1、 目 录 第 1 章 绪论 . 3 1.1 模具工业的的概况 . 3 1.2 塑料工业的的概况 . 3 1.3 塑料模具的发展方向 . 3 第 2 章 塑料的工艺性设计 . 4 2.1 注塑模工艺 . 4 2.2 化学和物理特性 . 4 2.3 塑件的尺寸与公差 . 4 第 3 章 注射成型机的选择 . 6 第 4 章 型腔布局与分型面设计 . 8 4.1 型腔数目的确定 . 8 4.2 型腔的布局 . 8 4.3 分型面的设计 . 8 第 5 章 浇注系统设计 . 10 5.1 主流道设计 . 10 5.2 主流道衬套的固定 . 10 5.3 分流道的设计 . 11 5.4 浇口的设计 .
2、12 第 6 章 成型零件的设计 . 14 6.1 成型零件的结构设计 . 14 6.2 成型零件工作尺寸计算 . 15 第 7 章 合模导向机构的设计 . 19 7.1 导柱的 结构 . 19 7.2 导套的结构 . 20 第 8 章 脱模机构的设计 . 21 8.1 脱模机构设计的总体原则 . 21 8.2 推杆设计 . 21 8.3 推件板设计的要点 . 22 8.4 开模行程与推出机构的校核 . 22 8.5 浇注系统凝料脱模机构 . 22 结束语 . 24 致谢 . 25 参考 文献 . 26 武汉理工大学毕业论文（设计） 1 塑料碗三维造型及模具设计 【摘 要】 本设计针对分析碗的
3、塑件图，完成其造型设计，根据分析碗的塑件的特点完成其注射模设计，本文主要阐述了塑料碗注塑成型的基本原理、注射模具的结构设计方法及过程。采用 PRO/E4.0 的软件完成对塑料碗注塑模具的计算机辅助设计。 当今社会，塑料碗被普遍使用，因此研究这一套塑料碗注射模具对于提高塑料碗的生产质量和效率有着非常重要的作用。并且通过这次毕业设计，自己也得到了很大的锻炼。 【关键词】 计算机辅助设计，注射模具，塑料碗 武汉理工大学毕业论文（设计） 2 Plastic bowl of three-dimensional modeling and mould design 【 Abstrct】 This desig
4、n in view of the analysis bowl of plastic parts graph, complete its modelling design, according to the analysis of the characteristics of plastic parts bowl to finish its injection mould design, this article mainly expounds the plastic bowl injection molding, the basic principle of injection mould s
5、tructure design method and process. Using PRO/E4.0 software to plastic bowl of injection mould for computer aided design. In todays society, plastic bowl were commonly used, so the studyof this set of plastic bowl for the improvement of plastic bowlinjection mould of production quality and efficienc
6、y has a very important role. And through the graduation design, oneself also geta lot of exercise. 【 Keywords】 computer aided design, injection mould, plastic bowl 武汉理工大学毕业论文（设计） 3 第 1 章 绪论 1.1 模具工业的的概况 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具 工业
7、是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989年 3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 90的产品的零件，组件和部件的生产加工。 1.2 塑料工业的的概况 塑料，与我们周围无
8、处不在。在国民经济的发展中，所料产品几乎涉及了所有的领域，在航空航天、交通运输、邮电通信、仪器仪表、家用电器等行业中塑料更是必不可少的材料。而塑料产品的制造需要大量的模具对其进行成型。例如在家用电器行业中，一台电冰箱需要 300多套模具，一台全自动洗衣机大约需要 200套模具，一台彩电需要 100多套模具。其中仅彩电模具每年我国就有 30 亿元的市场。正是由于高速发展的塑料工业对模具的大量需求，使模具工业成为许多国家经济发展 的支柱产业，并在这些国家受到高度重视。在欧美等的一些工业发达国家，模具工业被称为“点铁成金”的“磁力工业”。 1.3 塑料模具的发展方向 塑料模具的发展主要取决于两个方面
9、，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。 模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件 (成形产品 )的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻便、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析如下： 快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕
10、注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。 低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供给，更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出 了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善治理，逐步实现信息化治理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。 高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，保证制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关。 武汉理工大学毕业
11、论文（设计） 4 第 2 章 塑料的工艺性设计 2.1 注塑模工艺 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度： 220275 ，注意不要超过 275 。 模具温度： 4080 ，建议使用 50 。结晶程 度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口 ： 对于冷流道，典型的流道直径范围是 47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是 11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇
12、口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。 PP材料完全可以使用热流道系统。 成型时间： 注射时间 20s60s 高 压时间 0s3s 冷却时间 20s90s 总周期 50s160s 2.2 化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料。它比 PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的 PP温度高于 0 以上时非常脆，因此许多商业的 PP材料是加入 14% 乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的 PP 材料有较低的热扭曲温度（ 100 ）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。 PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP的维卡软化温度为 150
13、。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划 痕特性很好。 PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 PP 进行改性。 PP 的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶， PP 的收缩率相当高，一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比 PE-HD等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化 碳）
14、溶剂等没有抵抗力。 PP 也不象 PE 那样在高温下仍具有抗氧化性。 2.3 塑件的尺寸与公差 2.3.1 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： 1）取决于用户的使用要求。 2）受制于塑件的流动性。 3）受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。 武汉理工大学毕业论文（设计） 5 2.3.2 塑件尺寸公差标准 1）影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。 2）塑件结构的复杂程度。 3）模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。 4）成型工艺因素（模塑成型 的温度 T、压力 p、时间 t及取向、结晶、成型后
15、处理等）。 5)成型设备的控制精度等。 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。 题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取 MT5。 2.3.3 塑件的表面质量 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。 模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低 1-2级。 武汉理工大学毕业论文（设计） 6 第 3 章 注射成型机的选择 3.1 注塑机的 种类 1956 年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机 ,这是注塑成型工艺技术的一大突破 ,目前注塑机加工的塑料
16、量是塑料产量的 30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的 50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快 ,产量最多的机种之一 . 注塑机的分类方式很多 ,目前尚未形成完全统一标准的分类方法 ， 常用的说法有 : 1）按设备外形特征分类 :卧式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑机； 2）按加工能力分类 :超小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类 ,但日常生活中用的较少。 3.2 注塑机基本参数 ： 注塑 机的主要参数有公称注射量 ,注射压力 ,注射速度 ,塑化能力 ,锁模力 ,合模装置的基本尺寸 ,开合模速度 ,空循环时间等 .这些参数是设计 ,制造 ,
17、购买和使用注塑机的主要依据 。 1)公称注塑量；指在对空注射的情况下 ,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ,注射装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑机的加工能力 。 2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力 。 3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速 率 ,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度 。 常用的注射速率如表 (1)所示。 表 1注射量与注射时间的关系 注射量 /CM 125 250 500 1000 2000 4000 6
18、000 10000 注射速率 /CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间 /S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量 .塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调 ,若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期。 5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。 6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 .这些参数规定了机器加
19、工制件所使用的模具尺寸范围。 7)开合模速度；为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料制件损坏 ,要求模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停。 8)空循环时间；在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间。 武汉理工大学毕业论文（设计） 7 根据 模具设计与制造简明手册 选择注射机 XS-ZY-500螺杆式注射机，其参数如下： 额定注射量： 200 螺杆直径： 50mm 注射压力： 104Mpa 锁模力： 3500KN 模板行程： 500mm 模具最大厚度： 350mm 模具最小厚度： 200mm 模板尺寸：
20、598 520mm 拉杆空间： 448 370mm 定位孔直径： 750mm 合模方式：液压 机械 武汉理工大学毕业论文（设计） 8 第 4 章 型腔布局与分型面设计 4.1 型腔数目的确定 型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。 根据注射机的额定锁模力 F的要求来确定型腔数目 n ，即 n12pApAF 式中 F 注射机额定锁模力（ N） P 型腔内塑料熔体的平均压力（ MPa） A1、 A2 分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（ mm2） 大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过 4个，
21、生产中如果交货允许，我们根据上述 公式估算，采用一模二腔。 4.2 型腔的布局 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示： 4.3 分型面的设计 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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较具体可以从以下方面进行选择。 1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2)便于塑件顺利脱模， 尽量使塑件开模时留在动模一边。 3)保证塑件的精度要求。 4)满足塑件的外观质量要求。 5)便于模具加工制造。 6)对成型面积的影响。 7)对排气效果的影响。 8)对侧向抽芯的影响。 图 1 型腔的布局 武汉理工大学毕业论文（设计） 9 图 2 塑料碗及分型面
