1、洛阳理工学院毕业设计 第 I 页 共 44 页 目 录 摘 要 . Abstract . I 第一章 绪 论 . 1 1.1 选题背景及意义 . 1 1.2 塑料模具的种类和应用 . 2 1.2.1 塑料模具的种类 . 2 1.2.2 塑料模具的应用 . 3 1.3 单 分型面注射模介绍 . 3 1.3.1 单分型面注射模的组成 . 3 1.3.2 单分型面注射模的工作原理 . 5 1.4 本次设计塑料注射模具的主要工作内容 . 5 第二章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 . 6 2.1 塑料注射模具的设计步骤及内容 . 6 2.2 塑料注射模具的结构组成和作用 . 13 第三章 首饰盒塑料
2、件 . 14 3.1 塑料件的结构和特点 . 14 3.2 塑料件的材料 . 14 3.2.1 对塑料的认识 . 14 3.2.2 塑料的成型工艺特点 . 15 3.2.3 设计塑料材料聚苯乙烯（ ABS）的特性 . 15 3.3 首饰盒塑料件的参数 . 16 3.3.1 塑件的重量 . 16 3.3.2 塑件的投影面积 . 16 第 4 章 注射机的选用 . 17 4.1 选用注射机的方法和原则 . 17 洛阳理工学院毕业设计 第 II 页 共 44 页 4.2 注射机的选用 . 17 第 5 章 塑料注射模具设计 . 20 5.1 型腔数目和分布 . 20 5.2 分型面的选择 . 21
3、5.3 型芯和型腔 . 22 5.3.1 型芯和型腔的结构 . 22 5.3.2 型芯和型腔的尺寸 . 22 5.4 浇注系统 . 25 5.4.1 浇注系统的作用 . 25 5.4.2 浇注系统的组成 . 25 5.4.3 浇注系统的设计 . 25 5.5 推出机构 . 28 5.5.1 推出机构的作用和种类 . 28 5.5.2 推板推出机构的组成 . 28 5.5.3 推板推出机构的设计 . 29 5.6 注射模导向机构的设计 . 31 5.7 温度调节系统 的设计 . 32 5.8 注射模 标准模架的设计 . 33 5.9 注射模 的设计结果参数 . 36 5.10模具装配和分解过程
4、. 36 5.10.1 模具的装配 . 36 第 6 章 总结与体会 . 38 致 谢 . 40 参考文献 . 41 摘 要 洛阳理工学院毕业设计 第 1 页 共 44 页 塑料模具的发展 我国 塑料模工业 从 起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。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 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的
5、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。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02 0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m ，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10 30 万次，淬火钢模达 50 1000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表一。 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
6、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 29 34 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-MOLD 气辅软件，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 50 80%相比，差距较大。 在制造技术方面， CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶
7、，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洛阳理工学院毕业设计 第 2 页 共 44 页 的 UG 、美国 ParametricTechnology 公 司的 Pro/Emgineer、美国 CV 公司的CADS5、英国 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 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 塑模分析软件等等。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/CAM 的集成，并能支持 CAE 技术对成型过
8、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/CAM 技术的发展。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较低等特点，为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。 关键词 ： 塑料模具 ， 成型工艺 ， 脱模机构 ，注射 模 洛阳理工学院毕业设计 第 3 页 共 44 页 第 1 章 绪 论 三年的大学生活即将过去，从懵懵懂懂的大一新生到大三成熟自
9、信的我，三年中无论是专业知识还是与人的社交，我都有了很大的进步。 本学期我们要进行塑料模具毕业设计，它是衡量大学三年学业成绩的重要标志，是将以前学到的专 业知识进行综合的重要手段，同时也培养了我们独立思考问题的能力。 模具在我们日常生产生活中有着举足轻重的地位，从军事上潜艇的消声瓦、导弹上的耐热塑料到日常生活中的瓶瓶罐罐，到处都有塑料的身影。 注塑模具是生产塑料产品的工具，俗话说的好：“工欲善其事 ,必先利其器”。塑料注塑模具设计的优劣直接影响到塑料产品的质量，因此我们要 设计性能更加优良的注塑模具。在传统的模具设计中，工程师必须用铅笔、丁子尺、圆规、直尺等在图纸上画出模型、模具型腔尺寸等诸多
10、要素，从事着大量重复枯燥的工作。通常改动一个零件，就要修改很 多张图纸，不但效率低，而且创造的思维也被禁锢。现在社会经济高速发展，产品灵活性大，传统的设计方法已不能适应当今社会经济的发展。 1988 年成立于美国波士顿的 Parametric Technology Corporation（参数技术公司）旗下的主力产品 pro/E 应运而生，作为一代设计软件的典范， pro/E有着参数化造型、全相关、单一数据库等业界称道的标准。它是一套集设计、制造、分析为一体的机械自动化软件，是机械工程师的得力助手。 本次设计我将借助于 pro/E wildfire3.0 强大的设计功能，设计 首饰 盒 模型及
11、其模具。 1.2 塑料模具的种类和应用 1.2 1 塑料模具的种类 塑料模具的种类很多，比较常见的有注射模 、压缩模、 压注模和挤出模。 洛阳理工学院毕业设计 第 4 页 共 44 页 1.2 2 塑料模具的应用 注射模是安装在注射机上，完成注射成形工艺所使用的模具。注射模的种类很多，其结构与塑料的品种、塑件的结构和注射机的种类等很多因素有关。一般情况，注射模是由成形部件、浇注系统、导向机构、调温系统和支撑零部件组成，如果塑件有侧向的孔或凸台，注射模还包括侧向分型与抽芯机构。 压缩模可分为固定于压机上压板的上模和下压板的下模两大部分，由型腔、加料室 、导向机构、侧向分型抽芯机构、脱模机构、加热
12、系统组成，主要应用于成形热固性塑件。 压注成型 是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，又称 传递成型 ，压注成型的一般过程是，先闭合模具，然后将塑料加入模具加料室内，使其受热成熔融状态，在与加料室配合的压料柱塞的作用下，使熔料通过设在加料室底部的浇注系统高速挤入 型腔。塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应并固化成型。然后打开模具取出塑件，清理加料室和浇注系统后进行下一次成型。它由型腔 、 加料室 、 浇注系统 、 导向机构 、 侧分型与抽芯机构 、脱模机构 、 加热系统组成。 挤出模是热塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各种塑料管材 、 棒材 、板材 、 薄膜以及电线 、 电
13、缆等连续型材，还可以对塑料进行塑化 、 混合 、 造粒 、脱水以及喂料等准备工序或半成品加工。 1.3 单 分型面注射模 介绍 1.3.1 单分型面注射模的组成 按机构组成，单分型面注射模由模腔、成型零部件、浇注系统、导向机构、顶出装置、温度调节系统和结构零部件组成。 (1) 模腔 模具中用于成型塑料制件的空腔部分，由于模腔是直接成型塑料制件的部洛阳理工学院毕业设计 第 5 页 共 44 页 分，因此模腔的形状应朽塑件的形状一致，模腔一般由型腔、型芯组成。 (2) 成型零部件 构成塑料模具模腔的零件统称为成型零部件，通常包括型芯 (成型塑件内部形状 )、型腔 (成型塑件外部形状 )。 (3)
14、浇注系统 将塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，浇注系统分主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分，是由浇口套、拉料杆和定模板上的流道组成。 (4) 导向机构 为确保动模与定模合模时准确对中而设导向零件。通常有导向柱、导向孔或在动模定模上分别设置互相吻合的内外锥面组成。 (5) 推出装置 在开模过程中，将塑件从模具中推出的装置。有的注射模具的推出装置为洛阳理工学院毕业设计 第 6 页 共 44 页 避免在顶出过程中推出 板歪斜，还设有导向零件，使推板保持水平运动。由推杆、推板、推杆固定板、复位杆、主流道拉料杆、支承钉、推板导柱及推板导套组成。 (6) 温度调节和排气系统 为了满足注射工艺对
15、模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统，冷却系统一般在模具内开设冷却水道，冷却系统是由冷却水道和水嘴组成。加热则在模具内部或周围安装加热元件，如电加热元件。在注射成型过程中，为了将型腔内的气体排除模外，常常需要开设排气系统。 (7) 结构零部件 用来安装固定或支承成型零部件及前述的各部分机构的零部件。支承零部件组装在一起，可以构成注射模具 的基本骨架。 1.3.2 单分型面注射模的工作原理 单分型面注射模的工作原理 :模具合模时，在导柱和导套的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板上的型腔与固定在动模板上型芯组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模上的浇注
16、系统进入型腔，带熔体充满型腔并经过保压、补塑和冷却定型后开模。开模时，注射机合模系统带动动模后退，模具从动模和定模分型面分开，塑件包在型芯上随动模一起后退，同时，拉料杆将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板，推板 机构开始动作，使推杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从型芯和冷料穴中推出，塑件在浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。合模时，推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。 1.4 本次设计塑料注射模具的主要工作内容 本 次设计以双分型面注射模具为主，主要内容包括 所设计塑件的说明 、 注塑机的选用 、 塑料注射模具设计 、 五张零件图
17、和一张装配图的绘制。 洛阳理工学院毕业设计 第 7 页 共 44 页 第二章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 2.1 塑料注射模具的设计步骤及内容 1.接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下： 1） .经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2） .塑料制件说明书或技术要求。 3） .生产产量。 4） .塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。 2.收集、分析、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以
18、备设计模具时使用。 1） 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、 使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2） 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。 成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性
19、和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材 料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接洛阳理工学院毕业设计 第 8 页 共 44 页 性等要求。 3)确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。 4)选择成型设备 根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。 要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注
20、射机上 安装和使用。 5.具体结构方案 （一）确定模具类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。 （二）确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。 影响模具结构及模具个别系统的因素很多，很复杂： 1） .型腔布置。根据塑 件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。 对于注射模来说，塑料制件精度为 3 级和 3a 级，重量为 5克，采用硬化浇注系统，型腔数取 4-6个；塑料制件为一般精度（ 4-5 级），成型材料为局部结
