1、目 錄塑料蓋模具設計與制造3引 言31.模具設計任務書52. 塑件的工藝性分析52.1塑件的原材料分析62.2塑件的尺寸精度分析62.3塑件表面質量分析62.4塑件的結構工藝性分析62.5拔模斜度分析62.6塑件結構分析63. 成型設備與成型工藝參數選擇63.1計算塑件的體積和重量并確定注射機的型號63.2確定成型工藝參數74. 模具結構的選擇84.1模具結構的確定84.2模具型腔數目的確定95. 分型面的設計106. 澆注系統的設計116.1主流道的設計116.1.1澆口套的形式116.2分流道設計126.3澆口的設計136.3.1澆口的選用136.3.2澆口位置的選擇146.4澆注系統的平

2、衡156.5冷料穴的設計157. 排氣系統的設計168. 冷卻系統的設計169. 部件的設計179.1成型零部件的工作尺寸計算179.2脫模力計算1810 注塑機參數校核1910.1 最大注塑量校核1910.2鎖模力校核1910.3模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核2010.4模具開模行程校核2010.5噴嘴尺寸20小 結21參考文獻21塑料蓋模具設計與制造摘 要 通過對塑料制品圖的分析,了解塑件的幾何形狀、尺寸、公差及設計基準、材料名稱、牌號、表面要求等技術要求。合理設計模具6大基礎部分：分型面設計，澆注系統設計，冷卻系統設計，側抽機構設計，推出機構設計，排氣系統設計。正確制定模具的加工工藝路

3、線，合理選擇各個模板的加工工藝。通過參與模具設計與加工的整個過程，初步掌握簡單模具設計與制造的步驟，為將來的發展打下礎。關鍵詞 塑料公差 模具設計 模具加工工藝引 言模具是現代化的生產重要工藝裝備，在國民經濟的各個部門都越來越多地依據。用模具來進行生產加工，越來越引起人們的重視，模具也趨向標準化。隨著模具的迅速發展，在現代工業生產中，模具列為機械工業產業技術改造序列的第一位。模具工業是高新技術產業化的重要領域.例如,在電子產品生產中,制造集成電路的引線架的精密級進沖模和精密的制造集成電路塑封模,計算機的機殼,接插件和許多元器件的制造中的精密塑料模具, 精密的沖壓模具,都是產品生產不可或缺的工具

4、裝備.精密模具以使模具行業成為一個與高新技術產品互為依托的產業。現代模具工業又是技術密集型,高投入的裝備型產業,是加工裝備產業的一個組成部分.機械,汽車,電子通信,石化,建筑等國民經濟的支柱產業都要求模具工業的發展與之相適應,為其提供生產保證。 塑料制品的成型離不開塑料模具，而塑料工業的發展也帶動了塑料模具行業的發展。目前，我國塑料模具占整個模具行業比重的40%。當今世界,工業正日益朝著批量化的方向發展.這樣對注塑生產提出了自動化,智能化的要求；從而使模具向簡單化、調試方便快速性方向發展,對生產人員要求的普遍性提高。同時伴隨生產還有許多的問題,比如噪音問題,生產的安全性問題,所有這些問題要獲得

5、真正有效的解決都離不開注塑生產設備,生產工藝方案的制訂,生產人員的狀況,生產現場的管理等；而最為重要的是模具設計與制造的能力的提高。注塑模是模具設計與制造專業的主要專業課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對注塑模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發了我對注塑模具的愛好。但因本人經驗有限，因此很難避免的存在一些不合理之處，希望指導老師等批評和指正，以使我的畢業論文設計做得更合理，同時也為我走出校門步入社會打下堅實的基礎。本模具結構簡單，沒有復雜的型芯，一般的小模具廠就可以開模了，型腔部分可由電極加工成型，為了加工方便及小型芯小圓柱部分容易損壞，定模部分采用小型芯、型

6、腔鑲嵌式；同樣動模部分型芯與動模板也分開加工。塑件側璧有小孔，需要側抽芯結構，抽芯距和抽芯都不大，采用斜導柱抽芯結構就能滿足要求了，開模時，動模后移，斜導柱帶動滑塊向兩側移動，當斜導柱完全脫離滑塊時，定距螺釘定位。模具有拉料稈，塑件包緊在型芯上，并拉出系統凝料，然后推件板推出塑件，開模完成。合模時鍥緊塊使滑塊正確復位。2. 塑件的工藝性分析2.1塑件的原材料分析塑件品種結構特點使用溫度化學穩定性性能特點成型特點聚甲醛pom線型結構結晶型材料。70左右使用，成型溫度200-240，模具溫度5070在所有的工程塑料中聚甲醛耐有機溶劑和耐油性十分突出。特別在高溫條件下有相當好的耐腐蝕性。而且尺寸和機

7、械強度變化不大。聚甲醛與多中顏料有較好的相容性，易于著色。由于聚甲醛是一種高結晶性的聚合物，具有較高的彈性模量，很高的硬度和剛度。可以在-40100長期使用。而且耐多次重復沖擊，強度變化很少。強度受溫度和溫度變化影響很少。聚甲醛成型收縮率大，熔點明顯（153-160）。其熔體粘度低，粘度隨溫度變化不大。在熔點附近聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，所以，注射速度要快，注射壓力不宜過高。由于其熱穩定性差、加工范圍窄，所以要嚴格控制成型溫度，以免因溫度過高或在允許溫度下長時間受熱而引起分解。由于冷卻凝固時除熱量多，所以模具上應設計均勻冷卻的冷卻回路。結論1. 有很好的熱穩定性、化學穩定性并且易于加工。其屬

8、于結晶性材料并且不易吸收水分。2. pom 是一種堅韌有彈性的材料，即使在低溫下仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩定性和抗沖擊特性。3. 相對密度教大，不透明，不耐酸；成型收縮率大；熔點不很高；熱降解在教高溫度下相當迅速。在氧的存在下還有熱氧降解發生。2.2塑件的尺寸精度分析由于塑件圖未注公差尺寸均為塑料的高精度等級查取。2.3塑件表面質量分析該塑件不允許有變形及裂紋。2.4塑件的結構工藝性分析 從圖紙上分析，該塑件的外形簡單，壁厚均勻，所以容易成型。2.5拔模斜度分析由于pom的收縮率較大開模后會緊緊的包在型芯上，因此在不影響零件性能的條件下，應采用較大的拔模角度以利于塑件的脫模。本模具選擇的拔模

9、斜度型芯為1，行腔為0.5。2.6塑件結構分析 塑件頂部帶有個小孔。3. 成型設備與成型工藝參數選擇3.1計算塑件的體積和重量并確定注射機的型號計算塑件的體積通過pro/e軟件，“模型分析”得 v=10.69cm3計算塑件的重量根據塑料模具設計手冊查得密度取1.41g/cm3所以，塑件的重量為：m=nv 210.691.4130.15g澆注系統的體積為：主流道+分流道+澆口=0.98+6.159 7.139cm3粗略計算澆注系統的重量：7.1391.4110.065g(含冷料穴重)總重量：30.15+10.065=40.215g(3)確定注射機的型號一般工廠的塑膠車間都擁有從小到大各種型號的注

10、射機。中等型號的占大部分。由此結合以上分析、計算，根據公司現有設備初選注射塑機型號：xs-zy-125，其主要性能參數如下：螺桿直徑：42mm注射量：120g注射壓力120mpa鎖模力：900kn最大模厚：300mm最小模厚：200mm頂出行程：35mm頂出力：8179n頂出桿根數：283.2確定成型工藝參數查塑料成型工藝與模具設計表3.1得出工藝參數見表3.1，試模時可根據實際情況作適當調整。表3.1 塑件成型工藝參數項目 塑料 pom（共聚）注塑機型號螺桿式噴嘴形式直通式溫度/170 180料筒溫度/前段170190中段180200后段170190模具溫度/40120注射壓力/mpa100

11、150保壓壓力/mpa6070注射時間/s25保壓時間/s2090冷卻時間/s2060成型周期/s501604. 模具結構的選擇4.1模具結構的確定塑料模具的種類很多，大體上分為：二板模，三板模，熱流道模。本模具屬于雙分型面注射模具。有a，b兩個分型面，以兩個分型面分別取出流道凝料和塑件，比單分型面注射模具在動模板與定模板之間增加了一塊可移動的中間板，所以又叫三板式模具。因為制件有側孔，且為一模多腔，而中間板適用于點澆口進料的多型腔模具。 圖4.1 典型的三板模結構模架為標準件：futaba_s定模座板： 280*230*25mm定模板： 230*230*60mm推件板： 230*230*20

12、mm動模板 230*230*25mm支承板： 230*230*35mm推稈固定板：140*230*15mm推板： 140*230*20mm動模座板 280*230*25mm4.2模具型腔數目的確定該塑件的尺寸較小，一般精度等級。根據塑件的生產批量及尺寸精度要求。如果采用一模四腔或多于四腔時，模具的設計相當復雜、成本較高，綜合考慮應采用一模兩腔。5. 分型面的設計如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優選

13、出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：1) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。3) 保證塑件的精度要求。4) 滿足塑件的外觀質量要求。5) 便于模具加工制造。6) 減小成型面積。7) 增強排氣效果。8) 應使側抽芯行程較短其中最重要的是第2）、第5）。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如圖5.1所示，采用aa平直分型面。 圖5.1 分型面6. 澆注系統的設計6.1主流道的設計6.1.1澆口套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的澆

14、口套，以便有效的選用優質鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套一般采用碳素工具鋼（t8a,t10a）材料制造，熱處理淬火硬度hrc53-55度。澆口套都是標準件，只需去買就行了。澆口套與模板間配合采用h7/m6的過度配合。澆口套的規格有12，16，20等幾種。由于注射機的噴嘴圓弧半徑為r12，所以澆口套球面半經為r13。.澆口套如圖6.1所示 圖6.16.2分流道設計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統中熔融狀態的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩流態的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力

15、傳遞和保持理想的充填狀態，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。分流道截面尺寸視塑料品種，塑件尺寸，成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定,此模具取直徑6.4mm為c形流道，可用銑床用球頭刀加工，也可用電火化成型加工。分流道長度確定可由以下公式粗略算得： 其中： d分流道的直徑， w產品質量， l流道長度 結合經驗取l為20mm。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態較為理想，因面分流道的內表面粗糙度ra值并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速

16、度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低分流道表面粗糙度。6.3澆口的設計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。6.3.1澆口的選用此模具采用的是側澆口。側澆口國外稱之為標準澆口。此澆口加工容易，修整方便，并且可以根據塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會

17、形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。側澆口尺寸的計算。 h=tn h: 澆口處的厚度 t:澆口處的壁厚 n：塑料系數（如表6.1） w:澆口寬度 l：1mm2.5mm l:澆口長度 h=tn=10.7=0.7mm w=2h=20.7=1.4mm l=2.5mm由于選的分流道直徑為4，結合經驗w=1.5-5.0mm，取w為1.5mm表6.1 塑料系數塑料的種類塑料的系數ps、pe0.6pc、pp、pom0.7pmma、pa、ca0.80.8pvc0.9圖6.2 側澆口形式6.3.2澆口位置的選擇模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修

18、改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環節，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：1)盡量縮短流動距離2)澆口應開設在塑件壁厚最大處3)必須盡量減少熔接痕4)應有利于型腔中氣體排出5)考慮分子定向影響6)避免產生噴射和蠕動7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷8)注意對外觀質量的影響。根據本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，澆口選在型腔的下壁處，如圖6.3所示： 圖6.3 澆口位置6.4澆注系統的平衡對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形

19、式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。6.5冷料穴的設計在完成一次注射循環的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區域

20、內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克服這一現象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴。本模具的冷料穴在拉料桿上部。7. 排氣系統的設計為了使塑料熔體順利的填充模具型腔，必須將澆注系統和型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子氣體順利的排出模外。如果型腔內因各種原因產生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡，凹陷，熔接不牢，表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會產生反壓力降低充模速度。因此排氣系統對確保制品成型質量起著至關重要的作用。常采用的排氣方式

21、如下：1.利用排氣槽，排氣槽一般設在型腔最后被充滿的部位，排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產生飛邊的所允許的最大間隙來確定。2.利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或專用排氣塞排氣；3.有時為了防止制品與模個的真空吸附，而設計防真空吸附元件。4.利用配合間隙排氣。此模具選擇（4）的排氣方法。 對于簡單型腔的模具，可以利用推桿、活動型芯與模板的配合間隙進行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03-0.05mm.8. 冷卻系統的設計冷卻系統是一種在保證材料填充和成品質量的條件下，利用熱能傳遞的原理，將模具中的高溫隨著冷卻通道中冷卻液的不斷循環流動，實現溫度降低，

22、用以達到提高生產效率的系統。由于模具為中型模具，體積適中，該塑件屬于中等深度的塑件，可在凹模底部采用與型腔表面的等距離等鉆孔的形式設置冷卻水道。9. 部件的設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等。根據塑

23、件的尺寸，計算成型零件型腔的尺寸，確定型腔的組合方式，確定成型零件的加工、熱處理、裝配等要求，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。9.1成型零部件的工作尺寸計算影響塑件尺寸精度的因素很多,概括地說,有塑件原材料,塑件機構和成型工藝模具機構,模具制造和裝配,模具使用中磨損等因素，塑件原材料方面的因素主要是收縮率的影響。模具成型零件的制造精度是影響，塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造進度精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3或取it7-8級作為制造公差。型腔徑向尺寸 型芯徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 查模具設計指導表6-4得

24、 pom收縮率1.2%-3.0%，平均收縮率為s=2.1%，取/3。工作尺寸如表9.1。表9.1 型腔、型芯主要工作尺寸塑件的尺寸成型零件的尺寸型腔徑向、型芯徑向、型腔深度、型芯高度、其余尺寸不參與收縮率計算9.2脫模力計算將塑件從包緊的型芯上推出所克服的阻力稱為脫模力，脫模力主要由塑件收縮包緊型芯 造成塑件與型芯的摩擦力。脫模力ft=ap(cos-sin)+qa式中 a塑件包絡型芯的面積（mm）；p塑件對型芯單位面積上的包裹力，p取0.8x101.2x10pa；脫模斜度q大氣壓力0.09mpa；塑件對鋼的摩擦系數，約為0.10.3；a制件垂直于脫模方向的投影面積（mm）。 ft=1434.1

25、6+102.02=1536.18(n)所需脫模力較大，結合制件結構特點直徑、高度較大選用4根直徑15mm的推桿。10 注塑機參數校核10.1 最大注塑量校核注塑機的最大注塑量應大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量的80%。所以，選用的注塑機最大注塑量應 0.8式中：注塑機的最大注塑量，單位g。塑件的質量，單位g，該產品=30.15g 。澆注系統的質量，單位g，該產品= 10.065g。故 （g）而我們選定的注塑機注塑量為：125 所以滿足要求。10.2鎖模力校核 a熔融型料在型腔內的壓力，（2040mpa）a塑件和澆注系統在分型面上的投影面之和 經計算為2475 mm2 注塑機的額定鎖模力故 a=402475/1000=99（kn）選定的注塑機