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1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: 闹钟外壳注塑模设计 学生姓名： 曹辉 学 号： 2004181012 专业班级： 材控0401 指导教师： 李海平 2008年5 月 30日目 次1 引言22 模塑工业规程的编制32.1 塑件分析42.2 计算塑件的体积和重量 预选注射机52.3 塑件工艺参数的确定63 确定模具结构73.1 分型面的选择73.2 形腔数目的确定和形腔的排列方式83.3 浇注系统设计84 模具工作零件的结构设计114.1 凹模的结构设计114.2 凸模的结构设计124.3 推出机构的设计134.4 排气方式145 模具设计的有关计算155.1 成型零件的工作尺寸计算155.
2、2 动模上支撑型芯的垫板厚度计算155.3 脱模阻力的计算165.4 加热或冷却系统的设计计算175.5 模具闭合高度的确定196 绘制模具结构草图197 模具与注射机有关尺寸的校核207.1 最大注射量的校核207.2 注射压力校核207.3 锁模力的校核207.4 注射模安装尺寸的校核217.5 开模行程的校核218 绘制模具装配图及零件图23设计总结22致谢23参考文献241 引言光阴似梭，大学四年的学习一晃而过，为具体的检验这四年来的学习效果，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闹钟后盖的注塑模具。本次毕业设计课题来源于
3、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。塑料用品在当今社会的使用越来越广泛，而且随着经济的发展，用户对各类产品的质量、产品的更新换代的速度和产品从设计、制造到投放市场的周期等要求越来越高，竞争空前激烈。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模
4、具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。为了适应工业对模具的要求，在模具生产中采用了许多新的工艺和先进加工设备。电子计算机的应用给这些工业发达国家的模具工业开辟了新的前景。预计模具工业还将有新的发展。21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。由此可
5、见，未来模具工业和技术的主要发展方向将是大力普及、广泛应用CAD/CAE/CAM技术，逐步走向集成化、智能化和网络化。模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。2 模塑工业规程的编制2
6、.1 塑件分析2.1.1 塑件的设计要求由于零件图上没有给出尺寸公差，所以在精度上没有特殊的要求。根据ABS的性能，查手册，建议采用的一般精度为5级（SJ1372-78），则对应的模具相关零件的尺寸可以保证，且不会增加制造难度。根据基本尺寸和公差等级查出公差值，即设计要求如下图： 图2.1制件图2.1.2 塑件注塑成型工艺的可能性和经济性塑件使用的材料为ABS,工艺参数如下：密度 (Kg.dm-3) 1.131.14收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.
7、4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013 击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz3.7闹钟后盖的形状较复杂，带有很多不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度。闹钟后盖的注塑材料首先选用ABS，闹钟的后盖绝大部分的决定了闹钟的重心的位置的所在。所以我们必须很好多处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一
8、定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后，发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。2.1.3 生产批量生产批量为中批量，为了节约生产成本，可采用固定式单型腔模具。2.2 计算塑件的体积和重量 预选注射机查表ABS的密度=1.13g/cm3塑件体积:使用UG
9、建模后自动分析塑件，得出其体积为108cm3塑件重量M=V=1.13108=124.7g本次设计考虑多种因素采用一模一件的模具结构，考虑其外形尺寸，注射时所需要的压力，浇到凝料约为5cm3 ，熔融塑料总体积约为130cm3 ，初选注射机为XS-ZY-1000型。主要参数：螺杆直径 85mm 注射容量 1000cm3 注射压力 121MPa注射行程 260mm 锁模力 4500KN 最大成型面积 1800cm 最大开合模行程 700mm 模具最大最小厚度 700mm/300mm 喷嘴球半径 R18mm 孔直径 7.5mm 顶出形式：四侧设有顶出，机械顶出动定模固定板尺寸：900*1000mm拉杆
10、空间： 650*550合模方式： 液压机械电动机功率： 5.5kW2.3 塑件工艺参数的确定查手册，ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。注塑机类型：螺杆式 喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 60100保压 4060注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515周期 1530后处理 红外线烘箱 温度（70） 时间（0.31）3 确定模具结构3.1 分型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模
11、两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以
12、不必考虑。该塑件为盒盖类零件，表面质量要求较高。考虑开模和模具制造的难易程度，应选择分型面如下，以降低模具制造难度。 图3.1分型面 3.2 形腔数目的确定和形腔的排列方式该塑件为中批量生产，且精度要求较高。考虑塑件形状和尺寸，可设计为一模一件，即模具需要一个型腔。 3.3 浇注系统设计3.3.1主流道设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量、外在质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循以下基本原则：（
13、1）.了解塑料的成型性能；（2）.尽量避免或减少产生熔接痕；（3）.有利于型腔中气体的排出；（4）.防止型芯的变形和嵌件的位移；（5）.尽量采用较短的流程充满型腔；（6）.还应对流动距离比进行校核；（7）.修整方便，保证到制品外观质量；（8）.防止塑件变形主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为1，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。主流道的设计要点如下：（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取2度，
