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洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 I 頁 共 50 頁 目 錄 摘 要 ............................................................Ι Abstract............................................................I 第一章 緒 論 .....................................................1 1.1 選題背景及意義 ...............................................1 1.2 塑料模具的種類和應用 .........................................2 1.2.1 塑料模具的種類 .........................................2 1.2.2 塑料模具的應用 .........................................3 1.3 單分型面注射模介紹 ...........................................3 1.3.1 單分型面注射模的組成 ....................................3 1.3.2 單分型面注射模的工作原理 ................................5 1.4 本次設計塑料注射模具的主要工作內容 ...........................5 第二章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成 ...........................6 2.1 塑料注射模具的設計步驟及內容 .................................6 2.2 塑料注射模具的結構組成和作用 ................................13 第三章 首飾盒塑料件 ..............................................14 3.1 塑料件的結構和特點 ..........................................14 3.2 塑料件的材料 ................................................14 3.2.1 對塑料的認識 ...........................................14 3.2.2 塑料的成型工藝特點 .....................................15 3.2.3 設計塑料材料聚苯乙烯（ABS）的特性 ......................15 3.3 首飾盒塑料件的參數 .........................................16 3.3.1 塑件的重量 ............................................16 3.3.2 塑件的投影面積 ........................................16 第 4 章 注射機的選用 ...............................................17 4.1 選用注射機的方法和原則 ......................................17 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 II 頁 共 50 頁 4.2 注射機的選用 ................................................17 第 5 章 塑料注射模具設計 ...........................................20 5.1 型腔數目和分布 ..............................................20 5.2 分型面的選擇 ................................................21 5.3 型芯和型腔 ..................................................22 5.3.1 型芯和型腔的結構 ......................................22 5.3.2 型芯和型腔的尺寸 ......................................22 5.4 澆注系統(tǒng) ....................................................25 5.4.1 澆注系統(tǒng)的作用 ........................................25 5.4.2 澆注系統(tǒng)的組成 ........................................25 5.4.3 澆注系統(tǒng)的設計 .........................................25 5.5 推出機構 ....................................................28 5.5.1 推出機構的作用和種類 ..................................28 5.5.2 推板推出機構的組成 ....................................28 5.5.3 推板推出機構的設計 .....................................29 5.6 注射模導向機構的設計 ......................................31 5.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 ..........................................32 5.8 注射模標準模架的設計 ........................................33 5.9 注射模的設計結果參數 ........................................36 5.10 模具裝配和分解過程 ......................................36 5.10.1 模具的裝配 ............................................36 第 6 章 總結與體會 ...............................................38 致 謝 ............................................................40 參考文獻 ..........................................................41 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 I 頁 共 50 頁 摘 要 塑料模具的發(fā)展 我國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水 平有了較大提高。在大型模具方面已能生產 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 6.5kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具; 精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑 封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 I.K 模具有限公司制造的 多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動 等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正 了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度 僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注 塑模型腔制造精度可達 0.02～0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2μm，模具質量、壽 命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10～30 萬次，淬火鋼模達 50～1000 萬次， 交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數據見表一。 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和 抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用 更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地 在 29～34 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠 家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能 為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20% 以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平 的高難度針閥式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式 熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 50～80%相比， 差距較大。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 II 頁 共 50 頁 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生 產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UGⅡ、美國 ParametricTechnology 公司的 Pro/Emgineer、美國 CV 公司的 CADS5、英國 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模 分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行 業(yè)中，實現了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術對成型過程，如充模和冷卻 等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大 發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā) 的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、 能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術創(chuàng)造了良 好條件。 關鍵詞：塑料模具，成型工藝，脫模機構，注射模 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 III 頁 共 50 頁 Abstract The development of plastic mould China's industrial plastic moulds from the start to now, after more than half a century, there has been great development, mold levels have been greatly enhanced. Mould has been at large can produce 48-inch big-screen color TV Molded Case injection mold, 6.5 kg capacity washing machine full of plastic molds, as well as the overall car bumpers and dashboards, and other plastic mould precision plastic molds, the camera is capable of producing plastic mould , multi-cavity mold small modulus gear and molding mold. --Such as Tianjin and Yantai days Electrical Co., Ltd Polaris IK Co. manufactured multi-cavity mold VCD and DVD gear, the gear production of such size precision plastic parts, coaxial, beating requirements have reached a similar foreign the level of product, but also the application of the latest gear design software to correct contraction as a result of the molding profile error to the standard involute requirements. Production can only 0.08 mm thickness of a two-cavity mold and the air Cup difficulty of plastic doors and windows out of high modulus, and so on. Model cavity injection molding manufacturing accuracy of 0.02 to 0.05 mm, surface roughness Ra0.2 μ m, mold quality, and significantly increase life expectancy, non-hardening steel mould life up to 10 ~ 30 million, hardening steel form up to 50 ~ 10 million times, shorten the delivery time than before, but still higher than abroad, and the gap between a specific data table. 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 IV 頁 共 50 頁 Process, the multi-material plastic molding die, efficient multicolor injection mould, inserts exchange structure and core pulling Stripping the innovative design has also made great progress. Gas-assisted injection molding, the use of more mature technologies, such as Qingdao Hisense Co., Ltd., Tianjin factory communications and broadcasting companies, such as mold manufacturers succeeded in 29 ~ 34-inch TV thick-walled shell, as well as some parts on the use of gas-assisted mould technology Some manufacturers also use the C-MOLD gas- assisted software and achieved better results. Prescott, such as Shanghai, such as the new company will provide users with gas-assisted molding equipment and technology. Began promoting hot runner mold, and some plants use rate of more than 20 percent, the general heat-thermal hot runner, or device, a small number of units with the world's advanced level of rigorous hot runner-needle device, a small number of units with World advanced level of rigorous needle-hot runner mould. However, the use of hot runner overall rate of less than 10%, with overseas compared to 50 ~ 80%, the gap larger. In the manufacturing technology, CAD / CAM / CAE technology on the level of application of a new level to the enterprise for the production of household appliances representatives have introduced a considerable number of CAD / CAM systems, such as the United States EDS UG Ⅱ, the United States ParametricTechnology Pro / Emgineer, the United States CV CADS5 company, the British company DOCT5 Deltacam, HZS's CRADE Japan, the company's Cimatron Israel, the United States AC-C-Tech Mold Company and Australia's MPA Moldflow Mold analysis software, and so on. These systems and the introduction of the software, although a lot of money spent, but in our country die industry, and 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 V 頁 共 50 頁 achieving a CAD / CAM integration, and to support CAE technology to forming processes such as molding and cooling, such as computer simulation, and achieved certain The technical and economic benefits, promote and facilitate China's CAD / CAM technology. In recent years, China's own development of the plastic mould CAD / CAM system has achieved significant development, the main guarantor Software Engineering Institute, is the development of CAXA, Huazhong University of Science HSC5.0 development of the system and injection mold CAE software, and so on, these Die of domestic software with the specific circumstances in the application of computer and lower prices, and other characteristics, in order to further universal CAD / CAM technology has created good conditions. Key words: plastic mold, molding process, Stripping, Injection Mould 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 1 頁 共 50 頁 第 1 章 緒 論 三年的大學生活即將過去，從懵懵懂懂的大一新生到大三成熟自信的我， 三年中無論是專業(yè)知識還是與人的社交，我都有了很大的進步。 本學期我們要進行塑料模具畢業(yè)設計，它是衡量大學三年學業(yè)成績的重要 標志，是將以前學到的專業(yè)知識進行綜合的重要手段，同時也培養(yǎng)了我們獨立 思考問題的能力。 模具在我們日常生產生活中有著舉足輕重的地位，從軍事上潛艇的消聲瓦、 導彈上的耐熱塑料到日常生活中的瓶瓶罐罐，到處都有塑料的身影。 注塑模具是生產塑料產品的工具，俗話說的好：“工欲善其事,必先利其 器”。塑料注塑模具設計的優(yōu)劣直接影響到塑料產品的質量，因此我們要 設 計性能更加優(yōu)良的注塑模具。在傳統(tǒng)的模具設計中，工程師必須用鉛筆、丁子 尺、圓規(guī)、直尺等在圖紙上畫出模型、模具型腔尺寸等諸多要素，從事著大量 重復枯燥的工作。通常改動一個零件，就要修改很多張圖紙，不但效率低，而 且創(chuàng)造的思維也被禁錮。現在社會經濟高速發(fā)展，產品靈活性大，傳統(tǒng)的設計 方法已不能適應當今社會經濟的發(fā)展。 1988 年成立于美國波士頓的 Parametric Technology Corporation（參數 技術公司）旗下的主力產品 pro/E 應運而生，作為一代設計軟件的典范， pro/E 有著參數化造型、全相關、單一數據庫等業(yè)界稱道的標準。它是一套集 設計、制造、分析為一體的機械自動化軟件，是機械工程師的得力助手。 本次設計我將借助于 pro/E wildfire3.0 強大的設計功能，設計首飾盒模 型及其模具。 1.1 選題背景及意義 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 2 頁 共 50 頁 我們日常生產、生活中所使用到的各種工具和產品，大到機床的底座、機 身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著 密切的關系。模具的形狀決定著這些產品的外形，模具的加工質量與精度也就 決定著這些產品的質量。因為各種產品的材質、外觀、規(guī)格及用途的不同，模 具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。 模具被稱為工業(yè)產品之母，所有工業(yè)產品莫不依賴，模具才得以規(guī)模生產、 快速擴張，被歐美等發(fā)達國家譽為“磁力工業(yè)” 。由于模具對社會生產和國民 經濟的巨大推動作用和自身的高附加值，世界模具市場發(fā)展較快，當前全球模 具工業(yè)的產值已經達到 600 億~650 億美元，是機床工業(yè)產值的兩倍。 中國注塑模具行業(yè)也在快速發(fā)展，中國模具產品產值已從 1993 年的 110 億元增長到 1997 年的 200 億元，并超過了機床產品的產值，到 2002 年增長到 360 億元，1996 年～2002 年間的年均增長速度達到 14%以上，在某些行業(yè)年均 增速更是高達 100%。2003 年模具產值已達 450 億元，增長 25%以上，出口 3.368 億美元 目前中國模具產品已經形成 10 大類 46 個小類，模具生產廠點兩萬多家從 業(yè)人員約 50 萬人。在所有模具產品中，自產自用的比例占大部分，2003 年實 現了商品化流通的模具占 45%左右。在 10 大類模具產品中，塑料模具的比例 在 2000 年模具總量中已達到 36%，2002 年則接近 40%，塑料模具在進出口中 的比重更是高達 50%~60%，并且隨著中國機械、汽車、家電、電子信息和建筑 建材等國民經濟支柱產業(yè)的快速發(fā)展，這一比例還將持續(xù)提高。 本次設計以塑料注射模具為主，詳細介紹塑料模具的設計過程及步驟。 1.2 塑料模具的種類和應用 1.2．1 塑料模具的種類 塑料模具的種類很多，比較常見的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出模。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 3 頁 共 50 頁 1.2．2 塑料模具的應用 注射模是安裝在注射機上，完成注射成形工藝所使用的模具。注射模的種 類很多，其結構與塑料的品種、塑件的結構和注射機的種類等很多因素有關。 一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、調溫系統(tǒng)和支撐零部 件組成，如果塑件有側向的孔或凸臺，注射模還包括側向分型與抽芯機構。 壓縮?？煞譃楣潭ㄓ趬簷C上壓板的上模和下壓板的下模兩大部分，由型腔、 加料室、導向機構、側向分型抽芯機構、脫模機構、加熱系統(tǒng)組成，主要應用 于成形熱固性塑件。 壓注成型是在壓縮成型基礎上發(fā)展起來的一種熱固性塑料的成型方法，又 稱傳遞成型，壓注成型的一般過程是，先閉合模具，然后將塑料加入模具加料 室內，使其受熱成熔融狀態(tài)，在與加料室配合的壓料柱塞的作用下，使熔料通 過設在加料室底部的澆注系統(tǒng)高速擠入型腔。塑料在型腔內繼續(xù)受熱受壓而發(fā) 生交聯(lián)反應并固化成型。然后打開模具取出塑件，清理加料室和澆注系統(tǒng)后進 行下一次成型。它由型腔、加料室、澆注系統(tǒng)、導向機構、側分型與抽芯機構、 脫模機構、加熱系統(tǒng)組成。 擠出模是熱塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各種塑料管材、棒材、 板材、薄膜以及電線、電纜等連續(xù)型材，還可以對塑料進行塑化、混合、造粒、 脫水以及喂料等準備工序或半成品加工。 1.3 單分型面注射模介紹 1.3.1 單分型面注射模的組成 按機構組成，單分型面注射模由模腔、成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、 頂出裝置、溫度調節(jié)系統(tǒng)和結構零部件組成。 (1) 模腔 模具中用于成型塑料制件的空腔部分，由于模腔是直接成型塑料制件的部 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 4 頁 共 50 頁 分，因此模腔的形狀應朽塑件的形狀一致，模腔一般由型腔、型芯組成。 (2) 成型零部件 構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件，通常包括型芯(成型塑件內 部形狀)、型腔 (成型塑件外部形狀)。 (3) 澆注系統(tǒng) 將塑料由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)分主流道、 分流道、澆口、冷料穴四個部分，是由澆口套、拉料桿和定模板上的流道組成。 (4) 導向機構 為確保動模與定模合模時準確對中而設導向零件。通常有導向柱、導向孔 或在動模定模上分別設置互相吻合的內外錐面組成。 (5) 推出裝置 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 5 頁 共 50 頁 在開模過程中，將塑件從模具中推出的裝置。有的注射模具的推出裝置為 避免在頂出過程中推出板歪斜，還設有導向零件，使推板保持水平運動。由推 桿、推板、推桿固定板、復位桿、主流道拉料桿、支承釘、推板導柱及推板導 套組成。 (6) 溫度調節(jié)和排氣系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱系統(tǒng)，冷卻系 統(tǒng)一般在模具內開設冷卻水道，冷卻系統(tǒng)是由冷卻水道和水嘴組成。加熱則在 模具內部或周圍安裝加熱元件，如電加熱元件。在注射成型過程中，為了將型 腔內的氣體排除模外，常常需要開設排氣系統(tǒng)。 (7) 結構零部件 用來安裝固定或支承成型零部件及前述的各部分機構的零部件。支承零部 件組裝在一起，可以構成注射模具的基本骨架。 1.3.2 單分型面注射模的工作原理 單分型面注射模的工作原理:模具合模時，在導柱和導套的導向定位下， 動模和定模閉合。型腔由定模板上的型腔與固定在動模板上型芯組成，并由注 射機合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注射機開始注射，塑料熔體經定模上的 澆注系統(tǒng)進入型腔，帶熔體充滿型腔并經過保壓、補塑和冷卻定型后開模。開 模時，注射機合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件包 在型芯上隨動模一起后退，同時，拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中 拉出。當動模移動一定距離后，注射機的頂桿接觸推板，推板機構開始動作， 使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從型芯和冷料穴中推出，塑件在澆 注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，至此完成一次注射過程。合模時，推出機構靠 復位桿復位并準備下一次注射。 1.4 本次設計塑料注射模具的主要工作內容 本次設計以雙分型面注射模具為主，主要內容包括所設計塑件的說明、注 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 50 頁 塑機的選用、塑料注射模具設計、五張零件圖和一張裝配圖的繪制。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 7 頁 共 50 頁 第二章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成 2.1 塑料注射模具的設計步驟及內容 1.接受任務書 成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出，其內容如下： 1）.經過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。 2）.塑料制件說明書或技術要求。 3）.生產產量。 4）.塑料制件樣品。 通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據成型塑料制件的任務書提出， 模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。 2.收集、分析、消化原始資料 收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料， 以備設計模具時使用。 1）消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精 度等技術要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求 是什么，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型 缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸 精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否 成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數。 2）消化工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料 規(guī)格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。 成型材料應當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向 同性、熱穩(wěn)定性。根據塑料制件的用途，成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、 裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 8 頁 共 50 頁 性等要求。 3)確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4)選擇成型設備 根據成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規(guī) 格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)格方面應當了解以下內容：注射容量、 鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球 面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見 相關參數。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。 5.具體結構方案 （一）確定模具類型 如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式） 、鑄壓模、注射模等。 （二）確定模具類型的主要結構 選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數，在絕對可 靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產經濟的要求。 對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸 精度。生產經濟要求是要使塑料制件的成本低，生產效率高，模具能連續(xù)地工 作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。 影響模具結構及模具個別系統(tǒng)的因素很多，很復雜： 1）.型腔布置。根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制 造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。 對于注射模來說，塑料制件精度為 3 級和 3a 級，重量為 5 克，采用硬化 澆注系統(tǒng)，型腔數取 4-6 個；塑料制件為一般精度（4-5 級） ，成型材料為局 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 9 頁 共 50 頁 部結晶材料，型腔數可取 16-20 個；塑料制件重量為 12-16 克，型腔數取 8- 12 個；而重量為 50-100 克的塑料制件，型腔數取 4-8 個。對于無定型的塑料 制件建議型腔數為 24-48 個，16-32 個和 6-10 個。當再繼續(xù)增加塑料制件重 量時，就很少采用多腔模具。7-9 級精度的塑料制件，最多型腔數較之指出的 4-5 級精度的塑料增多至 50%。 2）.確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作， 塑料制件的表面質量等。 3）.確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統(tǒng) （排氣的方法、排氣槽位置、大?。?。 4）.選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出） ，決定側凹處理方法、 抽芯方式。 5）.決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。 6）.根據模具材料、強度計算或者經驗數據，確定模具零件厚度及外形尺寸， 外形結構及所有連接、定位、導向件位置。 7）.確定主要成型零件，結構件的結構形式。 8）.考慮模具各部分的強度，計算成型零件工作尺寸。 以上這些問題如果解決了，模具的結構形式自然就解決了。這時，就應該 著手繪制模具結構草圖，為正式繪圖作好準備。 6.繪制模具圖 要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結合本廠標準和國家未規(guī)定的工 廠習慣畫法。 在畫模具總裝圖之前，應繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。 由下道工序保證的尺寸，應在圖上標寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 10 頁 共 50 頁 了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。 在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。 通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 （1）.繪制總裝結構圖 繪制總裝圖盡量采用 1：1 的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視 圖同時畫出。 模具總裝圖應包括以下內容： 1）.模具成型部分結構 2）.澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結構形式。 3）.分型面及分模取件方式。 4）.外形結構及所有連接件，定位、導向件的位置。 5）.標注型腔高度尺寸（不強求，根據需要）及模具總體尺寸。 6）.輔助工具（取件卸模工具，校正工具等） 。 7）.按順序將全部零件序號編出，并且填寫明細表。 8）.標注技術要求和使用說明。 模具總裝圖的技術要求內容： 1）.對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結構的裝配要 求。 2）.對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不 大于 0.05mm 模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺 寸的要求。 3）.模具使用，裝拆方法。 4）.防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。 5）.有關試模及檢驗方面的要求。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 11 頁 共 50 頁 （2）.繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應為：先內后外，先復雜后簡單，先成型 零件，后結構零件。 1）.圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確， 布置得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致， 圖形要清晰。 2）.標注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零 件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上 先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。 3）.表面粗糙度。把應用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余 3.2。 ”其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。 4）.其它內容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表 面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。 （3）.校對、審圖、描圖、送曬 自我校對的內容是： 1）.模具及其零件與塑件圖紙的關系 模具及模具零件的材質、硬度、尺寸精度，結構等是否符合塑件圖紙的要 求。 2）.塑料制件方面 塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的 使用性能、尺寸精度、表面質量等方面的要求。圖案設計有無不足，加工是否 簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。 3）.成型設備方面 注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 12 頁 共 50 頁 有無問題，注射機的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。 4）.模具結構方面 4.1）.分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會不會發(fā)生溢料，開模后是否 能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。 4.2）.脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數量是否合適，推板 會不會被型芯卡住，會不會造成擦傷成型零件。 4.3）.模具溫度調節(jié)方面。加熱器的功率、數量；冷卻介質的流動線路位置、 大小、數量是否合適。 4.4）.處理塑料制件制側凹的方法，脫側凹的機構是否恰當，例如斜導柱抽芯 機構中的滑塊與推桿是否相互干擾。 4.5）.澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰當。 5）.設計圖紙 5.1）.裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當，表示得是否清楚，有無遺漏 5.2）.零件圖上的零件編號、名稱，制作數量、零件內制還是外購的，是標準 件還是非標準件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工 及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標記、敘 述清楚。 5.3）.零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數字應正確無誤， 不要使生產者換算。 5.4）.檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制 圖國標，有無遺漏尺寸。 6）.校核加工性能 所有零件的幾何結構、視圖畫法、尺寸標‘等是否有利于加工 7）.復算輔助工具的主要工作尺寸 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 13 頁 共 50 頁 專業(yè)校對原則上按設計者自我校對項目進行；但是要側重于結構原理、工 藝性能及操作安全方面。描圖時要先消化圖形，按國標要求描繪，填寫全部尺 寸及技術要求。描后自校并且簽字。把描好的底圖交設計者校對簽字，習慣做 法是由工具制造單位有關技術人員審查，會簽、檢查制造工藝性，然后才可送 曬。 （4）.編寫制造工藝卡片 由工具制造單位技術人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準備。 在模具零件的制造過程中要加強檢驗，把檢驗的重點放在尺寸精度上。模 具組裝完成后，由檢驗員根據模具檢驗表進行檢驗，主要的是檢驗模具零件的 性能情況是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質量。 （5） ．試模及修模 雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計， 但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試 驗，看成型的制件質量如何。發(fā)現總是以后，進行排除錯誤性的修模。 塑件出現不良現象的種類居多，原因也很復雜，有模具方面的原因，也有 工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應當根據塑件出現的 不良現象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出 補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變 更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。 修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模 具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。 （6） ．整理資料進行歸檔 模具經試驗后，若暫不使用，則應該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等， 涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關到保管場所保管。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 50 頁 把設計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產生的技術 資料，例如任務書、制件圖、技術說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、 模具設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、 編號進行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對以后修理模具，設計新的模具都是 很有用處的。 2.2 塑料注射模具的結構組成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、調溫 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側向分型與抽芯機構組成。 成形部件是指動、定模部分有關組成型腔的零件。 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道，它包括 主流道、分流道、澆口、及冷料穴。 導向部分在注射模中，用導向部分對模具的動定模導向，以使模具合模時 能準確對合。 推出機構是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。 調溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調溫系統(tǒng)對模具 的溫度進行調整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設計模具的冷卻系統(tǒng)。 排氣系統(tǒng)是為了將成形時塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上 開設排氣槽。對于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙排 氣。 支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機構的零部 件。 側向分型與抽芯機構是當有些塑件有側向的凹凸形狀的孔或凸臺時，須先 把側向的凹凸形狀的瓣合模塊或側向的型芯從塑件上脫開或抽出。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 15 頁 共 50 頁 第三章 首飾盒塑料件 3.1 塑料件的結構和特點 首飾盒塑件的結構簡單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件。因塑件外形尺寸不 是很大，經判定適合用一模四穴（具體內容見后面本塑件型腔數目和分布的計 算） ，又本塑件側向沒有孔和槽，模具不需要設計側分型與抽芯機構。 根據首飾盒塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為直澆口的雙分型面四型腔注射模。 采用直澆口基本不影響塑件外觀。 3.2 塑料件的材料 3.2.1 對塑料的認識 塑料的主要成分是樹脂、填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等。 它有著以下諸多優(yōu)點： （1）重量輕：一般的塑料密度為 0.83~2.2 g/cm ，這對于減輕自重的汽車、3 飛機、航空航天等工程有著重要的意義。 （2）比強度度高：它是材料的強度和密度之比。在某些場合傳統(tǒng)的金屬 制品往往強度上達到要求，但由于質量過大而不能夠被使用，特殊的塑料制品 可以滿足這一要求。 （3）優(yōu)良的耐磨、自潤滑、和吸震性：基于此特點，塑料在電子設備的傳動 機構和摩擦機構中有廣泛的應用。譬如數控機床中要求精度、穩(wěn)定性很高的導 軌，其摩擦面就是用聚四氟乙烯貼塑而成。 （4）優(yōu)越的化學穩(wěn)定性：一般塑料對酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性， 因此在化工設備中有著極其廣泛的用途。 （5）優(yōu)良的電絕緣性能：某些塑料無論在高頻還是低頻，高壓還是低壓 的情況下，絕緣性能都十分優(yōu)良。尤其在高頻，高壓的情況下，是陶瓷、云母 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 16 頁 共 50 頁 等其它絕緣材料所不能相比的，因此塑料廣泛應用于電機、電器、電子工業(yè)的 結構材料和絕緣材料。 3.2.2 塑料的成型工藝特點 塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有優(yōu) 良的可塑性，可以用很多高生產率的成型方法制造產品。這就有了節(jié)約原料、 易于大批量生產、節(jié)省工時等諸多優(yōu)點。 塑料成型有以下工藝特性： （1）收縮率：它是指塑料從熱的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸發(fā)生變 化的特性稱為收縮率。 （2）流動性：流動性大的塑料容易造成溢料過多、填充不密實、塑件組織 疏松等缺點。流動性過小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點。 （3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機械、介電性 能。塑料中的水分量過大，在成型時產生內壓，脫模后水氣溢出極易造成塑件 裂紋，降低機械強度。此外水分過多會使塑料的流動性過大，造成溢料、造型 時間過長、收縮量過大、易產生蹺起、波紋、光澤性不好等缺點。 （4）定型速度：熱固性塑料在成型過程中要完成交聯(lián)反應，即樹脂分子由 線型結構變成體型結構，這一過程稱為硬化。硬化的速度與塑料的品種、塑件 形狀、壁厚、成型溫度有關。 3.2.3 設計塑料材料 ABS 的特性 1、ABS 塑料的材料特性 ABS 是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅固、堅韌、堅硬)，價 格便宜，原料易得，是目前產量最大、應用最廣的一種工程塑料。 ABS 是微 黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。 ABS 由三種成分組成，具有良好的綜合力學性能。在機械性能方面，ABS 具 有質硬、堅韌、剛性好。有一定化學穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的 成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點。ABS 塑料的表面可以電 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 17 頁 共 50 頁 鍍。 ABS 樹脂的缺點是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐 氣候性不好，特別是耐紫外線性能不好。 2、ABS 塑料的成型特性 1)、使用 ABS 塑料成型塑件時，由于溶體的黏度值較高，注射成形的壓力 值高，所以塑件對型芯的包緊力較大，為便脫模，塑件應采用較大的脫模斜度； 2)、ABS 塑料的溶體黏度高，制品易產生熔接痕，設計模具時應減少澆注 系統(tǒng)對料流的阻力，流道長度短一些； 3)、ABS 塑料吸濕性強，易吸水，成型前應進行干燥處理； 4)、在正常成型條件下，ABS 塑件的尺寸穩(wěn)定性好。 3、ABS 塑料的成型工藝參數 表 3-1 ABS 塑料的成型工藝參數 參數 取值范圍 選取數值 密度 ρ 1.02~1.05g/cm3 1.03g/cm3 收縮率 S 0.3%~0.8% 0.5% 噴嘴 180-190 180 料筒 210-230 220溫度/℃ 模具 50-70 60 注射 70-90 80壓力 MPa 保壓 50-70 60 注射 3-5 3 保壓 15-30 20 冷卻 15-30 25時間/S 總計 40-70 48 3.3 首飾盒塑料件的參數 3.3.1 塑件的重量 經測量塑料件的重量為 6g。 3.3.2 塑件的投影面積 經計算，可得塑件的投影面積為 9.63cm2。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 50 頁 第四章 注射機的選用 4.1 選用注射機的方法和原則 選用的方法： 1、使用現有設備 2、根據每次成型件數應滿足最大注射量、鎖模力、經濟性等要求選擇合 適的注射機 4.2 注射機的選用 根據塑件的大小，注射首飾盒塑件選用 G54-S200/400 型螺桿式注射機。 其主要參數為： 額定注射量－－－ 125cm3 注射壓力－－－－109MPa 鎖 模 力－－－－ 900KN 最大成型面積－－320cm2 最大開模行程－－125mm 最大模具厚度－－ 125mm 最小模具厚度－－200mm 噴嘴圓弧半徑－－ 12mm 噴嘴孔直徑－－－ Φ4mm 模板尺寸－－－－428mm X 528mm 拉桿空間－－－－260mm X 290mm 注射機的參數校核 ： 1） 、最大注射量的校核 注射機的額定注射量為 125cm3 塑件體積：5.82cm 3，每次成型 2 個塑件。 假設澆道凝料為 20cm3。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 19 頁 共 50 頁 實際注射量＝5.82×4 + 20 = 43.28cm3 < 125 ×80% =100cm3 最大注射量滿足要求。 2） 、注射壓力的校核 ABS 塑料的注射壓力為 70~90MPa, 取 80MPa; SX-ZY-125 注射機的注射壓力為 120 MPa 注射機的注射壓力滿足要求。 3） 、鎖模力的校核 注射機的鎖模力為 900KN； ABS 塑料的注射壓力為 70~90MPa, 取 80MPa; 單個塑件在分型面上的投影面積為 9.63cm2; 澆道凝料為 20 cm2; 注射時模具的膨脹力＝(9.63 × 4 + 20) ×80= 468.16 KN < 900 KN 鎖模力滿足要求。 4） 、最大注射成型面積的校核 SX-ZY-125 注射機的最大注射成型面積為 320 cm2； 單個塑件在分型面上的投影面積為 9.63 cm2; 澆道凝料為 20 cm2; 注射時模具的成型面積＝ (9.63 ×4 + 20)= 58.52 cm2 < 320 cm2 最大注射成型面積滿足要求。 因上面四方面校核都滿足要求，選用 XS-YZ-125 型螺桿式注射機合適。 5、型腔數目和分布 確定型腔數目時要考慮的因素： 1、滿足注射機的最大注射量 2、鎖（合）模力 3、塑件精度 4、經濟性 洛陽理工學院畢業(yè)設計 第 20 頁 共 50 頁 (1)、按注射機的最大注射量確定型腔數量。 n< (0.8vg-vj)/vz=(0.8×125-20)/ 5.82 =