塑料盆的模具设计.docx

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塑料盆的模具设计

摘要

本课题主要是针对塑料盆的模具设计,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塑料盆塑件产品，以实现自动化提高产量。

针对塑料盆的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。

由于塑件内侧有四个小凸台，无法设置斜导柱，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塑料盆的质量和加工工艺要求。

关键词：

模具设计；整体式型芯；抽芯；推杆；注射模

绪论………………………………………………………………………1一、塑料的工艺分析…………………………………………………2

（一）塑件成形工艺分析………………………………………………2

（二）齿轮原料（POM）的成型特性与工艺参数……………………2

二、注塑设备的选择……………………………………………………4

（一）估算塑件体积……………………………………………………4

（二）选择注射机………………………………………………………4

（三）模架的选定……………………………………………………5

（四）最大注射压力的校核……………………………………………6

三、塑料件的工艺尺寸的计算…………………………………………9

（一）型腔的径向尺寸…………………………………………………9

（二）型芯的计算………………………………………………………10

（三）模具型腔壁厚的计算……………………………………………11

四、浇注系统的设计……………………………………………………11

（一）主流道的设计…………………………………………………12

（二）冷料井的设计……………………………………………………13

（三）分流道的设计……………………………………………………13

（四）浇口的选择………………………………………………………15

五、分型面的选择与排气系统的设计…………………………………17

（一）分型面的选择……………………………………………………17

（二）排气槽的设计……………………………………………………18

六、合模导向机构的设计………………………………………………18

七、脱模机构的设计……………………………………………………19

八、温度调节系统的设计………………………………………………20

（一）模具冷却系统的设计……………………………………………22

（二）模具加热系统的设计……………………………………………22

结论………………………………………………………………………22

参考文献…………………………………………………………………24

致谢……………………………………………………………………25

塑料齿轮模具设计

绪论

近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。

从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：

加深理论研究。

在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高；高效率、自动化。

大量采用各种高效率、自动化的模具结构。

高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用；大型、超小型及高精度。

由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料；革新模具制造工艺。

在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。

通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。

在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用合理的模具加工工艺。

一、齿轮塑料模设计任务分析

（一）塑件成型工艺分析

１.塑件

齿轮如图1.1所示：

2.齿轮原料（POM）的成型特性与工艺参数

聚甲醛树脂（POM）是由甲醛聚合所得。

它是高密度高结晶度的热塑性工程塑料。

具有良好的物理机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。

它也正是因为这些优异的化学和物理性能可以和钢铁媲美，而重量又轻于钢，才称之为“赛钢”。

二、注塑设备的选择

（一）估算塑件体积

估算塑件体积和质量：

该产品材料为POM，查书本得知其密度为1.4-1.6g/cm3，收缩率为1.5-3.0g/cm3，计算其平均密度为1.5g/cm3，平均收缩率为2.25﹪。

经计算得到塑件的体积是0.5cm3

使用PRO/E软件画出三维实体图，软件也能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。

（二）选择注射机

三、塑料件的工艺尺寸的计算

所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。

（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。

故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。

因POM的成型收缩率为1.5～3.0%,所以平均收缩率取S=2.25%。

（一）型腔的径向尺寸

（LM）0+δ=[（1+S）Ls-（0.5～0.75）△]0+δ=[1.008×Ls-0.75△]0+δ

其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。

塑件公差△为负偏差，S为塑料的平均收缩率，δz为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：

1.Ls=81mm.经计算得：

LM=79.440+0.32mm;

2.Ls=1mm.经计算得：

LM=0.79550+0.07mm;

3.Ls=5.5mm.经计算得：

LM=5.3250+0.085mm;

4.Ls=1.8mm.经计算得：

LM=1.5990+0.07mm;

5.Ls=10mm.经计算得：

LM=9.780+0.1mm;

6，Ls=7mm.经计算得：

LM=6.750+0.1mm;

7.Ls=2mm.经计算得：

LM=1.8060+0.07mm;

8.Ls=3mm.经计算得：

LM=2.8140+0.07mm;

9.Ls=4mm.经计算得：

LM=3.7770+0.085mm;

10.Ls=6mm.经计算得：

LM=5.7930+0.085mm;

11.Ls=8mm.经计算得：

LM=7.7640+0.0.1mm;

12.Ls=16mm.经计算得：

LM=15.7230+0.14mm;

13.Ls=12mm.经计算得：

LM=11.7960+0.01mm

（二）型芯的计算

1．芯径向尺寸的计算：

LM=[（1+S）Ls+3/4△]-Ó0

其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得：

1）Ls=81mm经计算得：

LM=82.4050-0.32mm;

2）Ls=1mm经计算得：

LM=1.2150-0.07mm;

3）Ls=5.5mm经计算得：

LM=5.7450-0.085mm;

4）Ls=1.8mm经计算得：

LM=2.0190-0.07mm;

5）Ls=10mm.经计算得：

LM=10.480-0.1mm

6）Ls=7mm.经计算得：

LM=7.4080-0.1mm;

7）Ls=2mm.经计算得：

LM=2.2260-0.07mm;

8）Ls=3mm.经计算得：

LM=3.2340-0.07mm;

9）Ls=4mm.经计算得：

LM=4.2770-0.085mm;

10）Ls=6mm.经计算得：

LM=6.3030-0.1mm;

11）Ls=8mm.经计算得：

LM=8.3640-0.1mm;

12）Ls=16mm.经计算得：

LM=16.5330-0.14mm;

13）Ls=12mm.经计算得：

LM=12.3960-0.1mm;

2．型芯高度尺寸的计算：

HM=[（1+S）Hs+3/4△]-Ó0,按六级精度制造

Hs=15mm经计算得：

HM=15.4870-0.13mm;

3.2.1动模型芯

（三）模具型腔壁厚的计算

如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。

成型零件材料选择。

为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。

必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为POM没有腐蚀性。

可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。

HRC≥55。

可以去型腔壁厚为：

0.20L+17=33。

四、浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。

在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模四腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：

型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象；型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。

系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：

尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小；对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置；满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量；浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

结论

通过对齿轮塑料成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。

在模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。

在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。

以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。

软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。

模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。

总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：

充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。

同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。

这次设计能顺利完成，还得感谢李忠老师的精心指导。

但错误之处在所难免，望批评指正。

非常感激！

参考文献

[1]朱光力.模具设计与制造实训.高等教育出版社,2007

[2]贾润礼.实用注塑模具设计手册.中国轻工业出版社,2008.3

[3]孙凤琴.模具制造工艺与设备.中国轻工业出版社,2007.6

[4]孙凤琴.塑料模具技术手册.机械工业出版社,2009.4

[5]塑料模具技术手册.机械工业出版社,2003.8

[6]蒋文森、冯炳荛.模具设计与制造简明手册.上海科学技术出版社.2007.2

[7]屈昌华.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社,2004.8

致谢

光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为齿轮的注塑模具。

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。

本次设计以注射齿轮模具为主线，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。

本次设计中得到了李忠老师的指点。

同时也非常感谢系里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。