机械毕业设计（论文）-多格盒的注塑模具设计

河北工程大学毕业设计摘 要 多格盒注射模模具设计是编写者两个月以来所编写的毕业设计说明书。主要介绍：注射模的整个过程，包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。在论文书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了论文所写的模具结构。本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。关键词：三板模；点浇口；推板AbstractThe key point of the structure design of plastic injection mould with V-belt pulley groove is the parting(i.e,side action) and eyecting mechanism.Based on the analysis of the technologacical characteristics of plastic pulley,a practical mould structure is presented,involving the design of components of mold and their working principle.To ensure the quality product,the side pulls and demoulding are accomplished by use of the arrester,which prevents the side action of cavity splits at from the beginning of mould opening to a certain travel,as well as by use of angle slide ejecting device.The mould is compact in structure,credible in push-out and easy in installing,maintaining and operating,The quality of product is good and the production effciency is high.Key words:pulley;injection mould;Angled-lift splits;Parting;Arrester device2XX大学毕业设计目 录摘 要1Abstract1第一章 绪论11.1 模具在加工工业中的地位11.2 模具的发展趋势11.2.1 加深理论研究11.2.2 高效率、自动化21.2.3 大型、超小型及高精度21.2.4 革新模具制造工艺21.2.5 标准化21.3 设计在学习模具制造中的作用21.4 来源背景21.4.1 目的31.4.2 要求31.4.3 实际意义31.4.4 主要设计内容3第二章 原始资料42.1 塑料制品产量和生产要求42.2 塑料品种牌号42.2.1 特点52.2.2 生产方法52.2.3 成型特性52.2.4 用途52.3 制品图样102.3.1尺寸及要求102.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析102.3.2.1 尺寸及公差102.3.2.2 塑料制品的形状102.3.2.3 脱模斜度11第三章 基本参数113.1 注射机选择113.2模具型腔数目的计算123.2.1 计算原理123.2.2 制品体积133.2.3 型腔数目确定133.3 模架选择13第四章 成型零件尺寸及结构144.1聚丙稀的收缩率（S）144.2 型芯尺寸及结构设计144.2.1 型芯径向尺寸计算利用公式144.2.2 型芯高度尺寸154.3 型腔尺寸及结构设计154.3.1型腔径向尺寸154.3.2 型腔深度尺寸164.3.3 型腔结构164.3.4 型腔计算16第五章 模具结构175.1模具结构图175.2模具与成型机械关系的校核185.2.1 制品及流道体积185.2.2注射机的校核19第六章 浇注系统206.1 概述206.2 浇注系统的设计216.2.1 主流道的设计216.2.2 浇口的设计216.2.3 排气糟的设计226.3合模导向机构的设计23第七章 推出机构257.1 概述257.2 推出机构25第八章 支承零件268.1 紧固件及其他附件268.1.1 上模部分268.1.2 下模部分26第九章 冷却系统279.1 温度调节对塑件质量的影响279.2 冷却系统之设计规则28第十章 模具的装配2910.1 模具的装配顺序2910.2 开模过程分析30结论32参考文献33致 谢34 III第一章 绪论1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2 模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：1.2.1 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。1.2.2 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。1.2.3 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。1.2.4 革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。1.2.5 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 1.3 设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。1.4 来源背景多格盒为HIPS塑料制品，采用注射模进行成型，这种制品结构比较简单，加工难度不大。1.4.1 目的通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握Pro/E、CAD、Word等软件的操作方法。1.4.2 要求设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。1.4.3 实际意义通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对Pro/E、CAD、Word等软件的操作，可以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。1.4.4 主要设计内容本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对Pro/E、CAD、Word等软件的操作技术。第二章 原始资料2.1 塑料制品产量和生产要求根据图纸要求，此制品为小批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。2.2 塑料品种牌号耐冲击性聚苯乙烯（HIPS） 耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍，抗冲击性得到了提高。 聚苯乙烯是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。通过茂金属催化聚合可以得到一种新型聚苯乙烯，即间同聚苯乙烯（syndiotactic）。间同聚苯乙烯上的苯环交替地连接的主链的两侧，而普通聚苯乙烯的苯环在无规地连接在主链两侧。间同聚苯乙烯（syndiotactic）是结晶高分子，熔点达到270。在苯乙烯聚合体系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主链上接枝聚合。聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯链段分别聚集，产生相分离。这些聚丁二烯相区可以吸收冲击能，从而提高了聚苯乙烯的冲击强度 HIPS工程塑料乳白色不透明颗粒.密度为1.05g/cm3.熔融温度150180.热分解温度300.溶于芳香烃，氯化烃，酮类（除尔酮外）和酯类.能耐许多矿物油，有机酸，碱，盐，低级醇及其水溶液，不耐沸水. HIPS是最便宜的工程塑料之一，和ABS,PC/ABS,PC相比，材料的光泽性比较差，综合性能也相对差一些. HIPS是由PS加丁二烯改性而成的，因为PS的冲击强度很低，做出的产品很脆，而丁二烯的韧性很好，加入丁二烯后可使PS的冲击性能提高23倍.尽管HIPS的冲击强度比PS的冲击强度高出很多，但其综合性能还是不如ABS,PC/ABS等. HIPS的冲击性能在工程塑料中是比较低的，因此，我们在使用次料时应注意对材料的冲击性能的检验。2.2.1 特点无毒、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。2.2.2 生产方法1. 淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。2. 液相本体法。在70和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。3. 气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。2.2.3 成型特性1. 结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形. 3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形 4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.2.2.4 用途1.工程用聚丙烯纤维分为聚丙烯单丝纤维和聚丙烯网状纤维。聚丙烯网状纤维以改性聚丙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土（砂浆）固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑止裂缝的形成及发展，大大改善混凝土的阻裂抗渗性能，抗冲击及抗震能力，可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料2.双向拉伸聚丙烯薄膜 在塑料制品中包装材料占有极其重要的位置，据统计，世界用于包装领域的塑料约占塑料总消费量的35%。我国包装用塑料发展迅速，产量从1980年的19万t迅速增至2003年的465万t，预计2005年将超过550万t，2010年超过700万t，2015年超过900万t，约占全国包装总产量的13%以上。 从产品上看，包装用薄膜约占包装用塑料总量的50%以上。我国双向拉伸聚丙烯（BOHIPS）薄膜是HIPS树脂消费量最大的领域之一，2003年我国有BOHIPS生产企业86家（123条生产线），总生产能力约140万t/a，2004年达到200万t/a（138条生产线），产量将突破100万t。近年来，国内企业注重提升产品竞争力，先后引进了一批先进的BOHIPS生产设备，生产的薄膜宽度可达8.3m，线速度高达400500m/min，如浙江大东南集团引进德国布鲁克纳6万t/a生产线；国风集团投资2亿元引进3.5万t/a生产线（目前亚洲第1条、世界第4条10m宽的BOHIPS设备）；常州武进金氏集团引进德国2万t/a五层共挤高强超薄BOHIPS生产线；福建现代集团引进2.5万t/a生产线；宝硕集团计划引进10万t/a生产线等。按我国现有的BOHIPS薄膜生产能力换算，每年对HIPS树脂的需求量近200万吨，因此应重视开发BOHIPS薄膜用高线速、延伸性、透明性好的HIPS专用料，包括配套用的乙、丙共聚物，以适应新引进的BOHIPS薄膜设备。 3.汽车用改性聚丙烯 2003年，我国汽车产量为440多万辆，已位居世界第四，同比增长36.6%。据美国ESM WerWide报道：“2008年中国汽车产量将超过600万辆，2015将超过日本，跃居世界第二位”。 汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，目前我国工程塑料的自给率不足16%。据中国工程塑料协会预测，2005年我国工程塑料需求增长率为15%，2010年约为10%，需求量将从2000年的44万t增长到2010年的140万t。我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速，到2010年总用量将达到94万t（以塑料用量占汽车重量的5%10%计）。 HIPS用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性HIPS产品，其耐热性可由80提高到145150，并能承受高温7501000h后不老化，不龟裂。据报道，日本丰田公司推出的新一代具有高取向结晶性的聚丙烯HEHCHIPS产品，可以作为汽车仪表板、保险杠，比以TPO为原料生产的同类产品成本降低30%，改性HIPS用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。 4.家用电器用聚丙烯 近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。2003年我国电冰箱产量为1850万台，空调器4200万台，洗衣机1700万台，微波炉3500万台。据“20042006年中国城市家庭影院市场研究咨询报告”显示，预计未来3年内我国家庭影院系统市场规模将达到690万台。另外，各种小家电也拥有巨大的潜在市场，这对改性HIPS来说，是一个极好的商机。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如HIPS 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。因此，在未来几年内应加大开发家用电器HIPS专用料的力度，以适应市场变化的需求。 5.管材用聚丙烯2003年全国塑料管材总产量突破180万t，同比增长23%。早期，HIPS管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口HIPS-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设HIPS-R管材生产线，价格也由投产初期的2万3万元/t不断回落，但HIPS-R管材在塑料管材市场上的占有率仍然很低。据反映，目前国产HIPS-R料与进口料比较还有一定差距，质量有待改进和提高。据报道，目前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚丙烯HIPS-R 112新牌号，使用该牌号生产的管材可在20和11.2MPa的超高压状态下使用50年。 塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一，建设部曾于2001年发出“关于加强共聚聚丙烯（HIPS-R、HIPS-B）管材生产管理和推广应用工作的通知”，要求有关部门共同做好从原料、加工、质量以至管材使用、安装等工作，要严格把好HIPS管材质量关，以利更好地做好我国HIPS管材的生产、应用、推广工作。 6.高透明聚丙烯 随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明HIPS专用料是一个很好的发展趋势，尤其需要透明性高、流动性好，成型快的HIPS专用料，以便设计加工成人们喜爱的HIPS制品。透明HIPS比普通HIPS、PVC、PET、PS更具特色，有更多优点和开发前景。 近几年，国外透明HIPS市场增长很快，如韩国LG将透明HIPS作为PET替代品推向市场；德国某些公司用透明HIPS替代PVC；美国透明HIPS制品的增长速度高出普通HIPS制品7%9%；日本近几年HIPS成核透明剂的年用量约为2000t，若以添加量0.25%推算，日本透明HIPS料的年产量可达80万t以上。据日本理化株式会社介绍，日本透明HIPS专用料用于微波炊具及家具两方面的消费量最大。预计，2005年国外市场对透明HIPS专用料需求量约为500万550万t。目前国内透明HIPS专用料与国外差距较大，透明HIPS树脂及其制品的生产、应用仍有待加强。7高抗冲击聚苯乙烯，为了满足韧性材料的要求，1950年开始开发橡胶改性聚苯乙烯（高抗冲击聚苯乙烯即HIPS）。通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来，已开发出各种特殊品级的HIPS，已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等，它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。 抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。 化学和性能抗冲击聚苯乙烯是通过将聚了二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制HIPS，但目前工业上生产HIPS采用的主要是本体聚合法。在本体聚合过程中，苯乙烯单体/橡胶/添加剂的混合体通过一系列反应器，转化率达7090%。 标准HIPS的其它重要性能如下：弯曲强度138551MPa；拉伸强度138414MPa；断裂伸长率为1575%；密度1035104 g/ml；维卡软化点185220F。 唯一工业化的掺用HIPS合金是其与聚苯醚的共混物。这种共混物的耐热性和韧性都很突出，但产品价格比单用HIPS的产品高许多。 聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级PS相比具有更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗冲击强度，就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂，它们具有ABS的光泽度，同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时，可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃（CFC）发泡剂的也已开发出来。阻燃级（UL V0和 UL 5V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比许多阻燃工程树脂更为容易，价格也更低。物理和电气性能Item试验项目 Unit单位 Specification技术要求 Test Method测试方法Melt Index熔体流动速率 g/10min 2.5 ASTMD1238Density密度 g/cm3 0.91 ASTMD1505Tensile Strength拉伸强度 MPa 21 ASTMD638Elongation at Break断裂伸长率 % 600 ASTMD638Brittle Temperature with Low Temperature低温脆化温度 - 35 ASTMD74620 Volume Resistivity20体积电阻率 m 1.61014 ASTMD25720 Dielectric Strength,50Hz介电强度, 50Hz MV/m 35 ASTMD14920 Dielectric Constant介电常数 - 2.22 ASTMD150Dielectric Dissipation Factor介质损耗因数 - 0.0003 ASTMD150Air Aging Condition热空气老化条件135168h Tensile Strength Variation After Aging拉伸强度变化率 % 25 ASTMD3045 Elongation Variation After Aging断裂伸长变化率 % 252.3 制品图样2.3.1尺寸及要求多个盒产品造型，如图2.1图 2.12.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析2.3.2.1 尺寸及公差从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表3-7为4级精度等级，查表3-8得4级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。2.3.2.2 塑料制品的形状此制品为多格盒形制品，制品体积较大，如图2.1。塑料制品的壁厚由图1.1可知，此制品最大壁厚为3.5mm，最小壁厚为3mm。壁厚均匀，但是网格较多，它会固化或冷却速度的不同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力。因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。2.3.2.3 脱模斜度所设计的制品没有脱模斜度，即脱模斜度为零，这样制品对型心的包紧力大，脱模时较有脱模斜度的难，生产时可喷涂脱模剂。2.3.2.4分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：1.分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。2.分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。3.分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。4.分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。第三章 基本参数3.1 注射机选择根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为HTF 300xB.注塑机的参数如下：型号单位300B参数螺杆直径mm65理论注射容量cm3853注射重量PSg776注射压力Mpa182注射行程mm257螺杆转速r/min0160料筒加热功率KW17.25锁模力KN3000拉杆内间距(水平垂直)mm660660允许最大模具厚度mm660允许最小模具厚度mm250移模行程mm660移模开距(最大)mm1260液压顶出行程mm160液压顶出力KN62液压顶出杆数量PC13油泵电动机功率KW30油箱容积l580机器尺寸(长宽高)m6.92.02.4机器重量t11.5最小模具尺寸(长宽)mm4604603.2模具型腔数目的计算3.2.1 计算原理通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的80，即 V实 = Vmax80 (3-1)式中 V实 - 制品实际所需注射量，单位cm3。 Vmax - 注射机最大注射量，单位 cm3。 由表3.1 Vmax=400cm3所以 V实=320cm33.2.2 制品体积制品的结构及尺寸如图2.1，体积如下式计算：V制=13084120-33211739.3-62011739.3 =311.998 cm33.2.3 型腔数目确定制品数目用n表示，利用下列公式进行计算，n= V实/V制=400/312=1.25通过计算可以设计一个型腔。因此制品为小批量生产，暂设计型腔数目为一个。3.3 模架选择根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表6-15初步选用250270模架具体结构如图3.1(a)、3.1(b)模架型号采用DBI-2527-A180-B50-C180-L500，使用标准模架，可以降低计算量，节约成本。图3.1 （a） 图3.1 (b)第四章 成型零件尺寸及结构4.1聚丙稀的收缩率（S）查塑料制品及其成型模具设计表0.1聚丙烯的收缩率范围为0.4-0.8，换算成平均收缩率ScpScp=(0.4+0.8)/2=0.6 (4-1)4.2 型芯尺寸及结构设计4.2.1 型芯径向尺寸计算利用公式LM1=ls1(1+Scp)+ (4-2)制品的基本尺寸为：32、20、39.3查表公差为0.26、0.22、0.26 将数值代入计算LM1=32（1+0.6%）+0.26 =32.39LM2=20（1+0.6%）+0.22 =20.29LM3=39.3（1+0.6%）+0.26 =39.734.2.2 型芯高度尺寸Hm = hs(1+Scp%)+ (4-3)制品的基本尺寸为：117查表公差为0.5 将数值代入计算Hm= 117(1+0.6%)+2/30.5=118.014.3 型腔尺寸及结构设计4.3.1型腔径向尺寸型腔径向尺寸利用公式LM=ls(1+Scp)- （4-6）制品的基本尺寸为：84、130、20查表公差为0.44、0.56 、0.22将数值代入计算 LM1=84(1+0.6)-0.44 =84.83LM2=130(1+0.6)-0.56 =131.26LM3=20(1+0.6)-0.22 =20.274.3.2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸利用公式制品的基本尺寸为：120、6查表公差为0.50、0.16Hm = Hs(1+Scp%)- (4-7)将数值代入计算Hm1 = 120(1+0.6%)-0.5 =121.05Hm2 = 6(1+0.6%)-0.16 =6.144.3.3 型腔结构型腔结构简单，采用整体式凹模，这种结构成形的制品质量较好，加工方便，并且就加工在型腔板上，与型腔板构成一体。4.3.4 型腔计算 型腔底厚、壁厚1.按刚度校核侧壁厚度，利用公式 t=r（4-8） 代入计算得 t=9.6 mm 2.按强度计算，利用公式 t=r( 代入计算t=8.7mm 取较大值9.6mm。 4.3.5 底厚计算 按刚度计算 h=5.23mm 按强度计算 h=4.87mm 取较大值5.23mm。第五章 模具结构模具结构主要由以下部分组成：成型部分、 支承部分、推出机构、浇注系统、导向部分、紧固定位部分、冷却排气系统。在模具设计过程中，主要考虑塑料怎样进料，制品怎样成型、制品怎样脱出。5.1模具结构图通过对模具成型零件的计算，模架的确定，模具结构图如图所示。5.2模具与成型机械关系的校核5.2.1 制品及流道体积5.2.1.1 制品体积 Vi=348.5cm5.2.1.2 流道体积 主流道体积本设计中，直接在PROE中，采用实体体积测量得V总=8.187 cmM总=V总X密度=（8.187+348.5）x0.9=320g五点浇口与产品图5.2.2注射机的校核1.最大注射量的校核根据公式 KV0V代入计算得V=320 cm符合注射机的要求2.锁模力校核F锁pA式中p熔融型料在型腔内的压力，该产品 A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=14641 mm3F锁注塑机的额定锁模力。故 F锁pA=200Mpa14641 mm选定的注塑机的压力为3000KN，满足要求。模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽H1+H2+50故：660140+82+50满足条件 第六章 浇注系统6.1 概述注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。对其要求是：使熔体平稳的进入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔内的气体顺利排出，在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分的把压力传到各个部位，以获得组织致密，外形清晰，尺寸稳定的塑料制品。可见，浇注系统的设计是十分重要的。浇注系统的设计正确与否，是注射成型能否顺利进行的关键，因此，要引起高度重视。6.2 浇注系统的设计6.2.1 主流道的设计主流道的截面形状一般为圆形，其锥度为26，在此模具的设计的设计中采用2，小端直径一般取36mm,且大于注射机喷嘴直径0.5mm,由表3-1注射机喷嘴直径为4mm。将此模具主流道小端直径设计为4.5mm。主流道的长度一般不超过60mm,本模具设计为50mm。主流道大端倒角R2。由于主流道需要与高温塑料频繁接触，故设计主流道衬套是十分必要的，尤其是主流道要穿过两块板时，如果没有主流道衬套，在结合处很容易发生溢料，导致主流道难以取出，主流道衬套的球半径比注射机的球半径大12mm，设计球半径为SR14mm。主流道衬套的尺寸查表3-6-62模具实用技术设计综合手册。6.2.2 浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：1.型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。2.易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。浇口设置应有利于排气和补塑。浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。定位环、浇口衬套、浇注系统示意图因点浇口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口.6.2.3 排气糟的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气,镶件间隙排气，所以无需设计排气槽。6.3合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下： 第七章 推出机构7.1 概述推出机构的设计是为了把制品从型芯型腔中推出来，为下一次注射做准备，推出机构的设计要求有：1.尽量使制品留在动模上。2.保证制品不变形，不损坏。3.保证制品外观良好。4.结构要可靠。7.2 推出机构推出机构一般有推杆、推管、推件块等，从制品的形状、尺寸考虑，利用推管制品的壁厚太小，采用直推杆，制品的受力面积太小，会损坏制品，其他结构不适合成型本产品，所以将顶出机构设计推板形式，下面采用复位杆提供动力固定，采用导柱导套保证装配需要。推板推出机构第八章 支承零件 在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、推板、支撑板等。8.1 紧固件及其他附件8.1.1 上模部分 定模部分由于产品较高，实际加工比较困难，顶部需要采用镶件板的方式，主要是便于加工，用4xM8螺丝固定于定模板上，定模采用通框结构。8.1.2 下模部分下模部分设计，根据产品设计模具，采用九个镶件成型，每个镶件需要设计冷却水路，镶件底部采用挂台固定，九个镶件组合配件还需要设计一个镶件板，勇螺丝固定于动模部分，再使用支撑板，防止镶件底部脱落。定模镶件与动模九个镶件设计图第九章 冷却系统模具在注射时，应对模具温度进行较好的控制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计冷却系统，但由于本零件较大，不可以通过模具自然冷却来保证热平衡。另外此制品为小批量生产，成型的制品精度等级为一般精度，故采用模具冷却，冷却水道需要注意设计模具结构在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，如本设计中的HIPS料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。9.1 温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。 模具冷却水路图9.2 冷却系统之设计规则设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数： 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在凸模块与凹模块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍，冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm（7/169/16英吋），在此取10mm。 第十章 模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。 塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。 浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.050.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。10.1 模具的装配顺序1.确定装配基准；2.装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；3.调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。4.在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；5.组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；6.组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；7.试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 模具预热模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。注塑在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。8.模具的维护模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。10.2 开模过程分析注塑机向后运动牵引动模部分向后运动，在导柱导向的情况下，脱料板与定模板之间第一次分型，继续牵引运动，顶板与动模板之间第二次分型，分型距离10mm后停止运动，定模板与脱料板之间有拉杆限制拉开距离140mm，动定模顺利分型，塑件在推板和复位杆的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过复位杆使推板先于型腔复位。模具整体3D效果图结论通过此次毕业设计，我受益匪浅，可大体地了解作为一名设计人员所要具备的基本素质及知识量及思考问题，解决问题的能力。同时也让我巩固了自己的专业知识，在设计的过程中对于CAD、PRO/E 绘图软件、Microsoft Word 办公软件等应用有了更进一步的掌握；在设计之初，面对从未涉及的问题，感到十分棘手，但经过反复的思考、查阅资料以及在老师的热心指导帮助下，同学之间的探讨，发现并非想象中的那么困难。另外，查阅资料是本次设计的重点，询问经验人士，我想实践是最可靠的保证，经验是宝贵的财富。通过认真仔细的资料查阅和软件的反复模拟，特别在林老师的精心指导和严谨求实的要求下，我确信这次毕业实际是成功的，在这表示特别感谢！当然，由于本人的知识面欠全，设计中还存在不足，但我相信通过这次设计将为我今后走向工作岗位打下了坚实的基础。参考文献1. 伍先明等.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社.2010.4.2. 廖念钊，古盈菴，莫雨松等.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社.2009.6.3. 王琳，陈雪江，肖新华.AutoCAD2008中文版机械图形设计北京:清华大学出版社.2007.7.4. 谭雪松，王金，钟廷志.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中文版模具设计.北京：人民邮电出版社.2009.11.5. 管耀文. Pro/ENGINEER野火版模具设计实例精讲.北京：人民邮电出版社.2007.126. 何满才.模具设计Pro/ENGINEER Wildfire中文版实例详解.北京：人民邮电出版社.2005.5.7. 齐卫东.塑料模具设计与制造.北京：高等教育出版社.20048. 阎亚林.塑料模具图册.北京:高等教育出版社.2004.9. 屈华昌.塑料成形工艺与模具设计.北京：高等教育出版社.2001.10. 甑瑞麟.模具制造实训教程.北京：机械工业出版社.2006.11. 付丽.实用模具技术手册.北京：机械工业出版社.2002.12. 于华编著.注塑模具设计技术及实例.北京：机械工业出版社.2004.6.13. 陈万林等编著.实用塑料注塑模设计与制造.北京：机械工业出版社.2000.3.14. 蒋继宏，王效岳编著.注塑模具典型结构100例.北京：中国轻工业出版社.2000.15. 屈华昌主编.塑料成型工艺模具设计.北京：高等教育出版社.2004.8.16. 叶久新，王群.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社.2008.1.致 谢这次多格盒的模具设计，是对我这四年大学学习的一次检验，通过这次设计，我补充了在理论学习中的一些漏洞， 使我掌握了在注塑工艺中应重视的问题，使我详细的知道了塑件成型的工艺过程，并通过熟悉和查阅与注塑方面相关资料，掌握了一般的设计方法和设计技巧，而且对树立正确的设计思想，培养我用所学专业知识去分析、解决在实际生产和生活中遇到问题能力都是有很重要的实际意义。培养了我独立思考的能力，使我可以更多得考虑问题。考虑制品在使用，美观，而且要占领市场所需要考虑的