1、成績?nèi)A北科技學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)生王俊杰學(xué) 號2專業(yè)班級材科B111班指導(dǎo)老師任學(xué)軍教師評語設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年12月21日至2015年1月5 日目錄第一章總論第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)和容第二節(jié)基本資料第二章塑料成型的工藝方案論證第一節(jié) 塑料制品的工藝分析 第二節(jié)成型工藝參數(shù)的確定第三章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 塑料制品的工藝分析第二節(jié) 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第三節(jié)脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第四節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第五節(jié)支承與連接零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)小結(jié)，體會、建議 第一章總論第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)和容一、設(shè)計(jì)題目塑料油壺蓋注射模設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)容根據(jù)給出的塑料件的結(jié)構(gòu)及尺寸

2、，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，具體容包括：1、塑件分析，確定塑件設(shè)計(jì)要求，明確塑件的生產(chǎn)批量，計(jì)算 塑件的體積和質(zhì)量；2、確定成型方法、成型工藝條件，包括成型時(shí)間、成型溫度、 成型壓力；3、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括分型面設(shè)計(jì)，模具型腔數(shù)確定，型腔的 排列和流道布局以及澆口位置設(shè)計(jì)，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，拉桿的形式選擇，排 氣方式設(shè)計(jì)；4、模具總體尺寸的計(jì)算；5、模具裝配圖和成型零件圖的繪制。三、設(shè)計(jì)成果1、編寫設(shè)計(jì)說明書一份；2、模具裝配圖1 （A1圖紙）；3、主要模具零件圖（如塑件圖、成型零件圖、模具型腔及非標(biāo) 準(zhǔn)件）。第二節(jié)基本資料(1) 成型方法與設(shè)備：在SZ125

3、/630型塑料注射機(jī)上注射成型;(2) 塑件材料：低密度聚乙烯；(3) 成型收縮率在1.5%3%(4) 生產(chǎn)批量：30萬件/年；(5) 塑件圖：二維圖三維圖第二章塑料成型的工藝方案論證第一節(jié) 塑料制品的工藝分析產(chǎn)品名稱：塑料油壺蓋產(chǎn)品材料：低密度聚乙烯LDPE塑件材料特性：LDPE的機(jī)械強(qiáng)度 較差，耐熱性不高，抗環(huán)境 應(yīng)力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差，需經(jīng)表面處理，如化 學(xué)侵蝕、電暈等處理后方可改進(jìn)其粘合性、 印刷性。吸水性很低， 幾乎不吸水，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑都較 穩(wěn)定。對C02有機(jī)性臭氣滲透性大，但對水蒸汽、空氣的滲透 性差。若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可

4、改善性能、在 化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián)，可提高軟化點(diǎn)、耐溫性、剛度、 耐溶劑性等。塑件材料成形性能：成型收縮率圍及收縮值大，方向性明顯，容 易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定；流動性好且對壓力變化敏感；易用于高壓注射，料溫均勻，填充速度應(yīng)快， 保壓充分；冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)； 質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可以強(qiáng)行脫模。產(chǎn)品數(shù)量：30萬件/年塑件的尺寸精度分析如圖1-1為油壺蓋的二維工程圖，單位mm圖1-1塑件圖該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT7查取公差，其主要尺寸公差要求如表1-1所示。表1-1 塑件上主要尺寸按 MT7級精度的公差

5、要求（單位 mm塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按 MT7級精度）外48形42尺3300.38寸303001=36mm3601.14形=33.73mm33.73a1'14尺Ds 小=32.21mm32.2101.14寸2727 a13O 0.38303211 0.381 0(2) 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒有提出特殊，通常，一般情況下外表面要求光潔， 表面粗糙度可以取到Ra=0.8卩m沒有特殊要求塑件部表面粗糙 度可取Ra=3.2卩m(3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體，圓周均勻分布12個(gè)R3的半圓柱凸起旋鈕花紋，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊去 除容易，設(shè)計(jì)合理

6、；壁厚相對均勻，且符合最小壁厚的要求；在 塑件壁有M36X 3.5螺紋孔，查表可知螺紋牙形強(qiáng)度足夠，在推 薦選用的圍，LDPE塑料為軟塑料，螺紋可強(qiáng)制脫模成型，但要 注意為了防止螺孔的最外圈的螺紋崩裂或變形，螺紋始末端應(yīng)有0.20.8的臺階，始末的螺紋應(yīng)漸漸開始結(jié)束，有I = 8的過渡長度，如圖1-3所示。該塑件端部已開有 3mm勺臺階，但頂部 臺階未有留出，在做型芯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意該處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖1-3螺紋孔的設(shè)計(jì)綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在 注射成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成 型的。3.塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具

7、設(shè)計(jì)中，要提高 塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具， 以便降低生產(chǎn)成本。第二節(jié)成型工藝參數(shù)的確定塑件材料物理性能：收縮率：1.5% 3%熔點(diǎn)：160 240 C熱變形溫度：80 100 C塑件質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為低密度聚乙烯，由上得知其密度為0.91 0.94 gCm3，收縮率為1.5% 3% ,計(jì)算出硬聚聚乙烯平均密度為0.92通過計(jì)算得：塑件的體積塑件的重量式中:塑料密度塑件要求：型腔的脫模斜度為2°,型芯的脫模斜度為1°,外表面粗糙度 Ra< 1.6,無缺陷，表面無特殊要求，所有過 度處有R0.2圓角。確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)選用塑料（LDP

8、E的特性和本設(shè)計(jì)中塑件的自身成型特點(diǎn)， 查有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)，如表1-3所示。表1-3塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格注射壓力：LT身間 注時(shí)05保壓壓力：60100MPa40 50MPa成型時(shí)間/s保壓時(shí)間15 60料筒溫度后段中段前段140 160冷卻時(shí)間總周期15 6040140t/ °C170 200塑化形式：噴嘴形式：柱塞式通用式噴嘴溫度t/ °C150170方法退火處理模具溫度30-45t/ C溫度循環(huán)烘后處理t/ C箱注射壓力60-100時(shí)間(10p/MPar/h20)8 12h雖然塑件體積、壁厚不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上L

9、DPE塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具 設(shè)計(jì)時(shí)要求有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻， 卻要均勻，以縮短成形周期，提高生產(chǎn)率。第三章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包（塑件成型位置，分型面的選擇， 主流道、分流道、澆口、冷料井、排氣槽的形式、部位及尺 寸）；分型面的選擇該塑件為油壺蓋，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量， 便于清除毛 刺及飛邊，有利于排除模具型腔的氣體， 分模后塑件留在動模一 側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大 處，如圖1-4所示。圖1-4 分型面的選擇如果按圖1-4（ a）所示

10、的分型面分型，則塑件分別是由兩個(gè)模 板成型，由于合模誤差的存在，會使塑件產(chǎn)生一定的同軸度誤差， 且飛邊不易清除；而按照圖1-4（ b）所示的分型面分型，則塑件整體由一個(gè)模板成型，消除了由于合模誤差使塑件產(chǎn)生同軸度 誤差的可能。因此，決定采用圖 1-4 （b）所示的分型面。 另外，為了提高自動化程度和生產(chǎn)效率， 減少LDPE的取向變形， 以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口，而模具采用了雙分型 面結(jié)構(gòu)。一個(gè)分型面用于成型塑件， 另一個(gè)分型面用于取出澆注 系統(tǒng)凝料。型腔的布局因?yàn)樗芗耐庑问菆A形的，各方向尺寸一致；另外，塑件結(jié)構(gòu)簡 單，不需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種。即左右對稱分布在模

11、板兩側(cè)，如圖1-7所示圖1-7型腔的排列方式澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)主流道設(shè)計(jì)3 根據(jù)設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)可計(jì)算出澆注系統(tǒng)的總體積為：V1 3cm因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)為一模二腔，且一個(gè)塑件的體積為：所以一次性注入的塑料的體積為：V V1 2 V 3 20.55 2 43.1cm3根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)塑查22表8選定注塑機(jī)型號為：GZ125/60根據(jù)相關(guān)資料，查得 SZ125/630型注射機(jī)注塑機(jī)的參數(shù)如下：注塑機(jī)最大注塑量 ：125cm3噴嘴球面半徑：SR15mm注塑機(jī)拉桿的間距：375mm 320mm鎖模力：630KN注塑壓力：120MPa最小模厚：150mm模板最大距離：300mm模板行程：275mm噴嘴前端孔徑

12、：4mm噴嘴前端球面半徑 R0=15mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑 R= R0+ (12) mm=15+(12) mm取 R=17mm主流道進(jìn)口端孔直徑d= d0+ ( 0.51)mm=4+ ( 0.51 ) mm取d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4°,同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè) 計(jì)r=5mm的圓弧過渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆口套；為了能與注塑機(jī)的定位圈相配合，采用外加定位環(huán)的方式， 這樣不僅減小了 澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨

13、損。(2)分流道的設(shè)計(jì)該塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且塑料的流動 性好，可以采用單點(diǎn)進(jìn)料的方式。為便于加工，采用最為常用的 截面形狀為U形的分流道。查分流道橫截面及其尺寸的有關(guān)資 料，取U形分流道截面半徑 R=3mm h=3.75mm分流道截面形狀及尺寸，如圖1-5所示圖1-5分流道截面形狀及尺寸點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。根據(jù) 對該塑件結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合已確定的分型面位置，選擇如圖1-6所示的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔 的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。 點(diǎn)澆口的直徑

14、尺寸可以 根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。圖1-6澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸(4)冷料穴設(shè)計(jì)由于LDPE質(zhì)軟高彈的特點(diǎn)，采用帶球頭形拉料桿的冷料井，定模底板的分流道盡頭鉆小斜孔， 一次分型時(shí)斜孔凝料使點(diǎn) 澆口與塑件分離，同時(shí)球頭拉料桿將主流道的凝料拔出，而二次分型時(shí)凝料被定模板硬刮掉落下來， 實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動 分離與脫出，自動化程度高，勞動強(qiáng)度小。排氣槽設(shè)計(jì)模具塑件質(zhì)量不大，當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，可由分型面排氣，不需要特意設(shè)計(jì)排氣槽。第二節(jié)成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算型腔尺寸計(jì)算該塑件的材料是一種收縮率圍較大的塑料， 因此成型零件的尺寸 均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得 LDPE的收縮率為1.

15、5%3% 故平均收縮率為SCP=(1.5%+3%)/2=2.25%根據(jù)尺寸公差的要求。模具的制造公差取Sz= /3型腔尺寸計(jì)算如表4-1所示塑件尺寸計(jì)算公式型腔的工作尺寸型腔的徑向尺寸z3L mL sLsScp04z3L mL sLsScp04型腔的軸向尺寸30 0z2H mH sH sScp二030.3330.01 03 0° 0.38z2H mH sH sScp030.1328100.381 001.28-0.134-1型腔尺寸計(jì)算型芯的尺寸計(jì)算M36粗牙螺紋由有關(guān)公式可得 =36mm =33.73mn，Ds小=32.21mn,螺距Ps=3.5mm 中徑公差中=0.31mm,螺紋

16、型芯制造公差大=0.05mm 中=0.04mmj 小=0.05mm型芯尺寸計(jì)算如表4-2所示塑件尺寸計(jì)算公式型芯的工作尺寸型芯的徑向尺寸=36mmdm大1 Scp Ds大中0 大37.1200.05=33.73mm34.8000.04Ds 小=32.21mm33.2400.05型芯的軸向尺寸127 0HmHsHsSCp|0z028.27-0.330.383 02HmHs HsScp-03z03.32- 0.13表4-2模具型腔壁厚的確定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊中的有關(guān)表格，得該型腔的推薦壁厚為35mm模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔直徑為© 48，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸

17、35mm綜合 以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為 BX LX H,其中B=150mmL=200mm H=50mm4.標(biāo)準(zhǔn)模架的確定本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關(guān)資料，選擇1520-50 X25 X 60 GB / T12555- 2006型標(biāo)準(zhǔn)模架。第三節(jié)脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型特點(diǎn)，確定模具型腔在定模部分。 模具的型心在 動模部分。塑件成型開模后，塑件和型芯一起留在動模一側(cè)。該 塑件有螺紋孔，螺紋部分是由螺紋型心成形的，由于成型塑件的塑料(LDPE)有很好的彈性，可以采用強(qiáng)制脫模的方式， 但需要較 大的脫模力，故采用推板推出機(jī)

18、構(gòu)。為了避免推件孔的表面與型 芯的成型面的螺紋相摩擦，造成型芯的迅速擦傷，將推板的孔與型芯成型面以下的配合段制成單邊斜度為5。10°錐面，該錐面不僅有效的避免了擦傷，且能準(zhǔn)確定位推件板，避免了該處的飛邊溢料。推桿與推桿孔配合一般為H8/f8或H9/f9第四節(jié)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)該塑件的要求精度不算高，塑件形狀，型腔分布對稱，無明 顯單邊注射側(cè)向里，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動模板、推件板、定模板間使用 4對導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長度要確保推件 板推出塑件不脫落，在定模板與定模座板間采用 2對導(dǎo)柱，保證 了澆注系統(tǒng)凝料方便取出，定位精度高。導(dǎo)柱與安裝孔采用間隙配合H7/f6或H8/f8,

19、配合部分表面粗糙度為 Ra=0.8卩m根據(jù)選 擇的模板外形尺寸，確定導(dǎo)柱直徑為16mm第五節(jié)支承與連接零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算C板厚度的計(jì)算墊塊，形成推出機(jī)構(gòu)的移動空間，厚度二推桿墊板厚度+推桿固定板厚度+塑件推出距離，保證把塑件完全推離型芯。此模架推桿墊板厚度=15mm推桿固定板厚度=13 mm塑件推出距離=型芯高度+ （510） =27+5=35mm則C板厚度=15+ 13 + 35=63,選標(biāo)準(zhǔn) Hc=60mm螺釘、銷釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件的選擇螺釘M16*120 4個(gè)螺釘M6*20 4個(gè)螺釘M8*16 4個(gè)吊環(huán)螺釘M10 1個(gè)螺母M124 個(gè)結(jié)束語此次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多知識，包括課本上學(xué)不到 的知識。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些難題。通過我們翻閱 相關(guān)的書籍，在網(wǎng)絡(luò)上尋找答案和經(jīng)過任老師的悉心指教和幫 助最終才得以解決。本次課程設(shè)計(jì)，也讓我學(xué)會了齊心協(xié)力、 共同協(xié)作、努力創(chuàng)新，