1、常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 1 常州机电职业技术学院 毕 业 设 计 扫把盖注塑工艺及 模具设计 系 名 : 模具技术系 专 业 班 级 : 学 生 姓 名 : 学 号 : 指 导 教 师 : 指导教师职称 : 2015 年 月 日 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 2 毕 业 设 计 前 言 本次护套注塑模设计是利用 UG、 AUTO CAD 设计绘图软件对塑料护套进行注塑模具设计。设计内容包括塑料理论知识，模具型芯、型腔尺寸计算，流道、顶出机构的设计，注塑机的选择、校核，并且制定型芯、型腔加工工艺卡 通过本次毕业设计，结合在公司的实习，二年所学的模具专业知识得到了
2、稍微系统地温习与应用，基本熟悉了一副模具的开发、评审、设计、制造的过程以及注塑模具的生产管理过程，为以后的继续工作、学习打下良好基础。 关键词：注塑模具设计、 UG、 CAD 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 3 目录 第一章 绪论 . 4 1.1 塑料的概念 . 4 1.2 模具的重要性 . 4 1.3 塑料成型技术的发展趋势 . 5 1.4 UG NX 软件简介 . 5 第二章 塑料件工艺性分析 . 6 2.1 塑料件形状分析 . 6 2.2 塑件的材料分析 . 7 2.3 塑件的结构工艺性分析 . 8 第三章 注射模结构设计 . 9 3.1 型腔数目的确定 . 9 3.2 模具
3、型腔布局方案 . 9 3.3 型腔、型芯工作部位尺寸确定 . 10 3.4.1 确定分型面位置 . 13 3.4.2 浇口形式及位置的确定 . 13 3.4.3 流道的设计 . 14 3.5 模架选择与注射机的初选择 . 16 3.5.1 型腔壁厚的计算 . 16 3.5.2 注射机的初选择 . 17 3.5.3 模架选择 . 18 3.6 校核注塑机 . 18 3.7 侧抽芯与推出结构设计 . 19 3.7.1 侧抽芯机构设计 . 19 3.7.2 推出结构设计 . 20 3.8 泠却系统设计 . 21 3.9 排气系统设计 . 22 第四章 模具材料的选择及热处理工艺 . 23 常州机电职
4、业技术学院 毕业设计正文 第 页 4 第一章 绪论 1.1 塑料的概念 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物，在一定温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分有增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其他配合剂。 塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是由于它们具有一系列特殊的优点所决定的 : 1) 塑料密度小、质量轻，大多数塑料密度在 1.0 1.48g/cm3 之间，相当于钢材密度的 0.11 和铝材密度的 0.55 左右 ; 2) 塑料比强度高，钢的拉伸比强度约为 160MPa，而玻璃纤维增强的塑料拉仲比强度可高达 170 400MP
5、a； 3) 塑料的绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料，塑料减摩、耐磨及减震、隔音性能比较好； 4) 塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有良灯的耐腐蚀能力，其今聚四氟乙烯塑料化学稳定性最高，被称之为“塑料王”。 1.2 模具的重要性 塑料已从代替部分金属、木材、皮革及无机材 料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，并脐身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业比本可缺少的重要材料之一。 在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。由于模县成型具有优质、高产、省料和成本
6、低等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航天航空、仪器仪表、机械制造、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。 随着社会经济的发展，人们对于产品的品种、数量、质量及款式的要求越来越高。为了满足 人类的需要，世界上各工业发达的国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 5 1.3 塑料成型技术的发展趋势 在现代塑料制什的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模且是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制
7、件的成本起着重要的作用。从设汁、制造及模即材料等方而考虑，塑料成型技术的发展趋势可以简单地归纳为以下两个方面： （一）模具的标准化 为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短 模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标推化程度只达到 20。注射模方面关于模具零部件、模具技术条件和标推模架等有相应的国家标准。 （二） CAD CAM CAE 技术的应用 塑料制件应用的日益广泛和大型塑料制件的不断开发，对塑料成型模具设计和制造提出的要求越来越高。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品不断开发和及时更新换代与提高质量的要求，为了适应这些变化先进国家的 CADCAM CAE 技术在
8、80 年代中期己进入实用阶段，市场上已有商品化的系统软件出售。 1.4 UG NX 软件简介 UG 是美国著名的三围产品的开发软件，是国际上最先进、最成熟使用参数化特征造型技术的大型 CAD/CAM/CAE 于一体的集成化软件。该软件近年来在我国模具行业和各工厂、研究单位中得到普遍应用。 UG 目前具有多个专用模块，涉及工业设计，机械设计，功能仿真，模具设计，数控加工等各方面。 UG 包括三维实体造型、零件装配、加工仿真、 NC 自功编程、有限元分析、模具设计、板金设计、电路布线、管路装配设计等模块。其主要特点是参数化特征造型，使用关系数据库，当设计参数有一处修改时，别的模块中相应的图形和数据
9、都会自动更新。 在 UG 模具设计中，利用已有的产品模型，通过建立模具装配模型、设置收缩率、零件厚度和脱模斜度检查、分型面设计、模具体积块分割、模具零件抽取等过程，可以快速完成模具成型零件设计，最后通过 FUTABA 模架系统 ,完成整套模具的设计。 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 6 第二章 塑料件工艺性分析 2.1 塑料件形状分析 本毕业设计的塑料件为扫把盖，其成型工艺采用注塑模具，产品材料为 ABS塑料，其收缩率 0.2% 0.7%。 产品立体 3D 图及尺寸 2D 如图 2.1.1， 2.1.2 所示： 2.1.1 扫把盖尺寸 2D 图 常州机电职业技术学院 毕业设计正文
10、第 页 7 2.1.2 扫把盖产品 3D 图 2.2 塑件的材料分析 ABS 塑料（丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。 ABS 塑料是热塑性能高聚物，其流动性能很好，比热容比较低，模塑周期较短，但是其吸水性能比较大，成型之前必须充分干燥以去除水分，表面要求光滑的曲面应该充分干燥。 其注塑工艺性能以及成型条件如表所示： ABS 塑料 预热 干燥 温度 / 8085 成 型 时 间 注射时间 /h 2090 时间 /h 34 保压时间 /h 05 料 筒 温 度/ 后段 150
11、170 冷却时间 /h 20120 中段 165180 总周期 /h 50220 前段 180200 螺杆转速 /（ r min 1） 30 喷嘴温度 / 170180 后 处 理 方法 红外线灯 模具温度 / 5080 温度 / 鼓风烘箱 7080 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 8 注射压力/Ma 60100 时间 /h 24 备 注 1.对于较小的浇口选用低速注射 ,对其他类型的浇口采用高速注射 2.尽可能的使用高注射压力 2.3 塑件的结构工艺性分析 1) 该塑件尺寸适中，塑件的尺寸精度可按塑件的技术要求取未注公差 (IT6)级，并要求对其进行简单后处理。 2) 塑件壁厚一
12、般在 1 6mm 范围内，而通常用的数值 2 3mm,大型塑件的壁厚也有比 6 mm 更大的，这都随塑料类型及塑件大小而定。该塑件的外形为长方形，壁厚均匀（ 3.0mm），且符合最小壁厚要求。 3) 使用脱模斜度是为了使塑件便于从模具中脱模，但对于高度不大的塑件，可以不取斜度，不会对于塑件有太大的影响，可以忽略不考虑，本制件可以设置脱模斜度 1。 4) 为了避免应力集中，提高塑件强度，改 善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。这样可以对增强塑件的使用性能，更有利于填充型腔。另外，塑件的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的，塑件的各连接处均应有半径
13、不小于0.51 mm 的圆角。 5) 在塑件壁有侧洞，不利于使用强制脱模，因此，在塑件成型时制件不易分型取出。需要考虑设置侧面抽芯机构。 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 9 第三章 注射模结构设计 传统注塑模具结构设计主要包括：模具型腔数目的确定及型腔的排列方式、分型面选择、流道的设计和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作 零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。 3.1 型腔数目的确定 根据塑件的大小及尺寸精度要求，本设计将采用一模二腔的模具结构。 按照塑料件 2D 图所示尺寸计算： UG 分析测量 塑件体积 V=21.098cm3 查资料 ABS 塑料
14、的密度 =1.05 c 3 单件塑件重量 M= V 21.098 1.05 22.1529 3.2 模具型腔布局方案 如图 3.2.1 型腔布局示意图所示，该模具设计采用一模二腔布局，保证型腔能够平衡式进料和达到同时充满型腔的效果。 3.2.1 型 腔布局示意图 常州机电职业技术学院 毕业设计正文 第 页 10 3.3 型腔、型芯工作部位尺寸确定 一般成型零件尺寸的理论计算相当的复杂，在现实中，模具设计师都是根据经验去选定内模的尺寸，下面是两组经验数据： （ 1）两板模：内模的边界与模板边界的距离一般为 40 70mm, 三板模：内模的边界与模板边界的距离一般为 60 100mm, 如有滑块要
15、适当加大距离。 （ 2）制件尺寸小于 150 150mm，高度小于 30mm，则制件与内模边界距离的取值一般为 15 25mm; 制件尺寸大于 150 150mm，则制件与内模边界距离的取值一般为 25 50mm。 此产 品考虑到内侧有倒扣，不利脱模，故在设计的时候动模侧采用哈弗方案型芯 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定： a)塑件的公差 塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“ ”，制品叫做腔尺寸公差取正值“ ”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而 制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取 2 。 b)模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 31 61 ，即 z= )6131( ，而且按
