多功能文具盒上盖注塑模设计设计008Word文件下载.docx

1、 日期：指导教师：教研室签字： 日期：多功能文具盒上盖塑模设计 【摘要】 分析了多功能文具盒上盖的结构和工艺特点，介绍了注塑模的结构与工作过程，设计了内侧抽芯多功能文具盒上盖注塑模，包括结构设计、参数计算和主要部件设计。【关键词】 注塑模、多功能文具盒上盖、内侧抽芯、。 【Abstract】 The structure and technological process characteristics of the cover on the multi-function writing case, the structure and working process of the injecti

2、on mould were introduced, the inside pull out the core mould for the cover on the multi-function writing case was designed ,including design of the structure、parameter calculation and designing methods of main parks。 【Key word】 injection mould 、the cover on the multi-function writing case、the inside

3、 pull out the core 。引言 近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料成型模具增长十分迅速。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，塑料模具的地位也越来越重要，因此，对模具设计人员的要求也越来越高。已有传统的平面设计转向三维设计和计算机辅助，设计周期也越来越短。 模具设计人员一般是在接到一部分图纸、一个样品或现在还很少使用的产品的模型后，便开始进行新模具的设计。需要增加的信息包括模具使用的注塑机、要求的型腔个数；如果图纸没有标出还要知道该制品所要使用塑料的类型。在进行模具设计前还要了解塑料特性、将生产多少制品、预期周期、制品用在何处、怎样使

4、用、制品是否要同其他零件进行配合、收缩率、脱模角、需要何种类型流道系统、浇口位置、流动和熔合线、顶出痕、表面精整要求，型腔位置、模具所需备件、注塑机性能指标、在注塑机中的安装问题、模具设计计划时间等。另一个问题是很多模具要进行估价，考虑模具成本。模具成本包括：模具设计工程率，总的成本为各项之和。任何一家企业都要用它的产品来赢利的，所以模具的成本必须是有竞争力的。 模具是国民经济发展的基础工业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业发展水平，它与现代工业和科学技术有着不可分离的联系，在汽车、航空、无线电、家电、仪表以及机械制造和日用品等工业有着极其广泛的应用。据统计，用模具制造出来的零件，在机电

5、产品中占60%70%，在电视、录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱等轻工业产品中占85%。可见，研究和发展模具技术，对于改进国民经济的发展具有特别重要的意义。 现阶段，我国的模具技术和国外有一定的差距，主要表现在：、标准化程度降低，采用标准件不到25%；、模具品种少、效率低；、模具制造精度低、周期长，数控机床、电加工机床总和只在20%；、技术力量落后，管理水平差。近年来，国内外对模具的需求在剧增，其中高强度、高效率、高精度、高寿命模具所占的比例在上升，与此同时各种简易模具的应用日益广泛。为此模具技术正朝着以下的几个方面发展：、发展高精度、高效率、高寿命的模具；

6、、发展各种简易模具，如低熔点的合金模具，超塑料模具，镀基合金模具等；、实现模具的标准化，进行模具的专业化生产；、发展各种高效率精密、自动化的模具加工设备；、开发和应用模具CAD/CAM技术，提高模具设计质量和效率以及制造精度；、研究模具新材料，一方面研究高强度、高耐磨性、特殊性能的钢材；另一方面研究简易模具的材料。模具设计是本专业的骨干课程、毕业实习之后的一个极为重要的环节。在课题选择中，我尽量将所学的知识综合运用，所以我选择了两套复合模的设计。带着课题去实习，使我的实习目的更为明确，同时使我对自己的设计课题有了进一步的了解，对自己所要设计的模具结构和制造工艺有所掌握，使我在设计时尽量减少模具

7、成本（尽量采用标准件），尽量考虑到模具的实用性和先进性。我的设计当中错误在所难免，恳请提出批评和指正，在此表示感谢！任务书摘 要引 言、模具资料的确 1.1、分析制品形状及用途11.2、确定模具型腔数、初选标准模架11.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料11.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸41.5、选用注塑机51.6、选用标准模架72、模具与注塑机有关参数的较核92.1工艺参数的较核92.2开模行程的较核102.3模具在注射机上的安装较核103、注系统的设计103.1主流道和冷料井的设计103.2分流道的设计123.3浇口设计134、成型零部件的设计14 4.1成型零部件的结构设计14 4

8、.2排气方式的选择14 4.3型腔、型芯工作尺寸的确定15 4.3.1凹模径向尺寸16 4.3.2凹模深度16 4.3.3型芯径向尺寸计算16 4.3.4型芯高度计算175、合模导向及定位机构的设计17 5.1导向结构的总体设计17 5.2导柱的设计18 5.3导套和导向孔186、塑件脱模机构设计197、侧向分型与抽芯机构设计198、模温调节系统设计219、模具材料的选择24致 谢27参考文献281、模具资料的确认1.1、分析制品形状及用途该塑件为多功能文具盒上盖，要求一般精度MT3级，成型后不需对制品进行加工为了满足制品表面的光亮度，采用潜伏式浇口为了方便加工和热处理，采用两个推杆平移内侧抽

9、和一个弯销内侧抽1.2、确定模具型腔数、初选标准模架根据制件的形状和结构及题目要求，确定为一模两腔确定注射模标准模架的组合形式根据制件的结构形状及型腔的数目初选模架 BL=250400 A=40 B=50 C=80H=75+A+B+C1.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料 多功能文具盒上盖为无色透明制件，可选材料为聚丙烯（PP）、有机玻璃（PMMA）、 聚苯乙烯（PS）、苯乙烯-丙烯腈（AS），各种材料的性质及用途如下： 聚丙烯（PP）、概况 聚丙烯是20世纪50年代末投入工业化生产，由于原理料易的，价格便用途广泛，它是物色透明和有一定光泽的刚性粒，它是线型高聚物。、聚丙烯的是使用性能性能：

10、 聚丙烯有卓越的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工；比水轻，机械强度较高，软化点较高，表面硬度及耐热性好但耐磨性差，成型收缩率较大，低温成脆性，对氧敏感，易受紫外线影响而老化。 用途： 常用来制造继电器的小骨架、高频插座、电容器、微波元件、天线及外壳外框及外罩，盒箱得铰链等。、聚丙烯的成型特性a、吸湿性好，可能发生溶体破裂，长期于金属溶体接触容易发生分解；b、流动性好，易于成型，溢边值在0.03左右；c、冷却速度快，冷却系统与浇注系统应散热缓慢；d、成型收缩率范围机收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、收缩方向性强；e、注意控制成型温度，料温低时方向性明显，尤其是低温高压时更明显；模温在5

11、0以下时塑件不光泽，易产生溶解不良和流痕；再90度以上时易发生翘曲变形；f、塑件应壁厚均匀，避免缺口和尖角，以防止应力集中。有机玻璃（PMMA）有机玻璃使用性能 透明性极好，力学强度及高，有一定的耐热、耐寒、耐候及耐腐蚀性。绝缘性良好，综合性能好。但质脆，易溶于有机溶剂，如作透光材料，其表面硬度稍低，易擦毛用途： 适于制作绝缘零件及透明强度一般的零件有机玻璃成型特性 a、吸湿性很低，成型收缩率小，尺寸稳定性高，而且刚性及耐冲性能好；b、抗划痕性低，表面硬度不高；c、有机玻璃的热稳定性差，熔融黏度大，一般常用于热成型、浇铸、注塑等。聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯使用性能性能: 电绝缘性优良，无色优良，

12、透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好，机械强度一般，但性脆，易产生应力破裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。 适于制作绝缘透名制件，装饰件及化学仪器、光学仪器等零件聚苯乙烯成型特性 a、无定型塑料，吸湿性小，不宜分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂；c、塑件壁厚均匀，不宜有嵌件，缺口、尖角，各面应圆滑连接；d、可用螺杆和注塞式注射机加工，喷嘴可用直通式和自锁式；e、易用高料温、高模温、低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形，但料温高易出现银丝，料温低或脱模剂多则透明性差；f、采用各种形式进料口，进料口与塑件应圆弧连接，防止取浇口时损坏塑件，脱模斜度应取2以上，

13、推出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道系统。苯乙烯-丙烯（AS）AS使用性能 性能: 冲击强度比聚苯乙烯高，耐热、耐油、耐腐蚀性好，弹性模量为现有热塑性塑料较高的一种，并有很好的耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类 广泛用来制作耐油、耐热、耐化学腐蚀的零件及电讯仪表的结构零件AS成型特性 a、无定型塑料，吸湿性很大，热稳定性好，不宜分解；b、流动性比AS好，不宜出飞边；c、易发生裂纹，塑件应避免尖角、缺口。顶出均匀。脱模斜度应取大点。 材料的选择 所成型制件为多功能文具盒上盖，从其使用特性、价值、成型特性上考虑，根据以上叙述选择耐油、耐热、耐化学腐蚀、流动性好的AS热塑性塑料。 由中国模具

14、设计大典P43查 AS塑料成型特性注射机成型类型 螺杆式相对密度 /（g/） 1.041.08喷嘴温度 / 170180模具温度 / 5080计算收缩率/% 0.30.8注射机压力/Mpa 60100适用注射机类型 螺杆式、柱塞式 1.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸确定分型面分开模具取出塑件的面，通称为分型面。注塑模可以有一个或多个分形面，分型面的位置有垂直与开模方向、平行与开模方向以及倾斜与开模方向几种，分形面的形装有平面和曲面等。确定分型面时应考虑以下几点：1塑件在型腔中放置位置的确定塑件从模具中取出时，一般采用一个与注塑机开模运动方向垂直的分型面，放置时设法避免与开模方向垂直或倾斜的侧

15、向分型和侧向抽芯；2分型面形状的确定分型面与注塑机的开模方向垂直，有利于借助开模力取出制件；3分型面位置的选择在开设制件断面轮廓最大处的地方才能使制件顺利的从型腔中脱出，还应考虑下面几种要素：第一，因为分型面不可避免的会在塑件上留下溢料痕迹，或拼合不准确的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑或带圆弧的转角处；第二，从制件的推出装置设置方面考虑，分型面要尽可能地使制件留在动模一边，便于推出机构的设计；第三，从保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的制件，取分型面时最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一侧；第四，有侧凹和侧孔的制件，取分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模的开

16、模方向上，而将短的一边作为侧向分型和抽芯。根据以上叙述，分型面设置在塑件的最大截面处，见草图。主流道设计 设计成圆锥形，锥度为12（取1） 估算浇注系统的体积： V浇=rh =3.1466010-3 =1.6963、浇口的位置 设在制件的外侧表面，如图所示：1.5、选用注塑机注射量塑件体积的计算可用形状分割法，规整法来计算塑件的单件体积VS=V1 V2=L1 B1 h- （L1 -2）（ B2-4）h1 =1007014-986612 =98000-77616 =203843 VS=20.3843 V总=1.696+20.3842=42.4643 满足注射量： V机 V总0.80=53.083

17、 V总 - 塑件与浇注系统凝料体积 V机 -额定注射量 注射压力 P注 P成型 查表8.310塑料成型注射压力塑料模具设计大典P43 P成型=60100锁模力 P锁 PF 式中 P-塑料成形式型腔压力 （p=kp0由于型腔压力与损耗系数k的因素较复杂 ，因此在采用通用塑料生产中小型制件时，模腔内的塑料压力常取2040Mpa，取p=30 Mpa） F浇注系统和塑件分型面上的投影面积 F=2LB+1/4D =210070+1/47 =14000+38.465 =14038.465 PF=3014038.465=421.15KN 注塑机的类型 注塑既有多种分类方法，按外形结构特征分为立式、卧式、直角

18、式注塑机。立式注射机它的特点注射装置与合模装置的轴线冲合并与机器安装底面垂直，占地面积小、模具拆装方便、宜于安装嵌件、料斗中的物料，能均匀的进入机筒。但制品被推出模具后需要人工取处，不易实现机械化和自动化操作。此外机身不稳定、加料不方便、对厂房高度有一定要求等缺点。立式注射机主要用于注射量小于60的多嵌件制品。卧式注射机它是注射机中最普通和最主要的形式，卧式注射机注射装置和定模安装主要优点是机体较矮，容易操作加料，制品推出后能自动落下，便于实现自动化操作，大、中型注射机多采用这种形式。缺点是设备占地面积大，模具安装不方便以及安放嵌件困难等。直角式注射机其特点注射装置与合模装置的轴线垂直，使用和

19、安装特点介于上述两类注射机之间，适用于中心部位不允许留有浇口痕迹的小型塑料制品。 根据以上所述结合塑件的结构特征，为了便于实现自动化生产，提高产率，选用卧式注射机 选标准注塑机 根据以上计算查中国模具设计大典表9.9-3，选注射机型号SZ2501500结构形式 卧式 理论注射量/3 255 注射压力/ Mpa 178 注射速率/（g/s） 165 锁模力/KN 1500拉杆内间距/ 460400移模行程/ 430最大模具厚度/ 450最小模具厚度/ 220锁模形式 双曲轴模具定位孔直径/ 160喷嘴球直径/ SR151.6、选用标准模架 整体式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度计算 侧壁厚度计算 变形

20、量为max（） c由L/h而定的常数 L侧壁内侧边长， H侧壁内侧边高（型腔深度）， 按允计算侧壁厚度整体式矩形型腔侧壁强度计算较为复杂，强度计算股刚度计算的分界尺寸为L=300,当型腔L300时，按允许变形量即（=0.05）计算壁厚当L300时，按允许变形量=L/6000计算 =L/6000=706000=0.01 C=（3704/144）/ （3704/144+96） =（3625）/（2625+96） =1875/1250+96 =1.39=9.14底板厚度计算 式中 C1常数，由底板内壁边长L/h而定，其值可查表3.5-4（塑料成型模具书） L/h=100/70=1.4 由表查得：C1

21、=0.0226 允许变形量已知时，则按刚度条件计算底板厚度 =19.79型芯支撑板厚度计算 按强度计算的壁厚：=32.9 根据以上计算及结构布局草图选择标准模架 标准模架的尺寸： 动、定模板的尺寸：BL=250355 A=50 B=50 C=80 模具高度 H=115+A+B+C=115+50+50+80=295 动模底板厚度： 25 定模底板厚度： 动模板的厚度： 50 定模板的厚度： 动模垫板厚度： 40 模脚高度： 80 推料板厚度： 32 推板的厚度： 16 推板固定板的厚度：LLtLTLMLm355299315233339 2、模具与注塑机有关参数的较核 在模具设计前，应分别对注塑机

22、的工艺参数和安装参数进行较核，以保证注射模能在指定的注射机上正常工作。2.1工艺参数的较核 由于在初选注射机和选用标准模架时，是根据注射量、锁模力、注射压力、模具厚度及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，以符合选用注射机的要求。2.2开模行程的较核 开模行程较核与注射机合模装置的结构类型有关选择的注射机SZ-250-1000合模装置的工作行程是曲轴机构的冲程，其最大开模行程由曲轴机构的冲程来决定，不受模具厚度的影响，所以注射机最大开模程与模具厚度无关。 此模具采用的是板式模具，是单分型面： HH1 +H2 +510 式中：H注射机动模板的开模行程 H1制品

23、推出距离 H2包括流道凝料在内的制品高度 H=430 H1 +H2 +510=14+70+10=94 故满足此要求2.3模具在注射机上的安装较核 模架的外形尺寸=315 注射机拉杆空间的距离=460460从标准模架的外形尺寸看小于注射机拉杆空间的距离，并采用压板固定模具，所以选用的注射机规格满足要求。3、浇注系统的设计3.1主流道和冷料井的设计主流道和浇口衬套的设计在卧式注塑机中用模具，主流道垂直与分型面，为了便于流道凝料的拔出，设计成2-4锥角的圆锥形，内壁有Ra=0.4的粗度，在内壁研磨和抛光时方向平行于脱模，不形成垂直与脱模方向的划痕，否则会发生脱出困难造成成形中断。主流道与喷嘴接触处做

24、成半球形凹坑，主流道与喷嘴严密配合，避免塑料溢出，凹坑球半径R1与喷嘴球半径R2大12 SR2= SR1+12 =15+1=16主流道小端直径比喷嘴口孔径大0.51，常取48d=5由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触碰撞，设计成独立的主流道衬套，选用优质钢热处理。有的设计将主流道衬套大圆盘设计成模具定位环，用来安装模具时作定位作用，并高出定模表面510，但在肥皂盒注塑模设计中，定位环直径D与配合段外径D1相差甚大，所以将衬套与定位环分开设计。选择b型浇口套形式，采用螺钉将定位圈和定模底板联接（为了补偿注塑机喷嘴冲击力作用下主流道变形，将它的长度设计比模板短0.02）如图所示：冷料井的类型结构 由于注塑机喷嘴与冷模具接触降温，致使喷嘴前端常存有一段低温料，为除尽这段冷料，在主流道对面设有冷料井。使冷料不进入分流道和型腔，卧式注射机用模具的冷料井设在与主流道末端相对的动模上，冷料井的底部或四周常做成曲折的钩形或侧向凹槽，使冷料井在分模时能将主流道凝料从主流道中拉出留在动模上。常见的冷料井结构有三类： 冷料井底部带推料杆的冷料井带球头形拉料杆的冷料井