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目 录1前 言12液体计量筒注塑模设计22. 1结构与尺寸分析：222塑件的精度分析；323材料分析；33.注射压力机的有关参数校核；124注射压力机的选取；185模具的工艺方案：186模具工作（成形）零部件的设计：307.模具的安装与调试;32结束语35谢 辞36参 考 文 献37前 言目前，我国模具工业和发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在模具理论及成形工艺，模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与发达国家相比差距还很大。随着工业产品质量的不断提高，模具产品的生成呈现的品种多，小批量，复杂，大型精密，更新换代速度低，特点，模具设计技术由于手工设备依靠人工经验和常规机加工，技术以计算机辅助设计，数控切削加工，数控电加工，核心的计算机辅助设计（CAD/CAM）技术进。模具生产制件，所表现出来的高精度，高复杂程度，高生产率，高一致性和低消耗是其它加工制造方面所不能充分体现出来的，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代化工业及民用生产中可以不可缺少的加工方法。本专业以培养学生，从事模具设计与制造工作能力的核心，将模具成型加工原理设备，工艺，模具设计与模具制造有机的结合在一起，实际理论与实践相结合，实用性，综合性，先进性。本课程设计主要将学生的理论与实践生产相结合，突出模具设计基础的结合运用，以提高更准确，实用不便的计算方法，正确掌握并运用塑料模具工艺参数和模具工作部门的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。在以后的生产中，研究和推广新工艺，新技术提高，模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具的设计水平。 液体计量筒注塑模设计1.生产的塑件如图1-1所示：产品名称：液体计量筒；产品材料：聚甲基丙烯酸酯（PMMA）；产品数量：大批量生产；塑件尺寸: 如图1-1所示；塑件要求：塑件内外表面光滑，壁后公差不得超过01mm.图1-12. 1结构与尺寸分析：该零件属于圆筒类零件，形状对称，塑件的尺寸整体较大，但零件底部，几处尺寸较大，为了满足塑件尺寸，制造精度等各方面的要求，比较适合采用注射加工要求，故而该零件结构工艺性适合于注射工艺工艺分析；22塑件的精度分析；依据同上书P39表1-11模具尺寸公差表（GB/T14486）与注塑件的精度要求以及所选用的塑料（PMMA），可知此零件的精度等级选用如下： A+0025-0。01 MT1等级 B05 MT7等级23材料分析；231PMMA的应用及市场前景；PMMA俗称有机玻璃，是一种开发较早的重要热塑性塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。有机玻璃产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料。 （1）PMMA在建筑业中的应用在建筑方面，PMMA主要应用于建筑采光体、透明屋顶、棚顶、电话亭、楼梯和房间墙壁护板等方面；卫生洁具方面有浴缸、洗脸盆、化妆台等产品。近年来，在高速公路及高等级道路照明灯罩及汽车灯具方面的应用发展也相当快。其中，建筑采光体、浴缸、街头广告灯箱和电话亭等方面的市场增长较快，今后的发展空间较大，市场前景十分广阔。 近年来，随着各大城市饭店、宾馆及高级住宅的兴建，我国建筑采光体发展迅速，用有机玻璃挤出板制成的采光体，具有整体结构强度高、自重轻、透光率高、安全性能高等特殊优点，与无机玻璃采光照置相比较，具有很大的优越性。 目前，美国和日本已在法律中作出强制性规定，中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用有机玻璃。随着我国法律法规的不断完善，预计在不久的将来，我国法律也会规定中小学及幼儿园建筑玻璃也必须采用有机玻璃。同时，全国各地加快了城市建设步伐，街头标志、广告灯箱和电话亭等大量出现，其中所用材料中有相当一部分是有机玻璃。 在卫生洁具方面，由于有机玻璃浴缸具有外观豪华，有深度感，容易清洗，强度高，质量轻及使用舒适等特点，近年来得到了广泛的使用，目前国内年产有机玻璃浴缸约150万只，年消耗PMMA挤出板或浇注板5000吨以上。 随着我国建筑法规的日益完善，PMMA必将在更多的应用领域表现出较强的竞争力。 另外，特种有机玻璃，如光学有机玻璃、防射线有机玻璃及光盘级有机玻璃等在我国建筑业应用中尚属空白，有较大的发展余地。 （2）我国PMMA生产及市场情况我国目前有机玻璃产品的总生产能力在日产13万吨左右，生产厂家很多，但生产规模小。 国内有机玻璃生产加工能力很大，但产品结构不甚合理，只能生产普通品种产品，缺少建筑业需要的高附加值产品，在品种与质量方面均不能满足市场的需求，如建筑用需求量很大的挤出板均需要大量从国外进口。 近年来，我国有机玻璃的消费量增长很快，但由于我国PMMA产品品种单调，数量较少，质量较差，远远不能满足国内市场的需求，导致进口量逐年大幅度增加。2000年我国PMMA模塑料进口量达到7.7万吨，同时还进口有机玻璃板材近4000吨。从进口地区来看，广东、上海、浙江及江苏4省市合计进口量占全国总进口量的约95左右。江苏、上海是我国有机玻璃浇注板的主要生产地区，由于模型浇注工艺简单、投资少，因此许多乡镇企业用此工艺进行作坊式生产，装置规模小，产品质量远达不到建材工业的质量标准，在国外早已淘汰。 20世纪80年代，我国有机玻璃年销售量不足2万吨，消费市场不以建筑业为主。进入90年代以来，PMMA在建筑业中的市场应用有了较大的发展，消费量增长很快，2000年已达到8.5万吨，其中浇注板2.9万吨、挤出板2.5万吨、模塑料3.1万吨（不包括挤出板用模塑料）。预计今后几年中，国内有机玻璃市场发展速度年均将保持在6以上。2005年，我国有机玻璃的市场为11万吨，其中建筑业约占6070。232塑件材料特性：（1）聚甲基丙烯酸酯的化学代号为PMMA，是一种现代日常生活，生产中常用的热塑性塑料。聚甲基丙烯酸酯俗称“有机玻璃”是一种透光塑料，具有高度的透光性和优异的透明性是有机玻璃的特性，透光率达92，优与普通硅玻璃。有机玻璃璃为118g/cm3,比普通硅玻璃轻一加工成塑料件；也可制成粉状，供成形加工，其中大缺点是表面硬度低，容易被硬物擦伤拉毛。（3）成形特点；透明塑料由于透光率要高，必然要求塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程对原料、设备。模具、甚至产品的设计，都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往要在机高温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满模，又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。 因此从原料准备，对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面都要进行严格的操作。 （1）原料的准备与干燥由于在塑料中含有任何一点杂质，都可能影响产品的透明度，因此和储存、运输。加料过程中，必须注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会引起原料变质，所以一定要干燥，并在注塑时，加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中，输入的空气最好应经过滤、除湿，以便保证不会污染原料。其干燥工艺如表2， 透明塑料的干燥工艺： 材料 工艺 干燥温度（） 干燥时间（h） 料层厚度（mm） 备注 pmma 7080 24 3040 pc 120130 6 2712960N即F锁 PA分 故所选用的注射压力机符合要求。 表3-2塑件形状和精度不同时可选用的型腔压力条件型腔平均压力/Mpa举例易于成形的制品 25聚乙烯，聚苯乙烯等厚壁日用品，容器类普通制品30薄壁容器类高黏度、高精度制品 35ABS聚甲醛等机器械类零件，高精度制品黏度和精度特别高制品40高精度的机械零件35安装部分的尺寸a)喷嘴尺寸注射机的喷嘴头部的球面半径R1，应与主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从狭缝出溢出，R2一般应比R1大1-2 mm,否则注流道内的塑料凝料无法脱出。由压力机的参数表3-1可知R1=18 mm；那么R2=20 mm 故所选的压力机合理。b)定位圈尺寸；为了使模具的主流道中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上的定位圈或主流道衬套与定位圈的整体式结构（如下图所示）的外尺寸d应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。C)最大、最小模厚； 在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大和最小模厚之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机拉杆之间装入。d)螺杆尺寸； 注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板，定模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。e)开模行程和顶出机构的校核； 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况：一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程与模具厚度无关；二是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。 依据同上参考文献P72表2-11开模行程和顶出机构的校核可知; 双分型面注射模,最大开模行程与模具厚度无关,即: SH1+H2+a+(5-10)mm由表3-1可知注射机的最大开模行S=500mm,H1=32mm;H2=42mm所以原式= H1+H2+a+(5-10)mm=32mm+42mm+118mm+10mm=200mm.脱模（推出）机构的工作原理；在注射模成形的每个周期中，通过推出机构（一般由推出、复位、导向零件组成）将塑料制品及浇注系统凝从模具中脱出的连续性循环动作其过程为开模-推出-取件-闭模-推出机构复位。2.推出机构的结构分类；推出机构按动力来源分为以下几种形式；手动推出机构； 机动推出机构； 液压和气动推出机构；分析；手动推出机构指当模具开模时由工人手动操作脱模机构，使塑件脱出，它可分为模内手工推出和模外手工推出两种；这种结构用于塑件结构复杂不能设置推出机构的模具，或塑件结构简单、产量小的情况；机动推出机构依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构实现塑件的自动脱落。这种模具结构复杂多用于生产批量大的情况；液压或机动推出机构一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将塑件通过模具上的推出机构推出模外或将塑料件吹出模外。经过分析结合该塑件成形特点要求以及塑料件的结构及设备选择其推出机构必须为液压气动推出机构。5.9.模具导向机构的设计； 推出机构在推出塑料后为下一次的注射成形做准备，就必须使推出机构复位，以便于恢复完整的型腔。因此就必须设置复位装置，复位装置有复位杆复位装置和弹簧复位装置和弹簧复位装置两种，经比较和分析该塑件的推出机构复位选择复位装置可使模具结构简化能随时更换等好动。合模导向装置是保证动、定模合模时正确定位和导向的重要零件。合模导向装置主要有导柱导向和锥面导向定位。1.导向零件的设计原则；导向装置类型的选用； 导柱数量，大小及布置； 导柱导向的设置必须注意模具的强度； 导向装置必须考虑加工的工艺性； 导向装置必须有良好的导向性能；2.导柱、导套的选用；导柱的选用；导柱的结构随模具的结构，大小及制品生产批量要求的不同而不同，则其有以下结构；台阶式导柱、铆合式导柱以及斜导柱等形式；分析：台阶式导柱适用于大型，高精度且生产批量大的模具结构；铆合式导柱适用于小型简单的移动式模具，其结构简单，制造方便，便于导柱损环后更换麻烦；斜导柱用于具有斜导柱分型与抽芯，机构的注射模具。经分析比较选择台阶式导柱较为合理。导套的选用；导套的主要结构形式有直导套和带头导套两种。分析；导套形式 结构简单，制造方便，用于小型简单模具；而带头导套则用于结构复杂，精度较高的大型模具。经分析和比较后选择带头导套较为合理。5.10温度调节系统的设计；模具的温度调节系统主要由塑料种类、模具的大小、塑件的物理化学性能、外观和尺寸精度都对模具的调节有影响。在设置温度调节系统后有时会给注塑生产带来一些问题，例如，采用冷水调节模具温度时，大气中水分凝结在模具型腔的表面，影响塑件表面质量，而采用加热措施后，模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失，从而造成卡死或无法工作。在本模具上由于骨架大端面积较大必须设置冷却系统。 a.加热系统的设计；因为该塑件注射成形工艺的模具温度为40-80，所以模具中心须设置加热装置。根据热源的来源模具的加热方法有介质或蒸气加热法。电阻加热法，工频感应加热等，然而一般最常采用的是电阻加热法对模具进行加热，这种方法拆卸修理方便，使用寿命长。 b.冷却系统的设计； 模具的冷却就是将熔融状态的塑料传给模具的热量尽可能迅速的带走，以便塑件冷却定型，并获得最佳塑件。 模具的冷却方法有：水冷却、油冷却和空气冷却等，最常用的为水冷却，其冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理设置冷却通道，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温，冷却水一般为室温冷却水，必要时也可采用强迫通水或低温水来加强冷却效率。冷却通道的设计原则；冷却通道离凹模壁不宜太远或太近以免影响冷却效果和模具的强度，其距离一般为冷却通道直径的1-2倍。模具结构允许时，冷却通道的孔应尽量大，冷却回路应尽量多。应于塑件厚度相适应。冷却通道不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏水。冷却水道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。浇口附近加强冷却，即将冷却水道的入口设置在浇口附近。冷却通道应尽可能避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件产生熔接痕，降低了塑件强度。进口的冷却水温差不宜过大，避免产生模具的冷却不均匀。凹模和凸模要分别冷却，要保证冷却的平衡，而且对凸模内部的冷却要注意，水道穿过凸模与模板接缝处时进行密封，以防水漏。要防止冷却道中的水泄漏，水管与水嘴接口处必须密封，水管接头的部位要设置在不影响操作的方向通常朝注射机的背面。5.11.模具的结构形式;潜伏式浇口一般设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其浇口面积多为矩形（扁槽），是限制性浇口。由于侧浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹，因此该模具的结构形式为双分型面注塑模。6模具工作（成形）零部件的设计：（1）凹模的结构设计与尺寸计算；由于该模具采用一模三腔的结构方式形式，因而根据塑件成形的需要，加工与装配的工艺要求及材料的价值利用等因素，凹模拟采用局部镶嵌式结构。型腔径向尺寸；模具的最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差=/3；取X=0.75；外径；20+0.525-20-0.525 （Lm1）+z0=(1+S平)Ls1-X+z0 =（1+0.6%）*20.52-0.75*0.52+0.140 =20.25+0.140 内径：17.6+0.025-17.62-0.025 （Lm2）+z0=(1+S平)Ls2- X +z0 =(1+S平)Ls2- X +z0 =（1+0.6）*17.62-0.75*0.02+0.010=17.71+0.010（2）型腔深度尺寸； 模具最大磨损量取塑件的1/6，模具制造公差z=/3，取x=0.5； 1.112+0.05-112.05-0.01； （Hm1）+z0=(1+S平)Hs1- X +z0 =(1+0.6)*112.05-0.5*0.02+0.020=112.7+0.020 2.118+0.05-118.05-0.01 （Hm2）+z0=(1+S平)Hm2- X +z0 =(1+0.6)*118.05-0.5*0.05 +0.020 =118.73+0.020(2)型芯的结构设计及计算；成形塑件内表面的零件称型芯，主要有主芯、小芯等，对于简单的容器，如壳罩、盖之类的塑件，成形其内表面主要部分叫做主型芯，而将塑件上的小孔或槽的型芯称为小型芯或成形杆。 型芯（凸模）主要是与凹模相结合构成，模具的型腔为了便于制造加工，该模具型芯为台肩固定式型芯。 型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差z=/3,取X=0.75；17.6+0.025-17.6-0.025 （LS）0-z=(1+S平)LS+X 0-z =（1+0.6）*17.625+0.75*0.0250-0.008 型芯高度尺寸确定；模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差Sx=/3;取X=0.5； 153+0.05-153.05-0.01 （hm）0-z=(1+S平)hs+ X 0-z =(1+0.6)*153.05+0.5*0.050-0.02 =153.990-0.027.模具的安装与调试;7.1模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下几方面：(1)模具的安装方位要满足设计图样的要求。(2)模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。(3)当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。(4)模具带有液压油路接头，气路接头，热流道元件接线板时，尽可能放在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉，压板的形式，如图4.1所示。一般每侧48块压板，对称布置。图4.1 模具的固定 压板； 2螺钉； 3模具； 4注射机模面模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用。要注意以下方面：(1)合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。、(2)活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确可靠。(3)开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。(4)冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。17.2试模;模具安装调试后可进行试模.7.3加入原料;原料的品种,规格,牌号应于产品图样中地要求,成形性能 应符合相关实际标准的规定.原料一般要先进行干燥处理.7.4试模;将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压、低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效时，可以适当提高温度条件。试模注射器出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。75检验;通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。结束语模具生产的制件，所表现出来的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗是其他加工制造方面所不能比拟的。但是只有当制件生产批量大的情况下，模具成形加工的优点才能充分起先出来。从而好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛的应用，在现代化工业生产中占有十分重要的地位是国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。实践证明，理论联系实际的学习才是最有效的学习方法。因此本设计计算说明书结合了塑料模具图册、塑料模具设计与制造、机械制图，公差与测量技术、机械设计基础等专业课知识，再结合实际生产经验而设计的。从而充分体现了所学的专业知识实际生产的应用。本课程设计主要将学生学到的理论与实际醒结合，突出模具设计基础的结合运用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。在以后的生产生活中，研究和推广新工艺，新技术提高模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具技术水平。谢 辞 经过三个月的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有徐老师和张舒卫师傅的督促与指导，以及一起工作的同事的支持，想要完成这个设计是很难的。 在这里，首先我要感谢我的老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神，也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次，我要感谢和我一起作毕业设计们同学，然后，我还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下专业知识的基础；同时我还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会得以顺利完成。最后，我要感谢感谢我的朋友和同学们在我三年生活和学习中对我的帮助，同时我要感谢陕西航空职业技术学院三年来对我的大力栽培再次感谢各位老师和同学，希望大家以后工作顺利。谢谢！ 参 考 文 献1.齐卫东. 塑料模具设计与制造.北京：高等教育出版社，20042.阎亚林. 塑料模具图册.北京：高等教育出版社，20043.甑瑞麟. 模具制造实训教程.北京 ：机械工业出版社，2006 4.屈华昌. 塑料成形工艺与模具设计.北京： 高等教育出版社，20015.付丽. 实用模具技术手册.北京：机械工业出版社， 20026.郑修本主编，机械制造工艺学.北京.机械工业出版社.1999-5.7.张龙勋主编，机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京.机械工业出版社.199911。8.王运炎. 叶尚川主编，机械工程材料.北京.机械工业出版社.2000-5.2版.9.王孝达主编，金属工艺学.北京.高等教育出版社.1997.10 侯维芝.样金风主编.北京高等教育出版社.20057.11.张耀良主编，机械加工工艺设计手册.北京.航空工业出版社出版.198712第2版.12.李永增主编，金工实习.北京.高等教育出版社.1995.13.史铁梁主编，模具设计指导.北京.机械工业出版社.2003-8.
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