畢業(yè)設(shè)計(jì)論文課題名稱外旋蓋的塑料模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王金炎學(xué)號(hào)0330719068院系、專業(yè)機(jī)械工程學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師陳國(guó)新目錄第1章塑件的工藝分析1第2章塑件的體積估算和注射機(jī)型號(hào)的選擇1第3章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4第4章零部件的設(shè)計(jì)5第5章塑件導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6第6章塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7第7章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8第8章模具的裝配8前言在現(xiàn)代生產(chǎn)制造技術(shù)中，模具的使用很廣泛，模具技術(shù)的水平在很大程度上反映了整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展程度，隨著塑料在機(jī)械，電子，國(guó)防，交通，建筑，通訊，農(nóng)業(yè)，輕工和包裝等各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求量也日益增加，塑料模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也就越來越突出，上世紀(jì)90年代，我國(guó)塑料技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，隨著我過經(jīng)濟(jì)的騰飛，對(duì)這種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)專業(yè)技術(shù)人才的需求也將與日俱增。本人設(shè)計(jì)的這副模具是塑料成型模具，是一個(gè)漁具轉(zhuǎn)盤上的一個(gè)連接零件，叫做旋臂蓋，這是一種圓柱形狀的塑料件。在設(shè)計(jì)過程中我是按照循序漸進(jìn)的方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求去做，力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，在保證合乎塑料件要求的同時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是由于本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此考慮的問題可能有些地方不是很全面，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，還望各位老師和同學(xué)指正。在此，我在這里衷心的感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和同學(xué)對(duì)我的幫助。第1章塑件的工藝分析首先來看一下設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的幾個(gè)方面的問題1塑料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度，剛性，彈性，吸水性等。2塑料的成型工藝性。3塑料成型所導(dǎo)致沖模流動(dòng)，排氣，補(bǔ)縮等。4塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異。5模具的總體結(jié)構(gòu)，以及脫模的復(fù)雜程度。6模具零件的形狀和制造工藝。塑件的設(shè)計(jì)主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，表面光潔度，壁厚，斜度，以及塑件上的加強(qiáng)筋等的設(shè)計(jì)。（1）尺寸和精度由于該塑件是圓柱形狀，而且是做外面的旋臂蓋，所以尺寸和精度要求不是很高，所以經(jīng)分析選擇一般精度等級(jí)13級(jí)精度。（2）塑件的形狀該塑件形狀簡(jiǎn)單，容易模塑，所以采用單分型面，而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度，這樣也更易脫模。（3）塑件的臂厚塑件的壁厚對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，壁厚過小，成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜制品就難以充滿型腔，壁厚過大，不但造成原料的浪費(fèi)，而且對(duì)熱固性材料成型來說增加了壓塑的時(shí)間，而且容易造成固化不完全，對(duì)熱塑性材料來說就回增加冷卻時(shí)間，所以初步估計(jì)為該塑件壁厚為2MM。（4）該塑件采用ABS樹脂，起成型特點(diǎn)流動(dòng)性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥，溢邊值004毫米，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對(duì)精度的要求較高的塑件，模溫適合取5060攝氏度，對(duì)光澤，耐熱塑件，模溫取6080攝氏度。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180230攝氏度，注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強(qiáng)度和良好的機(jī)械強(qiáng)度以及一定的耐磨性。收縮率為0407。質(zhì)量密度為109克每立方厘米。第2章塑件的體積估算和注射機(jī)型號(hào)的選擇第21節(jié)估算塑件體積V整個(gè)臂蓋的塑料實(shí)心體積V1臂蓋中凹進(jìn)去的缺陷體積V2嵌件所嵌入臂蓋的體積V澆交流道分流道和澆口等澆注系統(tǒng)所需塑料體積V總塑件所需塑料的體積V蓋SH30141568048MMV澆31437031431/23143108314370951/210828262255637263V塑件1805565481192MM由此初步確定此模具為一模八腔，即N8，故所有的總體積為V全1192863720615908615。9CM因?yàn)镻BS的密度為P1022116G/CM取平均密度P109G/CMM金PV1091591733G第22節(jié)注射機(jī)的類型和規(guī)格注射機(jī)的類型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為機(jī)的類型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為立式，臥式和直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)一標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同的結(jié)構(gòu)形式的注射機(jī)的特點(diǎn)如下立式注射機(jī)的螺桿垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上安放嵌件，嵌件不容易傾斜或墜落。缺點(diǎn)是制品自模中頂出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有礙于全自動(dòng)操作。此類是注射機(jī)注射量一般均在60克以下。臥式注射機(jī)是目前使用最廣，產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞與螺桿合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向布置，并且多數(shù)在一條線上（或相互平行。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體比較低，容易加料和操作，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，所以容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床中心比較低，安裝穩(wěn)妥。其缺點(diǎn)是模具的安裝比較麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機(jī)床的占地面積大。直角式注射機(jī)的注射螺桿或柱塞與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，這種注射機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制，適合單件生產(chǎn)，中心不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)長(zhǎng)利用開模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來拖動(dòng)螺紋型芯或螺紋型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力，模具受沖擊震動(dòng)比較大。根據(jù)注射機(jī)注射成塑件所用的塑料起量，選擇最少不小于1733G的最小量注射機(jī)。故此選擇注射機(jī)為XSZ30，其工藝參數(shù)如下注射機(jī)的工藝參數(shù)表XSZ30額定注射量30CM螺桿直徑28MM注射壓力119MPA注射行程07S和模力KN250KN最大成型面積90CM最大開模行程160MM模具最大厚度240MM模具最小厚度60MM第23節(jié)型腔數(shù)目的校核根據(jù)公式N（KMNM2）/M見塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)K注射機(jī)最大注射量利用的系數(shù)MN注射機(jī)允許最大的注射量M2澆注系統(tǒng)所需的體積M1單個(gè)塑件的體積所以有N（0830637）/119148取整數(shù)N15由此可知N8符合要求。第24節(jié)注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校對(duì)（1）MMAX30既注射機(jī)的最大澆注射程大于注射機(jī)所注射及塑件所需容量。（2）鎖模力A澆注塑料和塑件的最大投影面積A31498395310812320342853243626792679CM90CM故符合設(shè)計(jì)要求根據(jù)公式P腔AP鎖A2679CMP腔F40002679107160KN250KN既型腔投影面積所需鎖模力小于注射機(jī)的額定鎖模力P（3）注射機(jī)壓力的校核塑料成型壓力P成P澆P成7001400（10PA）119MPA即塑件的注射壓力小于注射機(jī)額定壓力（4）小模具厚度與最大模具厚度校核安裝模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所設(shè)計(jì)的模具的總高度應(yīng)在最大模厚與最小模厚之間，以外形設(shè)計(jì)尺寸須在注射機(jī)根（或二根拉桿之間）既60H模240第3章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第31節(jié)主流道襯套的設(shè)計(jì)在臥式注射機(jī)的模具中，主澆道應(yīng)設(shè)計(jì)成垂直的分型面，為了使凝料從主流道拔出，故設(shè)計(jì)成圓錐形，要有2度到6度的錐角，內(nèi)壁有8以上的光潔度，其小端直徑常見為4MM8MM，看制品重量和補(bǔ)料需要而定，但是小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1MM，否則主流道中的凝料將無法順利脫出，主流道的長(zhǎng)度由定模板厚度而定的。由于主流道要與高溫的塑料和噴嘴反復(fù)的接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可以拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行加工和熱處理，主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，二者嚴(yán)密的配合，以避免高壓以至塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R2應(yīng)比R1大12毫米。主流道襯套大端的圓凸出定模端面510毫米，并與注射機(jī)定模板的定位孔成功配合，起定位環(huán)作用，所以設(shè)計(jì)成為圖紙所示。第32節(jié)冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì)臥式注射機(jī)用模具的冷料井，設(shè)立在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，該模具采用帶Z型頭拉料桿的冷料井，分模時(shí)，就可以將該凝料從主流道中拉出，拉料桿的根部是固定在頂出板上的，所以在制件頂出時(shí)，冷料也一同被頂出。制造也方便。見圖紙。第33節(jié)分流道的設(shè)計(jì)該模具是一模八腔，所以要設(shè)計(jì)分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過它盡快地充滿型腔，從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)該短而粗，但是不能太粗，該模具采用圓形斷面分流道，因?yàn)檫@樣分流道易與機(jī)械加工，分流道尺寸視該塑件的大小和塑料品種，注射速率，以及分流道長(zhǎng)度而定，對(duì)多數(shù)塑料，分流道直徑為4MM，該模具分流道的布置采用平衡式分布。見圖第34節(jié)澆口的設(shè)計(jì)澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀和尺寸對(duì)制件影響很大，模具為點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口是一種尺寸很小的澆口，物流通過時(shí)，有很大的減切速率。澆口容易在開模時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷，故廣泛采用。點(diǎn)澆口的直徑為032毫米，視物料性質(zhì)和制件重量而定。臺(tái)階長(zhǎng)度為052毫米，常見0812毫米，澆口與制件相接處采用倒角，使點(diǎn)澆口拉斷時(shí)不被損壞。第4章零部件的設(shè)計(jì)第41節(jié)分型面的確立注塑體為圓柱形，而確定分型面時(shí)，由于塑件在型腔中的方位和形狀，谷采用單分型面。第42節(jié)排氣槽的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體不能順利排出，就將在制品上形成氣孔或其它制品缺陷，因此，設(shè)計(jì)型腔就一般要考慮排氣的問題，但是該模具是采用分型面和嵌件的縫隙排氣，故不特意開設(shè)排氣槽。第43節(jié)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件主要包括型腔，性芯，各種形環(huán)的設(shè)計(jì)，由于型腔直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量，因此要求有足夠的強(qiáng)度，剛度，硬度和耐磨性，還有要受塑料的擠壓和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足夠的精度和表面光潔度，一般光潔讀在8以上，以保證所需的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量以及脫模方便。1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該模具是采用整體嵌入式型腔，它用螺釘固定嵌入的嵌塊，其使用與經(jīng)常拆卸的地方，這樣就可以更換2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是用成型塑料內(nèi)表面的零件。二者并沒有嚴(yán)格的區(qū)分，該模具的型芯；比較分散，而且是一模八腔，所以該模具采用嵌入式的型芯。3成型零件的尺寸計(jì)算型腔直徑按平均收縮率計(jì)算（單位MM）因?yàn)锳BS的收縮率為0407，所以可知平均收縮率為055。于是根據(jù)上列平均收縮率來計(jì)算下列成型零件的尺寸。型腔直徑平均收縮率計(jì)算（單位MM）平均收縮率為SCP5。51）180LMLSLSSCP3/4其中代表塑件公差，成型零件的制造公差，一般取1/43/4在這里取1/4。LM1810553/40181000551809918102型芯直徑按平均收縮率計(jì)算1）1550LMLSLSSCP3/415501000551558525155990LMLSLSSCP3/49100055905（3）腔深度按平均收縮率計(jì)算HS710HMHS1SCP2/3710100052/307144型芯深度按平均收縮率計(jì)算HS50HMHS1SCP2/350100052/3050275503由于此產(chǎn)品的外型要求不高，所以就沒必要對(duì)型芯和型腔的尺寸進(jìn)行公差校核，就按平均收縮率進(jìn)行粗略計(jì)算。第5章合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第51節(jié)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具來說是必不可少的部件，因?yàn)樵谀＞叩拈]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位，導(dǎo)向，受一定的側(cè)壓力，一般的導(dǎo)柱所露出在分型面上的長(zhǎng)度要比型芯高68毫米，以避免導(dǎo)柱型芯先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞型腔和型芯。至于配合精度問題一般采用過度配合，導(dǎo)柱裝入模板多用二級(jí)精度第二種過渡配合，該模具所采用的是如下圖所示硬度調(diào)節(jié)到HRC5055，配合光潔度要求為7，草圖如下第52節(jié)導(dǎo)套的設(shè)計(jì)為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角，且導(dǎo)柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的精度與配合，是采用二級(jí)精度過渡配合壓入定模模板。樣式見圖紙。導(dǎo)柱布置見圖紙。第6章塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第61節(jié)頂針的設(shè)計(jì)該模具采用頂針頂出，并保證了足夠的脫模力，頂針采用的是45號(hào)鋼，端部要淬火，讓硬度達(dá)到HRC50以上。直徑D與型腔部分頂針孔的配合為D3/DC3具體尺寸見圖紙。第62節(jié)復(fù)位的設(shè)計(jì)該模具脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件脫模后，為進(jìn)行一個(gè)循環(huán)，必須回到初始位置，該模具是采用復(fù)位桿復(fù)位的。具體式樣見圖紙上的推桿固定板和裝配圖。第63節(jié)脫模過程該模具采用彈簧和頂針脫模，選用AA分型，分開之后由頂針頂出，進(jìn)而使塑件脫離動(dòng)模。第7章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則有（1）冷卻水孔要盡量多，尺寸盡量大。（2）冷卻水孔至型腔表面距離相等。（3）澆口處加強(qiáng)冷卻。（4）降低入水與出水的溫度差。（5）冷卻水孔的排列形式。（6）便于加工和清理。由于該零件外型比較小，故就開幾個(gè)冷卻孔就可以，勿需直接接上冷卻水道。第8章模具的裝配該模具以模板相鄰側(cè)面作為裝配基準(zhǔn)，磨削模板相鄰兩側(cè)面成90，然后以側(cè)面為基準(zhǔn)分別安裝定模和動(dòng)模上的其它零件。第81節(jié)組件型腔和型芯與模板的裝配。根據(jù)這模具的結(jié)構(gòu)采用埋入式型芯裝配，固定板沉孔與型芯尾部為過度配合。固定板沉孔一般采用立銑加工，在修整配合部分時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，修配不當(dāng)則將使裝配后的型芯不能與定模配合。埋入型芯還用螺釘緊固。型腔采用鑲?cè)敕?，在裝配時(shí)，要選取裝配基準(zhǔn)，合理的確定其裝配工藝，保證裝配關(guān)系正確。裝配好后還打上記號(hào)，便于以后的拆裝。裝配時(shí)的注意事項(xiàng)型腔和型芯與模板固定孔一般為H6/M6配合，如配合過緊，應(yīng)進(jìn)行修磨，否則在壓入后模板變形，對(duì)于多型腔模具，還將影響個(gè)型芯間的尺寸精度。裝配前應(yīng)檢查，修磨影響裝配的傾角為圓角或倒棱。為了便于型芯和型腔鑲?cè)肽０?，并防止擠毛孔壁，壓入端設(shè)計(jì)有導(dǎo)入圓角。型芯和型腔壓入模板時(shí)應(yīng)保持垂直和平穩(wěn)，在壓入的過程中應(yīng)邊檢查邊壓入。第82節(jié)推桿的裝配要求1推桿的導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確合理，一般采用H8/F8配合，應(yīng)注意防止間隙太大漏料。2推桿與推桿孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無卡滯現(xiàn)象。3推桿與復(fù)位桿端應(yīng)分別與型腔表面和分型面齊平。推桿固定板的加工與裝配為了保證制作的順利拖木，各推出元件應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，復(fù)位可靠，推桿固定板與推板需要導(dǎo)向裝配和復(fù)位支承，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。用復(fù)位桿復(fù)位，為了使推桿在推板孔中往復(fù)平穩(wěn)，推桿在推桿孔中有所浮動(dòng)，推桿與推桿孔的裝配部分分每邊流有05MM的間隙。所推桿固定的位置通過型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。第83節(jié)模具總裝配程序1確定裝配基準(zhǔn)2裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦洗干凈。3調(diào)整個(gè)零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得笑語0，間隙不得超過溢料最小值，防止飛邊。4裝配中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總合模調(diào)整時(shí)檢查。5組裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開模，合模動(dòng)作靈活，無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象。6組裝頂出系統(tǒng)。并調(diào)整好復(fù)位已經(jīng)頂出位置等。7組裝休整型心，保證配合面間隙達(dá)到要求。8組裝冷卻或加熱系數(shù)，保證管路暢通，不漏水，法門動(dòng)作靈活。9緊固所有螺釘。10試模試模合格后打上模具標(biāo)記，最后檢查各種配件，附件，保證模具裝配齊全。第84節(jié)該模具的裝配要求1模具上下平面的平行度偏差不大于003MM，分型面處需密合。2頂件時(shí)頂桿必須保持同步，上下模芯必須緊密接觸。第85節(jié)模具的裝配工藝1按圖紙要求檢查各零件尺寸。2修磨分型面的密合度。3將定模和動(dòng)模板合在一起并用夾板夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面垂直基準(zhǔn)。4利用定模的側(cè)面垂直基準(zhǔn)來確定定模上時(shí)間型腔中心，作為以后加工的基準(zhǔn)，分別加工定模的型腔。5利用定模型腔的實(shí)際中心，加工型心固定型孔的切割穿線孔，并進(jìn)行線切割型孔。6在定模和動(dòng)模上分別壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套，并保持導(dǎo)向可靠，靈活。7過型心引鉆，鉸動(dòng)模板上的頂桿孔。8過動(dòng)模引鉆頂桿固定板上的頂桿孔。9加工復(fù)位桿孔，并組裝頂桿固定板。10組裝模底板和動(dòng)模板。11在定模板上加