畢業設計論文課題名稱外旋蓋的塑料模設計學生姓名王金炎學號0330719068院系、專業機械工程學院模具設計與制造指導教師陳國新目錄第1章塑件的工藝分析1第2章塑件的體積估算和注射機型號的選擇1第3章澆注系統的設計4第4章零部件的設計5第5章塑件導向機構的設計6第6章塑件脫模機構的設計7第7章冷卻系統的設計8第8章模具的裝配8前言在現代生產制造技術中，模具的使用很廣泛，模具技術的水平在很大程度上反映了整個國民經濟中的發展程度，隨著塑料在機械，電子，國防，交通，建筑，通訊，農業，輕工和包裝等各個行業的廣泛應用，對塑料模具的需求量也日益增加，塑料模具在國民經濟中的重要性也就越來越突出，上世紀90年代，我國塑料技術的發展進入了一個全新的階段，隨著我過經濟的騰飛，對這種生產技術的發展已經專業技術人才的需求也將與日俱增。本人設計的這副模具是塑料成型模具，是一個漁具轉盤上的一個連接零件，叫做旋臂蓋，這是一種圓柱形狀的塑料件。在設計過程中我是按照循序漸進的方法，嚴格按照設計要求去做，力求數據準確，結構合理，在保證合乎塑料件要求的同時，力求結構簡單。但是由于本人的實踐經驗不足，因此考慮的問題可能有些地方不是很全面，設計中難免會出現錯誤，還望各位老師和同學指正。在此，我在這里衷心的感謝老師對我的指導和同學對我的幫助。第1章塑件的工藝分析首先來看一下設計塑件時必須考慮的幾個方面的問題1塑料的物理機械性能，如強度，剛性，彈性，吸水性等。2塑料的成型工藝性。3塑料成型所導致沖模流動，排氣，補縮等。4塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異。5模具的總體結構，以及脫模的復雜程度。6模具零件的形狀和制造工藝。塑件的設計主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，表面光潔度，壁厚，斜度，以及塑件上的加強筋等的設計。（1）尺寸和精度由于該塑件是圓柱形狀，而且是做外面的旋臂蓋，所以尺寸和精度要求不是很高，所以經分析選擇一般精度等級13級精度。（2）塑件的形狀該塑件形狀簡單，容易模塑，所以采用單分型面，而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度，這樣也更易脫模。（3）塑件的臂厚塑件的壁厚對塑件的質量影響很大，壁厚過小，成型時流動阻力大，大型復雜制品就難以充滿型腔，壁厚過大，不但造成原料的浪費，而且對熱固性材料成型來說增加了壓塑的時間，而且容易造成固化不完全，對熱塑性材料來說就回增加冷卻時間，所以初步估計為該塑件壁厚為2MM。（4）該塑件采用ABS樹脂，起成型特點流動性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經過長時間的預熱干燥，溢邊值004毫米，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對精度的要求較高的塑件，模溫適合取5060攝氏度，對光澤，耐熱塑件，模溫取6080攝氏度。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機成型時，料溫為180230攝氏度，注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強度和良好的機械強度以及一定的耐磨性。收縮率為0407。質量密度為109克每立方厘米。第2章塑件的體積估算和注射機型號的選擇第21節估算塑件體積V整個臂蓋的塑料實心體積V1臂蓋中凹進去的缺陷體積V2嵌件所嵌入臂蓋的體積V澆交流道分流道和澆口等澆注系統所需塑料體積V總塑件所需塑料的體積V蓋SH30141568048MMV澆31437031431/23143108314370951/210828262255637263V塑件1805565481192MM由此初步確定此模具為一模八腔，即N8，故所有的總體積為V全1192863720615908615。9CM因為PBS的密度為P1022116G/CM取平均密度P109G/CMM金PV1091591733G第22節注射機的類型和規格注射機的類型和規格有很多，按結構形式可分為機的類型和規格有很多，按結構形式可分為立式，臥式和直角式三類，國產臥式注射機一標準化和系列化。這三類不同的結構形式的注射機的特點如下立式注射機的螺桿垂直裝設，鎖模裝置推動動模板也沿垂直方向移動，優點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上安放嵌件，嵌件不容易傾斜或墜落。缺點是制品自模中頂出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有礙于全自動操作。此類是注射機注射量一般均在60克以下。臥式注射機是目前使用最廣，產量最大的注射成型機，其注射柱塞與螺桿合模運動均沿水平方向布置，并且多數在一條線上（或相互平行。優點是機體比較低，容易加料和操作，制件頂出模具后可自動墜落，所以容易實現全自動操作，機床中心比較低，安裝穩妥。其缺點是模具的安裝比較麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機床的占地面積大。直角式注射機的注射螺桿或柱塞與合模運動方向相互垂直，這種注射機的重要優點是結構簡單，便于自制，適合單件生產，中心不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時長利用開模時絲桿的轉動來拖動螺紋型芯或螺紋型環旋轉，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力，模具受沖擊震動比較大。根據注射機注射成塑件所用的塑料起量，選擇最少不小于1733G的最小量注射機。故此選擇注射機為XSZ30，其工藝參數如下注射機的工藝參數表XSZ30額定注射量30CM螺桿直徑28MM注射壓力119MPA注射行程07S和模力KN250KN最大成型面積90CM最大開模行程160MM模具最大厚度240MM模具最小厚度60MM第23節型腔數目的校核根據公式N（KMNM2）/M見塑料成型工藝與模具設計K注射機最大注射量利用的系數MN注射機允許最大的注射量M2澆注系統所需的體積M1單個塑件的體積所以有N（0830637）/119148取整數N15由此可知N8符合要求。第24節注射機有關工藝參數的校對（1）MMAX30既注射機的最大澆注射程大于注射機所注射及塑件所需容量。（2）鎖模力A澆注塑料和塑件的最大投影面積A31498395310812320342853243626792679CM90CM故符合設計要求根據公式P腔AP鎖A2679CMP腔F40002679107160KN250KN既型腔投影面積所需鎖模力小于注射機的額定鎖模力P（3）注射機壓力的校核塑料成型壓力P成P澆P成7001400（10PA）119MPA即塑件的注射壓力小于注射機額定壓力（4）小模具厚度與最大模具厚度校核安裝模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所設計的模具的總高度應在最大模厚與最小模厚之間，以外形設計尺寸須在注射機根（或二根拉桿之間）既60H模240第3章澆注系統的設計第31節主流道襯套的設計在臥式注射機的模具中，主澆道應設計成垂直的分型面，為了使凝料從主流道拔出，故設計成圓錐形，要有2度到6度的錐角，內壁有8以上的光潔度，其小端直徑常見為4MM8MM，看制品重量和補料需要而定，但是小端直徑應大于噴嘴直徑約1MM，否則主流道中的凝料將無法順利脫出，主流道的長度由定模板厚度而定的。由于主流道要與高溫的塑料和噴嘴反復的接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設計成可以拆卸更換的主流道襯套，以便選用優質鋼材進行加工和熱處理，主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，二者嚴密的配合，以避免高壓以至塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R2應比R1大12毫米。主流道襯套大端的圓凸出定模端面510毫米，并與注射機定模板的定位孔成功配合，起定位環作用，所以設計成為圖紙所示。第32節冷料井和拉料桿的設計臥式注射機用模具的冷料井，設立在主流道正對面的動模上，該模具采用帶Z型頭拉料桿的冷料井，分模時，就可以將該凝料從主流道中拉出，拉料桿的根部是固定在頂出板上的，所以在制件頂出時，冷料也一同被頂出。制造也方便。見圖紙。第33節分流道的設計該模具是一模八腔，所以要設計分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，從前兩點出發，分流道應該短而粗，但是不能太粗，該模具采用圓形斷面分流道，因為這樣分流道易與機械加工，分流道尺寸視該塑件的大小和塑料品種，注射速率，以及分流道長度而定，對多數塑料，分流道直徑為4MM，該模具分流道的布置采用平衡式分布。見圖第34節澆口的設計澆口是澆注系統的關鍵部分，澆口的形狀和尺寸對制件影響很大，模具為點澆口。點澆口是一種尺寸很小的澆口，物流通過時，有很大的減切速率。澆口容易在開模時實現自動切斷，故廣泛采用。點澆口的直徑為032毫米，視物料性質和制件重量而定。臺階長度為052毫米，常見0812毫米，澆口與制件相接處采用倒角，使點澆口拉斷時不被損壞。第4章零部件的設計第41節分型面的確立注塑體為圓柱形，而確定分型面時，由于塑件在型腔中的方位和形狀，谷采用單分型面。第42節排氣槽的設計當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內原有氣體不能順利排出，就將在制品上形成氣孔或其它制品缺陷，因此，設計型腔就一般要考慮排氣的問題，但是該模具是采用分型面和嵌件的縫隙排氣，故不特意開設排氣槽。第43節成型零件的結構設計成型零件主要包括型腔，性芯，各種形環的設計，由于型腔直接關系到塑件的質量，因此要求有足夠的強度，剛度，硬度和耐磨性，還有要受塑料的擠壓和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足夠的精度和表面光潔度，一般光潔讀在8以上，以保證所需的塑料產品的質量以及脫模方便。1型腔的結構設計該模具是采用整體嵌入式型腔，它用螺釘固定嵌入的嵌塊，其使用與經常拆卸的地方，這樣就可以更換2型芯的結構設計型芯是用成型塑料內表面的零件。二者并沒有嚴格的區分，該模具的型芯；比較分散，而且是一模八腔，所以該模具采用嵌入式的型芯。3成型零件的尺寸計算型腔直徑按平均收縮率計算（單位MM）因為ABS的收縮率為0407，所以可知平均收縮率為055。于是根據上列平均收縮率來計算下列成型零件的尺寸。型腔直徑平均收縮率計算（單位MM）平均收縮率為SCP5。51）180LMLSLSSCP3/4其中代表塑件公差，成型零件的制造公差，一般取1/43/4在這里取1/4。LM1810553/40181000551809918102型芯直徑按平均收縮率計算1）1550LMLSLSSCP3/415501000551558525155990LMLSLSSCP3/49100055905（3）腔深度按平均收縮率計算HS710HMHS1SCP2/3710100052/307144型芯深度按平均收縮率計算HS50HMHS1SCP2/350100052/3050275503由于此產品的外型要求不高，所以就沒必要對型芯和型腔的尺寸進行公差校核，就按平均收縮率進行粗略計算。第5章合模導向機構的設計第51節導柱的設計導向機構對于塑料模具來說是必不可少的部件，因為在模具的閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須有導向機構，導向機構主要有定位，導向，受一定的側壓力，一般的導柱所露出在分型面上的長度要比型芯高68毫米，以避免導柱型芯先進入型腔與其碰撞而損壞型腔和型芯。至于配合精度問題一般采用過度配合，導柱裝入模板多用二級精度第二種過渡配合，該模具所采用的是如下圖所示硬度調節到HRC5055，配合光潔度要求為7，草圖如下第52節導套的設計為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前端倒一圓角，且導柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應低于導柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導柱或導套拉毛。導套的精度與配合，是采用二級精度過渡配合壓入定模模板。樣式見圖紙。導柱布置見圖紙。第6章塑件脫模機構的設計第61節頂針的設計該模具采用頂針頂出，并保證了足夠的脫模力，頂針采用的是45號鋼，端部要淬火，讓硬度達到HRC50以上。直徑D與型腔部分頂針孔的配合為D3/DC3具體尺寸見圖紙。第62節復位的設計該模具脫模機構在完成塑件脫模后，為進行一個循環，必須回到初始位置，該模具是采用復位桿復位的。具體式樣見圖紙上的推桿固定板和裝配圖。第63節脫模過程該模具采用彈簧和頂針脫模，選用AA分型，分開之后由頂針頂出，進而使塑件脫離動模。第7章冷卻系統的設計冷卻系統的設計原則有（1）冷卻水孔要盡量多，尺寸盡量大。（2）冷卻水孔至型腔表面距離相等。（3）澆口處加強冷卻。（4）降低入水與出水的溫度差。（5）冷卻水孔的排列形式。（6）便于加工和清理。由于該零件外型比較小，故就開幾個冷卻孔就可以，勿需直接接上冷卻水道。第8章模具的裝配該模具以模板相鄰側面作為裝配基準，磨削模板相鄰兩側面成90，然后以側面為基準分別安裝定模和動模上的其它零件。第81節組件型腔和型芯與模板的裝配。根據這模具的結構采用埋入式型芯裝配，固定板沉孔與型芯尾部為過度配合。固定板沉孔一般采用立銑加工，在修整配合部分時，應注意動模和定模的相對位置，修配不當則將使裝配后的型芯不能與定模配合。埋入型芯還用螺釘緊固。型腔采用鑲入法，在裝配時，要選取裝配基準，合理的確定其裝配工藝，保證裝配關系正確。裝配好后還打上記號，便于以后的拆裝。裝配時的注意事項型腔和型芯與模板固定孔一般為H6/M6配合，如配合過緊，應進行修磨，否則在壓入后模板變形，對于多型腔模具，還將影響個型芯間的尺寸精度。裝配前應檢查，修磨影響裝配的傾角為圓角或倒棱。為了便于型芯和型腔鑲入模板，并防止擠毛孔壁，壓入端設計有導入圓角。型芯和型腔壓入模板時應保持垂直和平穩，在壓入的過程中應邊檢查邊壓入。第82節推桿的裝配要求1推桿的導向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確合理，一般采用H8/F8配合，應注意防止間隙太大漏料。2推桿與推桿孔中往復運動平穩，無卡滯現象。3推桿與復位桿端應分別與型腔表面和分型面齊平。推桿固定板的加工與裝配為了保證制作的順利拖木，各推出元件應運動靈活，復位可靠，推桿固定板與推板需要導向裝配和復位支承，采用導柱導向結構。用復位桿復位，為了使推桿在推板孔中往復平穩，推桿在推桿孔中有所浮動，推桿與推桿孔的裝配部分分每邊流有05MM的間隙。所推桿固定的位置通過型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。第83節模具總裝配程序1確定裝配基準2裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦洗干凈。3調整個零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得笑語0，間隙不得超過溢料最小值，防止飛邊。4裝配中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總合模調整時檢查。5組裝導向系統，并保證開模，合模動作靈活，無松動和卡滯現象。6組裝頂出系統。并調整好復位已經頂出位置等。7組裝休整型心，保證配合面間隙達到要求。8組裝冷卻或加熱系數，保證管路暢通，不漏水，法門動作靈活。9緊固所有螺釘。10試模試模合格后打上模具標記，最后檢查各種配件，附件，保證模具裝配齊全。第84節該模具的裝配要求1模具上下平面的平行度偏差不大于003MM，分型面處需密合。2頂件時頂桿必須保持同步，上下模芯必須緊密接觸。第85節模具的裝配工藝1按圖紙要求檢查各零件尺寸。2修磨分型面的密合度。3將定模和動模板合在一起并用夾板夾緊，鏜導柱，導套孔，在孔內壓入工藝定位銷后，加工側面垂直基準。4利用定模的側面垂直基準來確定定模上時間型腔中心，作為以后加工的基準，分別加工定模的型腔。5利用定模型腔的實際中心，加工型心固定型孔的切割穿線孔，并進行線切割型孔。6在定模和動模上分別壓入導柱導套，并保持導向可靠，靈活。7過型心引鉆，鉸動模板上的頂桿孔。8過動模引鉆頂桿固定板上的頂桿孔。9加工復位桿孔，并組裝頂桿固定板。10組裝模底板和動模板。11在定模板上加