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1、模具设计课程设计课程名称：模具设计课程设计 姓 名：段炳义周荣 指导教师：田鹏 飞学 院：机械工程学院 专业班级：09级工业设计日 期：2012年11月分工明细：段炳义：pro/e建模、cad绘图、论文编写、模具结构设计周 荣：模具成型零件的设计和计算、合模导向机构设计、校核计算局部、绘图审核、后期处理摘要4前言52.塑料成型工艺分析62.1塑件的原材料分析 622确定型腔布置和数目72.3初选注塑机的型号和规格79103.2.1 浇口设计103.2.2 冷料穴与拉料杆 133.2.3 进料口与位置确实定 14排气系统设计143.2.5 冷却装置的设计 15脱模机构的设计15选用标准模架164
2、. 模具成型零件的设计和计算 164.1凸模、凹模、型芯设计与计算164.2型腔侧壁厚度和底板的计算185. 合模导向机构设计206. 校核计算2020212121设计小结2224参考文献摘要摘要：本套模具根据塑件的外形特点以与材料的成型性能进展设计，包括模具分型面确 实定，浇注系统的设计，推出机构的设计，开模机构的设计，以与注塑机的选择等，并对模 具的总体设计与模具的装配过程作了介绍。通过这次设计，可使眼镜盒的生产效率显著提高。 关键词：成型特性，推出机构，开模机构、八、刖言模具作为重要的生产装备和工艺开展方向，在现代工业的规模开展中日益发挥着重要作 用。模具技术特别是制造精细、复杂、长寿命
3、模具技术，已成为衡量一个国家机械制造水平 的重要标志之一。当今世界，塑料工业是增长最快的工业门类之一。塑料制品得到了越来越广泛的应用， 塑料的成型方法也越来越多，如注射成型、挤压成型、真空成型、发泡成型、中空吹塑成型, 以与热固性塑料的各种成型等等。其中，最主要的方法是注塑成型，世界约半数以上的塑料 模具是注射模具。注塑模具是工业开展中开展较快的种类，因此，研究注射模具对了解塑料 产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等国家。中 国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动本钱低，只要配备一些先进的数控 制模设备，提高
4、模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大开展。 研究和开展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的开展有着特别重要的意义。随着配戴眼睛的人越来越多，眼镜盒也变得必不可少了，对眼镜盒的生产要求量也越来 越大，为了提高眼镜盒的生产效率，缩短其生产周期，所以进展了这次模具的设计，也是通 过这次的设计，可以更好的了解塑料模具的特点和性质，同时也是对平时所学知识的一次检 验。虽然只是小模具的设计，但对以后我对其他模具的设计与研究有很大的帮助。2.塑料成型工艺分析2.1塑件的原材料分析3,是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯不吸水，光泽好，易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能，如卓越
5、的介电性能、耐水性、化学稳定性、易于成 型加工等，还具有聚乙烯所没有的许多性能，如屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度和弹性比聚乙烯好，特别是经定向后聚丙烯具有极高的抗弯疲劳强度。聚丙烯熔点在164170C,能在100C以上的温度下进展消毒灭菌，其低温使用温度达-15 C ,低于-35 C时会脆裂。塑件可在1O7121C下长期使用，在无外力作用下，使用温度可达150C也不变形。是通用塑料中唯一能在水中煮沸，甚至在蒸气中消毒而不被破坏的塑料，可用于制造热水输送管道。聚丙 烯化学稳定性好，并随结晶度的提高而增强。室温下能耐强酸、碱与盐溶液的侵蚀，没有一 种溶剂可使之溶解。(2)聚丙烯常用来制造家用电
6、部件，如洗衣桶、电冰箱内箱、电风扇与吸尘器等；日常 用品如周转箱、包装和食品的薄膜与容器等；机械零件，如齿轮与泵的叶轮等，化工设备的 管道和容器等。图2-1 零件2D图图2-2 零件3D图2.2确定型腔布置和数目成型塑件的尺寸不大，结构简单，精度不高而且产量要求也不大，因此采用一模一腔的 模具形式，为了保证塑件外表的质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部。模 具选用双分型面注射模。2.3初选注塑机的型号和规格1计算注射量：通过 PRO/E软件对单个塑料件进展分析测得体积为3,密度按3,算得重量为45.2g，浇注凝料和飞边体积未知可按塑件体积的0.6倍计算。所以 V=NV+V+VF 式
7、 1=1 XX 1 X式中V-表示塑件的总体积3cm；N-型腔数目；V 为一个塑件的体积cm；va-为浇注系统的体积3cm；VF -为飞边的体积cm；2锁模力的计算：F = PqA 式 2式中F注塑机的公称涨模力N；A塑件与浇注系统在分型面上的投影面积之和mf；R型腔内熔体压力MPs，查表得pp常取Pq=40MPa2，浇注系统凝料与飞边的投影面积按塑件的0.35倍计算，得出锁模力 F不应小于锁模力 664.468 KN.注射机的最大注射容积 Vmax应大于成型塑件所需塑料的容积VS即：KLVmax Vs式 3公式中Vmax注射机最大注射量公称容积，Cm3丨；V.塑件所需塑料的体积包括浇注系统凝
8、料与飞边在内；KL 注射机最大注射量利用系数，一般取K.=0.8。计算得所需注射机最大注射量Vnax 3 ；根据计算最大注射量和锁模力所得出的结论，采用XS-ZY-250型号注塑机完全可以满足设计与生产要求，XS-ZY-250型注塑机参数如下表2-1 :表2-1注塑机参数公称注射量/cm3250模板的最大厚度/mm350螺杆直径/mm50模板的最小厚度/mm200合模力/KN1800模板空间598X520注射压力/MPa130拉杆空间/mm448X370注射行程/mm160合模方式液压-机械模板最大行程/mm500液压顶出行程/mm125喷嘴球半径/mmSR18喷嘴孔直径/mm注射方式螺杆式最
9、大成型面积/ cm2500如何确定分型面，需要考虑的因素比拟复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、 浇注系统设计、塑件的结构工艺性与精度、嵌件位置形状以与推出方法、模具的制造、排气、 操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比拟，从几种方案中优选出较 为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原如此：1保证塑料制品能够脱模这是一个首要原如此，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原如此，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线 上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应 有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。2使
10、型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深 加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产本钱。模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比拟困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都 有一定的限制，故型腔深度不宜过大。型腔深度越深，在一样起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图 2。假如要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑 件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。3使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精细，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们
11、称 之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分 型面应防止设在塑件光滑外表上，如图3 4尽量防止侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能防止采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗 时耗财，制造本钱显著增加，故在万不得己的情况下才能使用5使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要局部，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差 X围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度 得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢 料飞边现象。6使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越
12、短，一方面能减少动、定 模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。7有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时 应有利于排气。按此原如此，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔 封闭综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要 求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在 的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。依据分型面的选择原如此，应在塑件最大截面处分型如如下图所示位置，可利用分型面 与推杆的间隙进展排气，这样型腔整体加工，塑件
13、外外表光滑，且易于脱模。321 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道除直接浇口外，它是浇 注系统的关键局部。其主要作用是：1型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。2易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为 0.5mm2mm浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐 步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升 高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加 快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：1浇口位置应
14、使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以 我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。2浇口设置应有利于排气和补塑。3浇口位置的选择要防止塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部 常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大， 浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可防止缩孔、凹痕产生。4浇口位置的设置应减少或防止生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔 中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数
15、量 多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于 大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成 明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在 熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会 使熔接痕产生。5浇口位置应防止侧面冲击细长型心或镶件。因点口在脱开时会伤塑件的内外表在这 里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道 与浇口的连接。在利用了Pro/E的塑料顾问对其进展模仿 CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于闹钟后
