模具专业毕业设计论文后端盖注塑模设计说明书.doc

湖南工学院毕业设计题 目 后端盖注塑模设计说明书 专 业 学生姓名 指导教师（签名） 2007年5月20日目 录一 前言 1 二 设计资料分析 2 1材料性能 2 2塑件结构工艺性 2三 模具总体结构设计 3 四 模具零件结构尺寸设计 8 1注塑设备选择 8 2浇注系统设计 9 3侧向抽芯机构设计 10 4推出机构设计 15 5动、定模导向机构设计 17 6成型零件设计 17 7温度调节系统设计 18 8支承零件设计 19 9注射机校核 20 五 参考文献 22 六 设计总结 23 一、设计课题：后端盖注塑模 二、原始条件：1 塑料制件图： 技术要求1 材料ABS，收缩率0.6% 。2 脱模斜度2 。3 未注圆角R3-5 。4 要求形状完整，无缩孔、气孔及裂纹缺陷。一 前 言毕业设计是在修完所有大学课程之后的最后一个环节。本次设计的课题是后端盖注塑模设计，它是对以前所学课程的一个总结。在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，标志一个国家工业化发展的程度。由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。对于一个模具专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力。另外，本次毕业设计还必须具备一定的计算机应用的能力，在毕业设计过程中都应结合毕业设计课题利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序，如利用Pro/E 2001软件进行塑件的3D造型、塑件的分模等，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD2006软件进行二维图的绘制。本次毕业设计的基本目的是：1.综合运用塑料成型材料的基本知识,以及塑料成型的基本原理和工艺特点,分析成型工艺对模具的要求;2.掌握成型设备对模具的要求;3.掌握成型模具的设计方法,通过毕业设计,使学生具备设计中等复杂程度的模具的能力;4.培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，学会运用标准、规范、手册、图表和查阅有关技术资料，培养学生从事模具设计的基本技能。 二 设计资料分析1材料性能该零件选用的是ABS塑料,收缩率为0.6%。基本特性：ABS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ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS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/cm³。ABS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。ABS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70°C左右，热变形温度为93°C左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。 主要用途：ABS广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、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：ABS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，ABS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5060°C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在6080°C。（具体参数见下页）2 塑件结构工艺性 (1) 尺寸的精度 塑件的尺寸公差推荐值参考模具设计与制造手册的2-17，塑件的精度等级参考表2-18。 表二：精度等级的选用：材料高精度一般精度低精度ABS345作为一个后端盖，其精度不必太高，故选用一般精度IT4。塑料制件公差参考教材塑料成型工艺与模具设计表3-8（SJ1372-78）。(2) 表面粗糙度作为一个后端盖，其外观的好与差主要取决于模具型腔的表面粗糙程度。模具的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Ra0.8-0.2 之间,本产品取Ra0.8，则模具型腔的表面粗糙度Ra0.4。(3) 斜度 本产品制件的脱模斜度取推荐值，型腔：1030，型芯：40，。(4) 壁厚从提供的产品来看壁厚均匀，其值为3mm。 ABS的注射工艺参数注射类型螺杆式螺杆转速（r/min）3060喷嘴形式直通式温度（）190200料筒温度前段 （）200210中段  （）210230后段  （）180200模具温度（）5080注射压力（MPa）70120保压力（MPa）5070注射时间（S）35保压时间（S）1530冷却时间（S）1530成型周期（S）4070三 模具总体结构设计1.型腔数目和布局（1） 型腔数目的确定要点：既要保证最佳的生产经济性，技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料件最佳的技术经济性。塑料制作的批量方面：该塑件（后端盖）是大批量生产的产品，使用多型腔模具可提供独特的优越条件。质量控制要求方面：该塑件不属于高精度生产要求的产品，精度要求不高采用多型腔有较高的生产效率。塑料品种和其他方面：该塑件所用塑料为ABS工程塑料，流动性能好；浇口位置在靠近塑件边缘上，另外该塑件需采用侧抽芯结构，相对其它模具来说，较为复杂。经过以上分析所得，总结出：采用一模四腔是最佳形式，具有最佳的经济性。（2） 型腔的布局要点：型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。经分析确定的型腔布局为平衡式型腔布局，如图所示：  2.分型面的确定分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模，通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后在动模一侧；（3）保证塑件的精度要求；（4）满足塑件的外观质量要求；（5）便于模具加工制造；（6）对成型面积的影响；（7）对排气效果； （8）对侧向抽芯的影响。 根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。方案一：双分型面结构：选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹，不符合模具的加工经济性。方案二：单分型面结构：选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。从以上的两个方案进行比较，该模具采用方案一（双分型面）。其第二分型面的结构如图所示： 3.浇注系统结构的确定根据制品结构，材料特性，最佳浇口形式及浇口位置，数量如图所示：4.侧向抽芯方法及机构的确定根据制品侧面凹凸形状、结构，选择侧向成型的方法为：机动 结构布置形式如图所示： 5.推出方式的确定 根据制品结构、模具制造工艺确定推出方式采用A型推杆，结构如图所示：6.导向机构的确定（1） 导柱的结构形式如图所示：（2） 导套的结构形式如图所示7.成型零件结构的确定根据制品大小、模具制作工艺，成型零件中的型芯的结构形式如图所示：型腔的结构形式如图所示： 8.温度调节系统的确定 由材料工艺特性确定：该制品需要冷却，其冷却方法为：水冷 冷却大致位置如图所示： 四 模具零件结构尺寸设计1注塑设备选择(1)计算制品体积及重量 制品体积为V： V=21*3.14(72-42)+3*3.14(442-372)+3*3.14*402+14*3.14(402-372)-2*3*3.14*32=2176.02+5341.14+15072+10154.76-169.56=32574.36mm3 (2)结合型腔及浇注系统初定注射容量为150000mm3 (3)根据容量初选注塑机,其型号为XS-Z-500 (4)纪录所选注塑机主要参数 额定注射量:500cm3 注射行程:200mm 合模力:3500KN 最大成型面积:1000cm2 最大开模行程:500mm 模具最大厚度:450mm 模具最小厚度:300mm 拉杆空间:540*440mm 动、定模固定板尺寸：300*280mm2.浇注系统设计(1) 由流道布置及所选注射机的喷嘴尺寸、定位圈尺寸、主流道衬套的尺寸如下： (2)计算分流道尺寸 图如上所示,查表5-3得:塑料为ABS的分流道直径为4.7-9.5mm 因此:d=5mm,采用圆形截面,经计算得,分流道总长为:L=75mm(2) 计算浇口尺寸 (4)计算流动比 流动比,它是指塑料熔体在模具中进行最长距离流动时,其各段料流通道及各段模腔的长度与其对应截面厚度之比值的总和。如图所示的侧浇口进料的塑件，其流动比为：=1/t12/t28/t8=45/451/3+5/3+2/1+7/3+20/3+sqrt(842+202)/3+21/3 =11.25+17+1.67+2+2.33+6.67+28.8+7 =76.72 经校核：在注射成型时不会发生填充不足的现象。侧向抽芯机构设计(1)由侧向凹凸机构计算所需抽拔力对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算：=chp(BcosA-sinA)式中： 抽芯力（N）； 侧型芯成型部分的截面平均周长（m）；=30+30+12*3.14=97.68=9.768*10-2m h侧型芯成型部分的高度（m）；=6mm=6*10-3m p塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力）；p=1.2*107Pa B塑料在热状态时对钢的磨擦系数，取B=0.20 A侧型芯的脱模斜度或倾斜角；=22将数据代入式中，得：=460.7N(2)斜导柱倾斜角及斜导柱直径的确定 斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。斜导柱的结构如图所示：由设计要求知：斜角>斜导柱倾斜角，一般为：Q=A+23 由抽拔力及总体结构查表得：=22 因此：=25确定抽芯距=H/ctgA=20/ctg22=2.6mm斜导柱的工作长度为：=S/sinA=2.6/sin22=21.2mm 与抽芯距对应的开模距为：=20mm 弯曲力和开模力的确定根据 Fw=Ft/cosA Fk=Ft*tgA 式中：w侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力；Ft侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力c；k侧抽芯时所需的开模力。将数据代入式中得：Fw=490N Fk=59.891N斜导柱的直径为d:d3=FwLw/0.1(Qw),代入数据得：d=8mm 由以上数据查表得：斜导柱工作部分的直径为8mm,固定在动模座板的斜导柱的直径为12mm。(3)斜导柱长度设计 斜导柱的总长为z:Lz=L1+L2+L3+L4+L5 =d2/2tgA+h/cosA+d/2tgA+S/sinA+510mm式中：Lz斜导柱总长度； d2斜导柱固定部分大端直径； d2=12mm h斜导柱固定板厚度； h=28mm d斜导柱工作部分直径； d=8mm S抽芯距。 S=2.6mm将数据代入式中得：Lz=57.362.3mm 取Lz=59mm斜导柱安装固定部分的长度为La：La=L2-L=h/cosA-d1/2tgA式中：La斜导柱安装固定部分的长度； d1斜导柱固定部分的直径；d1=8mm将数据代入式中得斜导柱的材料为T8，热处理要求硬度HRC>55,表面粗糙度Ra<0.8*10-6mm,且滑块上斜导柱孔与斜导柱之间保留0.51mm的间隙。 (4)滑块及导滑槽结构尺寸设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向型芯或侧向成型块，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证。滑块的结构形状可根据具体塑件和模具结构灵活设计。滑块的结构如图所示：侧型芯的材料为45,热处理要求硬度HRC>50,滑块的材料为45,热处理要求硬度HRC>40成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。根据模具上侧型芯大小、形状和要求不同，一般采用T形槽或燕尾槽导滑。导滑槽的结构如图所示：在设计滑块与导滑槽时，要注意选用正确的配合精度。导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8，为了防止配合部分漏料，应适当提高精度，可采用H8/f7 或H8/g7,其它各处均留有0.5mm左右的间隙。配合部分的表面要求较高，表面粗糙度均应Ra<0.8*10-6mm。导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度。滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内，滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。(5)定位机构结构尺寸设计滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，不再发生任何移动，以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。滑块的定位装置结构如图所示：为了使滑块2可靠地在限位挡块3上定位，压缩弹簧4的弹力是滑块重量的2倍左右，其压缩长度须大于抽芯距S，一般取1.3S。因此：压缩长度x=1.3S=1.3*2.6=3.38mm 弹簧的直径d=10mm 拉杆的直径d=6mm弹簧的自由长度Ld=4.225mm 挡块的厚度t=17mm拉杆的长度计算如下：L=2d+S+t+0.8Ld+4d式中：L拉杆的长度；d拉杆的直径；S抽芯距；t挡块的厚度； Ld弹簧的自由长度；2d拉杆旋入滑块中的长度； 4d拉杆端部拧入垫圈及六角螺母的长度。将数据代入式中得：L=47.98mm (6)锁紧机构结构尺寸设计在模具结构中，设置锁紧块是为了以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力，其结构如图所示：.推出机构设计(1)推杆推出机构设计推杆位置、推杆形状尺寸及推杆数量等的确定推杆位置、推杆形状尺寸如图所示：由该模具结构确定推杆的数量为6。推杆安装固定及配合推杆直径d与模板上的推杆孔采用H8/f7间隙配合。推杆的材料为T8，热处理要求硬度HRC>50,且工作端配合部分的表面粗糙度Ra<0.8*10-6mm。其安装固定如图所示：推出机构复位方式设计该复位方式采用的是复位杆的形式，其结构如图所示：推出机构导向设计推杆导柱的结构形式及尺寸如图所示：推杆导套的结构形式及尺寸如图所示：浇注系统拉料杆安装、设计浇注系统拉料杆的安装和推杆的安装固定方法一致，其结构形式及尺寸如图所示：.动、定模导向机构设计动、定模导柱的结构形状及尺寸如图所示：导套的结构形状及尺寸：6.成型零件设计(1)型腔和型芯工作尺寸的计算型腔和型芯的径向尺寸计算型腔的径向尺寸为Lm: Lm=(1+s)Ls-0.75p) =(1+0.6%)*88-0.75*0.6) =88.08mm (上偏差为0.2,下偏差为0) Lm1=(1+s)Ls1-0.75p) =(1+0.6%)*80-0.75*0.6) =80.03mm (上偏差为0.2,下偏差为0)型芯的径向尺寸为lm: lm=(1+s)ls+0.75p)=(1+0.6%)*74+0.75*0.6) =74.89mm (上偏差为0,下偏差为-0.2)型腔深度尺寸和型芯高度尺寸计算型腔的深度尺寸为Hm: Hm=(1+s)Hs-xp) =(1+0.6%)*20-1/3*0.6) =19.92mm (上偏差为0.2,下偏差为0)型芯的高度尺寸为hm: hm=(1+s)hs+xp) =(1+0.6%)*20+1/3*0.6) =20.32mm (上偏差为0,下偏差为-0.2)中心距尺寸计算中心距的尺寸为Cm: (Cm)+/-p/2=(1+s)Cs+/-p/2 =(1+0.6%)*12+/-0.2/2 =(12.072+/-0.1)mm (Cm1)+/-p/2=(1+s)Cs+/-p/2 =(1+0.6%)*44+/-0.2/2 =(44.264+/-0.1)mm(2)型腔侧壁和底板厚度尺寸的计算型腔侧壁尺寸的计算由于型腔的内半径r=37mm<86mm,因此按强度条件计算型腔侧壁的结构尺寸。其结构尺寸为s:s=R-r=r(sqrt(y)/(y)-2p)-1),将查表的数据代入式中得：s=46.62mm底板厚度尺寸的计算按强度条件计算底板厚度的尺寸。其结构尺寸为h:h=r(sqrt(0.75p/(y),将查表的数据代信式中得：h=35.8mm.温度调节系统设计温度调节装置位置：经分析，温度调节系统的数量为4。.支承零件设计(1)定模座板的结构尺寸l略：(2)定模板的结构尺寸略：(3) 动模板的结构尺寸略(4) (5)推杆固定板的结构尺寸如图5所示：(6)推板的结构尺寸如图6所示：(8)动模座板的结构尺寸如图8所示：.注射机校核(1)容量校核根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%,由此有： nm1+m2<=80%m式中：n型腔数量m注射机允许的最大注射量(g或cm3)m1单个塑件的质量或体积(g或cm3) m2浇注系统所需塑料质量或体积(g或cm3)将数据代入式中得：nm1+m2=4*32.57436+20=150.3cm3 80%m=80%*500=400cm3(2)最大成型面积、锁模力及注射压力校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。因此，设计注射模时必须满足下面关系： nA1+A2<A式中：A1单个塑件在模具分型面上的投影面积(mm2)A2浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2)A注射机允许使用的最大成型面积(mm2)将数据代入式中得：A1=3.14*442-3.14*32=6050.78mm2=60.5078cm2 A2=3.14*3.52-3.14*1.52+2(75*6+13*6*2+2*3*2+1/2*3.14*32) =31.4+1264.26=1295.66mm2=12.9566cm2nA1+A2=4*60.5098+12.9566=254.9878cm2<1000cm2在注射成型时，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，对于锁模力应满足: (nA1+A2)*p<F将数据代入式中得：(nA1+A2)*p=254.9878*145*80%*102=2957.8KN<3500KN(3)模高校核该模具的总高度为204mm(4)模具最大尺寸校核该模具的最大尺寸为300mm*300mm(5)推出行程校核该模具的最大推出行程为47mm，能将模具顺利推出。(6)推出方式校核根据开合模系统顶出装置的顶出形式、顶出杆直径、顶出杆间距和顶出距离，对模具内的推杆位置进行校核，均合理，推杆长度能达到足以将塑件脱模出来的效果。因此，由以上校核结果得出，该模具所使用的注射机的型号为XSZ500该模具的总体结构如图所示：七 参考文献1.塑料成型工艺与模具设计，屈华昌主编，机械工业出版社；2.模具制造工艺学，甄瑞麟主编，清华大学出版社；3.注塑模具设计与制作教程，北京希望电子出版社；4.塑料模具设计，刘昌祺主编，机械工业出版社，1998.11；5.塑料模设计手册，机械工业出版社，1999.8；6.塑料模技术设计，机械工业出版社，1999.9。 八 设计总结毕业设计是我们大学生在大学时代的最后一个环节，也是考查我们在大学里所获得的知识，也相当于是对知识进行归纳和总结。通过长时间的努力，毕业设计终于可算是划上一个句号了。本次设计是一个全面性的设计，是对塑料模课程的一个总结一次回顾。本次毕业设计翻阅了大量的参考书，使我对塑料成型工艺与模具设计及相关知识又进行一次从新的整理、理论联系实际，为我以后搞模具做了一个很好的准备。更重要的是，通过本次设计对我所掌握的塑料模模具知识实际应用能力起到了检验的作用，通过系统设计，知道自己的不足和缺陷。通过这毕业设计，可以让我们从中获得平时未掌握的知识，或重新温新一下所学的知识。进一步地了解，进一步地改善。可以借此机会锻炼自己独立思考能力、动手能力和其它一些综合能力。同时，还可以为今后的工作奠定一个良好的基础。在设计过程中我们始终结合计算机进行设计，提高了我们对Pro/E、AutoCAD等软件的应用能力。同时，还更懂得如何查阅资料、手册等一系列工具书。通过了本次设计我们已初步掌握了工程技术人员的设计思想，掌握了模具的相关知识，以基本能独立完成一套塑料模模具设计与制造。在设计中，通过查阅资料，向同学和老师请教，进一步地了解注塑模具的实际设计和制造情况。在设计中广泛采用标准件。设计参数的选择不仅来自课本和资料，还根据实际情况来选择和使用。在设计中得到最大的收获是：1. 提高查阅参考资料的能力。能在不同的参数推荐值中选择适合本设计的最佳方法。2. 继续巩固各种基础知识。锻炼自己的动手能力、独立思考问题、解决问题的能力。为将来的工作奠定了一个良好的、稳定的基础。通过设计，也发现自己的很多不足和有待提高的知识，主要有：1. 各门基础课知识掌握的不够扎实，运用起来不够熟练。2. 实际工作能力还有待提高，设计与社会上的实际生产还有很大差距。3. 专业软件的使用能力（包括熟练度和使用的广度）还需要再提高一个层次。通过运用CAD/CAM软件来更好的完成和优化设计。通过这样，来进一步地充实自我、增强自我能力、提高自我水平。总而言之，我认为，这次毕业设计虽然还存在这样那样的错误和缺陷，但通过这次设计我又学到了很多的知识，把自己的工作能力提高到一个更高的层次。这次毕业设计是自己迈向机械工程师很重要的第一步。设计中存在的问题请老师批评指正。