金属加工的帝王”，把模具工业视为“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具工业视为“整个工业发展的秘密”。因此，要要使用国国民经济济各个部部门获得得高速发发展，加加

8、速实现现社会四四个现代代化，就就必须尽尽快将模模具工业业搞上去去，使模模具生产产形成一一个独立立的工业业部门，从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键作用。1第二章产产品的说说明塑料圆盖盖卡扣是是塑料产产品中常常用的组组合封盖盖，它结结构紧凑凑，寿命命长，可可受冲击击力大。塑料圆盖广泛应用于玩具，钟表，仪器等各种场合。所以，选择合适的注射模具成型圆盖很有必要。图 2-1制件件图第三章塑塑料件的的结构与与成型工工艺的分分析3.1 圆圆盖材料料的特性性 ABSS是一种种常用的的具有良良好的综综合力学学性能的的工程塑塑料，是是在聚苯苯乙烯分分子中导导入了丙丙烯腈、丁丁二烯等等异种单单体后形形成的改改性

9、共聚聚物，也也可称改改性聚苯苯乙烯，具具有比聚聚苯乙烯烯更好的的使用性性能和工工艺性能能。ABS塑料一一般不透透明、无无毒且无无味，成成型塑料料件的表表面有较较好的光光泽。ABS具有良良好的机机械强度度，特别别是抗冲冲压强度度高；ABS还具有有一定的的耐磨性性、耐寒寒性、耐耐油性和和耐水性性以及化化学稳定定性。其其缺点是是耐热性性不高且且易燃。改改变ABS树脂中中混合物物的比例例可改变变得到一一系列具具有不同同冲击强强度、流流动特性性的品种种。 ABSS的密度=1.1g/cm,收缩率率为0.33%-0.8%，现取取值0.55%。3.2 塑塑料件的的注射成成型过程程及工艺艺参数 ABSS是吸水水

10、的塑料料，在室室温下，24h可吸收收0.22%-0.35%的水分分，虽然然这种水水分不至至于对其其力学性性能构成成重大的的影响，但但注射是是若湿度度超过00.2%，塑料料表面会会受打的的影响，所所以对ABS进行成成型加工工时一定定要事先先干燥，而而且干燥燥后的水水分含量量应小于于0.22%。23.2.1 成成型前的的准备成型前，应应对ABS的色泽泽、细度度和均匀匀度进行行检查。由由于ABS的吸水水率为00.2%-0.8%，容易易吸湿，成成型前应应进行充充分的干干燥，干干燥至水水分含量量小于00.3%。干燥燥条件：用烘箱箱以8085C烘24h或用干干燥斗以以80C烘12h。3.2.2 经查查有关

11、手手册，得得到一班班情况下下ABS塑料的的成型工工艺参数数如下：密度：11.01.11g/ccm.收缩率： 0.3%-0.8%。预热温度度： 8085C。预热热时间为为24h料筒文温温度：后段1501700C，中段1801900C，前段2002100C。喷嘴温度度： 18801900C。模具温度度： 5070C。注射压力力： 601000MPaa。成型时间间：注射时时间为25s，保压压时间为为510ss,冷却时时间为515s，总共共为1550s。第四章注注射机的的选用 4.11 所需需注射量量的计算算选用注射射机时，通通常是以以某塑件件（或模模具）实实际需要要的注射射量初选选某一公公称注射射量

12、的注注射机型型号，然然后依次次对该机机型的公公称注射射压力、公公称锁模模力、模模板行程程以及模模具安装装部分的的尺寸一一一进行行校核。以实际注注射量初初选某一一公称注注射量的的注射机机型号；为了保保证正常常的注射射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：V实VV公式子中，V实实际塑塑件（包包括浇注注系统凝凝料）的的总体积积（cm）。4.1.1 塑塑料件质质量、体体积计算算对于塑料料件，根根据合格格尺寸，利利用Proo/e获得三三维模型型，对其其进行分分析，得得：塑料件的的体积：V1 =1.225cmm；塑料件的的质量：M1 =1.331266g；4.1.2 浇浇注系统统

13、凝料体体积的初初步计算算可按塑料料件体积积的0.6倍计算算，由于于该模具具采用一一模六腔腔，所以以浇注系系统凝料料体积为为：V2 =6V1X00.6=6X11.255X0.6=44.5ccm34.1.3 该模模具一次次注射所所需要的的ABS：体积：VV0=2V1+V2=122cm质量：MM0=V0 =11.055X122=122.6gg4.2 注射机机型号的的选定根据以上上的计算算，初步步选定型型号为XS-Z-330（立式式）,改注射射机参数数如下表表4-1所示。注射量参数注射量参数注射机最最大注射射量30cmm喷嘴球面面半径SR122mm注射压力力119MMPa最小模厚厚60mmm最大开距距

14、160mmm注射机定定位孔直直径63.5mmm注射机拉拉杆的间间距250mmmX2280mmm锁模力250KKN表 4-1注射射机参数数第五章分分型面的的选择分型面是是指分开开模具取取出塑件件和浇注注系统凝凝料的可可分离的的接触表表面。一一副模具具根据需需要可能能有一个个或两个个以上的的分型面面，分型型面可以以是垂直直于合模模方向，也也可以与与合模方方向平行行或倾斜斜。5.1 分分型面的的选择原原则：a）、便便于塑件件脱模：、在开开模时尽尽量使塑塑件留在在动模内内、应有有利于侧侧面分型型和抽芯芯、应合合理安排排塑件在在型腔中中的方位位；b）、考考虑和保保证塑件件的外观观不遭损损坏c）、尽尽力保

15、证证塑件尺尺寸的精精度要求求（如同同心度等等）d）、有有利于排排气e）、尽尽量使模模具加工工方便我们这里里选择水水平分型型面。4第六章型型腔数目目的决定定及排布布6.1 型腔数数目的确确定：为了使模模具与注注射机的的生产能能力的匹匹配，提提高生产产效率和和经济性性，并保保证塑件件体精度，模模具设计计时应确确定型腔腔数目，常常用的方方法有四四种： 1)、根据据经济性性能确定定型腔数数目；2）、根根据注射射机的额额定锁模模力确定定型腔数数目；3）、根根据注射射机的最最大注射射量确定定型腔数数目；4）、根根据制品品精度确确定型腔腔数目。我们选择择的是一一模六腔腔。图 6-1 第七章浇浇注系统统的设计

16、计7.1 主流道道设计主流道通通常位于于模具中中心塑料料熔体的的入口处处，它将将注射机机喷嘴射射出的熔熔体导入入分流道道或型腔腔中。其其主要的的形状为为圆锥形形，以便便于熔体体的流动动和开模模使主流流道凝料料顺利拔拔出。主流道小小断直径径D=注射机机喷嘴直直径+（0.51） =4+（0.51）取D=55主流道球球面半径径SR=主流道道喷嘴球球头半径径+（12） =112+（12）取SR=14球面配合合高度h=35mmm 取h=33mm主流道长长度L=555mmm 5 主流道大大端直径径D=D+2Lttan=5+22X555Xtaan2=8.84 取 D=9mmm选择标准准的主流流道衬套套（浇口

17、口套）为为主流道道零件，因因此浇口口套的总总长度 L0=L+hh+2=55+3+22=600mm。 7.22 浇口口位置的的选择浇口是连连接分流流道与型型腔之间间的一段段细短通通道，它它是浇注注系统的的关键部部分。浇浇口的形形状、位位置和尺尺寸对塑塑件的质质量影响响很大。浇口的理理想尺寸寸很难用用理论公公式计算算，通常常根据经经验确定定，取其其下限，然然后在试试模过程程中逐步步加以修修正。我们在开开设浇口口时应注注意以下下几点：浇口应应开在能能使型腔腔各个角角落同时时充满的的位置。浇口应应设在制制品壁厚厚较厚的的部位，以以利于补补缩。浇口的的位置选选择应有有利于型型腔中气气体的排排除。浇口的的

18、位置应应选择在在能避免免制品产产生熔合合纹的部部位。对于带带细长型型芯的模模具，宜宜采用中中心顶部部进料方方式，以以避免型型芯受冲冲击变形形。浇口应应设在不不影响制制品外观观的部位位。不要在在制品承承受弯曲曲载荷或或冲击的的部位设设置浇口口。该模具是是中、小小型塑料料件的多多型腔模模具，我我们这里里选用侧侧浇口。第八章排排气系统统的设计计该套模具具属于小小型模具具，排气气量小，可可利用分分型面、滑滑块和顶顶杆等间间隙进行行排气，不不需要单单独开设设排气槽槽。第九章温温度调节节系统设设计无论何种种塑料进进行注射射成型，均均有一个个比较适适宜的模模具温度度范围，在在此温度度范围内内，塑料料熔体的的

19、流动性性好，容容易充满满型腔，塑塑胶脱模模后收缩缩和翘曲曲变形小小，形状状与尺寸寸稳定，力力学性能能以及表表面质量量比较高高。为了了是模具具稳定控控制在一一个合理理的范围围内，必必须设计计模具的的温度调调节系统统。9.1 冷冷却系统统的计算算塑料传给给模具的的热量与与自然对对流散发发到空气气中的模模具热量量、辐射射散发到到空气中中的模具具热量及及模具传传给注射射机热量量的差值值即为用用冷却水水扩散的的模具热热量。塑料传给给模具的的热量单位时时间内塑塑料传给给模具的的热量可可用下式式计算：Q = n mm q 6 式中Q单位时时间内塑塑料传给给模具的的热量（KJ/h）；n每每小时注注射次数数；m

20、每每次注射射的塑料料量，包包括浇注注系统（kg)；q单单位质量量的塑料料在模腔腔内的热热量（KJ/kg)。根据ABBS塑料的的成型工工艺参数数，取注射时间间t1=33s保压时间间t2=6ss冷却时间间t3=100s注射周期期t=t1 + t22 + t3 +（58）=3+6+110+（58）=255s每小时注注射次数数 n=3600025=1444单位热流流量系数数 q = 3350（KJ/kg)总热量：Q = n mm q = 11440.0012663500 = 6335.004KJJ/h9.2 冷却水水道的出出、入口口排布由上面计计算可知知，该模模具塑料料释放的的总热量量不大，在在模具型

21、型腔周围围增设冷冷却水管管即可，凹凹模的水水管直径径为10mmm，凸模模水管直直径为8mm。该模模具这里里采用侧侧浇口的的冷却水水道，冷冷却水道道的出、入入口排布布如下图图9-11.图 9-1冷却却水道的的出、入入口排布布 7 第十章成成型零件件的设计计与计算算10.11 凹凹模的结结构形式式：凹模又称称阴模，它它是成型型塑件外外轮廓的的零件。根根据需要要有以下下几种结结构形式式：整体体式凹模模、组合合式凹模模、拼块块组合式式凹模，我我们的产产品属于于小型制制件，从从各方面面分析我我们可选选用组合合式凹模模。10.22 凸凸模的结结构形式式凸模（即即型芯）是是成型塑塑件内表表面的成成型零件件，

22、通常常可非为为整体式式和组合合式两种种类型。我我们根据据凹模的的结构形形式选择择整体装装配式凸凸模。10.33 导柱导向向机构的的设计为了保证证注射模模准确合合模和开开模，在在注射模模中必须须设置导导向机构构。导向向机构的的作用是是导向、定定位以及及承受一一定的侧侧向压力力。我们在设设计此机机构的同同时还应应注意以以下几点点：导柱应合合理地均均布在模模具分型型面的四四周，导导柱中心心至模具具外缘应应有足够够的距离离，以保证模模具的强强度。一般导柱柱滑动部部分的配配合形式式按H8/f8，导柱柱和导套套固定部部分配合合按H7/k6，导套套外径的的配合按按H7/k6。我们所选选的导柱柱还充当当复位杆

23、杆的功能能。10.44 确确定型芯芯和型腔腔的尺寸寸 ABBS的收缩缩率在0.30.88%，取取平平均收缩缩率0.55%。 1)、型腔腔的直径径L mm 2)、型腔腔的深度度 H m 3)、型芯芯的直径径 l m 4)、型芯芯的高度度h mm 100.4.1 型腔的的径向尺尺寸 ABSS塑料的的精度一一般为4级，模模具的最最大磨损损量去塑塑胶公差差的1/6；模具具的制作作公差z=/30.008mmm；取x=00.755。LM1+ =（1+S）Lsx0+z =（1+00.5%）x410.775x00.2660+0.08 =411.0110+0.08 100.4.2 型腔的的深度塑料高度度尺寸5m

24、m的公差差为0.224，模具具的最大大磨损量量去塑胶胶公差的的1/6；模具具的制作作公差z=0.008mmm；取x=00.5。 LMM0+ =（1+S） Lsx0+z =（1+00.5%）x50.55x0.240+0.08 =4.90550+0.08810.44.3 型芯的的径向尺尺寸模具的最最大磨损损量去塑塑胶公差差的1/6；模具具的制作作公差z=/30.088mm；取x=00.755。 lmm0-z=（1+S）lsx0-z =（1+00.5%）x411+0.75xx0.22800-0.08 =41.41550-0.0810.44.4 型型芯的高高度模具的最最大磨损损量去塑塑胶公差差的1/6

25、；模具具的制作作公差z=/30.008mm；取x=00.5。ABS的收缩缩率在0.30.88%，取平平均收缩缩率0.55%。hm0-z=（1+S）hsx0-z =（1+00.5%）x344+0.5x00.2440-0.08 =334.2290-0.08第十一章章脱模机机构设计计注射成型型的每一一个循环环中，塑塑料件必必须准确确无误地地从模具具的凹模模中或型型芯上脱脱出，完完成脱出出塑料件件的装置置称为脱脱模机构构，也称称为推出出机构或或顶出机机构。圆盖卡扣扣塑料件件推出的的基本方方式采用用最常见见的推杆杆推出即即能满足足脱模要要求。选选择圆形形推杆，顶顶杆布局局如图11-1所示，布布局为对对称

26、布置置，故只只标注一一侧，顶顶杆编号号为15。其中，114号为普普通推杆杆，推出出制件，无无特殊挖挖口，如如图11-2。5号为拉拉料杆，脱脱模时顶顶出浇道道凝料，达达到自动动切断浇浇口的目目的，如如图11-3.9图 111-1顶顶杆布局局图 111-2 14号为普普通推杆杆图 111-3 5号为拉拉料杆 10 第十二章章模架的的设计选用标准准模架，可可以大大大缩短模模具的制制作周期期，提高高企业的的经济效效益。由由前面型型腔的布布局以及及相互的的位置尺尺寸，再再根据成成型零件件尺寸结结合标准准模架，本本模具选选用GB/T41196.1GB/T41169.2320006基本型型模架，模模架大小小

27、为2300x1880x2200(18118型）。各各模板尺尺寸的确确定过程程如下。12.11 AA板尺寸寸A板是定定模腔板板，塑料料件高度度为5mm，A板厚度度取标准准模架尺尺寸30mmm.12.22 BB板尺寸寸B板是凸凸模固定定板，凸凸模的成成型部分分高度为为标准模模架尺寸寸30mmm.12.33C板尺寸寸垫板=推推出行程程+推板厚厚度+推板固固定板厚厚度+（510）=155+200+155+（510）=5560（mm）。去去垫块厚厚度为60mmm。上述尺寸寸确定之之后，从从模具设设计（实实训指导导书）的的基本型型模架表表中选择择标准模模架，如如下图121、12-2。11 图12-1 图

28、122-2 12 第十三章章注射机机参数的的校核13.11 注射压压力的校校核该项工作作是校核核所选注注射机的的公称压压力P是否满满足塑件件成型时时需要的的注射压压力P0。而ABS的注射射压力的的大小取取决于ABS的熔融融流动性性，流道道、浇口口的厚度度和宽度度，以及及制品的的厚度等等。注射射压力的的范围较较宽，通通常为401300MPaa，对于厚厚壁制品品，注射射压力可可取小值值；而薄薄壁制品品则应取取大值。对对于本例例中的斜斜齿轮我我们选择择P01000Mppa H最小。故满足要要求。开模行程程是指从从模具中中取出塑塑料所需需要的最最小开合合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行

29、程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。13.33.3 开开模行程程校核对单分型型面注射射模，所所需开模模行程H为：S =1160mmm HH = H1 + HH2 +（510） mmm式中，HH1塑件推推出距离离（也可可以作为为凸模高高度）（mm）； HH2包括浇浇注系统统在内的的塑料件件高度（mm）； SS注射机机移动板板最大行行程（mm）； HH所需要要开模行行程（mm）。 13 而我们这这里通过过资料和和计算可可得出：H = 4 + 600

30、 + 6 = 700（mm）1660（mm）。故开模行行程满足足要求。第十四章章设计小小结与致致谢塑料工业业是当今今世界上上最快的的工业门门类之一一，对于于我国而而言，它它在整个个国民经经济的各各个部门门中发挥挥了越来来越大的的作用。我我们大学学生对于于塑料工工业的认认识还是是很肤浅浅的，但但是通过过这次塑塑料模具具课程设设计，让让我们更更多的了了解有关关塑料模模具设计计的基本本知识，更更进一步步掌握了了一些关关于塑料料模具设设计的步步骤和方方法，对对塑料模模有了一一个更高高的认识识。这对对我们在在今后的的生产实实践工作作中无疑疑是个很很好的帮帮助，也也间接性性的为今今后的工工作经验验有了一一

31、定的积积累。塑料制品品成型及及模具的的设计还还是个很很专业性性、实践践性很强强的技术术，而它它的主要要内容都都是在今今后的生生产实践践中逐步步积累和和丰富起起来的。因因此，我我们要学学好这项项技术光光靠书本本上的点点点知识识还是不不够的，我我们更多多的还应应该将理理论与实实际结合合起来，这这还需要要我们到到工厂里里去实践践。我相相信在未未来的我我一定能能走到最最前头。在本次实实训即将将结束之之际，我我们要感感谢在这这一阶段段所有帮帮助过我我们的人人。首先先，我们们要最忠忠心地感感谢我们们的指导导老师张闯开开老师、周周光耀老老师和甘甘勇老师师。其次次，我们们要感谢谢同学们们。正是是这些老老师的悉

32、悉心指导导和同学学们的探探讨中，我我们才对对自己的的专业有有了更深深层次的的认识，提提高了利利用Proo/e和CAD等软件件的应用用设计。此此外，张张老师良良师益友友、严谨谨细致、诲诲人不倦倦的教学学态度也也令我深深受感动动。14第十五章章参考文文献1.塑塑料成形形工艺与与模具设设计屈华昌主编（机械械工业出出版社）2.模模具设计计（实训训指导书书）刘朝福编著（清华华大学出出版社)3.塑塑料成型型模具设设计单小根主编（西安安电子科科技大学学出版社社）4.塑塑料模具具设计师师手册王鹏驹张杰主编（机械械工业出出版社）5.机机械制图图（第第三版）刘力主编王冰副主编（高等等教育出出版社）6.模模具课程程设计指指导梅伶主编（机械械工业出出版社）15