碗注塑模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

1、精品整理碗的注射模具/、設(shè)計說明書設(shè)計題目：碗的注射模具設(shè)計指導(dǎo)老師：XX設(shè)計者：XXX系別：信息控制與制造系班級：XX學(xué)號：XX頁腳內(nèi)容精品整理緒論 一 【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(chǎn)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(jié) 構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型

2、腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)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(jī)械性能、 電 性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)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(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料 制品時，應(yīng)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(jī)構(gòu)， 在全自動生產(chǎn)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(dāng)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(yīng)盡可能的采 用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。現(xiàn)代生

3、產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項重要因素，尤 其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、 塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。 高效的 全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用， 產(chǎn)品的生產(chǎn)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(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。 因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展 二 【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(chǎn)量中所占的比重越來越大。 從模具設(shè)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(shè)計中，對工藝原理

4、的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。（2）高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)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(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)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(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先

5、進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 標(biāo)準(zhǔn)化開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。 三 【設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用】通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，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(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。頁腳內(nèi)容目錄一、緒論 2二、目錄 4一、引言 6二、塑料工藝分析和模具方案確定 7三、

6、塑料的成型特性及工藝參數(shù) 8四、澆注系統(tǒng) 9五、頂出機(jī)構(gòu) 12六、冷去卩系統(tǒng) 13七、塑件的 Moldflow 分析 16八、模架、支承與連接零件的設(shè)計與選擇 17九、合模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 18十、排氣系統(tǒng) 2022十一、模具總裝圖 21 十二、模具安裝UG圖十三、設(shè)計總結(jié) 23十四、謝辭 24一、引言隨著各種性能優(yōu)越的工程塑料不斷開發(fā)， 注塑工藝越來越多地被各個制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的制品。 要高質(zhì)量、 經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出注塑制品， 必須綜合考慮成型樹脂、 注塑模具及注塑機(jī)的問題， 注塑模具的設(shè)計質(zhì)量直接影響成型制品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。注塑模具在注射制品成型中起著極其重要的作用，除了

7、塑料制品的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外， 塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量、 成型效率也受模具左右，所以如何高質(zhì)量、簡明、快捷、規(guī)范化地設(shè)計注塑模具，成為發(fā)揮注塑成型工藝的優(yōu)越性，擴(kuò)大注塑制品的首要問題。傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計， 主要是依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗， 設(shè)計的速度、 質(zhì)量及可 靠性的程度， 因設(shè)計人員的經(jīng)驗而異。 又因模具是單品或極少批量的產(chǎn)品， 采用 傳統(tǒng)設(shè)計方法， 每一張圖紙都需要手工繪制， 設(shè)計人員的工作強(qiáng)度大， 設(shè)計工作 難以達(dá)到規(guī)范化、 標(biāo)準(zhǔn)化。目前世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)都已相繼采用計算 機(jī)技術(shù)進(jìn)行注塑模具設(shè)計，其主要是采用計算機(jī)輔助設(shè)計即 CAD 及計算機(jī)輔助工 程 CAE。我國模具

8、工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展， 歷經(jīng)了半個多世紀(jì)， 近幾年來， 我國模具 技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命 模具又上了新臺階。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CA技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CA歆 件。塑料模是應(yīng)用最廣泛的一類模具。近年來，我國塑料模有長足的進(jìn)步。在制 造技術(shù)方面，首先是采用CAD/CA技術(shù)，用計算機(jī)造型、編程并由數(shù)控機(jī)床加工 已是主要手段，CAE軟件也得到應(yīng)用。二、塑料工藝分析與模具方案確定1 制件的分析如下圖所示，該制件為塑料碗，使用材料為 PP。圖 2-1 制件圖圖 2-2

9、制件三維圖2 總裝圖總裝圖如圖 2-3 所示。圖 2-3 總裝圖1.動模板 2.定模板 3.定位頂銷 4.定模座板 5.澆口套 6.定位圈 7.導(dǎo)柱 8.導(dǎo)套 9.型腔 10.型芯 11.頂桿 12.固定板螺釘 13.推桿固定板螺釘 14.推板 15. 推桿固定板 16.復(fù)位桿 17.長固定螺釘 18.動模座板 19.墊塊 20.支承板三、塑料的成型特性及工藝參數(shù)PP的材料名稱是聚丙烯（百折膠）。百折膠質(zhì)輕，可浮于水，它具有高的結(jié)晶度，高耐磨性，高溫沖擊性好，化學(xué)穩(wěn)定性高， 衛(wèi)生性能好，無毒，耐熱性高，可在100攝氏度左右使用， 突出的延伸性能和抗疲勞性能。 可應(yīng)用于微波爐、 餐具、盆、塑料桶

10、、保溫瓶外殼、 編織袋等生活用品， 也可用于法蘭， 齒輪，接頭，把手等工業(yè)元件。PP的最大缺點就是容易氧化老化?？捎锰砑涌寡趸瘎┡c紫外光吸收劑等加以克服。收縮率：1.02.5%熔融溫度：230275 成型溫度：1565度比重：0.9020.906成型壓力：100130Mpa 流比長：100200結(jié)晶性：半結(jié)晶性 射速：高速注射四、澆注系統(tǒng)1 分型面的選擇選擇分型面的原則：(1) 有利于脫模；(2) 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；(3) 有利于成型零件的加工制造；(4) 分型面數(shù)目與形狀通常采用平行分型面，即采用一個與注射機(jī)開模運動方向垂直的分型面；(5) 型腔方位的確定：在決定型腔在模具

11、內(nèi)的方位時，分型面的選擇應(yīng)盡量 防止形成側(cè)孔或側(cè)凹，以避免采用比較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)；(6) 有利于側(cè)向抽芯；(7) 考慮側(cè)向抽拔距；(8) 應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合模方向上，而將短抽 拔距作為側(cè)向分型芯或抽芯，并注意將側(cè)抽芯放在動模邊，避免定模抽芯；(9) 鎖緊模具的要求；(10) 有利于排氣；(11) 分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。綜上所述，結(jié)合本塑件實際情況，將分型面定為如圖 5-1 所示圖 5-1 分型面為了避免 A 板和滑塊有尖角產(chǎn)生，分型面應(yīng)在邊倒圓底端。2 澆口套的選用由于采用直接澆口， 在有柄蓋底部的花紋需要成型， 所以交口套底面必須加 工出所需要的花紋，

12、詳細(xì)數(shù)據(jù)請參見澆口套零件圖，示意圖如下 5-2 所示 圖 5-2 澆口套由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 , 所以常將主流道設(shè)計成可拆卸的澆口套，材料為 T10A鋼，并淬火處理到洛氏硬度5055HRC.T10A鋼適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動,需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具，可用作不受較大沖擊的耐磨零。3流程比的校核在確定澆口位置及數(shù)量時，對于大型塑件還應(yīng)該考慮所允許的最大流程比。這時必須增大塑件的壁厚，或增加澆口數(shù)量、改變澆口因為當(dāng)塑件壁厚較小，而流程較長時，不但內(nèi)應(yīng)力增大，而且會因為料流溫度降 低較多而造成注射不滿，位置，以縮短最大流程。流

13、程比是指塑料熔體在型腔內(nèi)流動的最大流程與其厚度之比。即:n LiB八十曲卩 i 4 ti(5-1)B流程比；Li各段流程長度;ti各段流程的型腔厚度;Bp 允許的流程比，(這里塑料PP的允許流程比為280)所以在允許的范圍內(nèi)，可行。五、頂出機(jī)構(gòu)六、冷卻系統(tǒng)1模具溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響(1) 尺寸精度對一般塑件，必須使模溫較低，并保持恒定溫度，以減少塑件成型收縮率的波動，提高塑件尺寸穩(wěn)定性；(2) 形狀精度 模具型芯和型腔的各部分溫差太大，會使塑件收縮不均勻?qū)?致翹曲變形，特別是對于壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件，常常會出現(xiàn)因收縮不均 勻而變形的情況，因此，必須設(shè)計合適的冷卻回路，使模具型腔、型芯

14、各個部分的溫度基本一致，從而使塑件各部分的冷卻速度相同；(3) 力學(xué)性能對于結(jié)晶型塑料冷卻速度影響其結(jié)晶度，而結(jié)晶度又影響其力學(xué)性能。冷卻速度快，結(jié)晶度低，應(yīng)力開裂的傾向小。一般可采用較高的熔體溫度、較低的模具溫度、 較短的保壓時間和快速填充， 這樣成型條件來減少塑件應(yīng)力開裂的傾向。(4) 表面質(zhì)量 當(dāng)模具的溫度過低時，會使塑料熔體粘度提高，流動阻力增 大，從而出現(xiàn)填充不滿，塑件輪廓不清，或者產(chǎn)生熔接痕或振動痕；提高模具溫 度即可改善塑件表面狀態(tài)，使塑件表面粗糙度降低。2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則(1) 冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)(2) 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離(3) 降低進(jìn)

15、出水的溫度差，普通模具的進(jìn)出水溫差不應(yīng)超過 5C(4) 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻(5) 應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處(6) 冷卻水路應(yīng)便于加工和清理。3 冷卻裝置的布置如下冷卻系統(tǒng)七、塑件的 Moldflow 分析有限元法介紹Moldflow 軟件的原理是有限元法，有限元法是力學(xué)、計算方法和計算機(jī)技 術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物， 由于它在解決工程技術(shù)問題時的靈活性、 快速及有效性， 發(fā)展 非常神速，其解題范圍包括了各個領(lǐng)域(固體力學(xué)、流體場、電磁場、溫度場、 聲場)的數(shù)理方程； 其計算機(jī)程序幾乎能求解數(shù)理方程中的各類問題， 是工程技 術(shù)人員必備工具，是力學(xué)、機(jī)械、土木工程、水力等專業(yè)的學(xué)生的必修課。有限 元

16、法是求解復(fù)雜工程問題的一種近似數(shù)值解法， 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到力學(xué)、 熱學(xué)、電 磁學(xué)等各個學(xué)科，主要分析工作環(huán)境下物體的線性和非線性靜動態(tài)特性等性能。有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對象的離散化，有限元求解， 計算結(jié)果的處理三部分。 曾經(jīng)有人做過統(tǒng)計： 三個階段所用的時間分別占總時間 的 40%50%、 5%及 50%55%。也就是說，當(dāng)利用有限元分析對象時，主要時間是 用于對象的離散及結(jié)果的處理。 如果采用人工方法離散對象和處理計算結(jié)果， 勢 必費力、費時且極易出錯，尤其當(dāng)分析模型復(fù)雜時， 采用人工方法甚至很難進(jìn)行， 這將嚴(yán)重影響高級有限元分析程序的推廣和使用。 因此，開展自動離散對象及結(jié)

17、 果的計算機(jī)可視化顯示的研究是一項重要而緊迫的任務(wù)。有限元分析的基本步驟和幾個問題：離散化：（1）單元怎樣劃分？編排單元碼和節(jié)點碼有什么原則？（2）荷載如何移置？單元分析：（1）節(jié)點力怎樣用節(jié)點位移表示？（2）如何建立以節(jié)點位移表示的節(jié)點平衡 方程式？（3）怎樣去求單元的內(nèi)力（應(yīng)力）？ 整體分析：如何以最快的速度、最少的時間、最好的方案解出方程組，以得 到最佳（可行精度）的結(jié)果？八、模架、支承與連接零件的設(shè)計與選擇注射模中的各種固定板、 墊塊、 支承板及模座等均稱為支承零部件， 它們與 合模機(jī)構(gòu)組裝， 便可構(gòu)成模具的基本骨架。 注射模架的作用就是用來安裝和固定 注射模具中的各種功能結(jié)構(gòu)， 因此

18、， 在設(shè)計注射模時， 必須保證各種支承零部件 有足夠的強(qiáng)度和剛度。1 定模座板（650mm x 550mm x 35mm）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板， 材料為45鋼。通過8個16的斜 導(dǎo)柱與定模固定板連接，定位圈通過 4個M4的內(nèi)六角螺釘與其連接，定模座板 與澆口套為 H6/f5 配合。2 定模板（ 550 mmx 550mmx 70mm）用于固定型腔、導(dǎo)套、楔緊塊、斜導(dǎo)柱。厚度經(jīng)計算校核應(yīng)大于12，取標(biāo)準(zhǔn)值25。采用45鋼制成，調(diào)質(zhì)230HB270HB其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/r6配合，另一端采用 H8/h7 配合；定模板與澆口套采用 H6/f5 配合。 注射模中的各種固定板

19、、 墊塊、 支承板及模座等均稱為支承零部件， 它們與 合模機(jī)構(gòu)組裝， 便可構(gòu)成模具的基本骨架。 注射模架的作用就是用來安裝和固定 注射模具中的各種功能結(jié)構(gòu)， 因此， 在設(shè)計注射模時， 必須保證各種支承零部件 有足夠的強(qiáng)度和剛度。3 動模板(550mmX 550mmX 90mm)用于固定型芯，厚度經(jīng)計算采用 90mm4 動模座板(550mmX 550mmX 70mm)模座是與注射機(jī)相聯(lián)的模具底板， 其作用是支承所有零部件、 傳遞合模力及 承受成型力。設(shè)計要點：(1) 應(yīng)有一定厚度；(2) 輪廓形狀和尺寸應(yīng)與注射機(jī)上的動定模固定板相匹配；(3) 模座上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu) (螺栓孔、 壓板臺階等) 必須

20、與設(shè)備上安裝的螺孔 的大小和位置相適應(yīng)；(4) 材料：碳鋼、 45 鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì) 230270HBS。九、 合模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射模在工作中周期性地開模、合模。當(dāng)動、定模完全分開時，可依靠注射 成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向，但僅靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向并不能保證注射模具正常工 作，注射模本身必須設(shè)置導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是：(1) 定位作用： 為了避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具， 并且在模具閉合后 使型腔保持正確的形狀， 不至于因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均， 或者模塑 失效；另外， 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具的裝配過程中也起定位作用， 方便模具的裝配和調(diào)整；(2) 導(dǎo)向作用：在動定合模時，首

21、先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸， 引導(dǎo)動模、定模正確閉合，避免凸?；蛐托咀矒粜颓?，損壞零件；(3) 承受一定側(cè)壓力： 塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力， 或由于注射機(jī)精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受了一定的側(cè)壓力；(4) 保持運動平穩(wěn)作用： 對于大、 中型模具的脫模機(jī)構(gòu)， 有保持機(jī)構(gòu)運動靈活平穩(wěn)的作用。1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)考慮到塑件的精度要求和生產(chǎn)批量大小， 故導(dǎo)柱要有導(dǎo)套配合， 導(dǎo)套的外徑 與導(dǎo)柱的 d1 相等，也就是導(dǎo)柱的固定孔與導(dǎo)套的固定孔同徑， 兩孔可以一刀加工， 以保證位置精度。導(dǎo)柱同導(dǎo)套的配合都是間隙配合 H7/h6或H8/f8，間隙小于 0.04mm導(dǎo)柱裝入模板多用過渡配合 H7/m6或H7/r6。

22、導(dǎo)柱的端部做成錐形或半 球形的先導(dǎo)部分， 使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳 素工具鋼(T8A T10A)經(jīng)淬火處理，硬度為5055HRC，以保證導(dǎo)柱具有硬而 耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。2 導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及要求考慮到裝配方便， 把導(dǎo)套的前面倒一個圓角， 內(nèi)孔有一定錐度； 為避免孔內(nèi) 空氣無法排出而產(chǎn)生反壓力， 給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力， 合模時有較大噪聲， 設(shè)計 時把導(dǎo)柱孔打通。該設(shè)計中，采用了有肩導(dǎo)柱和帶頭導(dǎo)套。3 導(dǎo)柱布置根據(jù)模具的大小， 選用了四根等直徑導(dǎo)柱， 它們合理均布在模具分型面的四 周，導(dǎo)柱中心至模具外緣有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。十、 排氣系統(tǒng)1 排氣系統(tǒng)的作用及氣體來源為了防止塑件出現(xiàn)氣泡， 疏松等缺陷， 在注射過程中應(yīng)該將型腔中的氣體排 出。模具型腔中的氣體來源主要有以下幾個方面：(1) 澆注系統(tǒng)和型腔中原有的氣體；(2) 塑料中的水分在注射溫度下蒸發(fā)的水蒸汽；(3) 塑料熔體受熱分解產(chǎn)生的揮發(fā)氣體；(4) 熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)生成的氣體；2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計要點(1)保證迅速，有序，通暢，排氣速度應(yīng)該與注射速度相適應(yīng)