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1、编号： 哈尔滨工业大学毕业论文（设计） 题 目: 杯盖注塑模具设计 系 别: 机械工程学院 班 级: 09模具设计与制造 成 绩: 姓 名: x x x 指导老师: x x x 2013年4月I哈尔滨工业大学毕业论文摘 要此次的设计任务即肥皂盒注塑模具设计，零件模型就是校园超市里面买来的肥皂盒。本毕业论文设计以阐述普通肥皂盒盖注射模具设计过程为主线。该模具设计采用一模一腔的布置；单分型面分型；剪切浇口浇注形式；四导柱对称等直径分布导向定位方式；使用推杆推出脱模机构；并采用了整体式型腔、型芯，使结构简化、可行。本塑件的结构比较简单，不涉及侧抽芯的问题，且分型面的合理选取也不复杂。最后结合模具的标
2、准组合结构和标准零件的选用，完成了整套模具的装配。并对有关技术规范进行全面校核，确保所设计的模具能正确安装在所选的注射机上并应用于生产。关键词：肥皂盒盖 一模一腔 单分型面 剪切浇口目 录前 言1第一章 塑件的工艺分析21.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征21.2精度等级31.3工艺性分析31.4初步确定型腔数目41.5 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施4第二章 浇注系统的设计52.1浇注系统的设计原则52.2主流道的设计52.3分流道的设计62.4分型面的选择设计原则72.5浇口的设计82.6冷料穴的设计8第三章 主要成型零部件的设计103.1成型零件结构设计103.2模架的选择10第
3、四章 导向机构与推出机构的设计114.1导柱的设计114.2导套的结构设计114.3推出机构的设计11第五章 冷却系统的设计12第六章 注塑机的校核126.1注射机有关工艺参数的校核136.2模具厚度H与注射机闭和高度136.3确定成型设备13第七章 模具的装配14结束语15参考文献16III前 言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具成型技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”
4、，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。第一章 塑件的工艺分析1.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征1、塑件（肥皂盒上盖）模型2D及3D如下图1-1所示。图1-1 塑件模型2D及3D图该产品选料为ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS主要技术指标如表1-1、表1-2所示。表1-1 热物理性能1密度(g/ cm)1.021.05比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-
5、110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度()130表1-2 力学性能1屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口111.2精度等级3商丘工学院毕业论文零件图中重要的尺寸有800.01、R10.01、300.01、1.50.01、4.50.01、200.01，等，其余未标尺寸误差为辅助尺寸对照附表C、附表B（GB/T144861993），知道这些尺寸的公差等级在
6、2级以上，为高精度等级，其他属一般精度等级。关于塑件的尺寸精度和公差的国家标准GB/T14486-1993中ABS公差等级的选用如表1-3所示。表1-3塑件公差等级材料代号材料名称公差等级标注公差尺寸未注公差尺寸高精度一般精度ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物MT2MT3MT5综合考虑上述因素，该塑件尺寸中等，整体结构较简单，多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本设计塑件的尺寸精度为一般精度MT3。1.3工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于
7、模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 注射速度：中高速度注射压力：500-1000 MPa1.4初步确定型腔数目根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里采用第一种方
8、式，1模1件的结构。1.5 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度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）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。5 哈尔滨工业大学毕业论文第二章 浇注系统的设计2.1浇注系统的设计原则1、浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置；2、结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；3、尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；4、浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、
9、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料；5、避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；6、浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修；7、熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；8、尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量；9、浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有IT8以上的精度要求；10、设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；11、尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者
10、的偏离距离尽可能小。2.2主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道，如图2-1所示。根据选用的型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：d0=4.0mm喷嘴前端球面半径：R0=10mm取主流道球面半径：R=11mm取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为2-6，此处选用2，经换算得主流道大端直径为6.67mm。图2-1 主流道示意图2.3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量
11、损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表2-1所示。表2-1流道断面尺寸推荐值2塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mmABS，AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减
12、小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为4mm。分流道选用圆形截面：直径D=4mm。分流道如图2-2所示。图2-2 分流道示意图2.4分型面的选择设计原则分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。模具上用以取出制品和浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具,而且涉及模具结构与制造成本。在制
13、品设计阶段，就应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素4。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模保证塑件的精度满足塑件的外观质量要求注意对在型面积的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。其分型面如图2-3所示。图2-3 分型面示意图2.5浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流
14、动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口）该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口，其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间；对于盖体形塑件，流动充填效果较佳。浇口设计如图2-4所示。图2-4 浇口示意图2.6冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳
