1、 1 毕业设计（论文） 课题：盒盖注塑模具设计 课题名称： 系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2012-4-1 2 摘 要 塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成 为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本次的毕业设计是盒盖注塑模的设计，该模具结构简单，成型分型都非常简单。依据产品的数
2、量和塑料的工艺性能确定了以单分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模一腔，浇注系统采用直浇口成形，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。 关键 词： 单分型面注射模具； ABS;塑料模具。 3 Abstract Plastic mould in todays society more and more wide application, from the computer, mobile phone, beverage, desk lamp, li
3、quid pen, birdbath is widely used, etc, it can be said that from our food and clothing lives can not get away from it all. Injection molding is forming hot plastic pieces of main methods, so wide applications. The plastic injection molding is ingredients in a nitrogen-treated barrel with heat of mel
4、ting, make it become the high viscosity fluid, with piston or screw as pressure tool, melt through the nozzle with higher injection mould cavity pressure, after cooling, coagulation phase, and then from the mold in decent shape, become plastic products. The graduation design isThe lid of injection m
5、ould stent, the die structure simple, forming the parting quite simple. According to the number of products and plastics process performance determined the parting surface in a single injection mold way design. The mould cavity use a module and four cavity balance layout, pouring system USES some ga
6、te forming, roll out form for push board launched institutions plastic parts to launch the finish. Because plastic parts of the process performance requirements of injection mold cooling system, and therefore in the mold design and design. The design of the reference of a large number of literature,
7、 and also in the Internet for material, design process is complete. Key words ： single injection mold parting surface; ABS; Plastic mould. 4 http:/ 现成设计购买注意事项 http:/ 定做设计流程以及注意 5 目录 摘 要 .2 Abstract .3 绪论 .6 1 国际国内塑料成型模具发展概况 .6 2 我国 模具设计技术今后发展方向 .7 1 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 .9 1.1 成型塑料制件结构工艺性分析 .9 1.2 塑件材料
8、的分析 . 10 2.塑件成型的基本过程 . 11 2.1 塑化过程 . 12 2.2 充模过程 . 12 2.3 冷却凝固过程 . 12 2.4 脱模过程 . 13 3 注塑设备的选择 . 13 3.1 估算塑件体积质量 . 13 3.2 选择注塑机 . 14 4 塑料件的工艺尺寸的计算 . 14 5 分型面的设计 . 18 6 注塑机有关参数的校核 . 19 7 脱模机构的设计与合模导向结构设计 . 20 7.1 脱模结构设计 . 20 7.2 合模导向机构的设计 . 21 8 浇注系统的设计 . 21 9 排气系统和温度调节系统的设计 . 22 9.1 排气系统 . 22 9.2 温度调
9、节系统的设计 . 23 10 绘制装配图 . 24 总结 . 27 参考文献 . 28 6 绪论 1 国 际国内塑料成型模具发展概况 80 年代以来，在国家产业政策和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，年均增速为 13%， 2003 年我国模具工业产值为 375 亿，至 2007 年我国模具总产值约为 525 亿元，其中塑料模约 35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 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
10、套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表 盘 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有限公司制造多腔 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 0.02mm 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 1
11、0 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 1-1。 表 1-1 国内外塑料模具技术比较表 项目 国外 国内 注塑模型腔精度 0.005 0.01mm 0.02 0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01 0.05m Ra0.20m 非淬火钢模具寿命 10 60 万次 10 30 万次 淬火钢模具寿命 160 300 万次 50 100 万次 热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10% 标准化程度 70 80% 小于 30% 在模具行业占有量 30 40% 25 30% 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
12、结构和抽芯脱模机构的创新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 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7 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
13、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 UG 、 美 国 Parametric Technology 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 技术对成型过程，如充模和冷却等进
14、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 科技 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低等特点，为进一步普及 模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： P20，3Gr2Mo、 PMS、 SM 、 SM 等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来
15、越广泛得到应用，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的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70% 80%相比，仍有差距。 2 我国模具设计技术今后发展方向 （ 1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、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腔所致。 （ 2）在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。 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/CAM 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良好的条件
16、；基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； CAD/CAM 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。 （ 3）推广应用热流道技术、气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
17、，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，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 8 （ 4）开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 （ 5）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
18、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的规格品种。 （ 6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 （ 7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 9 1 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 1.1 成型塑料制件结构工艺性分析 塑料制件主要根据使用要求进行设计 ,除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外 ,还应考虑塑件的结构工艺性 ,
19、塑件结构工艺性的主要内容包括塑件的尺寸和精度 ,表面粗糙度 ,形状 ,壁厚 ,斜度 ,加强筋 ,支撑面 ,圆角 ,孔 ,螺纹 ,嵌件 ,铰链 ,标记 ,符号和文字。据所给零件的结构 ,本设计从以下几方面对其分析： 结构分析 从零件图分析，该零件总体结构为 抽壳体 ，从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。 塑件壁厚 分析 塑件壁厚的设计与塑件原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。壁厚过小 ，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足以下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和
20、振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表 2-1 为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。 表 2-1 热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值 塑料类型 制件流程 50mm 的最小壁厚 /mm 一般制件的壁厚/mm 大型制件的壁厚/mm 聚丙烯（ pp） 0.85 2.45-2.75 2.4-3.2 脱模斜度 分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。 为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形， 需设脱模斜度。 10 一般来说，塑件高度在
21、25mm 以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。 斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度 ，在模具上称为脱模斜度。 脱模斜度选取 :取决于塑件 的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取 30 130 。 塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则： 1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。 2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。 3 当塑件高度不大（一般小于 2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差
22、要求的前提下可将斜度值取大些。 4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。 5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。 6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。 综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用 30 的脱模斜度。 表面粗糙度 分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低 12 级，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般为 1.60.2um，在
23、模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和 隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到 0.20.4mm。 1.2 塑件材料的分析 PE，是聚乙烯的简写，是由乙烯聚合而成的的聚合物，作为塑料使用时，其平均相对分子质量要在 1 万以上。根据聚合物条件不同，实际平均相对分子质量可从 1 万到几百万不等。生成的 PE 乙烯单体大部分是由石油裂解得到 聚乙烯是树脂中分子结构最简单的一种，它原料来源丰富，价格较低，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成 型加工，并且品种较多，可满足不同性能要求，因此它从问世以来发展很快，是目前产量最大的树脂品种，用途极广泛 1.2.1 PE 塑料主要的性能指标 ：
