模具设计与制造毕业论文Word文档下载推荐.docx
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①选题必须从各专业的培养目标及教学基本要求出发，体现本专业基本训练的要求，培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能，分析、解决本专业实际问题的能力。
不得选用非本专业知识范围的论题。
②课题可以多样化。
应尽可能结合生产、科研、管理、实验室建设等具体任务选题。
③所选课题要注意份量恰当、难度适中
5、实验（上机、调研）部分要求内容：
1.书写的内容要符合实际所做的调查和研究
2.研究结果或得出的结论要充分、合理
3.论文内容要完整、严谨，论文格式是否规范
6、文献查阅要求：
首先，要尽量查阅原始文献，尽量避免文献征引的错误或不妥；
其次，尽量要引用主流文献，如与该课题相关的核心期刊、经典着作、研究报告、重要观点和论述等；
再次，如有可能争取查阅相关外文文献，做到广泛查阅文献；
最后，在查阅文献时要对文献进行分类，记录文献信息和藏书地点，对于特别重要的文献，要做好读书笔记，摘录其中重要观点和论述，为“文献综述”的撰写，打下良好的基础。
7、学员实际完成日期：
年 月 日
系（教研室）意见：
签名：
指导教师签名：
学生签名：
摘要
本课题主要是针对盒盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。
该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。
通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。
根据题目设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。
也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对盒盖的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。
由于塑件内侧有六个小凸台，不需要设置斜导柱，固采用活动镶件的结构形式。
其优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。
通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。
关键词:
塑料模具盒盖模具
1绪论
本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。
它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。
本次设计以注射肥皂盒模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。
能很好的学习致用的效果。
在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。
把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。
在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。
本次设计中得到了老师的指点。
同时也非常感谢广东石油化工学院各位老师的精心教诲。
由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。
题目：
塑件名称:
?
肥皂盒
材?
料:
ABS
生产批量:
大批量生产，无毛边
零件图如下图:
2塑料模的工艺分析
：
原材料的分析
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。
用途：
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
成型特性：
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解（分解温度为>
270度）.对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。
ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。
ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
塑件的结构分析
从零件图上分析，该零件整体尺寸70×
50,外部形状为一个长方形，中间为一个高28mm凹槽，底面有六个为?
6通孔，壁厚为2mm,无侧抽芯机构，该零件属于低等复杂程度。
表面质量分析
该零件的表面除要求没有缺陷、飞边，表面粗糙度,除此没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。
尺寸精度分析
该零件没有什么特别重要的尺寸，查表3-1（塑料成型工艺与模具设计36页），塑件ABS的未注公差为尺寸MT5，查表得零件尺寸如：
70
、66
、50
、30
、28
、
、20
、?
6
、2
。
3塑件的体积和质量
计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数，查表6-1（模具设计指导），查得ABS塑料的密度为
取中间值ρ=cm
经计算塑件的体积为:
V≈19652mm
（V=70×
50×
30-66×
46×
28-6×
π（6）
×
2≈19652mm
），故塑件的质量为W=ρV=×
19652=（g）
4注射工艺参数的确定
由于要求制件大批量生产，故采用一模二腔的设计方案，考虑其外形尺寸，注射时所需压力和工厂现有设备等情况，查表附录C（塑料成型工艺与模具设计）可知:
1、温度
①：
料筒的温度
因该零件采用的塑料是ABS，是由丙稀晴、丁二稀、苯乙稀共聚而成的非结晶高聚物，料筒末端温度应控制在它的粘流温度以上，料筒温度应控制在粘流温度与分解温度之间。
料筒温度：
后段150-170℃
中断165-180℃
前段180-200℃
②：
喷嘴温度
喷嘴温度通常比料筒的温度低，以防止熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流涎”现象，但喷嘴温度也不能太低，不然可能发生塑料凝固将喷嘴堵死，初步确定适当的温度，通过对熔体的“对空注射”进行检查，在对喷嘴温度进行调整。
喷嘴温度：
170-180℃
③：
模具温度
零件用ABS材料，属于非结晶高聚物，ABS开温时黏度增高，该零件壁厚较薄，模具温度应偏低。
模具温度：
50-80℃
2、压力
注射压力的大小取决于塑料品种、注射机的类型、模具结构、塑料的壁厚和流程。
注射压力：
60-100Mpa
3、时间
成型周期包括注射时间、保压时间、冷却时间、在整个成型周期中，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量决定性作用。
注射时间：
20-90s
保压时间：
0-5s
冷却时间：
20-120s
总周期：
50-220s
由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表附录D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机XS-ZY-125。
注射机XS-ZY-125参数：
额定注射量：
125mm
最大成型面积：
320cm
柱塞直径：
42mm
119Mpa
模板尺寸：
428×
450（mm×
mm）
柱杆空间：
260×
290（mm×
锁模力：
900KN
喷嘴圆弧半径：
12mm
喷嘴孔径：
4mm
最大开模行程：
300mm
模具最大厚度：
模具最少厚度：
200mm
5结构设计
注射模结构设计主要包括：
分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、模具结构零件设计等内容。
1）分型面的选择该塑料为轮毂，外行要求美观，无斑点溶接痕，表面质量要求不是很高。
在选择分型面的时候，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，选防器的最大面作为分型面。
2）型腔数目的确定及型腔的排列本塑件在注射时采用一模四件，既模具需要四个型腔。
所以，型腔布置在模具的中间。
这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
3）浇注系统的设计设计浇注系统时应考虑下列因素：
1.塑料成型特征设计浇注系统应适应所用塑料的成形特征的要求，以保证塑件质量。
2.塑件大小及形状根据塑件大小，形状壁厚技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式进料口数量及位置，保证正常成形，还应注意防止流料直接冲击及细弱型芯或型芯受力不匀以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修改的余地。
3．模具成形塑件的型腔数设置浇注系统还应考虑到模是一模几腔，浇注系统需按型腔布局设计。
4．塑件外观设置浇注系统时应考虑到去除，修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。
5．注射机安装模板的大小在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板大小是否允许，并应防止模具偏也开设进料口，造成注射时受力不匀。
6．成形效率在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统损耗的塑件。
7.冷料在注射相隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。
本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择A3型模架。
由于该塑件结构简单，无侧抽芯机构，既不需要对此进行设计。
分型面的选择
在模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。
应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。
通常有以下原则：
①分型面的选择有利于脱模：
分型面应取在塑件尺寸的最大处，而且应使塑件留在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯留在动模，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，有利于脱模。
分型面的选择应有利于保证素件的外观质量和精度要求。
分型面的选择应有利于成型塑件的加工制造。
分型面应有利于侧向抽芯机构，但此模具无须侧向抽芯机构，此点不必考虑。
根据模具分型面的选择原则，选择下图1-1所示两种分型方式：
图1-1
经分析如照左图分型，型腔结构简单，降低了模具加工的难度，有利与推出机构的设计，但需要较大的注射压力，如照右图分型，塑件能够较好的留在型芯上，但是塑件的外观质量不好，容易在分型面处形成飞边，且加大了模具的加工难度。
经考虑后，选左图的分型方式比较好。
确定型腔的排列方式
本塑件在注射时采用一模二件，既模具需要两个型腔，综合考虑浇注系统，料流长度等因素，模具的的型腔排列方式应采用如图1-2所示，这种排列方式的最大优点是熔料进入型腔后到另一端的料流流程较短，相对于ABS塑料流动性不好，可以在较短的时间内成型。
图1-2
若采用图1-3所示的排列方式，因为模具结构简单，无需侧抽芯机构，这样排列会造成模具总体尺寸增大，加大模具的复杂程度。
图1-3
浇注系统的设计
塑料制品质量的好坏，与浇注系统的设计关系甚大，因此，需要重视浇注系统的设计，一般说来，浇注系统的设计必须注意以下几个原则。
（1）必须保证熔料充模过程快而不紊乱，并创造良好的排气条件。
（2）满足所用塑料的成型特性，根据各种塑料的不同成型特性来设计浇注系统。
（3）为使熔体流动阻力减小，应尽量避免熔料正面冲击小直径型芯和脆弱的金属嵌件。
（4）一模多腔时，应使各模腔的容积不致相差太多，否则难以保证制品质量。
（5）要考虑去除、修整进料口是否方便，同时要不影响制品的外表美观。
（6）根据制品的大小、形状、壁厚、技术要求等因素，综合所选分型面，同时考虑浇注系统的形式、进料口数量等。
（7）选择进料口的位置与形状时，应结合塑件的形状和技术要求进行确定。
（8）在大量生产时，要在保证质畺的前提下尽量缩短流程，缩短成型周期。
（9）喷嘴端部的冷料不能进入型腔，在浇注系统中应考虑有储存此冷料的位置。
普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井组成。
浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的部分，设计时必须按如下原则：
适应塑料的工艺性
排气良好
流程要短
避免料流直冲型芯或嵌件
休整方便、保证塑件的外观质量
防止塑件变形
浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量小，这样可以减少塑料的耗量，又可以减少所需锁模力。
浇注系统的位置应尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减少模具的尺寸。
根据浇注系统的设计原则，对其进行设计：
主流道的设计：
根据模具设计手册查的XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径：
do=?
4，喷嘴前端球面半径为：
Ro=12。
根据模具主流道与喷嘴R=Ro+（1～
2）mm及
d=do+～1）mm（塑料成型工艺与模具
设计82页）,取主流道球面半径R=13mm,
孔径d=。
为了便于将凝料从主流道
种拔出，可将主流道设计成圆锥形其斜度
为2o～6o，经换算主流道大端直径D=
，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流
道出料端设计半径为r=5mm的圆弧过渡。
②分流道的设计：
分流道的形状及尺寸，
应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程
度、注射率、分流道的长度等因素来确定。
由于该塑件的形状简单，熔料填充比较容
易，根据有上图1-2型腔的排列方式可知
分流道的还算比较短，为了加工容易起见，选
用截面形状为半圆分流道，查表4-2（塑料成
型工艺与模具设计83页）可知，ABS塑料的分
流道直径，取D=6mm。
③浇口设计：
根据塑件的成性要求及型腔的
排列方式，选用侧浇口较为理想。
通常，侧
浇口的厚度为～，宽度为～
mm,浇口长度为～。
所以，初选尺寸
为1mm×
3mm×
，试模时进行修正。
（注：
b代表侧浇口的宽度，h代表侧浇口的高度
l代表侧浇口的长度）
:
成型零件的设计
凹模的结构设计：
模具采用一模二件的结构形式，考虑加工的难易程度、材料的价值利用等因素，凹模采用整体凹模，其结构如图1-4所示：
图1-4
②凸模的结构设计：
凸模主要是与凹模结构构成模具型腔的，凸模也采用嵌入式结构如图1-5所示：
图1-5
推出机构的设计
在注射成型的没一次循环中，都必须使塑件从型芯或型腔中脱出，此类动作能否完成，最关键的是推出机构的设计是否合理。
根据塑件的形状，决定采用推杆推动推板将塑件从型芯中顶出，该方案简单可靠、加工容易。
结构如下图所示：
6计算
型芯、型腔尺寸的计算
查表6-4（模具设计指导197页）可知，查得ABS塑料的收缩率Ｓq
=%～%，故平均收缩率为Ｓq=S
+S
=（+）%/2=%，考虑到工厂模具制造的条件，模具制造公差取δz=△/3。
1、凹模有关尺寸的计算
径向尺寸
L=[L
（1+k）-（3/4）Δ]
=[70×
（1+-（3/4）×
]
=
深度尺寸
H=[H
（1+k）-（2/3）Δ]
=[30×
（1+-（2/3）×
1、凸模有关尺寸的计算
l=[l
（1+k）+（3/4）Δ]
=[66×
（1+）+（3/4）×
h=[h
（1+k）+（2/3）Δ]
=[28×
（1++（2/3）×
小型芯尺寸
d=[d
（1+k）+（3/4）Δ]
=[6×
（1+）+（3/4）×
③、模具型新位置尺寸计算
C
=C
（1+k）±
/2=20×
（1+±
6=±
/2=×
侧壁及底板厚度计算
型腔底板厚度t
经验数据查表4-8（塑料成型工艺与模具设计）得：
t
=
=×
50=
单型腔侧壁厚t
=+17（型腔压力P
ǐ≤49MPa）
所以t
70+17=31mm.
由于模具采用的是一模二腔的设计方案，属于多型腔模具，多型腔模具的型腔与型腔之间的壁厚t′c≥
由此可知，t′c=31mm.
加热或冷却有关计算
本模具在注射成型时不要求太高的模温，所以在模具上可不设加热系统。
由于模具的平均工作温度为60℃，用常温20℃的水作为模具冷却介质，其出口温度为40℃，产量为h。
塑件在硬化时每小时释放的热量为Q,查表6-20（模具设计指导210页）得到ABS的单位热流量为4×
10
J/Kg，即Q=WQ
4×
=×
J/Kg。
所以冷却水的流量V由式3-65得：
V=
m
/min.
由上计算可知，因为模具每分钟所需要的冷却水体积流量较少，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。
闭合高度的计算
根据表7-5选定标准模架,A3-250315-03-Z2,如下图所示：
由此可知定模板A=50mm,动模板B=40mm垫板厚度C=63mm.所以模具的闭合高度:
H=H
+H
=25+50+25+40+25+63=228（mm）
注射机有关参数的校核
本模具的外形尺寸为315mm×
315mm×
228mm,XS-ZY-125型注射机允许模具的最小厚度为H
=200mm,最大厚度H
=300mm,即模具满足H
≤H≤H
的安装条件。
查表6-24（模具设计指导）XS-ZY-125型注射机的最大开模行程S=300mm,满足条件（4-9）（塑料成型工艺与模具设计）的出件要求:
S
≥H
+（5～10）=28+30+10=68（mm）
注射量：
注射机的最大注射量M
=Vρ=125×
V代表注射机的最大注射量，ρ代表塑料ABS的密度）
由4-3式M
≤×
M
，M
4g≤×
由于注射压力P
为60～100MPa由式4-5（塑料成型工艺与模具设计75页）P
=P
·
K=100×
=70MPa，由式4-4知，
A·
P
≤F，即3500×
70=245KN≤900KN.
K代表压力损耗系数，取值在～之间；
A代表塑件的投影面积；
代表注射压力；
代表熔体单位面积压力）
经验证:
XS-ZY-125型注射机能够满足使用要求，故可以采用。
7模具工作原理
注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。
模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。
模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。
其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。
浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。
成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。
模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模固定在注射机的动模板上。
合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。
开模时动模部分随动板一起运动渐渐将分型面打开，塑件留在了动模上，当分型面打开到68mm时，动模运动停止，在注射机顶出装置作用下，推杆顶住推板运动将塑件顶出，模具再进行闭合，完成一次注射模的工作
8设计的特点
本模具采用的是一模二腔，包括成品定模组、半成品定模组以及至少一个顶面固定安装有动模型芯的动模组，成品定模组和半成品定模组并排固定设置，动模组固定安装在注塑机转盘上，该动模组与半成品定模组上下合模相组配构成半成品模具，半成品模具中形成有用于注塑产品硬胶主体部分半成品的半成品型腔；
注塑机转盘带动动模型芯上保留有半成品的动模组平面旋转180度与成品定模组上下合模相组配构成成品模具，成品模具中形成有对一次注塑成型的半成品进行二次包胶注塑完成整个产品成品注塑的成品包胶型腔，动模组上设有利用注塑机顶棍顶出产品的顶棍滑孔。
适用于大批量、成批的生产，模具结构简单，没有侧抽芯结构，模具利用推板将塑件推出，由于凸凹模的精度较高，生产的产品精度较高，没有飞边产生。
9制造
凸模加工工艺过程
序号
工序名称
工序内容
1
下料
锻造（如下图的形状，留足够加工余量）
2
热处理
去应力退火
3
数控铣
铣出如下图的型腔，外表凸台，留的加工余量
4
粗磨
粗磨上下两个表面，
5
淬火至60-65HBS
精磨
精磨上下两个表面，达到平行度要求
7
精铣
精铣外凸台，精铣型腔
8
钳工
修磨
9
检验
参考文献
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