模具设计毕业设计.docx

1、模具设计毕业设计前言毕业设计是在修完所有课程以后，咱们走向社会之前的一次综合性设计。在这次设计中，主要用到所学的注谢模设计，和机械设计等方面的知识。着重说明了一副注谢模的一般流程，即注射成型的分析、注谢机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注谢模设计的有关计算、模具整体尺寸的肯定与结构草图的绘制、模具结构总装配图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置及分型面的选择，模具型腔数的肯定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型面及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，

2、是我加倍了解模具设计的含义，和知道如何查阅相关的资料和如何解决在实际工作中碰到的实际问题，这为咱们以后从事模具职业打下了良好的基础。毕业设计是培育咱们进行综合分析和解决实际问题的能力，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的。同时，培育咱们调查研究，熟悉有关技术政策，运用国家标准、规范、手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处置、编写技术文件的独立工作能力。毕业设计对培育学生的工作作风、工作态度和实际工作能力具有十分重要的意义。第一章塑件的成形工艺性分析一、塑件材料的选择及其结构分析（一）塑件模型图（二）、塑件的选用与塑料的成型工艺的大体特性 PC为无色透明粒料，密度为。PC是一种性能优良的热塑

3、性工程塑料，韧而刚，抗冲击性能在热塑性塑料中名列前茅；成型塑件可达到专门好的尺寸精度并在很宽的温度范围内维持其尺寸的稳固性；成型收缩率恒定为%；抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒；脆化温度在以下，长期工作温度达；PC吸水率较低，能在较宽的温度范围内维持较好的电学性能。PC是透明材料，可见光的透光率接近90%。的主要用途 在机械工业上主要用于制作各类齿轮、涡轮、蜗杆、齿条、凸轮、轴承、各类外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件等。在电气方面，用于制作电机零件、风扇部件、拨号盘、仪表壳、接线板等。PC还能够用于制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。（三）、注塑模工艺条件 干燥处置：PC材料具有吸湿

4、性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为到，34小时。加工前的湿度必需小于%。 熔化温度：260340。模具温度：70120。 注射压力：尽可能地利用高注射压力。 注射速度：对于较小的浇口利用低速注射，对其它类型的浇口利用高速注射。典型用途 电气和商业设备（运算机元件、连接器等），器具（食物加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。（四）、成型特性1.无定形料，流动性中等，吸湿大，必需充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时刻预热干燥8090度，3小时。2.宜取高料温，高模温，但料温太高易分解（分解温度为270度）。对精度较高的塑件，模温宜取5060度，对高光泽、耐热塑件，模温宜

5、取6080度（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则致使光洁度较低）。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，或改变入水位等方式。4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会惨存塑料分解物，致使模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。成型塑件的主要缺点及消除办法：主要缺点：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（持续工作温度为70左右，热变形温度约为93）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除办法：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注谢压力、提高模具预热温度。（五）、塑件的结构与工艺性分析 1.机构分析 塑件为插座外壳的上

6、半部份，应有必然的结构强度，由于中间有插座的两孔板和三孔板的安装凹槽，下面有与下盖联接的唇，所以应保证它有必然的装配精度；该塑件为插座的外壳，因此对表面粗糙度要求不高，表面粗糙度可取Ra=,而塑件内部没有较高的粗糙度要求。该零件的重要尺寸，如：的尺寸精度为3级，次重要尺寸、的尺寸精度为4级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用8级精度。由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为，最小处为1mm，壁厚差为较为均匀。2.工艺性分析塑件为一般的电器绝缘小薄壁塑件，工作条件要求这种塑件要具有良好的绝缘性能，具有必然的耐磨性，且塑件表面无

7、云纹、冷疤现象。为了避免在零件表面出现进料痕，保证进料均匀，模具采用点浇口进料，为了保证零件外观的美观，零件的外形位于上模，分型面位于插座底面处，1模2腔，对称排列。脱模斜度：塑件外表面为，塑件内表面为（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）表 常用塑料的脱模斜度塑料名称或代号脱模斜度聚乙烯 聚丙烯 软聚氯乙烯ABS 尼龙 聚甲醛PC 有机玻璃 硬聚氯乙烯热固性塑料 第二章注塑机的选用及参数的校核一注塑机的选用（一）塑件的体积的计算：对于形状复杂不规则的制品，能够利用UG, 的“分析/模塑分析/模塑质量属性”来计算。或采用估算塑料的用量，及保证足够

8、的塑料用量为原则。 塑件的体积为：V1=14264mm3计算塑件的质量，查手册取塑料的密度为：p=*0-3kg/mm3 塑件的质量;M1=V1*P=计算塑件的重量是为了选用注塑机及肯定模具型腔数，按照注塑所需的压力和塑件的重量和其它的情形，可初步选用的注塑机为：SZ-160/1000(卧式)型注塑机的主要技术规格如下表：理论注射容积(cm3)179螺杆直径(mm)44注射压力(Mpa)132注射速率(g/s)110塑化能力(g/s)螺杆转速(mm)10-150锁模力(KN)1000拉杆有较距离(mm)360*260移模行程(mm)280模具最大厚度360模具最小厚度(mm)170锁模形式液压模

9、具定位孔直径(mm)120喷嘴球半径(mm)SR10表 部分国产SZ系列塑料注塑机主要技术参数SZ-60/40SZ-100/80SZ-160/1000SZ-200/120SZ-300/160SZ-500/200结构类型卧卧卧卧卧卧理论注射容积60100179200300500螺杆（柱塞）直径30354440 424555注射压力180170132165 150150150注射速率7095110120145173塑化能力354055 7082110螺杆转速0200020010150022001800180锁模力4008001000120016002000拉杆内间距2203003203203602

10、60355385450450570570移模行程250305280350380500最大模具厚度250300360400450500最小模具厚度150170170230250280模具定位孔直径80100120125160160喷嘴球半径101010152020 二注塑机参数量的校核（一）注射量的校核 注塑机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必需在注塑机额定注射量的80%之内。 在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 V=NVz+VJ 或 M=nmz+mj 公式V(m)一个成型周期内所需射入的塑料容积或质量（cm3或g）；n 型

11、腔数量 初定为2V2(m2)单个塑件的容量或质量（cm3或g）Vj(mj)浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量（cm3或g）每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的倍，现取故应使 NVz+Vj= 或 nmz+mj= Vz（Vj）注塑机额定注射量（cm3或g）按照容积计算NVz+Vj=（*2+*2= Pm （n As +Aj ）式中F注塑机的额定锁模力为1000（KN） As塑件在分型面上的投影面积（mm3） Aj浇注系统凝料在分型面上的垂直投影面积（mm3） n型腔数量 Pm塑料熔体在型腔内的评价压力，MPa，一般取2040MPa 则：F= Pm （n As +Aj ）=30*(2*6400+

12、=KP0 式中 Pmax注塑机的额定注射压力为132（MPa） P-成型时所需的注射压力范围取70150（MPa） 取100 K安全系数，常取K= 则KP=*100=130MP- =S=H1+H2+510mm 式中H1催出距离（脱模距离）(mm) H2包括浇注系统的凝料在内的塑件高度（mm） 开模距离取H1=20 包括浇注系统凝料在内的塑件高度取H2=130 余量取8 则有：Smax=280=S=20+130+8=158 符合要求。（五）模具与注塑机安装部份的校核 喷嘴尺寸 注塑机头为球形，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。第三章分型面的选择一、肯定型腔数量及排列方式本

13、塑料制作为MP3的外壳，生产批量教大，为了提高生产效率，但又要保证产品的一致性，故不宜采用一模多腔的形式：每增加一个型腔，由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响，塑件的尺寸精度要降低约4%8%，因此多型腔模具（n4）一般不能生产高精度的塑件。因此，本模具能够采用一模两腔的形式，其布局从分型面处能够看到二、分型面的肯定（一）分型面肯定因素在塑料注射模制造进程中，总会碰到分型面肯定的问题，它是一个很复杂的问题，受到许多因素的制约，常常顾此失彼。所以在选择分型面是应该抓住主要矛盾，舍弃次要因素。不同设计的人有时候对主要因素的熟悉也不尽一致，与自身的工作经验有关。有些塑件的分型面选择简单明确而且唯一；

14、有些塑件则有许多方案能够选择。按照经验，能够按以下原则来肯定： a)保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为咱们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。按照那个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个分型的整个廓形应呈缩小趋势，不该有影响脱模的凹凸形状，以避免影响脱模。b)使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时刻越长，形象模具生产周期，同时增加生产本钱。2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方

15、面各类注射机对模具的最大厚度有必然的限制，故型腔深度不宜过大。3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两头实际尺寸差值越大，如图2。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而致使塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。c) 使塑件外形美观，容易清理虽然塑料模具配合超级精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，咱们称之为飞边。即便这些毛边脱模后当即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应该避免设在塑件滑腻表面上。 d) 尽可能避免侧抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，而且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，

16、制造本钱显著增加，故在万不得已的情形下才能利用。 e) 使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部份，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且于脱模方向垂直，从而使加工精度取得保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，而且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。f) 使侧向抽芯尽可能短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模。g) 件制品精度作为机械零件的塑件，平行度、同心度、同轴度都要求很高，保证塑件精度除提高模具制造精度外，于分型面的选择有专门大关系。h)利于排气 对中、小型塑件因型腔教小，空气量不

17、多，可借助分型面的裂缝排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后抵达的位置，而且不打型腔封锁。i)使塑件留在动模内模具开模时型腔内的塑件一般不会自行脱出，需要用顶出机构顶出，注射机上都有顶出装置，且设在动模一侧，因此设计模具分型面时应使开模后塑件能留在动模内，以便直接利用注射机的顶出机构顶出塑件。若是塑件留在定模内，则要再另设计顶出装置才能脱模，模具结构复杂得多，且本钱爬升，加工周期延长。 j) 腔内总压力较大的方向与分型面垂直塑件注射时型腔内各方向的压强P相同，故某方向总压力F=P*S，S为某方向的投影面积，当S越大，则F越大，选择总压力较大的方向与分型面

18、垂直，利用注射机的锁模力来经受较大注射压力。因此模具结构简单，不然需另设计锁紧机构，模具结构复杂，本钱增加，加工周期延长。综上所述，选择注射模分型面形象的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。被选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再再针对存在的问题采取其他办法弥补，以选择接近理想的分型面。（二）、成型方案结合以上的因素为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用如此一个平直的分型面，前模（即定模）做成平行的就好了，胶位全数做在后模（即动模），大简化了前模加工。分型面也是整个模具的主分模面。分型面如下图的绿色部份： 模具结构

19、设计一、成型零件的工作尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面（1）、零件的制造公差；（2）、设计时所估量的收缩率和实际收缩率之间的不同和生产制品时收缩率波动；（3）、模具利用进程中的磨损。以上三方面的影响表述如下：1、制造误差：Z =a X i=a+其中，D被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸；Z成型零件的制造公差值；i公差单位；a精度系数，对模具制造最常常利用的精度品级。2、成型收缩率波动的影响其中，塑件成型收缩率；LM模具成型尺寸；LS塑件对应尺寸。3、型腔磨损对尺寸的影响为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损

20、主要从模具的利用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；另外，还应考虑塑料对钢材的磨损情形；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处置情形，型腔表面是不是镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6（常取）,而对于大的模具则应取1/6以下。但实际上对于聚烯烃（如像PP）、尼龙等塑料来讲对模具的磨损是很少的，对小型塑件来讲，成型零件磨损量对塑件的总误差有必然的影响，而对大的塑件来讲影响很少。在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸：1平均收缩率从常见的塑料的收缩率中查到，ABS的收缩率为%。则， Scp=(Smax+Smin)/2 Scp=%+%)/2=%式中：Scp平

21、均收缩率； Smax最大收缩率； Smin最小收缩率。2.型腔尺寸由pro/e测量得Ls为80mm,塑件精度为MT2，对应的型腔加工精度为IT8，查塑件尺寸公差表，依照A类不受模具活动部份影响的尺寸公差表得=，模具成型零件制造公差z=/3=,系数X=3/4。 L M0+=（1+Scp）Ls-X0+zL M0+=(1+%)x80-3/ 0+= 0+0.14mm式中：LM凹模径向公称尺寸（mm）；Ls制品径向公称尺寸（mm）；z模具成型零件制造公差（mm）；Scp塑件平均收缩率（%）；制品公差值（mm）。3.型腔深度尺寸 由pro/e测量得制品高度为10mm，按B类受模具活动部份影响的尺寸公差值查

22、表得=, z=,系数X=2/3。 H M0+z =（1+Scp）Hs-X 0+z H M0+11 =(1+%)x10-2/ 0+=+式中：HM凹模径向公称尺寸（mm）；Hs制品高度公称尺寸（mm）。型腔图如下： 4.型芯尺寸由UG测量得As为80mm，塑件精度选为MT2，对应的型腔加工精度为IT8，查塑件尺寸公差表，依照A类不受模具活动部份影响的尺寸公差值查表得=,模具成型零件制造公差z=/3=,系数X=。 A0M-z=（1+Scp）As+X0-z 0M =(1+%)x80+ =式中：AM型芯的径向尺寸（mm）；As塑件孔的径向尺寸（mm）。5.型芯高度尺寸由UG测量得型芯高度为10mm，按B

23、类受模具活动部份影响的尺寸公差值查表得=, z=,系数X=2/3。 B0M-z =（1+Scp）Bs+X 0-z 0M =(1+%)x10+2/ =式中：BM型芯高度尺寸（mm）；Bs塑件孔的深度尺寸（mm）。型芯如下图： 6.中心距的计算由UG测量得塑件两孔中心间距离Cs=130mm,按A类不受模具活动部份影响的尺寸公差值查表得=, z=.CMz/2=（1+Scp）Csz/2CM=(1+%)X1302=式中：CM中心距（mm）；Cs制品中心距（mm）。7.型腔侧壁和底板厚度的计算型腔侧壁和底板厚度的计算，按刚度计算：S=S=式中：S矩形型腔侧壁厚度（mm）；P成型压力（Mpa）；取2545M

24、Pa，取40Hl经受熔体压力的侧壁高度（mm）；l型腔侧壁长边长（mm）；80E型腔钢材的弹性模量（一般取： Mpa）H型腔侧壁总高度（mm）；35 允许变形量（mm）（ABS0.05mm）C由H1/l决定的系数，查塑料模具设计的P107,表6-7（）C1-由型腔边长比l/b决定的系数，查表69（）底板厚度的计算，按刚度计算： H=0.54L0H=（mm）二、推出机构的设计 推出机构的选用设计推出机构应遵循下列原则：（1）由于推出机构的动作是通过装在注塑机和模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情形下，推出机构应尽可能设置在动模一侧。正因如此，分型面的设计也应尽可能使塑件开模后能留在动模一侧。（2）

25、为了保证塑件在推出进程中不变形、不损坏，必需仔细分析对模具的包紧里和粘附力的大小，选择合理的推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀。（3）推出机构应使推出动作靠得住、灵活，结构简单、制造方便，机构本身要有足够的强度、风度，以经受推出进程中各类作使劲，确保塑件顺利地脱模。（4）推出塑件的位置应尽可能设在塑件内部，以避免推出痕迹影响塑件的外观质量。（5）必需考虑合模时推出机构的正确复位，并保证不与其他模具零件干与。常常利用的简单推出机构包括以下几种：推杆推出机构：由于设置推杆位置的自由度较大，因此推杆推出机构是最常常利用的推出机构。推杆的截面形状按照塑件的推出情形而定，可设计成圆形、矩形等。其中以

26、圆形最为常常利用，因为利用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆的配合精度；另外圆形推杆结构简单、改换方便、滑动阻力小。但因推杆与塑件接触面积小，可能损坏塑件或使这变形，故不宜用在脱模力大的筒形和箱形塑件的脱模。推管推出机构：推管推出机构是用来推出圆筒形、环形塑件或带有孔的塑件的一种特殊结构形式，其脱模运动方式和推杆相同。由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑件，推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。推板推出机构：推板推出机构的推出零件是一块与凸模按必然配合精度的模板。推板在塑件的整个周边端面上进行推出，因此，作用面积大，推出力大而均匀，运动平稳，而且塑件上无

27、推出痕迹。但如果是凸个推板配合不好，则在塑件会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推板上。对于大型的深腔的塑件或软塑料制件，推板推出是，塑件与凸模间容易形成真空，造成脱模困难，为此考虑增设进气装置。靠大气压力，使中间引气阀进气，塑件便能顺利地从凸模上脱出。另外与可采用中间直接设置推盘的结构，在推出时专门快进气。型腔推出机构：凡是薄壁容器、壳形塑件和表面不允许有推出痕迹的塑料制品，可采用推件板推出，推件板推出机构义称顶板顶出机构，它由一块与型芯按必然配合精度相配合的模板和推杆组成。特点：推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。可是对于截面为非圆形的塑件，其配合部份加工比较困难。组合推出机

28、构：在实际生产中往往还存在着如此一些塑件，若是采用上述单一的推出机构，不必然能保证塑件能顺利脱模，乃至会造成塑件变形、损坏等不良后果。因此，就要采用两种或两种以上的推出形式。如推杆、推板组合的推出机构，推杆、推管组合的推出机构等等。由于电话面板是一个低部平脸部份较小，而且该塑件较厚，面积不算大。该模具为了节省本钱方便制造所以选择推杆推出机构。三、型芯的结构设计成型塑件内的表面零件称凸模或型芯，其主要有：主型芯、小型芯、活动镶件、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳罩、盖之类的塑件，成型其主体部份内表面的零件称为主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和整体式两种。采用整体式型芯，可简化结构复杂的型芯加工工艺，减少热处置变形，廉价模具的维修，节省珍贵的模具钢。选择合理的整体式结构。第五章 统的设计一、浇注系统的形成和浇口的设计浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是使熔体平稳地引入型腔，使之按要求填充型腔；使型腔内的气体顺利地排出；在熔体填充型腔和凝固的进程中，能充分的把压力传到型腔各部份，以取得组织致密、外型清楚、尺寸稳固的塑件。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、和冷料穴等四部份组成。浇注系统十分重要，它的设计正确与否是注塑成型可否顺利进行，可否取得高质量塑件的关键。对浇注系