毕业设计折角盖板注塑模设计.docx

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毕业设计折角盖板注塑模设计

折角盖板注塑模设计

【摘要】

本设计为折角盖板注塑模的设计,设计分型面选在截面最大处，浇口采用侧浇口，塑件成型后利用推杆将成型制品从动模上推出。

我首先对当今模具工业的发展进行了描述，接下来开始我的设计，首先对模具的零件图以及材料等进行了分析，然后开始了正式的设计工作，依次对分型面、型腔、浇注系统和工作部分的计算开始入手，紧接着就是模架的选择，推出机构以及最后的校核，在设计的最后一部我还详细介绍了该塑料注塑模的工作原理。

在该设计过程中，我运用了部分图片进行了分析，这样能更形象具体的了解该设计的过程。

关键词：

注塑模,分型面,浇口,工艺分析

引言

该模具名为折角盖板注塑模，听着名字我们就知道其设计的目的就是将它作为一个盖板来使用的，因为其中间部分有一处折角，所以我给他取名为“折角盖板”。

该零件主要用在一些方形箱体上，用于遮风挡雨或者为了更好的保护箱体中的物品。

此零件下方有一个伸出的螺纹孔，加上前后两侧凹下去的部分，这样能够更好的定位。

零件的上面被前后各被掏了一个124.2cm*20.2cm，深1cm的长方体凹坑，这不仅更加美观，同时也降低了生产成本但是其最重要的目的是为了工作时更好的适应环境。

几年前我因为偶然一次机会接触了模具这个专业，因而在高考后的志愿者我毅然选择了精密系，因为我认为作为一个男生我们能干些什么呢？

在网上听说模具这个专业不错，我想想也是，你说在我们的日常生活中有多少东西不是利用模具所生产出来的呢，所以我感到模具这方面的发展是很有潜力的，上大学后，当我真的接触到了这个专业时，我发现，模具其实不仅仅只是单一的操作机床那么简单，我们还需要对机床本身，以及加工的材料、加工的工艺有更多的了解，其实刚开始我也认为操作机床是一个很枯燥无味的东西，但当大二下学期老师给我们看了好多先进机床加工的视频，我突然发现那就像是一种艺术，那厚重的金属感让我眼前一亮，原来还可以这样工作。

短短的三年就即将毕业了，我想以我现在对模具的认识还不够，我还需要到社会上去历练，相信我在模具这条路上会走的更远。

一、塑件技术要求及工艺分析

（一）塑件技术要求

1．塑件零件图

塑件零件图如图1-1所示：

图1-1折角盖板零件图

塑件立体图如图2-1所示：

图2.2折角盖板立体图正面图2.3折角盖板立体图背面

2．塑件技术要求

1.零件无凹坑溢料；

2.未注圆角为R0.2。

（二）塑件分析

1塑件设计分析

由图2.1可知，该折角盖板对技术方面没有太到的要求，首先第一点是塑件表面不能有凹坑以及溢料。

第二点为未注圆角为R0.2.该折角盖板中没有注尺寸公差我们选择的是精度要求是MT5，公差值选用（MT）GB/T14486-2008标准。

根据以上这些数据，我们可以看出，零件对尺寸要求不是很高的时候，在注射时，只要把工艺参数掌握的比较合理，这样加工出来的零件就没有太大的问题。

2塑件材料分析

该零件采用的材料为ABS，这种材料具有很高的硬度，而且密度很小，大约在1.02至1.05g/cm3左右。

ABS这种材料不仅拥有很高的硬度，而且在其他性能上也有很好的表现，例如它的化学性能，它具有很好的介电性。

而且这种材料的比热容较低，这样就能更快的凝固，从而减少生产所需的时间。

但是因为ABS的吸水性大，所以在成型之前我们要将它充分的经行干燥的处理，如果塑件对表面要求非常高，我们则需要经行更充分的干燥。

因为ABS这种材料的流动性一般，所以在注射时很容易就会产生熔接痕。

所以在设计模具时，我们应该尽可能的器减少这样的错误。

3塑件结构工艺分析

塑件结构比较简单，总体形状为一块板有一点折叠，且一边有凸起，板上还有一个用来定位的孔，孔深为5mm,孔外有0.5的倒角。

盖板正被掏了两个120×24.2的长方体结构，深度为0.8mm。

4计算塑件的体积和质量

用UG软件画出零件的实体图，计算出塑件的总体积和总质量，为

V塑=2526.6mm3=2.5266cm3

M塑=ρV塑=1.04g/cm3×2.5266cm3=2.628g

（密度取ρ=1.04g/cm3）

二、分型面选择和浇注系统设计

（一）分型面的确定

在塑料模具设计过程中，分型面的选择是比较重要的，因为这关系到了整个模具的结构。

其中模具的结构，还有浇注系统以及塑件的脱模等都与分型面有着很重要关系。

我们应该根据塑件的成型要求和分型面的选择原则从而来选择分型面。

我们一般按如下原则来选择分型面：

1、首先对分型面的选择应该是在塑料制件的轮廓最大处。

2、其次在选择分型面时，我们还需要注意塑件是否能够方便的脱模，在开模的时候，还要尽可能的把塑件安装在动模的那一面。

3、让塑料制件的尺寸更加精密。

4、塑件需尽量美观。

5、必须方便加工。

6、对排气效果的影响。

模具型腔有多种模式，主要分为单型模腔和多型模腔。

其中单型模腔的结构比较紧凑，生产成本比较低，而且加工时间也比较短。

但是如果生产的零件很多时，我们为了提高生产率，我们只能采用多型腔的模具。

因为这样不仅提高生产率的同时也大大的减少了生产成本。

我们应该根据不同需要选择不同的型腔。

模具生产过程中型腔数目的确定，我们可以通过对塑料制件的尺寸、模具的生产成本等因素来综合考虑的。

该模具分型面选择在定模板和动模板间。

剪头所示方向即为分型面如图3-1所示：

图3-1折角盖板注塑模分型面

（二）型腔的布局

注塑模的型腔数目有很多种选择，可以选择一模一腔，每一次注射可以生产一个塑件。

同时也有多腔的形式，这种形式的一次性可以生产出很多塑件。

模具按型腔数目可以分为两类：

1、单型腔模具

此类型只有一个型腔，每一次加工只能够生产出一个塑料零件。

2、多型腔模具

多型腔的模具至少有两个型腔，但也可以拥有更多的型腔。

它的优点是在不增加模半大小的情况下，能够制造更多数量的产品，从而来增加经济效益。

对于模具型腔数量时，咱们能够根据如下几个方法：

1、首先是塑件大小与设备的关系

在模具制造行业中，成型大或中型塑件时，通常采用单型腔。

反之，我们则选用多型腔的模具。

2、其次应该充分利用现有设备

我们应优先考虑利用企业自己的生产资源，例如我们的成型设备，这样能够使生产更加经济。

3、然后让塑料制件的尺寸要求满足要求

通常情况下，在精度要求不是很高的塑料制件中，他对制品的成型工艺的要求也不是很高。

4、其次不使模具结构复杂化

如果在我们生产模具时，为了增加模腔，但同时该零件的精度要求又非常高的时候，我们应该综合考虑一下，是否合理。

如果确实没有什么可行的措施，我们也只能放弃该方案。

5、塑件生产批量要求

当塑件生产批量比较小时，为了降低成本，我们通常会选择单型腔模具。

反之，则选用多型模腔。

因为这样批量生产可以大大降低生产的成本，我们何乐而不为呢。

总而言之，影响型腔数目因素较多且错综复杂，应对其全面考虑，以达到最合理有效的方案。

该折角盖板型腔布置如图3-4所示：

图3-4折角盖板的型腔

本模具采用的一模两腔的设计，型腔位置在模具中心两侧。

（三）初步确定注射机的型号

1、型腔数目的确定。

因塑件体积中等，塑件外形尺寸为123*59*9mm,精度要求又较高，故型腔数目确定为一模二件。

2、塑件采用侧浇口，模具采用一次分型。

浇注系统初步计算为

M浇=1.04g/cm3×4cm3=4.16g

3、计算一次注射所需总体积和一次注射所需的总质量，为

V总=2V塑+V浇=2×2.5266+4=9.0532cm3

·

M总=2M塑+M浇=2×2.628+4.16=9.416g

4、根据计算出的一次注射所需总质量和一次注射所需总体积，初选注射机型号为GB45-S200/400，也可选SY-ZY-250，技术参数见表1和表2

根据计算出的一次所需总体积和总质量，结合其他设计参数，并参照生产车间现有注射设备情况，初选注射机型号为

表1注射机SY-ZY-250技术参数

技术参数

内容

公称注射量/cm3

250

注射行程/mm

160

合模力/kN

1800

模板最大行程/mm

500

模板最小行程/mm

200

合模方式

液压-机械

注射压力/MPa

130

注射方式

螺杆

最大成型面积/cm3

500

模具最大厚度/mm

350

拉杆空间/mm

448×370

喷嘴圆弧半径/mm

SR12

表2注射机GB45-S200/400的技术参数

技术参数

内容

公称注射量/cm3

200～400

移模行程/mm

260

模具最大厚度/mm

406

模具最小厚度/mm

165

注射压力/MPa

109

锁模力/Kn

2540

拉杆空间/mm

290×368

喷嘴圆弧半径/mm

SR18

（四）浇注系统的设计

1、主流道

模具的主流道指浇注系统中从注射机喷嘴与接触处到分流道截止的塑料熔体的流动的通道，这是熔体首先流过模具的部分。

按照手册查得SY-ZY-250型注射机喷嘴的相关尺寸：

浇口套如图3-5所示：

图3-5浇口套

喷嘴前端孔径为：

d0=φ4.5mm；

喷嘴前端球面半径为：

R0=19mm；

根据模具主流道与喷嘴的关系的；

R=R0+（1～2）mm

d=d0+（0.5～1）mm

取主流道球面半径为R=20mm；

取主流道小端直径为d=5mm.

2、分流道设计

分流道的作用是改变熔体的流向，使熔体能够以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。

要根据一定的技术要求设计减少流动时的能量损耗。

3、浇口设计

浇口，即进料口，是模具注塑时型腔和分流道让熔体通过的通道。

浇口的位置要设计合理。

非限制性浇口和限制性浇口是模具浇口的两个主要形式。

按照浇口的特点和结构分，浇口可以分成下面几个形式：

（1）.中心浇口

（2）.环形浇口

（3）.轮辐式浇口

（4）.爪形浇口

（5）.侧浇口

外侧进料的侧浇口形式如图3-6所示：

图3-6外侧进料的侧浇口形式

外表面要求没有明显的缺陷并且不要有毛刺和飞边，还有零件无凹坑溢料。

总而言之我们应当要使塑件不错的外形和很好的使用能力，就需要好好的在浇口位置选择这方面下功夫。

根据查阅资料得，该折角盖板的模具采用矩形截面形状的侧浇口。

其初步选择的尺寸为：

1mm×0.65mm×1.5mm（试模后修正）。

三、成型零部件及计算

（一）主型芯的结构设计

主型芯分为组合式结构和整体式结构这两种形式

我用动模型芯采取组合式结构，将型芯割开使其方便加工。

它的凸模型芯、凹模的结构形式见模具总装图。

型腔径向尺寸已知平均收缩率为S，Ls为塑件的基本尺寸中的最大的尺寸，它的公差△为负偏差，所以塑件平均尺寸是Ls-△，Lm是模具型腔的基本尺寸的最小尺寸，Lm+δz/2是型腔平均尺寸，公差是正偏差。

δc/2为型腔平均磨损量，如果以Lm+Z表示型腔尺寸。

由有关资料查的ABS平均收缩率S=0.5%.

Lm+δz/2+δc/2=（Ls-△/2）+（Ls-△/2）（1+S）

最终公式为：

（Lm）0+δz=[（1+S）Ls-（0.5～0.75）△]0+δz（因为塑件较大，所以x取0.5）

1、型腔计算

2、型腔高度计算

3、型芯计算

4、型芯高度计算

四、模架的选择

因为塑料注射模模架已经标准化了，所以设计时只需要依据塑件的尺寸和结构来设计。

由于注塑件结构采用侧浇口,并且自动化生产,模具就需要分型,才能实现自动化,侧选用即可。

支承板、垫板和动模（或下模）坐板、定模（或上模）坐板、动模（或下模）板、定模（或上模）板等这些都是组成塑料模模架的主要部件。

（一）组成模架的主要零件

（1）动模座板、定模座板

这两块模版的主要作用是连接成型设备或者固定塑料模具。

他需要拥有很高的强度一保证固定作用。

（2）动模板和定模板

它的作用主要是用来固定凸模型腔和型芯，还有导套、导柱等零件，所以我们通常称它为固定板。

在移动式压缩模上，固定板需要有很好的强度和刚度，因为开模力主要集中在这上面。

（3）支承板

用来垫在固定板背面的模板我们称为支承板。

它的主要左右是用来防止型腔、型芯等零件的滑出。

折角盖板的模架如图4-1所示：

图4-1折角盖板的模架

（二）模具成型工作零件的结构设计

1、凹模的结构设计

凹模采用镶拼式结构，定模板上镶嵌定模镶件。

2、凸模的结构设计

凸模采用镶拼式结构，动模镶件、型芯镶嵌在动模板上。

镶拼式结构主要是从节省模具钢材料、减少加工工作量、方便型芯日后的制作安装、更换维修等方面考虑的。

（三）动模垫板厚度的计算

根据塑件及浇注系统在分型面上的投影面积70.67cm2，查表得可以取25～30，本件取25mm。

1、垫块厚度计算

H=H1+H2+h+（5～10）mm=20mm+15mm+25mm+10mm=70mm

由于垫块空间装有复位弹簧，垫块厚度取85mm。

2、排溢系统设计

利用动模镶件和顶杆的配合间隙，凸、凹模之间，以及镶拼的镶件、型芯，其中分型面的作用主要是排除型腔中的气体，所以不需要专门为这个设计排溢系统。

五、推出机构设计

（一）概述

在模具成型完后开模时用来将塑件从模腔中推出的机构我们称之为推出机构。

加工比较简单、安装相对来说也算方便，而且质量过硬，使用寿命长。

在脱模这方面效果也是不错的，这些都是推杆的良好特点，所以能够在生产中广泛应用。

推出脱模机构在设计的过程中我们应当按照如下几个原则：

1、首先我们不能因为塑件推出时发生变形，甚至损坏的现象。

2、在动模的那侧设计推出机构。

3、我们还要在保证不跟其他模具发生干涉的前提下，考虑合模时机构的正确复位。

4、为了是我们设计的塑料制件更加美观好看，我们还需要将推出塑件的位置设在塑料制件的内部，同时也可以设置在一些不易察觉的地方。

5、动作灵活、可靠，制造方便这些都是推出机构设计的重要的原则。

（二）推杆的设计

推出机构由拉料杆、推板、推杆固定件、推杆、复位杆等诸多部件所组成。

推出距离可按凸模型芯脱模方向的最大尺寸加上5～10mm来取值，所以该模具的推出距离为55mm。

推出机构设计原则：

1、在设计的推出机构时，我们应该尽量使塑件安装在动模的那一侧

2、塑件在推出时不变形和损坏

3、对塑件的外观以及质量方面没有什么影响

4、在合模的时后推出机构应该能够做到快速准确的复位

5、结构应该设计得尽量简单、灵活，使用简单，加工容易。

折角盖板注塑模顶杆如图6-1所示：

图6-1折角盖板注塑模顶杆

折角盖板注图塑模拉料杆如图6-2所示：

6-2折角盖板注塑模拉料杆

六、冷却系统设计

（一）温度调节系统的要求

当模具温度过高的时候，则会导致模具成型后的收缩率变大，从而使脱模后塑料制件变形加大，这样很容易就会发生溢料和粘膜的现象；反之，当模具温度很低的时候，熔体不易流动，这样就会产生银丝等缺陷现象；在温度不均匀的模具中，型芯和型腔因为温度不同，而求温差相对而言比较大，这样就导致了塑料制件的收缩不能够很均匀，从而导致塑料变形，也会给塑料制件的形状和尺寸精度带来不必要的影响。

综上所述，模具需要达到最佳的温度有如下几种改进的方法：

1、首先我们应该对不同类型的塑料制定出相应的加热以及冷却的方式；

2、我们要尽可能的保证模具型腔中各部分的温度统一，且能够使各部分同时冷却；

3、我们还可以利用很低的温度，快速有效的利用大量的水来进行冷却，因为这种方法的效果还是不错的；

4、在温度调节系统这方面我们要尽可能的去把应结构简单化，且有效的减少生产的成本；

注塑成型过程中，影响塑料的充模和塑料件的定形主要因素是模具的温度。

因此，我们必须对模具进行冷却，将模具的温度保持在规定的范围之内，这样才能生产出优质的模具。

该模具的材料为ABS,ABS树脂在注射成型时要求有较高的模温，故而模具设计时应增设冷却系统。

（二）冷却回路尺寸的确定

1、求塑件在硬化过程中每小时所释放的热量Q1

查表得ABS的单位流量为30×104J/Kg

计算得Q1=WQ2=0.26×30×104=7.8×104

需要设计冷却回路

2、冷却回路的孔直径的确定

无论模具多大，水孔直径不能大于14mm，否则冷却水不能成为湍流状态，从而会降低热交换效率。

根据塑件的平均壁厚可以确定水孔的直径。

当平均壁厚是2mm时，水孔直径可取为8～10mm，当平均壁厚是2～4mm时，水孔直径可以取为10～12mm，当平均壁厚是4～6mm时，水孔直径可取为10～14mm。

（三）冷却回路的布置

1、成型周期的确定根据制件材料为ABS，并且制件中壁厚最大达到3㎜，根据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》查表10-6塑料制品厚度与冷却时间的关系查得冷却时间为

，设开模时间为

，再加上注射时间

，故得本制件的成型周期为：

2、求塑料制件在固化时每小时释放的热量Q（KJ/h）即单位时间型腔内的总热量

式中W—单位时间里注入型腔中的塑料质量，KJ/h

N—每小时的注射次数60×60÷34=105.88次/h

G—每次塑料的注射量415×0.91×10-3=0.378㎏

Q1——单位质量的塑料制品在凝固时放出的热量，

，根据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》查表10-4常用塑料熔体的单位热流量5.9×102

3、求冷却水的体积流量

依据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》

Q—塑料制件在固化时每小时所释放的热量（KJ/h）

——冷却水的体积流量，

——冷却水的密度，

——冷却水的出口温度，

——冷却水的入口温度，

——冷却水的比热容，

依据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》查表10-4得

综上，则：

4、根据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》查表10-1

选取冷却水直径和稳定湍流速度

但是由于该塑件本身的结构特点，以及型芯、型腔具体冷却水道的布置等等原因（见总装配图），我们改用小的水道孔径。

定模部分取8㎜，动模取10㎜。

5、冷却水道在管道中的流速v

根据黄虹主编的《塑料成型加工与模具》式10-16

6、冷却介质与冷却管道孔壁间的传热膜系数

根据表10-5，

取系数f为7.22（

）

——冷却水的平均流速

d——冷却水管道直径

则:

7、冷却管道总传热面积A

七、合模导向系统和校核

该设计采用导柱导向机构，任何一副模具在定、动模之间都设置有导向机构。

其功用是：

（1）定位作用：

合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状。

（2）导向作用：

合模时引导动模按顺序闭合，为了防止损坏型芯，并且承受一定的侧向力。

（3）承载作用：

用三板式模具结构或推件板脱模，导柱承受推件板和定模型腔板的重载荷。

（一）注塑模参数选择校核

1、最大注射量校核

一般情况下注塑机注射一次的实际注射量不大于最大注射量的80%。

该件的一次实际注射量是V总=40.43cm3。

所选择的G45-S200/400注塑机额定注射量是200～400cm3，取其80%后为160cm3,40.43cm3＜160cm3，符合条件，所以选择的注塑机满足一次注射量要求。

2、锁模力校核

锁模力根据如下公式进行计算，即Fz=P（nA+A1）

式中：

P—为塑料熔体对型腔的成型压力，单位为MPa；

A—为单个塑件在模具分型面上的投影面积，单位为mm2；

n—型腔数量；

A1—为浇注系统在分型面上的投影面积，单位为mm2；

Fz—为熔融塑料在分型面上的涨开力，单位为N；

查相关资料可得ABS塑料熔体对型腔的成型压力为30MPa；单个塑件在模具分型面上的投影面积为A=3036mm2；浇注系统在模具分型面上的投影面积为A1=2904mm2；型腔为2，将上述数据代人公式可得

Fz=P（nA+A1）=269280N≈270kN

符合Fz=270kN<注射机额定锁模力2540kN。

可见，选用的注射机满足要求，注射时分型面不会溢料。

（二）模具与注塑模安装尺寸的校核

1、模具闭合高度的校核

模具的实际装模高度：

Hm=280mm

注塑机的最大装模高度：

Hmax=406mm

注塑机的最小装模高度：

Hmin=165mm

可见Hmin+5mm

2、模具外形尺寸的校核

该模具外形尺寸为：

250mm×310mm×286mm；

机器拉杆空间是：

448mm×370mm。

模具安装尺寸<机器拉杆空间，所以模具能装入注射机模板中且固定。

3、开模行程校核

因为该模具是单分型面侧浇口注射模，所以需开模距离为

开模距离=顶出距离+工件高度+（5～10）m

将顶杆推出距离55mm和工件高度25mm代入公式后得，开模距离为85mm，而注射机模板行程为260mm，即开模距离<模板行程，满足推出需求。

故根据验证，SY-ZY-250型注塑机能够满足使用要求，所以可以采用该注塑机。

八．模具工作过程

该折角盖板注塑模的工作原理为：

首先第一步是将模具先安装在注射机上，其中定模部分需要固定在定模板上，动模部分则固定在动模板上。

当合模时，注射机通过喷嘴将高温的熔料注入型腔，然后保压一段时间，冷却也需要一段时间，这样塑件就基本能够成型。

通过液压系统将动模板移动，这就是开模，开模时，分型面也就打开了，当分型面打开后，注塑件从上模中脱出，在顶杆的作用下，顶杆通过推杆将塑件和凝料系统顶出，同时因为采用的是侧浇口，所以在顶出的瞬间，塑件和凝料会分开。

这个时候塑件自己掉下来，从而实现全自动。

这样往复动作就是该模具的工作过程。

总结与展望

模具工业为国民经济带来了巨大的经济效益。

我们大学生所学到的知识还是很匮乏。

我在写论文的过程中，发现自己的专业知识还是有许多不理解的地方；通过这次模具毕业论文设计，使我对UG和CAD等绘图软件的操作更加熟练，我对模具设计的步骤更加理解，对塑料模的知识更加融会贯通。

我的专业知识也得到了很大提高。

这次毕业论文的设计是一段很宝贵的经验。

我的实际操作能力得到了很大层次的提升。

在今后的工作中我会把理论知识和实践经验结合起来，提高自己的工作能力，为社会贡献自己的力量。

致谢

随着毕业论文的结束，我三年的大学生活也即将结束了。

在苏工院的这两年多的时间里，我从刚开始对模具专业只是听说，到现在即将完成这个专业的学习，不敢说非常了解，但至少也了解不少知识。

我这些知识的获得跟我们模具专业的每个老师分不开，从大一刚开始老师先到我们机械制图开始，她让我更形象的了解了各个零件的外形，以及很多内部的构造，为我的模具生涯打下了很好的基础，因为当你看到一个零件时，你的第一项任务就是要去看懂它的样子。

后来老师又教会我们使用了cad这种制图软件，让我们能够利用电脑迅速的绘制出所需要的零件图，装配图等等。

在接下来的学习中，季业益老师和唐老师又教会我们另外两门重要的绘图以及加工软件Pro-e、UG，这些软件都是非常实用的。

在这我想说，我要特别感谢一下沈老师，因为他是我们论文辅导老师，在这篇论文中他给了我很多帮助，从简单的word使用到专业方面的问题都能够认真仔细的指导我，谢谢你，沈老师。

在后来的学习中，刘老师和沈老师让我们真正的了解到了模具这个行业的加工流程和材料等方面的知识，这对将来我们的工作有太大的帮助了。

短短的两年多时间内，我不仅从这些老师这学