插座上盖毕业设计说明书.doc

毕业设计（论文）设计（论文）题目 插座上壳塑料成型工艺与模具设计学 院： 机电工程学院 学生姓名： 林惠阳 专业班级： 08模具2班 学 号： 2008301233 指导教师： 陈艳芳 20 11年 5 月30日目 录摘要1第一章 引言3第二章 塑件成型工艺分析42.1 产品开发依据用途清单42.2 制品结构和形状的设计42.3制品材料选择62.3.1聚丙烯(PP)62.3.3丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）72.4 注射工艺选择102.4.4模具温度102.4.5 料量控制10第三章 模具与注射机的关系113.1 塑件的体积计算113.2 注射机的选择11第四章 注射模的结构设计124.1 分型面的选择124.2 确定型腔的数量及排列方式13第五章 浇注系统的设计155.1 主流道设计155.2分流道设计165.3 浇口设计18第六章 成型零件的设计196.1型腔径向尺寸计算206.2型芯外径尺寸计算21Lm=80.6+80.6（0.003+0.008）/2+(3/4) 0.42=81.35-0.420216.3型腔深度尺寸计算21Lm=4.95+4.95（0.003+0.008）/2-（3/4）0.320+0.32216.4型芯高度尺寸计算21第七章 脱模推出机构的设计与模架的选用237.1脱模推出机构的设计237.2模架的选用24第八章 注射机工艺参数校核268.1 注射压力的校核268.2 锁模力的校核268.3 模具厚度的校核278.4 开模行程的校核27第九章 模具冷却系统28冷却系统设计原则28第十章 试模及模具维修3010.1 模具的安装3010.2 试模3010.3 模具的维修30第十一章 结论32致谢33参考文献34摘要塑料是20世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着重要的作用。 此次的设计任务是插座上盖模具设计与塑料成型工艺，如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑技术如何才能在设计中发挥其主要优势，因此，我使用了强大的模具设计软件UG，在UG平台上,建立产品的2D、3D模型，并对其模具设计！在此次设计中，主要用所学的注塑模设计，以及机械设计等方面的知识，利用UG4.0软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。关键词：模具；塑料；注塑；工艺Abstrct Plastic is the only developed in the 20th century, new materials, the volume of world plastics production has caught up and over the steel, as the current human use of a large class of materials. Chinas plastics industry is booming, the application of plastic products has been deep into all sectors of the national economy. Plastic engineering usually refers to the manufacture and modification of plastic, plastic molding and product processing. Plastic products and mold design is an important part of engineering plastics, is the essential link in the plastics industry. Mold is an important industrial process equipment, which is used to shape a certain shape and size of the various products. In recent years, the production of plastic mold and level of development is very rapid, efficient, automated, large-scale, precision, long-life mold growing share of total output, in terms of various plastic mold, injection mold in production is the largest proportion in the production plays an important role. The outlet cover design task is to mold design and plastic molding process, how to design the fastest to die, and reduce costs, we should first consider the CAD / CAE / CAM technology in the design of how to play the main advantages Therefore, I use a powerful mold design software - UG, UG platform in the establishment of the product 2D, 3D models, and the mold design! In this design, mainly used for the study of injection mold design, mechanical design knowledge, the use of plastic parts UG4.0 software was solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. Finally, autoCAD drawing a mold assembly and part drawings. Keywords: Die; plastic; injection; Technology第一章 引言毕业设计(论文)是大学生在学校学习的最后一个重要环节,既是对学生学习、实践与研究的全面总结，又是对学生素质与能力的一次综合检验，还是学生毕业资格与学位资格认证的重要依据。其目的有以下几方面：（1）培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行分析与解决实际问题的能力，培养学生的创新精神。（2）培养学生收集、整理和分析各种资料的能力，全面提高学生分析和解决实际问题的能力。（3）提高学生设计、计算和绘图的能力。提高学生实验研究和数据处理的能力。（4）全面提高学生综合分析、总结提高、编制设计说明书及撰写科技论文的能力。（5）提高学生外语、计算机应用能力。模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的总产量中所占的比例越来越大，对经济的发展起着十分重要的作用。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，在工业生产中对塑料模具的要求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。第一，制品方面要求精度高，外观美，性能好。第二，制造方面要求结构合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作简单方便，效率高，容易实现自动化，还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展，塑料成型模具将趋向于高效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。本次设计的题目是“插座上盖设计”，其内容为：（1）学会观察制品，判断制件是否符合塑料件的成形条件（比如注意拔模斜度），还特别要留意制件影响开模的细部特征； （2）研究制件的排位方式和进浇方式，画草图确定模具的整体结构，保证结构能循环工作，稳定可靠； （3）在深入研究制件的基础上确定开模的分型面，以及确定各镶块或滑块、斜顶的分割面组或体积块； （4）对该样品进行测绘,并在测绘的基础上对该产品进行模具结构设计和成型工艺分析 （5）用UG4.0按照上步的结果把模具核心的部分：凸凹模分割出来； （6）进一步完善凸凹模和各细微结构； （7）调用EMX中适合的模架完成模架设计； （8）在UG4.0中出模具转配图和模仁图，以及对模架板块需要再加工的各组件出工程图； （9）把UG4.0工程图转入AUTOCAD中进行完善。第二章 塑件成型工艺分析2.1 产品开发依据用途清单最大几何尺寸：160X60X10mm环境：室内，使用温度范围040有化学品接触抗冲击要求：限定量从1.5m高度，0下摔下外壳不出现裂缝或者开裂特征刚性要求：在4Kg负荷下无变形电气性能：电绝缘性一般外观要求：部件美观，外部光洁性一般使用寿命：5年以上根据上述使用要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一定的抗冲击性并且要有一定的防腐蚀性，随着越来越多家庭的使用，这必须要求其生产自动化程度高，成型周期短2.2 制品结构和形状的设计用UG4.0软件进行插座上盖的三维建模，三维实体模型更加直观的表现了产品造型,可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且还可以根据三维模型数据使用 UG4.0的CAE分析模块-塑性顾问进行熔体的充模仿真，可以验证模具结构的正确性，制品如图2.2插座上盖产品图如下：2.3制品材料选择通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（PP）具有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点,所以拿这三种常用典型材料比较选取。2.3.1聚丙烯(PP)聚丙烯结构式pp无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。2.3.2聚乙烯(PE)聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良聚乙烯是半结晶热塑性材料。它们的化学结构、分子量、结晶度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决于聚合物的化学结构和加工条件。 聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.910.96g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。 近年来在核物理,天体物理,反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测 聚乙烯结构式量中子.对核物理的研究做出了自己的贡献. 聚乙烯(PE)塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。2.3.3丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。PP吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是PP塑料重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型5表2.1: 三种材料性能参数表ABSPPPE密 度1.050.890.910.910.94收 缩 率0.30.81.02.50.50.7熔 点130160164170125137热变形温度（45N/cm）6598100110132138模具温度6080509085120喷嘴温度180190150170150160中段温度180230170190160180后段温度150170140160250270注射压力6010015018050110塑化形式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式拉伸强度334930397-20拉伸弹性模量1.81.11.61-3弯曲强度804256105113弯曲弹性模量1.4-1.54压缩强度183939567-20缺口冲击强度11200.450.5580-90硬 度R6286洛氏M95D43体积电阻率1016101710191016介电常数60Hz2.45.0106 Hz2.760Hz3.0击穿电压-19272030外 观浅象牙色或白色不透明 乳白色粒状物透明度好手感似蜡特 点耐热、表面硬度高、，尺寸稳定、耐化学及电性能好，易成型加工，可镀铬耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良材料最终选定为PP,其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，并且价格低廉，质轻，制件尺寸稳定，表面光亮。2.4 注射工艺选择PP注塑模工艺条件： 注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。 2.4.1干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：PP的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。 2.4.2注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。 2.4.3注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。 制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。2.4.4模具温度 模具温度：模具温度50-90，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。 2.4.5 料量控制注塑机注塑PP塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的70。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的556。通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。第四章 注射模的结构设计第三章 模具与注射机的关系模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内。3.1 塑件的体积计算在用UG4.0ngineer软件上可算出塑件的总体积V8742mm33.2 注射机的选择塑件的体积应该小于或者等于注射机的注射量。其关系式为： V件0.8V注 V注注射机的注射量所以：V注V件0.810927mm3=10.9cm3由于模具是一模两腔，所以模具塑件的总体积 V总=10.92=21.8cm3估算浇注系统的凝料体积V凝料=0.5V总=0.521.8=10.9cm3所以估算的总体积为V=21.8+10.9=32.7cm3由模具设计指导表6-2 热塑性塑料注射机型号与主要技术规格中，根据以上所得出的体积和模具高度选择，初步选XS-Z-30（卧式）注射机。具体注射机规格如下：螺杆直径（mm）28锁模力（kN）250注射容量（cm3） 30最大注射面积（cm2） 90注射压力（MPa） 119模板行程（mm）130模具厚度（mm）最大180注射方式 螺杆式最小60注射时间 07动、定模固定尺寸900X1000最大开(合)模行程 160 第四章 注射模的结构设计注射模的结构设计包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔排列方式和冷却水道布局以及浇口位置的设置、模具工件零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计等内容。4.1 分型面的选择如何确定分型面，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、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择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。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1）尽量避免侧凹或内凸，尽量选用平面垂直分型面。2）尽量采用简单分型面。3) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。4) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，有利于设推出机构。5) 保证塑件的精度要求。6) 满足塑件的外观质量要求。7) 便于模具加工制造。8）把抽芯或分型距离长的置于开模方向上。9) 对成型面积的影响。10) 对排气效果的影响。11）分型面设在台阶或转角处，以免显现分型痕迹。12) 对侧向抽芯的影响。根据以上原则和结合实际情况下，本设计选用如图1所示分型面：图1 分型面位置4.2 确定型腔的数量及排列方式该塑件采用一模两穴成型，型腔布置在模具中心，这样有利于浇注系统的模具平衡。排列方式如图2所示。 图2模具结构要求对称，受力平衡时，模具加工条件好，加工精度高时，可以增加型腔数目，反之，则减少型腔数目，甚至用单腔模具。此外，模具型腔越多，表示模具加工周期越长，有时须根据模具加工周期确定型腔数目。再者，型腔越多，维修要求越高，频率越快。确定型腔数目时，须考虑维修的因素。塑料模具在确定型腔数目之后，就要安排合理的型腔的排列方式。首先第一步是确定注塑模具的重心，以此来确定各型腔的位置。因为在型腔布置中，要求所有注射力、锁模力均作用于主流道中心，这样才能使塑料模具稳定可靠地工作。若是各型腔合力作用点中心与主流道不同轴，则模具及锁模系统的载荷发生偏载，合模时各边受力不同，致使受力小的一侧密合不严，成型时易产生飞边溢料。除此之外，各型腔到主流道的距离要尽量短，这样可以减少凝料量。熔融料进入型腔时，各型腔的温度要保持一致，使得塑料制品内应力相近，变形相近。在允许的情况下，使各型腔间距离尽可能大些，以便设置顶杆、冷却水道等。型腔在注射时所承受的反作用力的合力，应作用于模板中心，以便与机筒中心相对应。第五章 浇注系统的设计浇注系统是指熔体从注射机喷嘴射出后到达行腔之前在模具内流经的通道，浇注系统由主流道，分流道，浇口，冷料穴四部分组成，浇注系统是否合理直接关系到塑料产品的成型质量和生产效率，设计时应遵循以下原则： （1）塑料成型特性 （2）塑件大小和形状 （3）模具成型塑件的行腔数 （4）塑件外观 （5）成型效率，冷料 （6）应防止型芯变形和嵌件位移 （7）应有利于排气5.1 主流道设计主流道是连接注射机喷嘴和注塑模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时流过的地方，是从注塑机喷嘴与模具接触的部位起，到分流道为止的这一段。主流道与注射机喷嘴接触处多做成半球形的凹坑，两者应严密的配合，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大1-2mm。主流道小端直径应比注射机喷嘴孔直径大0.5-1mm。大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不宜太大，一般取20-60。当主流道贯穿几块模板时，必须采用主流道衬套，以避免在模板间的拼缝处溢料，以致主流道凝料无法脱出。主流道尺寸如图3所示：图3 主流道设计尺寸根据设计手册查得XS-Z-30（卧式）注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面孔径：d14.2mm；喷嘴前端球面半径：SR113mm；SR2=SR1+（1-2）mm ； d=d1+（0.5-1）mm；取主流道球面半径：SR2=12mm；取主流道的小端直径：d=3mm；定位环直径为100mm，定位环埋入5mm；球面配合高度：h35mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为30，经换算得：主流大端直径：D12mm;主流道长度：L55mm。5.2 分流道设计分流道是主流道与浇口的连接部分，其基本作用是在压力最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料以较快的速度送到浇口处冲模，分流道一般开设在分型面上。 分流道的设计原则1）尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致。2）各型腔之间距离恰当，应有足够空间排布冷却水道、螺钉等，并有足够截面积承受注塑压力。3）分流道的断面和长度设计，应在保证顺利脱模的前提下，尽量取小，尤其对于小型塑件更为重要，有利于降低浇注系统凝料的重量。4）型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。5）分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般为1.6um即可，这样可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。6）当分流道较长时，在分流道末端应开冷料穴，以容纳冷料，保证塑件的质量。7）分流道与浇口的连接处要以斜面或圆弧过渡，有利于塑件的流动及填充。否则会引起反压力，消耗功能。本设计选用圆形断面分流道，它的直径D一般在212mm范围内变动。长度一般在830mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不宜小于8mm。否则会塑件修磨和分割带来困难。由于本设计塑件较一般大小，故选用D3mm，L=20mm。分流道的布置形式：分流道的布置形式，取决于型腔的布局，其遵循的原则应是，排列紧凑，能缩小模板的尺寸，减小流程，锁模力求平衡。本设计采用非平衡式布局，如图4所示：5.3 浇口设计 浇口也称为进料口或内流道，它是分流道与塑件之间的狭窄部分，是浇注系统中最短小的部分，也是浇注系统最关键的部分，浇口的形状，位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口在大多数情况下是整个流道中断面尺寸最小的部分，对充模流动起着控制作用，成型后制品与浇注系统从浇口处分离，因此其尺寸又影响着后加工工作量的大小和塑件的外观。本设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用细水口点浇口较为理想。这类浇口适用于流动性较好的塑料制品;适用于外观要求较高的塑件；适用于一模一穴或多穴；适用于一点进胶或多点进胶，其优点有：进胶点小，不会影响外观，浇口小，摩擦力大，融料温度高，利于流动，塑件表面质量好：浇口塑件易分离，可实现自动化生成。不过点浇口的浇口小会使压力损失大，塑件收缩大，浇口附近流速快，局部易产生内应力，可能引起塑件翘曲变形等。第六章 成型零件的设计常用型腔成型尺寸的计算方法主要有两种：平均收缩率法和公差带法，两种计算方法的区别在于平均收缩率法计算公式是建立在塑件的成型收缩率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨损量分别等于它们各自平均值基础上，当塑件的尺寸精度要求较高或塑件尺寸比较大时，这种误差有可能会显著增加，这时一些模具设计单位就采用公差带法来进行尺寸计算，平均收缩率法计算简单无需验算而公差带法计算复杂需要经过多次初算验算，且考虑因素较多9。考虑到鼠标模具较简单制造成本低，设计时间短故按平均收缩率法计算成型尺寸比较简单易行11。采用Z ,C取固定值的平均收缩率法：Lm-型腔的径向工作尺寸Lm=Ls+ LsScp-（3/4）Ls-塑件的径向图样尺寸Scp-收缩率的平均值，查表得PP收缩率范围是0.030.08-塑件尺寸公差Z -型腔制造公差C -型腔最大许用磨损量，C 取为塑件尺寸公差的三分之一表3.4: 公式表Z ,C取固定值的平均收缩率法型腔内径尺寸型芯外径尺寸型腔深度尺寸型芯高度尺寸中心距尺寸查手册得PP塑料收缩率波动为1.02.5%。6.1型腔径向尺寸计算（此题公差为自己标注）以最大径向尺寸计算，测量得Ls为80.6mm,塑件精度选为MT2对应的型腔加工精度为IT9，以该精度查型腔的尺寸公差表，按照A类受模具活动部分影响的尺寸公差查表得=0.42mm, C=/3=0.14mmLm=80.6+80.6（0.003+0.008）/2-（3/4）0.42=81.360+0426.2型芯外径尺寸计算以型芯最大径向尺寸计算，测量得Ls为42.8mm,塑件精度选为MT2对应的型腔加工精度为IT9，以该精度查型腔的尺寸公差表，按照A类受模具活动部分影响的尺寸公差查表得=0.42mm, C=/3=0.14mmLm=80.6+80.6（0.003+0.008）/2+(3/4) 0.42=81.35-0.4206.3型腔深度尺寸计算由UG4.0测量得型腔深度为4.95mm，以IT9精度等级制造型腔查手册，按B类不受模具活动部分影响的尺寸公差值查表得=0.32mm，C =0.1mmLm=4.95+4.95（0.003+0.008）/2-（3/4）0.320+0.32=4.70+0.326.4型芯高度尺寸计算UG4.0测量得塑件高度尺寸为3.93mm，以IT9精度等级制造查手册得，按A类不受模具活动部分影响的尺寸公差值查表得=0.20，Z=0.067mmhm=3.93+3.93(0.003+0.008)/2+(2/3) 0.20 0-0.067=4.19 0-0.067mm型芯高度和型腔如下图: 第七章 脱模推出机构的设计与模架的选用7.1脱模推出机构的设计制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。1）推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应该作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3）机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4）良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件，尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5）合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不会与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。 本设计由于塑件不能一次性顶出，必须二次顶出，如下图二次顶出概念：二次顶出是指塑件在模具成型开模后，顶出一次不能使塑件完全脱离型芯，须经过第二次顶出才能使塑件完全脱离型芯而取出制品或自由落下。二次顶出应用的条件：1：一次顶出后塑件不能完全脱离型芯或不能自由下落2：在一次顶出塑件受力过大而产生变形或损坏的时3：在一次顶出无法强制顶出机构时二次顶出结构设计：如上图所示的二次顶出机构的工作原理：在注塑机顶出杠的作用下，第一组和第二组顶针板同时运动S1距离后，第一组顶针板停止，完成第一次顶出;第二组顶针板继续运动S2距离后停止，完成第二次顶出设计此结构时须注意：s3=S1+(2-3)mm。7.2模架的选用本设计采用FCI-2525-A60-B80-C150-L270标准模架，此模架设计采用自动脱模，所以适合标准模架。如图： 第八章 注射机工艺参数校核8.1 注射压力的校核塑件成型所需要的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按下式校核：P成P注式中 P成塑件成型所需的注射压力（MPa）；P注所选注射机的额定注射压力（MPa）。本塑件成型材料为PP，P成=110140MPa，对于XS-ZY500（立式）型注射机，P注=145MPa，因此P成P注 ，所以注射压力满足要求。8.2 锁模力的校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下式校核： P腔FP锁=150kN式中 P腔模具的型腔压力；F塑件与浇注系统在分型面上的投影面积（mm2）；P锁注射机的额定锁模力（N）。P腔=kP成k损耗系数，这里取1/3；P成塑件成型所需的注射压力（MPa），P成=110140MPa，这里P成取140MPa。P腔=kP成=1/3140MPa=46.67MPa。由UG4.0分析测量，估算塑件的表面积：A=10000mm2 注射机喷嘴球半径12mm，孔直径2.5mm，根据成型塑料，取主流道直径D1=3mm，分流道直径d=6mm，分流道长度L=26mm。故浇注系统在分型面上的投影面积A1=326.500 形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外2（6/2）2=184.26mm2。所以 F=A+ A1=10000mm2+115.07mm2=1084.26mm2P腔F=46.67MPa1084.26mm2=50.60103NP模=50.60103N第十章 模具的冷却系统故 P腔FP锁 即所选注射机的锁模力能符合要求。8.3 模具厚度的校核模具闭合高度：H35256080+150+25375mm对于注射机 Hmax=450mm Hmin=300mm于是 HminHHmax所以，模具的闭合高度满足。8.4 开模行程的校核塑件加主流道的高度H280mm塑件顶出距离H115mm所需的开模行程为：S=H2+H1+H3+(510)=116.5121.5mm 第九章 模具冷却系统注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为200300，而塑件固化后从模具中取出的温度为6080以下，视塑料的品种不同有很大差异。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模具调节机调节冷却介质的温度。模具冷却系统的设计原则：塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。本次设计的塑件为一般大小，在本设计中水路冷却如图14 图14小路的示意图河源职业技术学院毕业设计说明书第十章 试模及模具维修模具制成以后，在交付生产以前，都应进行试模。目的不仅是简单地检验一下模具是否能用，而且包括对模具设计合理性的评定以及对成型工艺条件的探索。因此，认真进行试模，作好详细记录并积累经验。将有益于模具设计和制造成型工艺水平的提高。10.1 模具的安装模具的安装包括预检、装模、紧固、校正顶杆顶出距离，调节闭模松紧速和接通冷却水管或模温控制系统。（1）预检 在模具装上注射机前，应根据图纸对其进行全面仔细检查，以便及时发现问题进行修模，以免装上机后又拆下来。（2）装模 模具吊装时必须注意安全，尽量整体安装。（3）紧固 当模具定位圈装入注射机上固定模板的定位圈孔后，用极慢的速度闭模，使注射机上的活动模板将模具轻轻压紧。然后上紧压板，压板必须压得平稳，不允许歪斜。（4）调整顶杆顶出距离 模具压稳后便慢慢开模，直到动模板停止后退，然后调整顶杆位置。注射机上顶杆的位置应能够保证推动模具上的推杆固定板能推出塑件而又不损坏模具。（5）闭模松紧速的调整 为防止塑件溢边，又保证型腔适当排气，因此闭模松紧度需要调节，主要靠目测和经验去调节。（6）检查温控系统 接通冷却水管，模具温度控制器，热流道温度控制，模具上的液压管道等。10.2 试模（1）试模前，必须对设备的油路、水路以及电路等进行检查，并按照规定保养设备，做好开机前的准备。（2）原料应该合格。在喷嘴和主流道脱开的情况下，用较低的注射压力和较低的注射速率对空注射，观察料流是否有硬块、气泡、变色等现象，如果没有，则说明料筒和喷嘴温度比较适合，可以开始试模。（3）开始试模时，原则上选择低压、低温、中速成型。然后按压力、速率、温度这样的先后顺序变动。10.3 模具的维修模具在使用过程中，会产生正常的磨损和不正常的损坏。不正常的损坏大多数是由于操作不当所致。大致有三种情况：（1）型心、导柱、推杆弯曲或损坏；（2）型腔局部损坏而大部分让是好的；（3）使用一段时间后分型面不严密。制品产生飞边。在这些情况下，往往不需要将整个模具报废，而是尽量采取修复。易损件的磨损和损坏容易更换，而型腔的修复比较困难，可采用堆焊、喷涂、刷涂、镶嵌或环氧树脂补缺等技术来修补。模具应注意经常的检查维护，不要等到损坏严重了才维修。第十一章 结论塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具毕业设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。 塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。致谢在自己的努力前提下，以及老师与同学们的热心帮助下，我的毕业设计顺利地完成了。这是我们就业前的一次理论与实践的热身训练，也是对自己在大学三年中所学知识的一次总的检验。通过这次毕业设计，不但巩固自己所学的专业理论知识，加强了自己对模具设计步骤的认识，丰富了自己在模具设计方面的经验，学会了在遇到困难时，能够清醒地分析问题，利用所学知识解决问题，而且为日后的工作打下了坚实的基础。本次设计是在阅读大量技术文献的基础上，详细介绍了模具设计的各个步骤，并绘制了全部零件图和装备图。从塑件的工艺分析、塑料材料工艺性能分析到模具的具体结构及其成型零件加工工艺设计的全过程，都作了比较详细的说明，这也是大学三年中所学的理论知识的综合运用过程。在这次设计过程中，本人有幸得到指导老师和同学们的热心帮助，使自己可以顺利地完成设计任务。在此，向老师及同学们致以衷心的感谢，同时欢迎老师与同学们给予指正和帮助！参考文献： 1 林清安. UG4.0NGINEER2001 模具设计.北京：清华大学出版社，2004.12 周文玲。互换性与测量技术.北京：机械工业出版社.3 谭雪松，朱金波，岳贵友. UG4.0NGINEER 中文版 机械设计实战训练.北京：人民邮电出版社， 2004.124 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社.2004.65 阮锋，黄珍媛，刘伟强. UG4.0NGINEER2001 模具设计与制造实用教程.北京：机械工业出版，2003.36 许存权、刘欢欢。模具设计实用教程。清华大学出版社。2006.127 模具设计要点与图例 中国模具网(http:/www.mould.net.cn) 8 张云杰。UGNX4.0基础教程。清华大学出版社.2007.6.9 胡荆生.公差配合与技术测量基础.北京：中国劳动社会保障出版社.2000.610 黄毅宏，李明辉.模具制造工艺.北京：机械工业出版社.1996.6