注塑模具毕业设计说明书Word文档下载推荐.docx
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2模具总体设计
2.1制品的分析
塑件为塑料头螺丝手柄，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测绘。
我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的缘故，塑件在出模后不可幸免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。
如对塑件较大尺寸误差的修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。
由于条件限制因此采纳多次取断面进行测量的方法。
量具：
游标卡尺〔0～300、0.02〕,垂直卡尺，曲线测量仪等注意做到以下几点：
1．测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；
2．采纳多次测量求平均值；
3．正确地读取数据。
依照上述的方法绘制的制品的零件图如下：
2-1制品图
该制品是ABS〔苯烯腈-丁二烯-苯乙烯〕塑料，重量约30g。
据参考文献[3]P20可知，ABS的密度1030～1070
，收缩率0.3～0.8%，模具温度50～80℃注射压力60～100Mpa，最大不溢料间隙0.04mm，塑件的尺寸精度为5～6级，那么模具型腔的尺寸精度应为IT10～IT11级。
2.2模具总体方案设计
设计模具时，第一确定合适的注塑机，并了解它的技术规范要求：
注塑机的最大注塑量、最大注塑压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程、模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸、注塑机喷嘴孔直径和喷嘴球头半径值。
再依照现有注塑机的规格、所要求的塑件的质量、塑件成本及交货期等，确定型腔数目。
浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。
由于主流道与高温高压的熔融塑料接触因此别处要加个浇口套。
分浇道的形状尺寸要紧取决于塑件的体积、壁厚、形状以及所加工塑料的种类、注射速率、分浇道长度等。
主流道与分流道采纳圆角过渡，如此能够减小料流转向过渡时的阻力。
分流道的布置要平均处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。
分流道表面不必专门光，能够使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。
分流道与浇口采纳圆弧过渡，有利于熔料的流淌及填充。
浇口是连接分流道和型腔的桥梁，它具有两个功能：
第一，对塑料熔体流入型腔其操纵作用；
第二，当注塑压力撤销后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑件可不能倒流。
依照制品的特点初采纳多点进料点浇口浇注系统。
型腔分型面和形状的确定：
注塑模有一个分型面和多个分型面的模具，分型面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种，分型面的形状有平面和曲面等。
依照制品的形状采纳双分型面分型。
排气系统的设计：
本模具采纳间隙排气，利用分型面的配合间隙自然排气。
推出机构的设计：
推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。
本设计可采纳机动推出，合模时复位杆第一与定模边的分型面接触，而将推板和所有的推杆一道推回原位。
本模具设计采纳塑件留在动模，要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。
2.3注射机的选择
注塑模具是与注塑机配套使用，因此设计时注塑机的选择尤为重要。
从模具设计的角度动身，应了解的注射机的技术要求有：
注射机的类型、最大注射量、最大注射压力、锁模力、最大注射面积、模具的最大和最小闭合厚度、最大开模行程以及模具在注射机上安装时所需的定位孔的大小、螺钉孔的位置等等。
依照制品的大小及企业生产状况，选择SZ-100/60注射机，其要紧参数如表2-1所示
表2-1注射机参数
型号
SZ-100/60
螺杆直径〔mm〕
Φ35
注射容量〔cm3或g〕
100`
注射压力〔N/cm3〕
150
锁模力〔KN〕
600
最大注射面积〔cm2〕
模具厚度〔mm〕
170～300
模板行程〔mm〕
300
喷嘴球半径〔mm〕
10
喷嘴孔直径〔mm〕
4
喷嘴伸出量〔mm〕
20
顶出行程〔mm〕
80
外形尺寸〔m*m*m〕
3.9X1.3X1.8
2.4型腔数的确定
据参考文献[3]可知，以机床的注射能力为基础，每次的注射量不超过注射机最大注射量的80%，按参考文献[3]公式运算模具的型腔数：
n=（0.8G-
）/
（2-1）
式中：
—注射机的最大注射量〔g〕；
—单个塑件的重量〔g〕；
—浇注系统的重量〔g〕。
n=（0.8x105-6）/30
n=2.5
模具型腔个数选一模二腔。
2.5型腔的布局
由于型腔的布置与浇注系统布置紧密相关,因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。
型腔的排布应使每个型腔浇口处有足够压力,以保证塑料熔体同时平均地充满型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳固,这就要求型腔与主浇道之间的距离尽可能最短,同时采纳平稳的浇道和合理的浇口尺寸以及平均的冷却等。
合理的排布能够幸免塑件尺寸的差异、应力形成和脱模困难等问题。
本设计是一模两腔，为合理的设计浇注系统和容易脱模，型腔的布局图如下：
图2-3型腔的布局二维图
图2-4型腔的布局三维图
2.6分型面的确定
分开模具能取出塑件的面，称作为分型面。
本模具采纳双分型面。
双分型面注塑模具是指浇注系统凝料和制品由不同的分型面取出。
选择分型面时，应依照几何形状的外观质量、浇注系统的合理布置、便于取件、利于排气等因素综合考虑，为了便于脱模，分型面的位置宜取在塑件外形轮廓最大处。
分型面的方向尽量采纳与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。
由于本制品是下大上小的特点，依照上述选择分型面的原那么，本制品的分型面选择在双联手柄大手柄的上端。
另一分型面是为了取出浇注系统凝料。
2.7浇注系统设计
浇注系统的作用确实是将熔融状态的塑料平均、迅速地输入型腔，使型腔内体及时排出；
同时将注射压力传递到型腔的各个部位，从而得到组织紧密的制品。
浇注系统通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。
2.7.1浇口的形式
浇口是浇道与型腔之间最短的一段距离，能够增加和操纵塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料。
浇口位置的选择对制品的质量显得尤为重要，依照文献[3]浇口选择的一样要求是：
a.塑件能量的缺失最小;
b.浇口的位置应使进入行腔的塑料能顺利的排出模腔内的空气，进入型腔的塑料不要赶忙封闭排气系;
c.浇口的位置要幸免造成收缩变形和塑件的熔接痕;
d.拼镶结构的模具，浇口的位置不能使流淌的塑料冲击镶件，但也不能离浇口太远，否那么塑料流到镶件邻近时变冷熔接不行;
e.浇口的位置及大小要考虑对型芯的阻碍。
幸免塑料直截了当正面冲击型芯;
f.外观要求高的塑件那么浇口不承诺设置在分型面上，同时要考虑清理简便，不损坏塑件。
依照本设计的具体情形，采纳多点进料点浇口浇注系统。
本模具流道布置采纳平稳式分流道，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸都相同。
采纳这种形式，是为了减小进料口邻近的收缩对手柄精度的阻碍。
进料口平均在塑件端面，可不能在齿形上留痕迹。
依照文献[3]其具体结构及参数如图2-5、2-6所示：
图2-5进料口形式〔主视图〕
图2-6进料口形式〔俯视图〕
2.7.2流道、主流道衬套及定位环的设计
主流道是注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。
a.d=注射机喷嘴孔直径+〔0.5～1〕mm=4.5mm；
d=3.5mm
b.α=2°
～4°
；
α=2°
c.D≈浇道的宽度；
D=8mm
d.H一样取3～4mm；
H=3mm
e.R=注射机喷嘴球面半径+〔1～2〕mm；
R=10+2=12mm
f.r按具体情形选择，一样取1～3mm；
r=2mm
g.L应尽量缩短，L值按具体情形确定，不宜过长或过短，要>
8mm。
本设计L长初定33mm。
主流道衬套的材料常用T8A制造，热处理后硬度为50~55HRC。
主流道衬套与定模板采纳H7/m6的过渡配合，主流道衬套与定位圈采纳的H9/f9间隙配合。
由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向移动，因此主流道衬套的轴向定位要可靠。
本制品是选择中小型模架那么浇口套选择整体式，依照上述体会和运算本设计的浇口套形式为：
图2-7浇口套形式
分流道是主流道与浇口之间的通道，一样开设在分型面上，起分流和转向的作用。
据参考文献[3]体会公式：
D=0.2654
（2-2）
W—流经分流到的塑料量〔g〕
L—分流道长度〔mm〕
D—分流道直径〔mm〕
依照型腔的布置初估L=80mm，依照制品的重量和浇注系统内的塑料量初估W=65g。
那么分流道直径为4mm.
据文献[3]ABS材料分流道直径举荐值为4.0—9.5。
应选择D=4mm。
2.7.3冷料井的设计
喷嘴与低温的模具相接触，使喷嘴前端有一小段冷料；
当分流道较长时，前锋塑料长时刻的在低温的模具中流淌，温度较低。
这些冷料假如进入型腔，在制作上形成冷接缝〔熔接痕〕，严峻的造成充填困难。
也可能在进入浇口时就将浇口堵塞。
因此必须设置冷料穴。
冷料穴的作用是储存冷料；
保证开模后主流道和分流道能留在动模板上，以便从模具中推出。
如图
2-8无拉料杆冷料井
2.8冷却系统的设计
冷却系统在模具设计中是专门重要的一部分，冷却水道的布置对成品的质量尤为重要，下表是模具温度对成品的阻碍。
表2-2不正常模温对塑件质量的阻碍
模具温度
塑件质量情形
现象
过高
缩孔
在壁厚部分，易冷却地点先硬化，未冷却的地点先收缩，而产生缩坑。
模具温度过高易产生缩孔
溢料
因为模具具有间隙，当温度过高，型腔内塑料粘度低，流淌大，易从缝隙溢料
不平均
变形
各部位冷却不均，造成收缩不一致，产生变形
过低
填充不良
温度过低，型腔内塑料粘度高难流淌，填充不均
熔接焊
两股料流汇合时，由于模温低，产生不能完全熔合而显现类似毛发状的细纹线
表面不光泽
显现表面不十分有光泽的情形
温度调整不的当
机械性能不良
当模温过高或过低时，对部分塑料，结晶不良造成机械性能不良
由上表能够明白冷却水道的位置取决于制品的形状和不同的壁厚。
原那么上冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地点,依照冷却系统的设计原那么,冷却水道应围绕模具所成型的制品,且尽量排列平均一致。
设计冷却水道需考虑如下因素[3]：
a.模具的结构形式，对冷却系统设计直截了当有关；
b.模具的大小和冷却面积；
c.塑件熔接痕位置；
d.水孔边离型腔的距离一样保持在10～25mm，距离太近那么冷却不易平均，太远那么效率降低。
水孔以直径一样在8mm上，依照模具大小决定；
e.水孔管路应畅通无阻；
f.水管接头的位置应放在尽可能不阻碍操作的一侧；
g.冷却水孔管路最好不开在型腔塑料溶接的地点，以免阻碍塑件强度。
依照参考文献[3]体会公式运算所需冷却水量：
〔2-3〕
式中；
W——通过模具的冷却流量〔g〕；
W1——单位时刻内进入模具的塑料重量〔g〕；
a——每克塑料的热容量〔J/g〕；
T3——出水温度〔
〕；
T4——入水温度〔
K——热传导系数；
由式〔2-3〕运算得：
W=380g
再由下式可求出冷却水道的直径d：
〔2-4〕
ρ——冷却液密度〔g/m2〕；
L——冷却水道的长度〔cm〕；
由式〔2-4〕运算得：
水道直径d为7.8mm，依照文献[3]取水道直径d为8mm。
本水道需要注意管中的铜片隔离，如此冷却成效更好。
上下水道一致如图2-9
图2-9动模板的水道流向图
2.9模架的选择
依照制品的投影面积，模架选择BxL=250x250。
由于制品的高度是24mm，据参考文献[3]可知开模的长度要大于制品高度的5-10mm，依照型腔和型芯的高度以及冷却系统的布置，依照参考文献[3]选取模架各参数和结构如表2－3及图2－15所：
表2-3模架的参数
件号
模板
材料
尺寸（mm）
1
定模座板
Q235
255x315x25
2
定模板〔凸模〕
45
255x255x32
3
凹模
255x255x24
动模板
255x255x34
5
支架
255x50x80
6
顶杆固定杆
255x148x20
7
推板
255x148x16
8
动模座板
2.10导柱、导套的选择
导向零件用来确定动、定模（或上、下模）的相对位置,并保证模具运动的方向精度.导向零件包括导柱、导套、导板等。
导柱与导套的功能是为动模与定模〔包括顶出板与动模板〕在相对运动时导向。
导向零件应尽量布置在靠近模具模板的边缘出,以便于较宽松和较方便的安置模具成型零件和温度调剂系统依照具体模具结构，导柱的固定位置能够依照不同的需要设置在不同的模板上。
一样的模具设计时尽量的将导柱的固定设置在定模板上。
2.10.1导柱的选择
导柱的形状可分为一般型与阶梯型两种。
一般型制造简单，在小型模具中被广泛使用。
而阶梯型的导柱在制造上较一般型导柱难度大，因为对导柱中两段不同直径部分的同轴度要求较高。
导柱的长度也是一个不可忽视的重要参数，关于不同的模具，其导模长度也是不一样的，但设计导柱长度的原那么是一致的，即导柱的长度要比模具最长的凸起部分长些，以免在组装时因对位不准而碰伤模具。
导柱与安装在另一半模上的导套相配合，以确定动、定模的相对位置,保证模具运动副的导向精度。
在闭模开模时沿着导柱移动，为保证动模板移动的正确,导柱应有足够的强度和刚度,因此必须正确的选用导柱直径,并保证它在模板中的刚性配合。
依照制品的特点和模架的大小选用四个导柱,其结构依照参考文献[3]选择d=12mm,d1=12mm,L1=16,D=16mm,L=40mm的带头导柱.材料为T8A钢,HRC50～55，如以下图：
图2-10导柱
2.10.2导套的选择
依照导柱的直径和长度选择及文献[3]选择导套1的尺寸d=18mm，d1=26mm，D=32mm，S=6，L=32的带头导套。
其材料为T8A钢,HRC50～55。
图2-11导套1
导套2的尺寸如图2-12所示，其材料为T8A钢,HRC50～55。
图2-12导套2
2.11顶杆设计
顶杆设计有如下的要求：
顶杆的导向顶杆一样用来进行顶出塑件，同时也能够作为脱模机构，一样用于脱模力小的腔类塑件，而当配合部分较短；
因本制品内部结构比较复杂，为使制品能安全的推出采纳了4个顶杆。
分别在双联手柄的大手柄的端面，如此可不能在齿形上留下痕迹。
如图2-13，2-14〔图中四个小圆位置即为顶杆位置〕。
图2-13顶杆
图2-14顶杆布置图
具体的形式和尺寸能够参考[3]表6-121
表2-4圆形顶杆及尺寸
公称尺寸d
H-0.1
D
与顶杆配合的孔
尺寸
公差〔h6〕
D孔公差〔K7〕
配合长度L1
-0.010
-0.018
+0.003
-0.003
35
2.12复位杆
复位杆用于闭模时使顶杆及顶出杆复位，材料常用T8A，HRC45～50，复位杆的组合形式和尺寸能够查参考[3]表6-12
表2-5复位杆尺寸
H
公差
12.5
-0.016
-0.027
18
-0.05
30
型芯和型腔的设计
2.13锁模力的校核
锁模力又称合模力，是指注射机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力。
当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积。
依照参考文献[3]体会公式即
F0≥PA（2-5）
或F0≥K1PA（2-6）
式中
（2-7）
P=37.37X1.15X1.2
P=51.57
F0≥F=1.5PAX0.1（2-8）
F=1.5X51.57X67X0.1
F=518.37
—注射机的公称锁模力〔KN〕；
—压力损耗系数，一样取1/3～2/3；
—模模内压力〔型腔内熔体的压力〕；
—柱塞或螺杆施加于塑料上的注射压力；
—制品、流道、浇口在分型面上的投影面积之和
—差不多压力〔MPa〕
—材料种类数
—注件几何形状的等级
所选的注塑机锁模力为600KN〉518.37KN，所选规格合适。
2.14开模行程的校核
各种注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。
SZ-100/60型注射机的单分型面注射模的开模距离的校核如下：
S≥H=H1+H2+a+（5～10）mm（2-9）
S—注射机的最大开模行程〔移动模板行程〕；
H1—塑料制品推出距离；
H2—制品高度；
H—开模行程
依照设计情形：
塑料制品推出距离H1=40mm，制品高度H2=24mm，
因此S≥H=40+25.5+65+6.5=137mm
所选注射机的最大开模行程为300mm,H〈300mm，所选注射机合适。
2.15总装配图及三维造型图
2.15.1总装配图
装配图是模具装配的要紧依据,其要求为：
a.尽可能按1:
1比例绘制，并应符合机械制图国家标准。
b.绘制时先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。
为了更好地表达模具中成型塑件的形状、浇口位置等，在模具总装图的俯视图上，可将上模〔或定模〕拿掉，而只画出下模〔或动模〕部分的俯视图。
c.模具总装图应包括全部组成零件，要求投影正确，轮廓清晰。
d.按顺序将全部零件的序号编出，并填写零件明细表，标注技术要求和使用说明，标注模具的必要尺寸。
步骤：
a.第一画出模具中心线及模具主视图及侧视图外形线。
确定动模与定模的分型面，确保塑件留在动模一侧。
画出塑件位置及定模、动模型芯。
画出流道及浇口。
b.在动模投影平面上画出塑件位置，并在主视图上表示各零件之间的装配关系。
c.画出所有零件的引线，并顺序标出零件序号。
d.填写标题栏、明细表内容，包括件号、名称、材料、件数及标准件规格、数量等。
e.编写技术要求，包括装配要求及试模要求。
注明注射机规格及标准模架代号。
〔a〕主视图
〔b〕俯视图
〔c〕左视图
2-15装配图
2.15.2模具的三维造型图
本次模具的三维造型要紧由零件装配生成，其中要紧应用匹配、对齐、矩阵等定位关系来约束零件之间的关系。
模具的三维造型如图2-14和2-15分解图所示
图2-16模具的三维造型图
图2-17模具的三维爆炸图
3工艺分析及仿真加工
在模具的制造和生产中，对制品的工艺分析、加工方法的选择以及加工设备的选用决定了模具制造能否符合设计的要求，对注塑工艺的选择决定可制品的可生产性，并最终转化为生产力起着决定性的作用。
3.1模具的注塑工艺分析
本制品采纳ABS材料，依照注塑工艺分析的需要，第一对ABS塑料进行注塑工艺分析。
（1）ABS塑料的干燥 ABS塑料的吸湿性和对水分的敏锐性
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