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课程设计注塑模说明书盒盖

注射模课程设计（论文）说明书

题目盒盖注射模设计

系别机械工程学院

专业材料成型及控制工程

班级08材料成型本科

（1）班

学号108203010023

学生姓名赵巧

起讫日期2011.11.20—2011.11.30

指导教师白杨职称讲师

教研室主任

日期2011.11.30

江西蓝天学院教务处印制

目录

第一章绪论…………………………………………………………………………1

1.1模具工业在国民经济中的重要地位……………………………………………1

1.2塑料成型在工业生产中的重要地位……………………………………………5

1.3国内外CAD/CAM/CAE技术的应用和对模具发展的意义………………………6

1.4塑料成型技术在国内外的发展趋势……………………………………………6

第二章塑件的结构分析……………………………………………………8

2.1塑件材料的性能…………………………………………………………………8

2.2塑件的结构分析…………………………………………………………………9

第三章塑件的模具设计……………………………………………………10

3.1塑件分型面的设计与型排布…………………………………………………10

3.1.1分型面的设计……………………………………………………………11

3.1.2型腔的布置………………………………………………………………12

3.2塑件浇注系统的设计…………………………………………………………13

3.2.1主流道设计………………………………………………………………14

3.2.2分流道的设计……………………………………………………………14

3.2.3浇口的设计………………………………………………………………15

3.2.4冷料穴的设计……………………………………………………………16

3.3模具推出机构的设计…………………………………………………………17

3.4水路的设计……………………………………………………………………18

3.5模架的选择……………………………………………………………………19

第四章绘制模具总装图……………………………………………………21

模具装图……………………………………………………………………………21

参考文献……………………………………………………………………………22

第一章绪论

1.1模具工业在国民经济中的重要地位

现出来的高模具是工业生产的基础工艺装备。

振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。

在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。

用模具生产制件所表精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。

模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

鉴于振兴我国模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。

1997年以来，国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。

经国务院批准，从1997年到2002年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。

1999年7月国家计委和科学技术部发布的《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南（目录）》，把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等，都列进去了。

1999年8月20日党中央和国务院发布的《关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》指出：

要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面，在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域，加强技术创新，形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。

要加强传统产业的技术升级。

注重电子信息等技术与传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。

所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。

从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。

第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。

例如：

属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品（包括通讯产品）的发展，没有精密模具也不行。

不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。

例如：

形状误差小于0.1～0.3µ的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。

因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。

有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。

第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。

用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。

CAD／CAE／CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。

模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。

逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。

第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。

在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。

1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。

将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。

模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。

因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。

第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。

机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。

这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。

我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。

生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。

从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。

1.2塑料成型在工业生产中的重要性

塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物，一般相对分子质量为1万到100万级，在一定温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的塑件。

塑料的其余成分包括有增塑剂、稳定剂、增强剂、增强剂、固化剂、填料及其他配合剂等。

塑料制品是以塑料为主要结构材料经过成型加工获得的制品，又称塑件。

塑件应用广泛，特别是在电子仪表、电气设备、通信工具、生活用品、等方面得到大量应用，如各种受力不大的壳体、支架、机座、结构件、连接件、传动件、装饰件等，建筑用各种塑料管材、板材和门窗异型材：

塑料中空容器和各种生活用塑料制品等。

塑件在工业中的应用日趋普遍，这是由于他们具有一系列特殊的有点所决定的。

塑料密度小、质量轻，大多数塑料密度在1.0--1.4g/cm

之间，相当于钢材密度的11%和铝材密度的50%左右，即在相同的体积下，塑件要比金属制件轻得多，这就是“以塑带钢”的优点。

塑料的比强度高，钢的拉伸比强度约160Mpa,而玻璃纤维增强的塑料拉伸比强度可达170—400Mpa:

塑料的绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料：

塑料的化学稳定性高，对酸、对碱和许多化学药品都有良好的耐腐蚀能力：

塑料减摩、耐摩及减振、隔音性能也较好。

因此塑料已从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，并跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列。

塑料工业是一门新兴的工业，是随着石油工业发展应用而生的。

我国塑料工业起步较晚，20世纪40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产量仅200t。

20世纪50年代末，万吨级聚氯乙烯装置的投产，使塑料工业有了两次跃进，与此同时塑料成型加工机械和工艺方法也得到迅速发展，各种加工工艺都已齐全。

所料作为一种新的工程材料，由于其不断被开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。

随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料的产量和质量提出了越来越高的要求。

模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。

塑料模是指用产品质量和经济效益的提高。

近年来，我国各行各业对模具工业的发展十分重视，在重点支持技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务，即要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。

1.3国内外CAD/CAM/CAE技术的应用和对模具发展的意义

随着CAM技术水平的提高，模具CAD/CAE/CAM技术朝着一体化的方向发展。

目前，美国、日本、德国等国家的CAD/CAE/CAM技术应用普及率已很高，我国不少企业也已引进CAD/CAM软件和CAD/CAE/CAM集成软件，这部分软件在生产中发挥着积极的作用。

同时，我国许多高等院校和科研所在这方面也开展了大量研究和开发工作，并取得了一定成果，但我国在该技术的应用和推广方面与国外相比还存在一定差距，有待进一步改进和提高。

1.4塑料成型技术在国内外的发展趋势

在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。

一副重要的注射模具可以成型上百万次，一副优良的压缩模具可以成型25万次以上，这与上述因素有很大的关系。

提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。

在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。

推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。

开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。

提高塑料模标注化水平和标准件的使用率。

应用优质模具材料和先进的表面处理技术。

研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。

从国内外模具工业的发展现状以及模具工业在我国国民经济和现代工业品生产中的重要地位来看，塑料成型技术大致有以下几个方面的发展趋势。

（1）CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造中的广泛应用。

经过多年的推广应用，模具设计“软件化”和模具制造“数控化”正在我国模具企业中成为现实。

（2）大力发展快速原型制造。

快速原型制造是一种综合运用计算机辅助设计技术、数控技术、激光技术和材料科学的发展成果，采用分层增材制造的新概念取代了传统的去材或变形法加工，是当代最具有代表性的制造技术之一。

（3）研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程。

从实物样件获取产品数字模型的相关技术称为逆向工程或反求工程技术。

对于具有复杂自由曲面零件的模具设计，可采用逆向工程技术。

（4）发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术。

（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。

模具的标准化的水平在某种意义上也体现了某个国家模具工业发展的水平。

采用标准模架和使用标准零件可以满足大批量制造模具和缩短模具制造周期的需要。

（6）模具的复杂化、精密化、大型化。

面对激烈的市场竞争，我国要从模具大国迈向模具强国，应调整产品的结构，增强大型、复杂、精密模具的自主开发能力，以提高产品的市场竞争能力。

（7）模具工业的信息化。

采用信息技术可以带动和提升模具工业的制造技术水平，推动模具工业技术的进步。

总之，中国的塑料模具具有光辉灿烂的前景。

只有那些能够把握机遇、开拓市场、不断发现新的增长点的模具企业和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的生产中占有一席之地。

第二章塑件结构

2.1塑件的材料性能

材料：

PP

要求：

1、根据塑件图自主设计塑件图纸，

2、根据塑件图纸设计注射模。

要求一模四腔，结构合理。

图一塑件

此盒盖采用的材料是聚丙烯（PP）。

如图一所示：

基本特性：

聚丙烯无色、无味、无毒。

密度仅为0.90-0.91g/cm

，力学性能优于聚乙烯，有较高的抗弯曲强度。

外观特征似聚乙烯，无色、无味、无毒，但比聚乙烯更透明、更轻。

聚丙乙烯耐热性良好，可在100℃左右使用，同时绝缘性优越。

主要用途：

聚丙烯可用作各种机械零件如泵叶轮、汽车零件和自行车零件。

作水、蒸汽、各种酸碱等地输送管道，化工容器和其他设备的的衬里、表面涂层。

制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。

成型特点：

成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的事宜模温为80℃左右，不可低于50℃，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。

温度过高会产生翘曲现象。

2.2塑件的结构分析

该塑件是一圆形小型，结构简单，宜用单分型面注射模具。

确定型腔数目，根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%，一模一腔时，塑件的尺寸公差为：

聚甲醛0.2%；尼龙66为0.3%；聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非结晶塑料为0.05%。

对于高精度的塑件，通常最多采用一模四腔，本塑件采用一模四腔的排布方式，既提高塑件的生产效率，又降低了塑件的生产成本。

塑件采用平衡式的到型腔布局，其特点是从主流道各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。

第三章塑件的模具设计

3.1塑件分型面的设计与型腔排布

3.1.1分型面的设计

一、分型面的概念：

模具都有两大部分组成：

动模和定模（或者公模和母模）.分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分。

二、分型面的形式

为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要，将模具型腔适当地分成两个或更多部分，这些可以分离部分的接触表面被成为分型面。

在模具制造不良或锁模力不足的情况下，模内熔融塑料会通过此分型面挤出而形成较厚的飞边，虽经修整也会留下明显的痕迹。

在图样上表示分型面的方法是在图形外部、分型面的延长面上画出一小段直线表示分型面的位置，并用箭头指示开模或模板的移动方向（如图6.11所示）。

分型面有多种形式，常见的有水平分型面、阶梯分型面、斜分型面、锥分型面和异型分型面，见图6.11所示。

分型面一般为平面，但有时为了脱模方便也要使用曲面或阶梯面，这样虽然分型面加工复杂，但型腔的加工会较容易。

三．分型面的选择

原则：

分型面应选在塑件外形最大轮廓处；

确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；

保证塑件的精度要求；

满足塑件的外观质量要求，便于模具加工制造；

有利于提高排气效果

四．塑件分型面的选择

本塑件有两种分型面的选择，如下图三所示：

若按图三a分型，塑件收缩后包在定模型芯上，分型后会留在定模一侧，这样就必须在定模部分设置推出机构，增加了模具结构的复杂性；若按图三b分型，分型后，塑件会留在动模上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构可推出塑件。

所以此塑件应选择图三b的分型面。

图三分型面

3.1.2型腔的布置

一．型腔的布局

型腔的布置若按分流道的布置特点，可分为平衡式布置和非平衡式布置。

若按分流道的布置形状，可分为O形排列、I形排列、H形排列、X形排列和混合形排列等多种形式。

如图四所示列出了多型腔模具型腔布局的几则实例：

图四型腔布局实例

分流道的平衡布置I、H形排列缺点是在多模具型腔中，因流道转弯较多，其分流道的流程较长，热量损失较多，压力损失较大。

因此比较适合于PE、PP、PA等流动性较好的塑料。

分流道的非平衡式布置I、H形排列其优点是型腔排列紧凑，分流道设计简其布置如单，便于冷却系统的设计安排。

此塑件采用的事一模四腔，型腔排列宜紧凑，以节约材料，减轻模具的重量图五所示：

图五一模四腔

3.2塑件浇注系统设计

浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道.它可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类型。

浇注系统的设计原则：

了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性；

采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；

浇注系统设计应有利于良好的排气；

防止型芯变形和嵌件位移；便于修整浇口以保证塑件外观质量；

浇注系统应结合型腔布局同时考虑，流动距离比和流动面积比的校核。

3.2.1主流道设计

主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。

如下图六所示，其设计要点如下：

主流道一般设计成圆锥形，便于将冷凝料从主流道中拔出。

为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触，防止漏料，一般主流道与喷嘴对接处做成球面凹坑。

为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道哦啊的长度。

由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以将主流道设计成可拆卸的主流道衬套。

图六主流道衬套

3.2.2分流道的设计

分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。

要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡的分配到各个型腔。

分流道的截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。

如图七所示：

图七分流道

3.2.3浇口的设计

浇口又称为进料口，是连接分流道与型腔的通道。

它是浇注系统的关键部分。

浇口的主要作用是：

型腔充满后，熔体在浇口处凝结，防止倒流；还能使浇口的尾料易于切除。

浇口位置的选择原则：

1）尽量缩短流动距离；2）浇口应开设在塑件壁最后处；3）必须尽量减少或避免熔接痕；4）应有利于型腔中气体的排出；5）避免产生喷射和蠕动；6）不在承受弯曲或冲击载荷的部位设计浇口；7）浇口位置的选择因注意塑件外观质量。

如图八所示，本塑件采用的是侧浇口，塑料流通过浇口进入型腔一段很细，到脱模的时候可以很方便的分离。

图八侧浇口

3.2.4冷料穴的设计

概念：

用一个井穴将主流道延长以接受冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。

作用：

冷料穴除了具有容纳冷料的作用以外，同时还具有在开模时将主流道和分流道的冷凝料钩住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。

本塑件采用端部为Z字形拉料杆形式的冷料穴，如下图九所示，是最常用地一种形式，开模时主流道凝料被拉料杆拉出。

图九Z字形拉料杆的冷料穴

3.3模具推出机构的设计

推出机构：

把塑料制品从模具的成型零件上脱出的机构。

1.推出机构的分类：

按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。

按其推出零件的类别可分为：

推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆推出机构、多元综合推出机构等。

2.推出机构的设计原则：

（1）推出机构应尽量设在动模一侧；

（2）保证塑件不应推出而变形损坏；（3）机构简单动作可靠；（4）良好的塑件外观，推出塑件的位置应尽量设在塑件的内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量；（5）合模时的正确复位。

3.在一次脱模中，常用推杆脱模机构，因为推杆加工方便，滑动阻力小，可以在产品任意位置配置，跟换方便，脱模效果好，在实际生产中广泛采用。

本塑件结构简单，应将推杆设置在塑件对型芯包裹较紧处。

即可在每个产品上设置直径为8mm的六根推杆，成对称性分布，其形状、位置如下图所示：

a.推杆在塑件上的分布图

b.推杆

图十推杆的分布及形状

3.4水路的设计

1.温度调节的重要性

注射模的温度对塑料溶体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。

注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。

2.冷却系统的设计原则如下：

冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；

冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；

浇口处加强冷却；

冷却水道出、入口温差应尽量小

本塑件属于中等深度的塑件，其冷却系统如图十一所示：

1.下模模仁水路分布图2.上模仁水路分布图

图十一冷却水道分布

3.5模架的选择

1．模架

模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成为一个整体

按模具总体结构特征分类可分为:

单分型面注射模、双分型面注射模、带有侧向分型与抽芯机构的注射模、带有活动成型零件的注射模、机动脱螺纹的注射模以及无流道注射模。

此塑件结构简单，宜用单分型面注射模具。

其结构如图十二

图十二模架

第四章绘制模具总装配图

模具装配图

参考文献

[1]李硕本等编著.冲压工艺理论与新技术[M].北京：

机械工业出版社，2002.11

[2]中国模具工业协会.模具行业“十一五”规划[J].模具工业，2005（7）：

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[3]李大鑫，张秀锦.模具技术现状与发展趋势综述[J].模具制造，2005

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1-4

[4]李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势[J].模具工业，2005（7）：

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[5]杜继涛，甘屹.支架精密多工位级进模设计[J].模具工业，2005（9）：

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[6]姜奎华主编.冲压工艺与模具设计[M].北京：

机械工业出版社，1998.5

[7]薛啓翔等编著.冲压模具设计制造难点与窍门[M].北京：

机械工业出版社，2003.7