盖子注射模设计说明书 毕业设计Word文件下载.docx
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此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。
通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。
本次毕业设计得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！
由于实践经验的缺少，设计过程中的错误在所难免，望老师和同学们批评指正。
绪论
我国模具技术现状及发展趋势
一、现状
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。
近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。
浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；
广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；
中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。
而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。
近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。
一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。
例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；
CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；
许多先进的模具技术应用不够广泛等。
二、模具的未来发展趋势
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量本次毕业设计得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
达到这一要求急需发展如下几项：
（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。
随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；
进一步扩大CAE技术的应用范围。
计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
（2）模具扫描及数字化系统
高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。
有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。
模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
（3）提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。
国外发达国家一般为80%左右。
（4）优质材料及先进表面处理技术
选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。
模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。
模具热处理的发展方向是采用真空热处理。
模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积（TiN、TiC等）、等离子喷涂等技术。
加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放．有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。
我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；
在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。
这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。
我国加入WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。
使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。
国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。
由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距，使短期内国内模具难以与国外先进模具的抗衡。
这对我国模具产业将产生一定的冲击。
另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。
应该清醒地认识到竞争才会带来更快的发展．只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国内市场，并拓展国际空间。
一.零件的工艺分析
1.塑件的有关分析
结构特点：
该塑件大体是一个2mm厚的壳体，由于该塑件较小，采用一模多腔比较合适。
塑件的体积=2.8cm³
塑件的密度=1.02~1.05kg/cm³
塑件的重量=3g
所用材料：
丙烯腈——丁二烯——苯乙共聚物（ABS）工程材料
2.ABS塑料
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1.02～1.05g/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50～60°
C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在60～80°
C。
（具体参数见下页）
3.产品工艺性与结构分析
（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：
建议采用的精度
材料
高精度
一般精度
低精度
ABS
3
4
5
作为一个娃哈哈瓶盖，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
作为娃哈哈瓶盖，外观必须有较好的光泽度，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1~2级，塑件的表面粗糙度一般为Ra0.8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2mm。
ABS的注射工艺参数
注射类型
螺杆式
螺杆转速（r/min）
30~60
喷嘴形式
直通式
温度（℃）
190~200
料筒温度
前段（℃）
200~210
中段
（℃）
210~230
后段
180~200
模具温度（℃）
50~80
注射压力（MPa）
70~120
保压力（MPa）
50~70
注射时间（S）
3~5
保压时间（S）
15~30
冷却时间（S）
成型周期（S）
40~70
（5）、成型零件的强度、刚度计算
注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。
如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。
因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和校核是必不可少的。
一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。
因在设计时采用的是镶嵌式圆形型腔。
因此，计算参考公式如下：
侧壁：
二.模具结构设计
1.型腔数量以及尺寸计算和布局
（1）型腔数量的确定。
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。
1）塑料制作的批量和交货周期方面：
该塑件是大批量生产的产品，交货周期要短，使用多型腔模具可提供独特的优越条件。
2）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。
3）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，另外塑料尺寸小，形状简单。
经过以上分析所得，总结出：
采用一模八腔是最佳形式，具有最佳的经济性。
凹凸模尺寸的计算：
（1）型腔径向尺寸：
Lm0=[（1+s）ls-X△]δ0
=（1+0.006）×
28-0.75×
0.02]+0.020
=28.153+0.020
（2）型腔深度尺寸
H+smo=[（1+s）Hs-X△]δ0
=[（1+0.006）×
15-0.75×
0.38]+0.380
=14.805+0.380
（3）型芯径向尺寸
L0-S=[（1+s）ls+X△]0-s
=[（1+0.006）×
24+0.75×
0.28]0-0.28
=24.3540-0.28
2+0.75×
0.16]0-0.16=2.1320-0.16
（4）型芯高度尺寸
hm=[（1+s）hs+X△]0-s
13+0.75×
0.38]0-0.38
=13.3630-0.38
6+0.75×
=6.3210-0.38
2.型腔的布局
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：
3.选用注射机
（1）锁模力
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，需要的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对形腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：
F>
（nA1+A2）P=23511.3×
90×
80%=1692.8kN
式中：
F－注射机的额定锁模力（N）
P－塑件熔体对形腔的成型压力（MPa）其大小一般是注射压力的80%。
ABS的注射压力取90MPa。
（2）注射量
模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关,设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，由此有：
m≥（nm1+m2）/80%=75/80%=93.75g
m－注射机允许的最大注射量（g）
（3）开模行程
S（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离，它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度，注射机最大开模行程Smax应大于开模行程S：
Smax≥S=H1+H2+5～10=49+92+10=151mm
H1－推出距离（脱模距离）（mm）
H2－包浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）
根据以上计算和所用塑料的有关数据，选用注射机为：
注射机的参数
合模力（KN）
250
119
额定注射量（cm³
）
30
最大开（合）模行程（mm）
160
拉杆空间（mm）
235
注射行程（mm）
130
模具厚度（mm）
最大
180
最小
60
顶出行程（mm）
100
顶出力（KN）
53
喷嘴球面半径（mm）
12
喷嘴直径（mm）
4.分型面
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尊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；
（3）保证塑件的精度要求；
（4）满足塑件外观质量的要求；
（5）便于模具的加工与制造；
（6）对成型面积的影响；
（7）排气的效果的考虑；
（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：
双分型面的形式结构如以下示意图：
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：
选用单分型面结构的示意图如下：
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，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，
因为塑料件表面有外观质量要求，不允许留下痕迹，而且有较大的拔模角，分型面设
在塑件中部不能顺利脱模。
塑件开模后要留在动模上侧，以便于顶出脱模如果设计在
塑件边缘上，则分型面就是一个曲面分型了。
不利于模具的加工。
方案二符合了模具
的加工经济性，因此，本模具宜采用单分型面的形式，并且是曲线分型面。
分型面设计如图：
三.成型零部件
1.动模
（1）主型芯
主型芯有整体式和组合式两种。
整体式结构牢固但不便加工，消耗的模具钢多，所以采用通孔凸肩式型芯，加工方便。
设计如图：
（2）小型芯的结构
塑件有两处凸起、四处倒勾式槽和一个圆孔，有必要用小型芯结构，都用台肩固定的形式，便于加工。
2.定模
定模的结构比较简单，所以采用了整体式凹模形式。
牢固而不易产生变形，使产品表面不会有拼接线痕迹，这点符合产品的表面光洁度要求，有两处为便于加工，采用了拼式凹模，设计如图：
3.排气系统
利用凸肩式型芯与模板的配合间隙排气，间隙控制在0.03～0.05mm之间。
4.浇注系统
浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节，它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响，是模具设计者重视的技术问题。
对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：
a）采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；
b）浇注系统设计应有利于良好的排气；
c）便于修整浇口以保证塑件外观质量；
d）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。
从给出的塑料制件看，既要保证塑件的外观要求，又要考虑浇注系统设计的几项原则，因此：
（1）主流道和浇口套的设计
为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面粗糙度应为Ra0.4。
由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所有模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，简称浇口套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为HRC53～57）。
由于在浇口套的小端设计有分流道，必须要止转，所有浇口套设计成整体嵌入式，大端用螺丝坚固在定模固定板上。
如图：
d=注射机喷嘴直径+0.5=4.5mm
SR=喷嘴球面半径+2=13mm
h球面配合高度=4mm
D取8.5mm
2）分流道的设计
分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失尽可能小，能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。
在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式：
圆形截面分流道和梯形截面分流道。
下面是这两种形式的比较：
圆形截面分流道的优点：
在相同截面积的情况下，其比面积最小，它的流动性和传热性都好。
圆形截面分流道的缺点：
其的加工要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，其模具闭合后难以保证两半圆对准。
梯形截面分流道的优点：
容易加工，且塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。
比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用梯形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了梯形截面分流道的形式。
查《模具设计与制造手册》P401表2-49常用分流道的尺寸推荐值：
α=80；
过度圆角R=1㎜；
B=6㎜；
H=4㎜。
选用圆形截面的流道，虽工艺性不佳，但流动性，传热性等方面都好，流道也尽量做到最短，以减少热量和压力的损失。
（3）浇口的设计：
产品表面不允许有浇口痕迹，所以浇口位置设在塑件外面，就必须采用侧浇口，另外考虑到流动性和脱模等方面，所以设计成如下形式：
4）冷料穴的设计
冷料穴设计在流道较角处，为了方便把流道取出，使其保留在动模一侧，便于脱模，冷料穴也可作为拉料的作用，设计如下：
四.推出机构
（1）推出机构
除两处内抽芯的推出机构外，其它采用简单的推杆推出机构。
推杆位置设计如下：
推出机构的复位：
采用复位杆复位，四根，使复位平稳，设计如下：
（2）合模导向机构
导向机构的作用是保证动、定模之间一定的方向和位置。
该机构采用了4组基本的导柱导套形式。
合理地发布在模具靠近边缘的部位，其中心至模具边缘有足够的距离，保证了模具的强度。
导柱采用台阶式，加工简易，便于检测和更换；
导柱工作部分加工的油槽可以储油以
改善导向条件，减少摩擦；
为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部做成圆锥形；
导柱尾
部埋入模板内，固定部分按H7/m6过渡配合，滑动部分按H8/f8间隙配合；
导柱工作部分
的表面粗糙度为Ra0.4；
导柱要坚硬而耐磨，材料用T8A经淬火处理，硬度为HRC55以上。
导套采用台阶式，便于检测和更换；
为使导柱比较顺利地进入导套孔，在导套孔的前
端设计了倒角；
导套孔的滑动部分按H8/f8间隙配合；
表面粗糙度为Ra0.4；
材料用T8A
经淬火处理，其硬度要低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。
设计如图：
（3）冷却系统
一般注射到模具内的塑料温度为200°
C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其
温度在60°
C以下。
热塑性塑料在注塑成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融
塑料的热量尽快的传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，缩短成型周期，
提高塑件定型质量和生产效率。
冷却装置采用简单流道式，即在模具上直接打孔，并通以冷却水进行冷却。
冷却水孔
设计应尽量保证塑件收缩均匀，水孔数量越多，孔径越大，则对塑件冷却也就越均匀。
冷却系统设计如图：
（4）支承零部件
标准模架的选用:
标准化设计能提高效益，缩短生产周期。
根据型腔的布局等因素选用标准模架为:
大水口MDCSA2540A40B25C100SM
五.模具零件的加工
1.塑料模具制造技术要求
模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：
（1）组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。
（2）组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求
（3）模具的功能必须达到设计要求
（4）为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。
2.加工要求
（1）模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于0.02mm
（2）模具成型表面的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于0.3mm圆角（分型面及结合面除外）。
当不允许有圆角时。
应在图样上注明。
（3）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按GB1804，其孔按H1
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