注塑模具畢業(yè)設計

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1、無錫工藝職業(yè)技術學院 前 言 近年，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 模具成型具有優(yōu)質，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點。因而，在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于

2、塑料具有化學穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 根據(jù)業(yè)內專家預測，今年中國塑料模具市場總體規(guī)模將增加13%左右，到2005年塑料模具產(chǎn)值將達到460億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右，產(chǎn)值在增長，也就意味著市場在日漸擴大。 相當多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，所以中國塑模市場的前景一片輝煌，這是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在。 按照我國國家標準，模具共分為10大

3、類46個小類，塑料模具是10大類中的l個大類，共有7個小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無論在質量、技術和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與國民經(jīng)濟發(fā)展和世界先進水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復雜、高效、長壽命的塑料模具每年仍大量進口。 據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約650億美元，其中塑料模具約為260億美元。我國1999年模具總產(chǎn)值245億元．其中塑料模具約為82億元，2000年近100億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例

4、很大，約占全部塑料模具的80%左右。 塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設備行業(yè)、辦公設備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國內年需塑料模具約130-140億元，真中有30多億元仍靠進口，進口量最多的塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機模具、通訊及辦公設備塑殼模具、塑料異型材模具等。大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、

5、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實踐，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難

6、，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 第一章 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是端蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料為ABS，壁厚2mm，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1. 塑件的工藝性分析 （1）塑件的原材料分析 塑件的材料采用ABS，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑件具有高強度，良好的耐水、耐油性，其介電性能與溫度和頻率無關，使優(yōu)良的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料具有很好的加工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后

7、制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲、斑紋等缺陷，因此應注意注塑前對原料的干燥。另外，在成型時應采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動性，減小收縮率。 （2）塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 1　 結構分析：從零件圖上分析，該零件總體形狀為矩形，在兩端有兩個凸臺，其厚度為0.2mm，該零件結構簡單。 2　 尺寸精度分析：此塑件上有三個尺寸有精度要求：、、均為MT2級精度，屬于中等偏高的精度等級，在模具設計與制造過程中要嚴格保證這三個尺寸的精度要求。 其余尺寸均無特殊要求，可按MT5級精度取公差值。 3　 表面質量分析：該塑件是某儀表外殼，要求外表美觀、無斑點、無熔接痕，表面粗糙度可取1.6

8、。而塑件內部粗糙度要求一般。 綜上分析，可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 2. 塑件結構工藝性分析 此塑件外形為方形殼類零件，腔體深度為8mm，壁厚均為2mm，總尺寸不大不小，塑件成型性能好。塑件上有一六方凸臺，要求成型后輪廓清晰，成形它的模具零件要用線切割成形，保證六邊的尖角。塑件的兩端各有一個對稱的類三角形凸起標記，高0.2mm，同樣要求輪廓清晰，形成它的模具零件可用電火花成形加工。 3. 計算塑件的體積和重量 計算塑件的體積：=9563.66 澆注系統(tǒng)的體積：=1551.52 注塑所需要的塑件總體積：=11115.18 計算塑件的

9、質量：根據(jù)設計手冊查得ABS的密度為 故塑件的質量為：W=ρ=0.0117kg=11.7g 4. 選用注射機 根據(jù)塑件的形狀，一模一件的模具結構，初步螺桿式注射成形機：。5. 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查相關文獻資料，ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當調整） 注 塑 溫 度： 包括料筒溫度和噴嘴溫度。 預 熱 和 干 燥： 溫度：℃； 料 筒 溫 度： 后段溫度選用℃； 中段溫度選用℃；

10、 前段溫度選用℃； 噴 嘴 溫 度： 選用℃； 模 具 溫 度： ℃； 注 塑 壓 力： 選用； 預熱和干燥時間： ； 注 塑 時 間： 選用； 保 壓 時 間： 選用； 冷 卻 時 間： 選用； 總 周 期： ； 螺 桿 轉 速： ； 后 處 理： 紅外線，烘箱，溫度：℃ 第二章：注塑模的結構設計 注塑模結構設計主要包括：分型面選擇﹑澆注系統(tǒng)的設計﹑型芯和型腔結構的確定﹑推出方式的選擇﹑標準模架的選擇。

11、1. 分型面的選擇 分型面應選擇在塑件最大截面處，盡量取在料流末端，利于排氣，保證塑 件表面質量，該零件的分型面如下圖3所示，取塑件的底圖b為型芯和型 腔的分割簡圖。 圖2-1 塑件的分型面 型芯和型腔的分割狀態(tài) 圖2-2分型面 2. 型腔數(shù)量的確定及型腔的排列 該塑件采用一模一件成型

12、，型腔布置在模具的中間，這樣有利于澆注系統(tǒng) 的排列和模具的平衡。 3. 澆注系統(tǒng)的設計 模具澆口套主流道球面半徑與注射機噴嘴球面半徑的關系為： ； 模具澆口套主流道小端直徑與噴嘴出口直徑的關系為： ； 流道顯圓錐形，其錐度?。? 分流道取半圓形，其半徑； 澆口采用側澆口，從塑件的上端六邊形孔處進料，如圖4所示。 圖2-3澆注系統(tǒng)的設計 4. 型芯和型腔結構的確定 考慮到加工的工藝性，型芯采用整體、直通式結構，如圖5所示。型腔采 用組合式，

13、如圖6所示。 圖2-4整體式型芯 圖2-5組合式型芯 5. 推出方式的選擇 此模具的型芯在動模，開模后，塑件留在動模一側，根據(jù)殼類零件的特點， 采用推件板推出形式，這樣推出平穩(wěn)，有效保證了推出后塑件的質量，模 具結構也比較簡單。 6. 標準模架的選擇 標準模架一經(jīng)選定，就可以到市場上購買到，擬用現(xiàn)在比較流行的 標準，根據(jù)上述分析，此模具是含推件板、大水口類型的，所以選用 “FUTABA-SB

14、FUTABA ”,其中的參數(shù)的含義是： ——模架的長和寬分別為150mm和150mm； ——定模板（A板）厚為30mm； ——動模板（B板）厚為20mm； 50——墊塊（C板）厚為50mm 圖2-6為儀表模具的裝配圖。 圖2-6儀表殼模具裝配圖 第三章：成型零件工作尺寸的計算 將其中的尺寸分為兩類： 1.標注有上、下偏差的尺寸，也就是塑件上精度相對比較高、有配合要求的尺寸，在進行這一類尺寸計算時，即要考慮它的收縮量，又要考慮到模具的磨

15、損，按照平均值計算方法計算出這一類成型零件的工作尺寸，這樣可以有效地保證在整個模具壽命周期內產(chǎn)品的尺寸精度。這一類尺寸的計算如表3-1所示： 類型 塑件上的尺寸 計算公式 制造公差 收縮率 計算結果 型芯徑向尺寸 :IT6級精度 型腔徑向尺寸 級精度 表3-1塑件上有公差要求的成型零件工作尺寸計算 注：1.為塑件的公差，塑件上未變注公差可按級精度取得。 2.模具制造公差一般取時，考慮到模具的經(jīng)濟加工精度，在 此，取或級精度公差值。 3.當取經(jīng)濟加工精度、其公差值反而大于時，取。 2.另一類尺寸是沒有標

16、準公差的，它是塑件上次要的，要求比較低的尺寸，在實際生產(chǎn)過程，為了簡化計算，這一類尺寸在計算時往往只加上它的收縮量，公差則按模具的經(jīng)濟制造精度取得。 這一類的尺寸的計算如表3-2所示： 類型 塑件上的尺寸 計算公式 制造公差 收縮率 計算結果 型芯尺寸 級精度 型腔尺寸 18 級精度 20 6 3 9 4.5 10 24 級精度 31 表3-2塑件上無公差要求的成型零件工作尺寸計算 第四章：注塑機有關系數(shù)的確定 注塑機的主要參數(shù)如4-1表所示： 標稱注射量

17、 定位孔直徑 最大開模行程 噴嘴球頭半徑 最大裝模高度 噴嘴孔直徑 最小裝模高度 中心頂桿直徑 模板最大安裝尺寸 頂出行程 表4-1 1. 注射量的校核 如前所述，塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為遠 遠小于注射機的標準注射量 2. 模具閉合高度的校核 由裝配圖可知模具的閉合高度：， 最小裝模高度，最大裝模高度，能夠滿足 的安裝條件 3. 模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為：，注射機模板最大安裝尺寸為 ，故能滿足安裝要求； 模具定位圈的直徑為注射機定位孔直徑，符合安裝要

18、求； 澆口套的球面半徑為噴嘴球頭半徑，符合要求； 澆口套小端孔徑噴嘴孔直徑，符合要求。 4. 模具開模行程的校核 如圖所示，模具的開模行程塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂 件的高度+ 注射機的最大開模行程 5. 頂出部分的校核 模具上頂桿孔的直徑為注射機中心頂桿直徑 注射機最大頂出距離為模具上所需要的最小頂出距離 圖4-2模具裝配圖 結論：根據(jù)注射機完全能夠滿足該模具的使用要求。 第五章：注塑模具的安裝和試模 1. 模具安裝 (1)

19、清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。 (2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導軌上墊好木板，模具從側面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應保證開閉模具時平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。 (3) 調節(jié)鎖模機構，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當。 (4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調。 (5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預定溫度20--30℃，即可

20、校正噴嘴與澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。 (6) 開空車運轉，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。 2. 試模 通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設備，模具結構及制造精度，塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內，或型

21、芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。 （1）粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是： 1　 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。 2　 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。 3　 冷卻時間過短，物料未能固化。 4　 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。 5　 型腔內壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。 （2）粘著模芯 1　 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。

22、 2　 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。 3　 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內不能充分固化。 4　 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內完成固化。 5　 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。 （3）粘著主流道 1　 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。 2　 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內無法完成料道物料的固化。 3　 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。 4　 主流道襯套內孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。 5　 主流道拉料桿不能正常工作。 一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件

23、，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。 3. 成型缺陷 當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。 （1） 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：

24、1　 熔料流動阻力過大 這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。 2　 型腔排氣不良 這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 3　 鎖模力不足 因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調大鎖模力，保證正常制件料量。 (2) 溢邊（毛刺、飛邊、批

25、鋒） 與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有： 1　 注射過量 2　 鎖模力不足 3　 流動性過好 4　 模具局部配合不佳 5　 模板翹曲變形 （3）制件尺寸不準確 初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應行從注射工藝上找原因。 1　 尺寸變大 注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，

26、縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。 2　 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調整工藝條件即可。 通過調整工藝條件，通常只能在極小范圍內使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。 4. 調整措施 調整時應注意調節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。 注意控型周期。 小結 時光如電，歲月如梭，三年的大學生活即將結束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的

27、社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學生，做畢業(yè)設計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。 在學校中，我主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設計不但把我以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的

28、工作打下堅實的基礎。 由于本人資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，在有課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 致謝 近三個月的畢業(yè)設計即將結束了，敬請各位老師對我的畢業(yè)設計過程做最后的檢驗。 從

29、了解到熟悉，這是每個人學習事物所必須經(jīng)歷的過程，這對模具的認識也是如此。經(jīng)過三個月的努力。我相信這次的畢業(yè)設計一定能為我三年的大學生活畫上圓滿的句號，并為我以后的工作奠定堅實的基礎。 這次設計得到了余暕浩等老師的大力幫助，在此向他們表示一一的感謝！ 同時還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下堅定的基礎，同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。我衷心感謝各位老師特別是我的指導老師余暕浩老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！

30、 參考文獻 [1] 張榮清. 模具設計與制造（第二版）. 北京： 高等教育出版社,2008. [2] 楊占堯. 塑料注塑模結構與設計. 北京： 清華大學出版社,2004. [3] 王孝陪. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 北京： 機械工業(yè)出版社，1990. [4] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 北京： 機械工業(yè)出版社,1998. [5] 汪大年. 塑形成型原理. 北京：機械工業(yè)出版社，2001. [6] 賈潤禮. 程志遠. 實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社,2007. [7] 唐志玉. 模具設計師指南. 西安: 國防工業(yè)出版社，2001. [8] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設計. 北京： 機械工業(yè)出版社，2001 [9] 黃毅宏. 模具制造工藝. 北京： 機械工業(yè)出版社，1999. [10] 彭建聲. 簡明模具工實用技術手冊. 北京： 機械工業(yè)出版社，2002. 20