塑料端蓋的模具設計論文樣板

1、本科生畢業(yè)設計（論文）說明書院機械工程學院 業(yè)一模具設計與制造 級08機電高級2班 名 黃榮指導教師伍超2012年6月1日（高等教育自學考試）本科生畢業(yè)設計（論文）任務書題目:塑料端蓋的模具設計教授、原始依據本課題是自己所選的，來自日常生活中到處可見塑料制品。塑料制品占 模具中的80%以上，所以對塑料模具的設計自目前對我們是非常重要的一門設 計，學好本內容才可以對它進行基本的設計，也為今后設計復雜的塑料模具奠 定良好的基礎。本人所設計的是一般的塑料端蓋注塑模設計，在設計中附有大量的模具 結構圖和模具局部圖，還有通過pro/e軟件畫出它的三維立體圖。文字大約有 10000字，已詳細地說明設計的全

2、過程。但本人是初次設計，有很多的錯誤和 不足，敬請諒解。二、設計（研究）內容和要求本課題主要是塑料成型件的設計，也就是塑料模的工藝方案分析及確定 工藝計算，模具結構設計計算等內容。生產為了提高生產效率，因此在設計時 要求力求結構簡單，但是一定要保證其精度要求。本設計的要求如下：1. 繪制出完整的裝配圖一張；2. 繪制出主要零件工件圖至少四張；3. 編寫設計說明書一份；4. 培養(yǎng)和訓練設計能力（包括實際動手能力、查閱文獻與撰寫論文能力）;5. 嚴格按照設計要求去做，力求數據準確，結構合理，并在保證要求的 前提下，力求結構簡單。指導教師（簽字）審題小組組長（簽字）天津大學本科生畢業(yè)設計（論文）開題

3、報告課題名稱塑料端蓋的模具設計學院名稱機械工程學院專業(yè)名稱模具設計與制造學生姓名楊秀超指導教師常林楓一、課題的來源、目的和意義、國內外現狀及水平1 課題來源:塑料模具設計指導塑料端蓋2. 目的和意義：隨著社會的發(fā)展，人類生活水平的提高。人們對塑料產品的要求日益增 高，不但應有要求的效果，還應有美觀大方的外表。設計和制造者都應以人為 本，創(chuàng)造人類的視聽夢想。塑料產品的材料主要來自塑料，即大部份的塑件都是以注塑模的制造。， 因此，注塑模在塑料產品業(yè)中顯得相當重要。由于塑料產品應用前景可觀，更新換代較快，也就要求注塑模也應跟上時 代發(fā)展的步伐。3. 國內外現狀及水平國內的塑料制品行業(yè)在近年有了明顯的

4、提高，從而也帶動了注塑模的迅速 發(fā)展，但是與國際水平卻相差很遠，主要缺陷明顯的表現在精度不高，技術含 量底、復雜程度底等缺點。嚴重的阻礙著國內塑料制品業(yè)的發(fā)展。設計出好的 產品卻無法做出是我模具業(yè)最大的不足。因此，注重科技含量，借簽了國外的 先進理論技術則尤為重要。二、課題研究的主要內容、準備采取的措施1 課題研究的主要內容：本課題主要是塑料成型的工藝設計及制造，也就是注塑模的工 藝設計方案分析及確定工藝計算，模具結構設計計算等內容。生產 主要是為了提高生產效率，因此在設計是要力求結構簡單，但是一 定要保證其精度要求。2 準備采取的措施：先對塑件進行結構分析，確定型腔的布局，從各方面考慮其結構

5、布局， 我也多次到成型部門進行現場模具制造學習，積累了生產實際經驗，了解本課 題一些相關技術要求及注意事項。選題是否合適：是口否口課題能否實現：能口不能口指導教師（簽字）年 月 日選題是否合適：是口否口課題能否實現：能口不能口審題小組組長（簽字）年 月 日摘 要塑料制品已在工業(yè)，農業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應用。特 別是在電子業(yè)中則為突出。電子產品的外客大部分是塑料制品，產品性能的提 高要求高素質的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設計。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣 壓成型等和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數的60%以上。注射成型 分為加料，熔

6、融塑料，注射制件冷卻和制件脫模等五個步驟。當然如利用電氣 控制，可實現半自動化或自動化作業(yè)。塑料注射模主要用于熱塑料制品的成型，已成功的用于成型熱固塑性塑 料制品，它是塑料制品生產中十分重要的工藝裝置。注射模的基本組成是：定 模機構、動模機構、澆注系統、導向裝置、頂出機構、芯機構、冷卻和加熱裝 置、排氣系統。因注射模成型的廣泛適用，正是我這個設計的根本出發(fā)點。關鍵詞：塑料制品；塑料注射模；注射；擠出；壓制；壓鑄; 氣壓成型第一章前言11.1模具工業(yè)在國民經濟中的地位11.2各種模具的分類和占有量21.3我國模具工業(yè)的現狀3第二章 塑料的工藝分析42. 1塑件成型工藝性分析42.2原料(abs)

7、的成型特性和工藝參數 42. 2. 1 abs塑料主要的性能指標 42.2.2 abs的注射成型工藝參數5第三章注塑設備的選擇63. 1注射成型工藝條件63.1.1模具所需塑料熔體注射量63.1.2分型面上的投影面積及所需鎖模力63. 2選擇注射機63. 3模架的選定63.4注射機的校核73.4.1 最大注射量的校核73.4.2鎖模力校核73.4.3模具與注射機安裝部分相關尺寸校核8第四章型腔布局與分型面設計94. 1 型腔布局94.2分型面的設計9第五章 澆注系統的設計115.1 主流道的設計115.2主流道襯套的固定115.3分流道的設計125.4澆口的設計135.4.1 澆口的選用135

8、.4.2澆口位置的選用135.4.3澆注系統的平衡135.4.4排氣的設計14第六章成型零件的設計156.1成型零件的結構設計156.1.1凹模結構設計156. 1.2型芯結構設計166.2成型零件工作尺寸計算166.2.1 外形尺寸176.2.2 內腔尺寸17第七章合模導向機構的設計197.1導柱結構197.2導套結構20第八章脫模機構的設計218. 1脫模機構的總體原則218.2推桿設計218.2.1推桿的形狀218. 2. 2 推桿的位置和布局218.3推件板設計的要點22第九章溫度調節(jié)系統的設計239.1模具冷卻系統的設計239.2模具加熱系統的設計24第十章模具的裝配2510. 1模

9、具的裝配順序2510.2開模過程分析26參考文獻27外文資料中文譯文致謝第一章 前言光陰似梭，大學二年的學習一晃而過，為具體的檢驗這二年來的學習效果， 綜合檢測理論在實際應用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是 理論聯系實際，即此次設計的課題為塑料端蓋的注塑模具。本次畢業(yè)設計課題來源于生活，應用廣泛，但成型難度大，模具結構較為復 雜，對模具工作人員是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解， 同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力。本次設計以注射塑料端蓋模具為主線,綜合了成型工藝分析，模具結構設計, 最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產的所有過程。能很 好

10、的學習致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步 驟，模具設計中常用的公式、數據、模具結構及零部件。把以前學過的基礎課程 融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統方法外， 同時引用了 cad、pro/e等技術，使用office軟件，力求達到減小勞動強度，提 高工作效率的目的。本次設計中得到了常林楓老師的指點，同時也非常感謝機械學院各位老師的 精心教誨。由于實際經驗和理論技術有限，設計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位 老師批評指正。1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材 料加工工業(yè)中廣泛的使用著各

11、種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模 具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿 足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便； 從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型 面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件 的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光 潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中， 模具結構對操作難以程度影響很

12、大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、 合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構, 在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有 影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應 盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本?，F代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要 因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起 著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮 其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和 產

13、量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。1.2模具的發(fā)展趨勢近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命 的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模 具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：(1) 加深理論研究在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設 計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提 咼。(2) 高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先 進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。(3) 大型、超小型及高精

14、度由于產品應用的擴大，于是出現了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為 了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變 形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。(4) 革新模具制造工藝在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具 加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床， 這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。(5) 標準化開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降 低了成本。1.3設計在學習模具制造中的作用通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要 求，各種模具的結構特點及設

15、計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要 求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，塑料材料的選擇和熱處理，了 解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的 知識。第二章塑料的工藝分析2.1塑件元件圖及技術要求圖1 -1塑料端蓋h£*gefaabcdefghi8540305187512605技術要求：1 壁厚均勻；2.塑件不可以有裂紋和變形缺陷；3.脫模斜度h 1° ； 4.未注圓角r1r2o2. 2原料cabs）的成型特性和工藝參數丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共聚物abs樹脂微黃色或白色不透明，是丙

16、烯膳-丁 二烯-苯乙烯共聚物。丙烯膳使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合 物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此 abs樹脂具有突岀的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要 干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。密度 收縮率 熔點 熱變形溫度 彎曲強度(g/ cm3)%°c45n/cmmpa2. 2.1 abs塑料主要的性能指標1.031.050. 30. 8130160659880拉伸強度mpa3549拉伸彈性模量gpa1.8彎曲彈性模量gpa1.4壓縮強度mpa1839缺口沖擊強度kj/m21t20硬度hrr62

17、86體積電阻系數qcm1013擊穿電壓kv.mm-115介電常數60hz3. 72. 2.2 abs的注射成型工藝參數注塑機類型螺桿式噴嘴形式通用式計算收縮率%0. 30.8預熱溫度°c80-85時間h2-3料筒后段°c150-170料筒中段°c165-180料筒前段°c180-200噴嘴溫度°c170-180模具溫度°c50-80注舉壓mpa60100保壓mpa4060注舉時間s20-90高壓時間so-u冷卻時間s20-120周期s50-220螺桿轉速r/min30后處理紅外線烘燈鼓風烘箱溫度°c70時間s2-一4第三章注

18、塑設備的選擇3.1注射成型工藝條件3.1.1模具所需塑料熔體注射量該產品材料為abs,查書本得知其密度為1.03-1.05g/m,收縮率為0. 3%-0, 8%,計算其平均密度為1.04 g/m ,平均收縮率為0. 55 %。一幅模具所需塑料的體積：v二 n vi + v2=1.6nvfl66 cm式中仏單個塑件的體積；v2澆注系統的體積（在學校設計時v2二0.6 nvj；n初步設定的型腔數量（取4）。質量 m二 pv二43. 2g。3.1.2分型面上的投影面積及所需鎖模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面積：a= n ai + a2 =1.35naf306. 3cm2式中a1單個塑件在分型面上

19、的投影面積；a2流道凝料在分型面上的投影面積。所需鎖模力：fm=（n a1 + a2） p 型=1072. 05kn式中p型塑料熔體對型腔的平均壓力（取35mpa）o3.2選擇注射機根據塑料制品的體積或質量，查書可選定注塑機型號為sz-500/200o3.3模架的選定根據塑件選定模架為：s2030b i 353570o見圖3.仁圖3-1塑件模架3.4注射機的校核3.4.1最大注射量的校核注塑機的最大注塑量應大于制品的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛 邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%o所以選用的 注塑機最大注塑量應滿足：0.8 v機n v塑+v澆式中v機注塑機的最大

20、注塑量，416cm3v塑 塑件的體積，該產品v塑= 83cmv澆澆注系統體積，該產品v澆=50cm故 v 機 166cm3選定的注塑機的注射容積為179cm，滿足要求。3.4.2鎖模力校核鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔 體充滿型腔時，會沿鎖模力方向產生一個很大的帳型力。因此，注射機的鎖模力 必須大于該模的帳型力，即f mkoap 塑式中p塑型腔的平均壓力；ko鎖模力安全系數，一般取ko=1.ri.2,本設計取1.2；f注塑機的額定鎖模力。故 f mkoap 塑=1286. 46kn,選定的注塑機的壓力為2000kn,滿足要求。3. 4. 3模具與注射機安裝部

21、分相關尺寸校核a模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適模具長x模具寬拉桿面積b模具閉合高度校核hmin注塑機允許最小模厚二130mmh.x注塑機允許最大模厚二220rmih模具閉合高度二180mm故滿足 hmax>h>hmin.（1）開模行程校核注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機），故注塑 機的開模行程應滿足下式：s機注塑機最大開模行程，230mm;hi頂出距離，16mm；h2包括澆注系統在內的塑件高度，52mm;s 機（h 模一hmin） >hi + h2+ （510）因為本模具的澆注系統和塑件的特殊關系，澆注系統和塑件的高度就已經包

22、括了頂出距離。故：230- （180-130） >62+ （510）滿足條件。第四章型腔布局與分型面設計4.1型腔的布局考慮到模具成型零件和抽芯結構以及出模方式的設計，模具的型腔排列方式 如圖4-1所示：圖3-1 型腔圖4.2分型面的設計分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質量、便于塑件脫模及簡化 模具的結構，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構 工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多 種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選 擇。1 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。2. 便于塑件順利脫模，盡量使塑件

23、開模時留在動模一邊。3. 保證塑件的精度要求。4. 滿足塑件的外觀質量要求。5. 便于模具加工制造。6對成型面積的影響。7.對排氣效果的影響。8對側向抽芯的影響。圖4-2塑件分型面第五章 澆注系統的設計5.1主流道的設計主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)， 另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。形狀結構如圖5t所示，其設 計要點:圖5-1 主流道結構2. 主流道前端凹坑球面半徑r2比注射機的噴嘴球半徑r1大廣2 mm；球面 凹坑深度35mm；主流道始端入口直徑d比注射機的噴嘴孔直徑大0. 51 mmo3. 主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑r二廣3mm。4.

24、主流道長度l以小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。5. 主流道常開設在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用t10a鋼，熱處理淬 火后硬度5357hrc。5.2主流道襯套的設計因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是 標準件，外徑為o 150mm,內徑<t> 28mmo具體固定形式如圖5-2所示：圖5-2 襯套結構5.3分流道的設計1 分流道是脫澆板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設 置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形u形半圓形及矩形等，工程設計 中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，一般 采用下面的經驗公

25、式可確定其截面尺寸：b = 0.2654臨 vzh =-b3式中:b梯形大底邊的寬度(mm)m塑件的重量(g)l分流道的長度(mm)h梯形的高度(mm)質量大約43. 2g,分流道的長度預計設計成50mm長，且有4個型腔，所以b = 0.2654743.2x2-50 = 6.21mm取 b 為 8mm2h = x6.21=5. 333mm取 h 為 6mm3根據實踐經驗，我們可以選擇截面直徑為8nmi, h二6mm。梯形小底邊寬度取6伽。另外由于使用了水口板(即我們所說的定模板和中 間板之間再加的一塊板)，分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。如下圖5-3所示圖5-3分流道截面圖

26、2. 分流道長度要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經濟地使用原 料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長 100mm。3. 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體 的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6 um左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而 與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速 率和剪切熱。本模具的流道布置形式采用平衡式，如圖5-2所示。5. 4澆口的選擇澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系 統中截面最

27、小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對 塑件性能和質量的影響很大。5. 4.1澆口的選用它是流道系統和型腔之間的通道,這里我們采用潛伏式澆口：1澆口在成形自動切數斷，故有利于自動成形。2. 澆口的痕跡不明顯，通常不必后加工。3. 澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。4. 澆口部份易被固化之殘錨樹脂堵住。它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或 表面不允許有較大痕跡的塑件。5. 4.2澆口位置的選用模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改 澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因 此合理選擇澆

28、口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響 模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選 擇。通常要考慮以下幾項原則：1 盡量縮短流動距離。2. 澆口應開設在塑件壁厚最大處正文。3. 必須盡量減少熔接痕。4. 應有利于型腔中氣體排出。5. 考慮分子定向影響。6. 避免產生噴射和蠕動。7. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。8. 注意對外觀質量的影響。5.4.3澆注系統的平衡對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所 有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況 下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、

29、形狀及截面尺寸相同（型 腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型 工藝條件達到一致，這就是澆注系統的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的, 即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。5.4.4排氣的設計排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內的空氣；二 是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位, 排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開 設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺 陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？ 一般來說

30、，若以最高 的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內的排氣是充分 的。適當地開設排氣槽，可以大大降低注射壓力、注射時間、保壓時間以及鎖模 壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a效率，降低生產成本，降低機 器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經驗，通過試模與修模再加以完善，此模 我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。第六章成型零件的設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲 塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、 料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形 狀，較高的尺寸精度和較

31、低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有 較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的 總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型 零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作 尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。6.1成型零件的結構設計6.1.1凹模結構設計凹模是成型產品外形的主要部件，其結構特點是隨產品的結構和模具的加工 方法而變化。組合鑲拼方式的優(yōu)點對于形狀復雜的型腔，若采用整體式結構，比較難加 工。所以采用組合式的凹模結構。同時可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的

32、 材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經濟，由于凹模的鑲拼結構可以通過 間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方 便模具的維修，避免整體的凹模報廢。組合式凹模簡化了復雜凹模的機加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和 模具的修復，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節(jié)省貴重模具材料。本設計凹模結 構如圖6-1所示。圖6-1 凹模結構圖6.1.2型芯結構設計整體嵌入式型芯，適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌 入裝配方法是臺肩墊板式,其他裝配方法還有通孔螺釘聯接式，沉孔螺釘聯接式。 本設計型芯結構如圖6-2所示。圖62型芯結構圖6.2成型零件工作尺寸計算所謂成

33、型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體的部位的尺寸， 其直接對應塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復雜，塑件本 身精度也難以達到高精度，為了計算簡便，規(guī)定如下：1塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負值 制品叫做腔尺寸公差取正值“ +若制品上原有公差的標注方法與 上不符，則應按以上規(guī)定進行轉換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計 算，即取土仝。22. 模具制造公差：實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的丄丄，即&3 6z二（丄丄）,而且按成型加工過程中的增減趨向取符號，型腔尺寸不 36斷增大，則取型芯尺寸不斷減小則取中心距尺寸取“

34、7;亠”?，F取色。33. 模具的磨損量：實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件 公差的,對于大型塑件則取*以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因為6 6脫模方向垂直，故磨損量6c=0o4塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率 計算。c s max+ s min _ 3.0 + l.oo/_no/=二二2%2 25. 模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響, 會導致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當模具分型的平面度較高、表 面粗糙度較低時，塑件產生的飛邊也小。飛邊厚度一般應小于是0.020. 1mm06. 2.1外形尺寸根據公

35、式3lscl + 5)-a-0厶s 二85mm, l尸86.40 評04 厶二31.5mm, lm=31.83j0104ls=18mm, lr 8. 60 評04ls =2mm, lf2 34 評042嚴根據公式：hf hs(1 + s)a-3丄o出二27mm, h” 二27. 28她hs=3mm,乩二3. 32；°她hs =5mm, hm =5. 360 ；00886. 2.2內腔尺寸3 t根據公式：lm = z$(l + s) a-°丄氏ls -5mm, lm-5. 19 _0 03ls =18. 5mm, lm=18. 96小ls 12mm, lf"! 2.

36、 33 0032根據公式：力m二s(l + s) a -3_§hs =27rmi, /? m 二27. 28 °,hs =3mm, h m =3. 2900840mm, h m 41. 03 2oos 32mm, h m 32. 87第七章 合模導向機構的設計導柱導向機構設計要點：1. 小型模具一般只設置兩根導柱，當其元合模方位要求，采用等徑且對稱布 置的方法，若有合模方位要求時，則應采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置 的形式。大中型模具常設置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對 稱布置的形式。2. 直導套常應用于簡單模具或模板較薄的模具；i型帶頭導套主要應用于

37、復 雜模具或大、中型模具的動定模導向中；ii型帶頭導套主要應用于推出機構的導 向中。3. 導向零件應合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導柱中心到模板邊緣 的距離&一般取導柱固定端的直徑的ri.5倍；其設置位置可參見標準模架系 列。4. 導柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件 在動模側依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側設置 導柱。5. 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處應設置承屑槽； 一般都是削去一個面，或在導套的孔口倒角。6. 導柱工作部分的長度應比型芯端面的高度高出6飛詢，以確保其導向作 用。7. 應確保各導柱、導套

38、及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響 合模的準確性，甚至損壞導向零件。8. 導柱工作部分的配合精度采用h7/f7 （低精度時可采用h8/f8或h9/f9）； 導柱固定部分的配合精度采用h7/k6 （或h7/m6）o導套與安裝之間一般用h7/m6 的過渡配合，再用側向螺釘防止其被拔出。9對于生產批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向 孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在 盲孔側壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面 的長度與表面粗糙度可根據同等規(guī)格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮 短滑配面。7.1導柱結

39、構帶頭導柱如圖7t所示圖7-1 導柱圖7.2導套結構帶頭導套如圖7-2所示圖7-2 導套圖第八章脫模機構的設計脫模機構設計的總原則1. 要求在開模過程中塑件留在動模一側，以便推出機構盡量設在動模一側， 從而簡化模具結構。2正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對性地選擇合理 的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點 應靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時也應是塑件剛度與強度最大的位置； 力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推岀過程中變形或損壞。3. 推出位置應盡可能設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位，以力求良 好的塑件外觀。4推出機構應結構簡單，

40、動作可靠（即：推岀到位、能正確復位且不與其他 零件相干涉，有足夠的強度與剛度），遠動靈活，制造及維修方便。& 2推桿設計8. 2.1推桿的形狀如圖8-1所示圖8-1 推桿圖8. 2.2推桿的位置和布局1 應設在脫模阻力大的部位，均勻布置。2. 應保證塑件被推出時受力均勻，推出平衡，不變形；當塑件各處脫模阻力 相同時，則均勻布置；若某個部位脫模阻力特大，則該處應增加推數目。3. 推桿應盡可能設在塑件厚壁、凸緣、加強等塑件強度、剛度較大處；當結 構特殊，需要推在薄壁處時，可采用盤狀推桿以增大接觸面積。4. 推桿的設置不應影響凸模強度與壽命。當推在端面則距型芯側壁5 i>0. 13mm

41、；當推桿設置在型芯內部推在塑件內部時，推桿孔距型芯側壁52>3mmo5. 在模內排氣困難的部位應設置推桿，以利于用配合間隙排氣。6若塑件上不允許有推桿痕跡時，可在塑件外側設置溢料槽，從而靠推桿推 在溢料槽內的凝料上而帶塑件。8.3推件板設計的要點1推件板與型芯應呈3。0。的推面配合，以減少遠動摩擦，并起輔助定 位以防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯側壁之間應有0. 200. 25rrm的間隙， 以防止兩者間的擦傷而或卡死，推件板與型芯間的配合間隙以不產生塑料溢料為 準，塑料的最大溢料間隙可查表，推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取 rao. 80. 4 口 m。2推件板可用經調質處理的4

42、5鋼制造，對要求比較高的模具，也可以采用 t8或t10等材料，并淬硬到5355hrc,有時也可以在推件板上鑲淬火襯套以延 長壽命。3. 當用推件板脫出元通孔的大型深腔殼體類塑件時，應在型芯上增設一個進 氣裝置，以避免塑件脫模時在型芯與塑件間形成真空。4. 推件板復位后，在推板與動模座板間應留有為保護模具的2飛何空隙。第九章溫度調節(jié)系統的設計在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、 耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用,在注射過程中， 冷卻時間占注射成型周期的約80%,然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求 不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具

43、冷卻系統的設計及優(yōu)化分析在一 定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定 型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與 結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期 等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種 類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件 要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。1 低的模具溫度可降低塑件的收縮率。2. 模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。3. 對結晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定

44、，避免后結晶現象， 但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。4. 隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降 低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑 料的內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。5. 提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據 塑料的要求，注射到模具內的塑料溫度為200°c左右，而從模具中取出塑件的溫 度約為60°c,溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入 常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的

45、溫度。因塑料端蓋使用的塑料是abs,要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料 的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現冷流痕、銀絲、注 不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱?？傊?，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。對溫度調節(jié)系統的要求：1 確定加熱或是冷卻；2. 模溫均一，塑件各部分同時冷卻；3. 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調節(jié)系統應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。9.1模具冷卻系統的設計根據模具冷卻系統設計原則:冷卻水孔數量盡量多，尺寸盡量大的原則可知, 冷卻水孔數量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現盡量降低入水與出

46、水的溫度差的原則。根據書上的經驗值取4根，冷卻水口 口徑為6rro。另外，具冷卻系統的過程中，還應同時遵循：1 澆口處加強冷卻。2. 冷卻水孔到型腔表面的距離相等。3. 冷卻水孔數量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大。4. 冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。5. 進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的 背面。6. 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。而且在冷卻系統內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。9.2模具加熱系統的設計因在abs要求的熔融溫度為200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具 溫度要求為5070,所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，

47、熱空 氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節(jié)范圍大，所以在該模 具應用電加熱。第十章模具的裝配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合 格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配 精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度 要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模 的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和

48、導套孔先不加工，先 將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或 工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鋰投影導柱和導套 孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05 -0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模 中經常發(fā)現在分模面上澆口套周圍出現塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為 了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上鏗一個三角形的槽，由于 空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。10.1模具的裝配順序1. 確定裝配基準；2.

49、 裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；3調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保 證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%,間隙不得小于溢料最小值，防 止產生飛邊；4. 在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查；5. 組裝導向系統并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現象；6組裝冷卻和加熱系統，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固 所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統時允許使用密封填料或密封膠，但應防 止進入系統中；7. 試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。1）模具預熱模具預熱的方法，采用外部加

50、熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部 向內進行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。2）筒和噴嘴的加熱根據工藝手冊中推薦的工藝參數將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進行。3）工藝參數的選擇和調整根據工藝手冊中推薦的工藝參數初選溫度，壓力，時間參數，調整工藝參數 時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。4）注塑在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件 的質量缺陷，分析導致缺陷的原因，調整工藝參數和其他技術參數，直至達到最 佳狀態(tài)。8. 模具的維護模具優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損 壞的零件，不會導致用過程中，會出現正常的磨損或不正常的磨損。不正

51、常的損 壞絕大多數是由于操作不當所致模具的徹底報廢。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應 嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱 裝，油的溫度不得超過1000c。10.2開模過程分析注塑機推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導柱導向的情況下，動定 模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。閉 合時，同樣在導柱和導套的導向作用下通過頂柱使頂桿先于型腔復位。以免頂桿 碰到型腔，損壞模具。參考文獻1鄒繼強.塑料制品及其成型模具設計c.北京：清華大學出版社，2005. 2.2 伍先明，王群，龐佑霞，張厚安等.塑料

52、模具設計指導c.北京：國防工業(yè)出版社,2006.5.3 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會.中國模具設計大典r.南昌：江西科 學技術出版社.2003.4 塑料模具設計手冊編委會.模具設計手冊d.北京：機械工業(yè)出版社.2002.5 陳萬林.實用塑料注射模具設計與制造s.北京:機械工業(yè)出版社。2002.6 賈潤禮，程志遠等.實用注射模設計手冊.北京：中國輕工業(yè)岀版社，2000.中國模具業(yè)的發(fā)展模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài) 或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品 質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經

53、濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產 技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度 上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè), 正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業(yè)政 策要點的決定中，將模具列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重 要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里， 日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60%90%的 產品的零件，組件和部件的生產加工。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以

54、汽車，摩托車行業(yè)的 模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這 一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之 汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展 重點，已在汽車工業(yè)產業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005 年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應 市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80%的模具需要更換。中國 摩托車產量位居世界第一，據統計，中國摩托車共有14種排量80多個車型, 1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以 上需要模具生

55、產。一個型號的摩托車生產需1000副模具，總價值為1000多萬 元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國， 瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本 低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期， 溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技 術水平，對于促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。美國塑料（原料）的產量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美 國塑料產量就已達2000萬噸之多，1986年增至2310萬噸，占全球總產量8100噸的28.5%,此后美國塑料產量繼續(xù)呈現穩(wěn)定增長之勢，1988年、1990年、 1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010 萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產量的比例從1996年起 提