牙签盒塑料模具设计

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1、江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：牙签盒塑料模具设计系另机械与电子工程系专业：模具设计与制造学 号： 0911103208姓 名：高小敏指导教师：何玉林2012年6月20日摘要 塑料模具是当今塑料工业生产中利用特定形状， 通过一定的方式来成型塑料制品的 一种工艺装备。模具设计与制造技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命模具的技 术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。本次设计的是牙签盖的注塑模具。属于日常生活用品，所用材料是当前应用较为广泛的热塑性塑料ABS它的生产批量为大批量生产，该产品有如下特点：（1）内部结构比较简单，但需要侧抽芯； （2）表面比较光滑，表面粗糙

2、度小，对模具型腔与型芯的精 度要求较高。本次设计使用了当前比较流行的制图软件AutoCAD及模具设计软件Pro/E和 UG。此次设计的过程中查阅了大量的模具设计资料，通过牙签盖模具的设计与应用，同 原有的设计方法相比，模具的应用提升了产品的质量，模具整体设计的思路和要求符合 现代设计潮流和未来的发展方向。关键词： 塑料；模具；牙签盒； AutoCAD；Pro/E目录摘 要 I目 录 II1概 述 11.1 塑料模具简介 11.2 我国塑料模具工业发展现状 11.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 31.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 31.3.2 推广应

3、用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术 31.3.3 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 42 注塑模的可行性分析 52.1 制品分析 52.2 材料选择 52.3 质量计算与分析 72.4 确定成型方法 72.5 拟定制品成型工艺参数 73 拟定模具结构方案 93.1 选择制品的分型面 93.2 型腔数目的确定 103.3 型腔的布置 113.4 注射机的选取 113.5 浇注系统的设计 133.5.1 主流道的设计 133.5.2 冷料穴的设计 143.5.3 分流道的设计 153.5.4 浇口的设计 173.6 脱模机构的设计 183.7 分型与抽芯机构 223.7.1 侧向

4、抽芯机构的分类及特点 223.7.2 抽拔力和抽芯距的计算 233.7.3 斜导柱侧抽芯机构 233.7.4 干涉现象及先复位机构 243.7.5 斜导柱抽芯机构设计要点 243.7.6 弯销侧抽芯机构 283.7.7 斜导槽侧抽芯机构 283.7.8 斜滑块侧抽芯机构 283.8 注射模温度调节系统设计 303.8.1 冷却系统设计 314 模体（模架）设计 374.1 模体概述 374.2 模架的确定 374.2.1 模架基本尺寸的确定 374.2.2 各模板尺寸的确定 384.3 排气槽的设计 394.4 脱模推出机构的设计 404.5 螺纹的布置及脱出 404.5.1 螺纹形状 404

5、.5.2 螺纹的脱出 414.6 成型零件工作尺寸计算 414.6.1 型腔径向尺寸 414.6.2 型腔深度尺寸 424.6.3 型芯径向尺寸 424.6.4 型芯高度尺寸 424.6.5 螺纹型芯尺寸 42结束语 44致谢词 45参考文献 461 概 述1.1 塑料模具简介模具行业是制造业重要的组成部分， 也是国民经济的基础工业受到政府和企业界的 高度重视，具有广阔的前景。塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的 方式来成型塑料制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。按制品所采用的原料不 同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模 具，玻璃模具

6、等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模 具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中 , 用于塑料 制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模 .塑料模优化设计 ,是当代高分子材料 加工领域中的重大课题。通常情况下，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，其模具 的因素约占 80%。然而模具的质量好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国 民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新愈来愈短、用户对 塑件的要求愈来愈高，因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求，这就促 使塑料模具设计一与制造技术不断向前发展， 从而推

7、动了塑料工业以及机械加工工业的 高速发展。模具的设计是模具制造过程中的关键部分， 通过合理的设计制造出来的模具不仅能 顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到 降低生产成本和提高附加价值的目的。1.2 我国塑料模具工业发展现状80年代以来， 在国家产业政策与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下， 我 国模具工业发展迅速， 年均增速均为 13%，1999年我国模具工业产值为 245亿，至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元，其中塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模具工业起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了

8、 较大的提高。在大型模具方面已能生产 48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6.5Kg 大容量 洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已 能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有 限公司和烟台北极星模具I.K模具有限公司制造的多腔 VCD和DVD齿轮模具，所生产的 这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还 采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿 形要求。还能生产厚度为0.08 mm的一模两腔的航空杯模具和难度较袄的塑料门窗挤出 模等等。注塑模型腔制造精度

9、可达 0.02-0.05 mm ，表面粗糙度 Ra0 .2,模具质量、寿命 明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10-30 万次，淬火钢模大 50-100 万次，交货期较以 前缩短，但和国外相比仍有差距，具体数据见表。成型工艺方面 , 多材质塑料成型模、 高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体 辅助注射成型技术的使用更趋成熟 , 如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具 厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOL氐辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户 提供气辅成型设备及技术。热

10、流道模具开始推广 ,有的厂采用率达 20%以上,一般采用内 热式或外热式热流道装置 , 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。 但总体上热流道的采用率 达不到 10%,与国外的 5080%相比 , 差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CA技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的 企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UGI美国Parametric Tech no logy 公司的 Pro/Emgi neer、美国 CV公 司的 CADS5 英国 Deltacam 公司的DOCT5日本H

11、ZS公司的CRADE以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA!模分析软件等等。这些系统和软件的引进 虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了 CAD/CA啲集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟 ,取得了一定的技术经济效益 ,促进和推动了 我国模具CAD/CAMfe术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模 CAD/CAM系统有了很大 发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且 价格

12、较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAMfe术创造了良好条件。近年来,国内已较广 泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20、3Cr2Mo PMS SMU、SMI等,对模具的质量和 使用寿命有着直接的重大的影响 , 但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和 弹簧等越来越广泛地得到应用 , 并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目 前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下, 和国外先进工业国家已达到 70%-80%相比 , 仍有很大差距。1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向1.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 这是由于塑料模成型的制品

13、日渐 大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要 求而发展的一模多控所2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CA技术的硬件与软件价格 已降低到中小企业普遍可以接受的程度 , 为其进一步普及创造了良好的条件 ;基于网络 的CAD/CAM/CAE体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CA系统无法满足实 际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CA软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模 具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。1.3.2 推广应用热流道技术、气

14、辅注射成型技术和高压注射成型技术 采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量 , 并能大幅度节省塑料制件的原 材料和节约能源 , 所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的 国家标准 , 积极生产价廉高质量的元器件 , 是发展热流道模具的关键。 气体辅助注射成型 可在保证产品质量的前提下 , 大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使 用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制 , 而且 其常用于较复杂的大型制品 , 模具设计和控制的难度较大 , 因此,开发气体辅助成型流动 分析软件 , 显得十分重要。 另一方面为了确保塑料件精度 , 继

15、续研究发展高压注射成型工 艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。1.3.3 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低 ,与国外差距甚大 , 在一定程度上制 约着我国模具工业的发展 ,为提高模具质量和降低模具制造成本 , 模具标准件的应用要 大力推广。为此 , 首先要制订统一的国家标准 ,并严格按标准生产 ; 其次要逐步形成规模 生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本 ; 再次是要进一步增加标准件规格 品种。2 注塑模的可行性分析2.1 制品分析图 1 所示塑件为一牙签盒盒盖图 1 牙签盒盒盖尺寸图该制品有以下特点：（1）所处工作环境好，室温，不处于酸、碱、盐等恶劣条件中，但需要较好的抗 冲击强度；（2）属于日常生活用品，产量较大，要求所用材料 的价格较为低廉，且对人无毒 害；（3）该牙签盒盖外表光滑且美观。2.2 材料选择根据以上制品的特点及经济方面的考虑， 选择使用比较广泛的ABS塑料作为该制品 的材料ABS塑 料:化学名称：丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称: Acry