空气清新剂盒子注塑模设计

湖 南 涉 外 经 济 学 院本科毕业论文（设计）题目空气清新剂盒子注塑模设计作者孙健学院机械工程学院专业料成型与控制工程学号指导教师二一四年十二月二十一日湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的作品成果。对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：（手写）二O一四年十二月二十一日（打印）摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类。因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，根据其结构形状特点以及通过对底座盖成型工艺的正确分析，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统等；本文详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用UG、Auto CAD对导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。关键词：注塑模具；注射成型；分型面聚甲醛（POM）tractPlastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, tocast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced UG Auto CAD , and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.Keywords：The plastic mold；the parametrization;；divides the profile；Model目 录诚信申明I摘要II聚甲醛（POM）tractIII第一章 前言2 1.1模具介绍31.2 模具在加工工业中的地位41.3 模具的发展趋势51.4模具设计流程7 第二章 该塑件材料分析和工艺性分析92.1 材料分析102.2 工艺分析11 2.2.1尺寸及精度11 2.2.2表面粗糙度12 2.2.3形状12 2.2.4壁厚13 2.2.5圆角13第三章 拟定成型工艺143.1制件成型方法153.2制件的成型参数153.3确定型腔数目17 3.3.1计算制品的体积和重量18 3.3.2型腔数目的确定主要参考以下几点来确定18 3.3.3本产品的生产批量及产品复杂程度等综合可虑采用一模一腔19 第四章 浇注系统的设计194.1制件在模具中的位置19 4.1.1型腔的布置20 4.1.2分型面的选择204.2 确定浇口形式及位置214.3 主流道的设计214.4 流道设计22 4.4.1流道的形状与尺寸22 4.4.2流道的长度23 4.4.3流道的表面粗糙度24 4.4.4流道在分型面的布置形式244.5 冷料穴设计25 第五章 成型零部件的设计255.1 成型零部件的结构设计255.2 成型零部件工作尺寸计算25 5.2.1 成型零部件性能25 5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸计算255.3 成型零部件的强度与刚度计算26 5.3.1 强度、刚度计算26 5.3.2 型腔的侧壁和底板厚度的计算27 第六章 结构零部件的设计27 6.1 选用标准注射模架27 6.1.1初选注射机27 6.1.2选标准模架28 6.2 定模板与动模板的设计28 6.3 合模导向机构的设计28 第七章 推出机构的设计28 第八章 抽芯机构设计29 第九章 温度调节系统设计29 第十章 排气系统设计29 第十一章 注塑机参数校核2911.1 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核3011.2 开模行程的校核3011.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核31 第十二章 绘制图纸并编写技术文件3112.1绘制各非标准零件图纸3212.2编写加工工艺和装配技术3212.3 加工要求3212.4 装配要求32 结论32 参考文献33 致 谢34第一章 前言1.1 模具介绍模具的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。除部分冲模以外的上述各种模具都属于腔型模，因为它们一般都是依靠三维的模具型腔是材料成型。其中塑料模约占模具总数的35，分额最大而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。1.2 模具在加工工业中的地位模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。1.3 模具的发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.4模具设计流程通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的工艺要求，掌握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，结合模具结构的特点，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。本模具设计流程：课题调研，查阅有关资料塑件的工艺分析及工艺方案的确定模具结构的总体方案设计模具的结构参数及工艺性能参数的设计计算模具的装配图、零件工作图的设计编写设计说明书和技术文件第二章 该塑件材料分析和工艺性分析2.1材料分析该产品如图2-1 所示材料是聚甲醛（POM）。基本特性：聚甲醛（POM）是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使聚甲醛（POM）具有良好的综合力学性能。丙烯腈使聚甲醛（POM）有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使聚甲醛（POM）坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。聚甲醛（POM）无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。 聚甲醛（POM）有极好的抗冲压强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。聚甲醛（POM）有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。 主要用途：在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪器盘、水箱外壳等。聚甲醛（POM）还用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。成型特点：聚甲醛（POM）在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，聚甲醛（POM）易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在6080C。 图2-1 产品图2.2工艺分析该塑件为空气清新剂盒子如图2-1所示，制件要求有良好的尺寸精度和机械性能，对表面的质量要求较高，无熔接痕，表面平整光滑，尽可能避免冷疤、云纹、缩孔、凹痕等缺陷。2.2.1尺寸及精度该塑件尺寸不大，一般精度等级。塑件尺寸的精度取决于塑料的流动性。在注射成型华中，薄壁塑件的尺寸不能设计的过大。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，及所获得塑件尺寸的准确度。表2.1 聚甲醛（POM）主要技术指标和工艺参数密度31.021.16注射机类型螺杆式比容30.860.98预热干燥度8095吸水率0.20.4时间45纠缩率0.40.7料简温度后段150170熔点130160中段165180热变形温度0.45MPa90108前段1802001.8MPa83103喷嘴温度170180抗拉屈服强度MPa50模具温度5080拉伸弹性模量MPa1.8103注射压力MP60100弯曲强度MP80成型时间S高压时间05硬度HB9.7保压时间1530后处理方法红外线灯、烘箱冷却时间1530温度70成型周期4070时间24螺杆转速/min0.40.72.2.2表面粗糙度塑件的外观要求越高，表面粗糙度应越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低12级。塑件的表面粗糙度一般为Ra 0.80.2m。2.2.3形状产品外形尺寸为43X60MM。塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。2.2.4斜度为了便于从塑件中抽出型心或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须使塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。聚甲醛（POM）在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大，要有足够的脱模斜度防止顶角。2.2.5壁厚塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，塑件壁厚尽可能均匀。本次设计的壁厚比较均匀。尽量保证两侧均匀，且满足塑件的最小壁厚。2.2.6圆角塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。第三章 拟定成型工艺3.1制件成型方法热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料聚甲醛（POM），可用注射成型。3.2制件的成型参数 根据制品结构特点及选定的原料聚甲醛（POM），可拟定如下工艺参数塑料名称： 聚甲醛（POM）密度（g/cm）：1.021.05 计算收缩率（%）：0.5 模具温度（）： 5060 注射压力（MPa）：60100 适应注射机类型：柱塞式 表2. 2 主要技术指标和工艺参数料筒温度喷嘴温度 /模具温度 /注射压力/MPa注射机类型后/中/前/18019050707090螺杆式150170180190200210成 型 时 间螺杆转数（r/min）注射时间/s保压时间/s冷却时间/s成型周期/s3551551515403060后 处 理备 注方 法温度/时间/ h 红外线烤箱700.31原材料应干燥0.5h以3.3确定型腔数目 3.3.1计算制品的体积和重量 通过三维制图UG软件测量得: 单件塑件投影面积 S=23035.4952；单件塑件体V=11029.673 查有关资料可知聚甲醛（POM）的密度为1.021.05g/cm3 则单件塑件重量m=11.03g 3.3.2 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定1）根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则,并略准备时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目,当成型大型平板制件时常用这种方法3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根据经验,每加一个型腔制品尺寸精度要降低4%,对于高精度制品,由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超过4个。3.3.3根据本产品的生产批量及产品复杂程度等综合可虑采用一模两腔由于一模两腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性比较好，成型工艺条件容易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点，并结空气清新剂盒子的产量要求，所以采用一模两腔模具。第三章 浇注系统的设计4.1制件在模具中的位置4.4.1型腔的布置主要考虑制件在分型后能保留在动模上以便脱模，并结合制件的结构特征应将型腔设置在定模侧，型芯设置在动模侧。4.4.2分型面的选择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则：1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模3）分型面的选择应保证塑件的精度要求4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求5）分型面的选择要便于模具的加工制造6）分型面的选择应有利于排气除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。 综合考虑以上的设计原则并结合该塑件的结构特点和质量要求，应采用塑件外形最大轮廓处作为分形面。分型线如图41黄色和红色相交线所示。图41 分型线4.2 确定浇口形式及位置 对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能（2）尽量避免或减少熔接痕（3）有利于型腔中气体排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比和流动面积比的校核为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合制件质量要求，本模具应采用潜伏浇口，由产品底部进料。浇口位置如图42所示浇口直径可以根据经验公式计算 d=（0.140.20） 式中 d浇口直径（mm） 塑件在浇口处的壁厚（mm） A型腔的表面积2 d=（0.140.20）20303.81.0mm (浇口直径也可根据经验值取 d=1.0mm) 浇口锥角取 浇口倾斜角取 图42 流道设计4.3 主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴与流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定锥度1）主流道设计成圆锥型，其锥角为16，内壁粗糙度Ra取0.4um流道截面设计成圆型截面，加工容易，且热量损失与压力损失均不大为常用形式。圆形截面流道的直径可以根据塑料的流动性等因素确定，该塑料件采用聚甲醛（POM）塑料，流动性为中等，所以选圆形截面。根具经验流道的直径可以取d=36mm。根据型腔在分型面上的排布情况设置流道。2）主流道大端成圆角，半径r=13mm，以减小料转向过度时的阻力3）在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于100mm，过长则会影响流体的顺利充型4）对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用H7/m6过度配合与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合5）主流道衬套一般选用T8、T10、SKD61制造，热处理强度为5862HRC 根据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸d=3mm,大端尺寸D=5.97mm，浇口套始端半径R=机床喷嘴小经d +（0.51）=10+(0.51)=11mm，半锥角a=1。其长度尺寸取L=84.18mm，其余尺寸见图。主流道内壁粗造度Ra=0.63，抛光时要沿轴向进行。 浇口套与定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。浇口套与模板的配合为H7/m64.4 流道设计 流道设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。4.4.1流道的形状与尺寸 流道的截面尺寸视塑料的品种、塑件是尺寸、成型工艺条件以及流道长短等因素来确定。通常圆形截面流道直径为210 。本制件采用的是聚甲醛（POM），由于聚甲醛（POM）的流动性能较好且流道长度教短时，因此流道采用圆形截面。初选直径为4，具体尺寸由修模时修正。4.4.2流道的长度 具体尺寸根据型腔的太小而定4.4.3流道的表面粗糙度 由于流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有内部的熔体比较理想，因此流道的表面粗糙糙不能太低，一般Ra取1.6um这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮固定,形成绝热层。4.4.4流道在分型面的布置形式流道在分型面的布置形式如上图4-2根据以上设计参数校核流动比式中 流动比距离 Li模具中各段料流通道及各段型腔的长度（mm） ti模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm因为影响流动比的因素主要是塑料的流动性，聚甲醛（POM）塑料的流动性为中等，经查有关资料可知聚甲醛（POM）允许的流动比=210110，所以 4.5 冷料穴设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于流道末端。其作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋的“冷料”，以避免这些冷料注入型腔而影响塑件质量；还有便于在流道处设置主流道拉料杆的功能。开模时又可以将主流道的冷凝料拉出，冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。流道冷料穴当流道较长时，可将流道的尽头沿料流前进方向延长作为流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为流道直径的1.52倍。 本模具采用Z形拉料杆，具体设计的图4-3所示。 图4-5拉料杆第五章 成型零部件的设计5.1成型零部件的结构设计 所谓成型零件是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。以下是成型零件的结构设计5.1.1 型腔结构设计型腔是成型塑件外表面的成型零件。分析产品，其外部结构简单，考虑各方面因素，采用整体嵌入式型腔，它能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度与刚度，使用可靠且置换方便。5.1.2 型芯及镶件结构设计型芯和镶件都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于塑料壳体来说，它们的结构有所不同，因此其型芯和镶件结构也不同。塑料壳体其内部结构比较简单但凸台很高，可以把凸台做成大镶件已节约优质模具钢材料。5.2 成型零部件工作尺寸计算5.2.1 成型零部件性能成型由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以一些性能：1、必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压；2、有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损；3、通常进行热处理，使其硬度达到HRC45。以上；4、对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理；5、材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在Ra0.4以下；6、切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好；7、熔焊性能要好,以便修理；8、成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为H8H10，轴类零件为 h7h10。5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸计算经查有关资料可知聚甲醛（POM）塑料的收缩率是0.3%0.8%平均收缩率为: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔径向尺寸 型腔深度尺寸 型芯径向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）l塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） H塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） C塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x修正系数，取0.50.75 塑件公差（mm）模具制造公差，取（1/31/4）。各工作部位尺寸计算结果详见相应零件图纸所标明通常，制品中1mm和小于1mm并带有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并带有大于0.1mm公差的部位不需要进行收缩率计算。5.3 成型零部件的强度与刚度计算为了方便加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体镶嵌式。因此，型腔的强度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推荐数据。5.3.1 强度、刚度计算 进行成型零部件强度、刚度计算时考虑的要素：塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因强度不足而产生塑料变性甚至破坏，也可能因为刚度不足而产生挠曲变形，导致 溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。（1） 塑件成型过程中不产生溢料粘度特性塑料品种允许变形值 中粘度塑料聚甲醛（POM）0.05（2） 保证塑件的尺寸精度塑件尺寸经验公式1050i/3(1+i)50200i/5(1+i)（3） 保证塑件顺利脱模tS=1.40.8%=0.0112式中 保证塑件顺利脱模的型腔允许弹性变形量； t 塑件壁厚，mm; S塑件的收缩率。5.3.2 型腔的侧壁和底板厚度的计算（1）组合式矩形型腔侧壁厚度的计算 对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许多应力，因此，强度不够是主要矛盾，设计型腔侧壁厚应以强度为准。max= pHl4/32Ehs3 s=12.7mm设允许最大变形量为max，其壁厚按刚度条件的计算式为：s= s=25mm（2）组合式矩形型腔底板厚度的计算按强度条件，型腔底板厚度计算式为：h= 式中：h矩形底板的厚度 （mm）B底板总宽度 （mm）L双支脚间距 （mm）P型腔内塑料熔体压力 （MPa） 模具材料的许用应力 （MPa） h25 mm 第六章 结构零部件的设计6.1 选用标准注射模架6.1.1初选注射机1）注射量：该塑料制件单件重量m=20.06g 浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 V= 1.888粗略计算浇注系统重量为 1.8881.0351.95g总体积 V塑件=（19.38+1.95）=21.33总重量 M=21.331.03522.08g聚苯乙烯的密度为1.054g/cm3 ，聚甲醛（POM）的密度为1.021.05g/满足注射量 V机V塑件/0.80式中 V机额定注射量（）V塑件塑件与浇注系统凝料体积和（） 26.66或满足注射量M机M塑件式中 M机额定注射量（g）M塑件塑件与浇注系统凝料的重量和（g）聚苯乙烯的密度（g/cm3）塑件采用塑料的密度（g/cm3）g2）注射压力：P注P成型经查有关资料可知聚甲醛（POM）塑料成型时的注射压力P成型=7090MPa3）锁模力： P锁模力1.3pF式中p塑料成型时型腔的压力，聚甲醛（POM）塑料的型腔压力p=30MPa F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（）各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=5541.26 PF=1.3305541.26=216109.14K根据以上的分析、计算，查相关资料初选注射机型号为：XS-Z-30,其有关技术参数如下： 理论注射容量（cm） 30 螺杆直径（mm） 48 注射压力（MPa） 319 注射行程（） 330 注射方式 注塞式 锁模力（KN） 650 拉杆内向距（mm） 550 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 600 最小模具厚度（mm） 250 喷嘴圆弧半径（mm） 12 喷嘴孔直径（mm） 3.5 最大开合模行程（mm） 160 动、定模板尺寸（） 630600 拉杆空间（） 4356.1.2选标准模架根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格。通过调用Auto CAD的燕秀工具箱模架选用，如图6-1所示图6-1 模架参数定模板厚度：A=15 动模板厚度：B=20 垫块厚度： C80 模具厚度： H模=301模具外形尺寸：170170 2256.2 定模板与动模板的设计本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱调出拉，已经设计好动定各模板的相关参数。具体看图6-1 模架参数6.3 合模导向机构的设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。在此次设计中我采用了导柱导向定位。它有如下功能：定位作用：模具闭合后，保证动定模或上下模位正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。承受一定的侧向压力：塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。在设计中，导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812，在此次设计中取10，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱的前端做成锥台形，以使导柱顺利地进入导向孔。所选的导柱导套材料为SUJ2钢，硬度为5961。导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍，在此次设计中取1倍。其它一些参数值如图6-2和图6-4所示。导柱固定端与模板之间采用76的过渡配合；导柱的导向部分采用77配合。其详细情况可参看模架结构图。图7-3导柱 图7-4导套第七章 推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成模具脱模。脱模机构设计应遵循下述原则：1、塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。2、防止塑件结构变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。3、由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。4、力求良好的塑件外观，在选择顶相互位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。5、结构合理可靠，脱模结构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且有足够的强度和刚度。6、根据制品的结构特点，因斜销也具有顶出功能所以在设置3根普通的圆顶杆即可。普通的圆形顶杆按GB4169.1984选用，均可满足顶杆刚度要求。经查相关资料，选用 8型号的圆型顶杆3根。顶出位置如图7-1所示。图7-1 顶出机构第八章 抽芯机构设计 侧向分型与抽芯机构简称为侧抽机构，用来成型具有外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。斜顶侧向分型机构该机构常用于后模内行位，其原理和斜导柱相似，但加工较复杂。将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说，抽芯距等于脱模行程加1mm3mm的安全距离。测得脱模行程最大为1.74mm。可取抽芯距为=2.5mm。内侧抽芯机构由斜顶顶出。斜顶角度计算由Auto CAD的燕秀工具箱斜顶角度计算器计算，如下图8-1所示，斜顶参数设计参考图8-2的设计标准。斜顶具体尺寸详见零件图。第九章 温度调节系统设计一般注射到模具内的塑料温度为200C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60C以下。热塑性塑料在注塑成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快的传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，缩短成型周期，提高塑件定型质量和生产效率。注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有很重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。因此，在此次设计中，对液晶显示器配件进行温度调节系统的设计是必要的。在设计时综合考虑以下选用原则：.冷却水道尽量多、截面尺寸应尽量大；.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；.浇口处加强冷却； .冷却水道出入中温差尽量小； .冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道径为610左右；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。由于制品平均厚度为2，制品尺寸比较大，确定水孔直径为6。由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水的传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。第十章 排气系统设计对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端。还可以利用推杆、活动型芯等配合间隙排气。由于本制品尺寸不大，可利用分型面开设排气槽、推杆的配合间隙和活动型芯排气即可。分型面排气槽应离开型腔56，深度h0.03。利用间隙排气，其配合间隙不能超过0.05，一般为0.030.005。第十一章 注塑机参数校核11.1 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核由于在初选注射机和选用标准模架时是根据以上的四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已经符合所选注射机要求。11.2 开模行程的校核注射机最大的开模行程S Sh件+h浇+（510）=116160式中 h件 塑料制品高度（mm） h浇浇注系统高度故满足要求。11.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。第十二章. 绘制图纸并编写技术文件12.1绘制各非标准零件图纸详见装配图纸和非标准零件图纸附本模具的工作原理：开模时，动模部分向后移，这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直至注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，此时斜顶作用于内侧抽芯滑块，完成内侧抽芯动作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位。12.2编写加工工艺和装配技术模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，塑料模具制造时应达到以下技术要求：a、组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求c、模具的功能必须达到设计要求d、为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。12.2.1 加工要求1）模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于0.02mm2）模具成型表面的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于0.5mm圆角（分型面及结合面除外）。当不允许有圆角时,应在图样上注明。3）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按GB1804标准即孔按H13，轴按h13，长度按J14来加工。4）模具中各承压板（模板）的两承压面的平行度公差按GB1184附录一的5级。5）导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按GB1184附录一的4级。导柱、导套之间的配合按H8/f8。6）模具中安装镙钉（镙栓）之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相应各孔配作。7）导柱(直导柱、台肩导柱)其配合部位的大径与小径的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。8）导套（直导套、带头导套）外圆与内孔的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。9）主流道衬套的中心锥孔应研磨抛光，不得有影响脱浇口的各种缺陷。10）成型零部件：为了保证导向作用，动、定模的导柱，导套孔的孔距精度应控制在0.01mm以内。因此，必须用坐标镗床对动、定模镗孔。在缺少坐标镗床的情况下，较普遍采用的方法是将动、定模合在一起，在车床、铣床或镗床上进行镗孔。成型零部件采用优质模具钢，强度高，耐磨性好，热处理变形小，要求耐腐蚀，调质淬火低温回火55HRC。型芯的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工，再铣小型芯孔和凹台，钻推杆孔，加工浇口。再用电火花加工成型。型腔的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径，留余量在数控铣上加工成型，再用电火花加工成型。12.2.2装配要求1）顶出制品的推杆的端面与所在的相应型面保持齐平，允许推杆端面 高出型面不大于0.1mm。2）注射模的复位杆，其端面应与模具分型面齐平，允许低于分型面大 大于0.03mm。3）型芯、凸模、镶件等，其尾部高度尺寸未注明公差时，其端面应在 装配后与其配合的零件齐平。制品同一表面的成型腔分布在上、下模或两模时，装配后沿分型面的错边不 大于0.05mm，并其组合尺寸不超过型腔允许的极限尺寸。5）凸模与凹模装配后的配合间隙，应保持周围均匀。6）需保持同轴的两个以上零件，其同轴度必须保证装配要求，使各配合零件 能顺利装卸，活动自如。7）模具导向件的导向部分，装配后保证滑动灵活，无卡滞现象。8）模具中供两次分型用的拉杆、拉板装配后，各工作面应在同一平面内，允许 其极限偏差为0.1mm。9）模具装配后两安装平面应保持平，其平行度公差按按GB1184附录一的6级。12.2.3综合要求1）模具、模架及其零件的工件表面，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。2）经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。热处理后应清除氧化皮，脏物油污。3）配通用模架模具，装配后两侧面应进行同时磨削加工，以保证模具能顺利装入模架。4）模具的冷却水道应保证畅通。 模具三维装配图结 论在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度。本文所设计的是空气清新剂盒子注塑模的设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。参考文献1塑料模设计手册编写组编著.塑料模设计手册.（第2版）.北京：机械工业出版社，20022模具实用技术丛书编委会. 塑料模具设计制造与应用实例.北京：机械工业出版社，20023王文广，田宝善，田雁晨.塑料注射模具设计技巧与实例.北京：化学工业出版社，20044唐志玉.塑料模具设计师指南.北京：国防工业出版社，19995马金骏.模具制造工艺.北京：中国科学技术出版社，19946贾润礼，程志远.实用注塑模具设计手册.北京：中国轻工业出版社，20007黄毅宏，李明辉.模具制造工艺.北京：机械工业出版社，20078王永平. 注塑模具设计经验点评.北京：机械工业出版社，20049宋满仓，黄银国，赵丹阳. 注塑模具设计与制造实战.北京：机械工业出版社，2003.410李秦蕊. 塑料模具设计.西安：西北工业大学出版社，200611高济.塑料模具设计.北京：机械工业出版社，199312张孝民.塑料模具技术.北京：机械工业出版社，200313邹继强.塑料制品及其成型模具设计. 北京：清华大学出版社，200514陆宁. 实用注塑模具设计. 北京：中国轻工业出版社，199715胡海青，温时宝. 塑料模具计算机辅助设计. 北京：化学工业出版社，2003致 谢在论文完成之际，我首先向我的导师致以衷心的感谢和崇高的敬意！在这期间，导师在学业上严格要求，精心指导，在生活上给了我无微不至的关怀，给了我人生的启迪，使我在顺利的完成学业阶段的学业的同时，也学到了很多做人的道理，明确了人生目标。导师严谨的治学态度，渊博的学识，实事求是的作风，平易近人、宽以待人和豁达的胸怀，深深感染着我，使我深受启发，必将终生受益。经过近半年努力的设计与计算，论文终于可以完成了，我的心里无比的激动。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多。在此，向他们表示深深的谢意与美好的祝愿。