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毕业设计说明书参考样板
潮汕职业技术学院
毕业设计说明书
****的注塑成型工艺与模具设计
办学单位：
潮汕职业技术学院
班级：
2010级模具设计与制造
学生：
各自的姓名（学号）
指导教师：
周书兴
提交日期：
2013年3月25日
摘要
本文详细介绍了注塑成型的基本原理，包括浇铸系统、温度调节系统、顶出系统，用3D设计软件UG、PRO/E进行分模设计和模架设计。
通过毕业设计可以对注塑模有一个初步的认识，处理设计中的细节问题。
毕业设计过程：
1）.绘制产品2D、3D图，对塑件结构工艺性分析；
2）.塑件注塑工艺条件的分析和选取，制定注塑工艺卡片；
3）.初选注塑机规格，进行闭合高度，安装尺寸，开模行程，注塑量校核；
4）.初选注塑模具标准模架，注塑模分型面的分析和确定；
5）.每模型腔数目的选择及在分型面上的排列和布置的确定；
6）.主流道、分流道、浇口的形式及位置的确定；
7）.顶出机构的形式及顶出装置的设计；
8）.模具和注塑机有关参数的校核（包括能力的校核和尺寸的校核）；
9）.完成注塑模具的总装图；
10）.设计并绘制注塑模零件图；
11）.编写注塑模模仁加工工艺及模具设计说明书（配合插图）；
关键词：
模具设计，注塑模具，塑料、UG、PRO/E模具设计，塑胶产品；
Abstract
Inthispaperintroducesthefundamentalsofinjectionmolding,includingcastingsystem,temperaturecontrolsystem,theroofsystem,using3DdesignsoftwareUG,PRO/Efordiedesignandmolddesign.Throughthecurriculumdesignmaytocastthemoldtohaveapreliminaryunderstanding,processingdesigndetails.
Graduationdesign:
1）.Drawingproduct2D,3Dmap,thestructureoftheplasticpartprocessanalysis;
2）.Plasticpartsinjectionmoldingprocessanalysisandselection,makethemoldingprocesscard;
3）.Theprimaryinjectionmoldingmachinespecifications,wereshutheight,installationsize,theopeningstroke,theinjectionquantitycheck;
4）.Theprimarystandardinjectionmoldmold,injectionmoldpartingsurfaceanalysisanddetermine;
5）.Everymodelcavitynumberandthepartingplanearrangementandlayoutdetermination;
6）.Thesprue,runner,gateofformandpositiondetermination;
7）.Theejectionmechanismandejectordevicedesign;
8）.Themoldofinjectionmoldingmachinesandrelatedparametersofthecheck（includingtheabilitytocheckandchecksize）;
9）.Thecompleteinjectionmoldassemblydiagram;
10）.Designanddrawtheinjectionmoldpartsdiagram;
11）.Preparationofinjectionmoldmoldprocessingtechnologyanddiedesignmanual（withillustrations）;
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Keywords:
Molddesign,injectionmold,plastic,UG,PRO/Ediedesign,plasticproducts
目录
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1材料1
1.2塑件名称1
1.3注塑时间………………………………………………………………………………1
1.4注塑压力………………………………………………………………………………1
2塑件的工艺分析2
2.1塑件的原材料分析2
2.1.1PC（聚碳酸酯）2
2.1.2化学性质2
2.2塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析3
2.3本章小结3
3塑件注射工艺参数的确定4
3.1塑件注射工艺参数4
3.2本章小结4
4注射模的结构设计5
4.1分型面选择5
4.2确定型腔的排列方式6
4.3浇注系统设计…………………………………………………………………………….6
4.4本章小结9
5模具成型零件设计的有关计算10
5.1型腔和型芯工作尺寸计算10
5.2型腔侧壁厚度和底板的计算10
5.3模具冷却系统的计算和排气10
5.4推出系统的设计11
5.5合模导向机构的设计12
5.6联接螺钉的选用14
5.7拉料杆的设计14
5.8选择标准模架14
5.9本章小结15
6绘制模具总装图及零件图16
6.1总装图16
6.2本章小结16
结束语18
参考文献20
附录21
致谢22
1绪论
1.1材料:
PC 收缩率为:
0.5—0.8% 密度为:
1.18-1.20g/cm³
1.2塑件名称：
遥控器外壳 厚度：
2mm 工作精度：
5
1.3注塑时间：
1s
1.4注塑压力：
67.81Mpa
2塑件的工艺分析
2.1塑件的原材料分析
2.1.1PC（聚碳酸酯）
英文名称:
Polycarbonate
成型温度：
230-320℃
干燥条件：
110-120℃8小时可在-60--120℃下长期使用。
本次毕业设计塑件图如图2-1所示。
图2-1塑件2D图
2.1.2化学性质：
聚碳酸酯（PC）耐弱酸，耐弱碱，耐中性油，不耐紫外光，不耐强碱。
塑件结构如图1所示，塑件的材料采用PC，无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。
从使用性能上看：
该塑料无毒、无味、密度为:
1.18-1.20g/cm³.
物料性能冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。
适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。
成型性能：
1.无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。
吸湿小，但对水敏感，须经干燥处理。
成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件，塑件须经退火处理。
2.熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。
3.冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。
4.料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。
模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。
模温超过120度时塑件冷却慢，易变形粘模。
5.塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口。
2.2塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析
1.结构分析：
从零件图上分析，该零件结构简单。
2.尺寸精度分析:
该零件精度为5。
该零件的尺寸精度为中等偏上，对应的模具零件的尺寸精度要求较高。
从塑件的壁厚上来看，壁厚为2mm。
3.表面质量分析：
该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求。
图2-2塑件图
2.3本章小结
遥控器塑件的尺寸与公差等，受制于塑件的流动性和塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力，与塑件结构的复杂程度和模具因素、成型设备的控制精度等有关，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。
因此要求设计的型腔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，达到IT7—IT8级为佳。
3塑件注射工艺参数的确定
3.1塑件注射工艺参数
查参考文献[1]中的160页填写表3-1
表3-1工艺卡
车间
塑料成型工艺卡片
资料编号
共 页
1
零件名称
遥控器外壳
材料牌号
PC
设备型号
XS-ZY-125
装配图号
A0
材料定额
单模件数
2
零件图号
A4
单件重量
38.9
工装号
塑件图
材料干燥
设备
温度/℃
80~85
时间/h
2~3
料筒温度
后段/℃
150~170
中段/℃
165~180
前段/℃
180~200
喷嘴/℃
170~180
模具温度/℃
50~80
时间
注射/s
20~90
保压/s
0~5
冷却/s
20~120
压力
注射压力/Mpa
60~100
后处理
设备
红外线灯烘箱
背压/Mpa
50~70
温度/℃
70
时间定额
辅助/min
时间/s
2~4
单件/min
检验
编制
校对
审核
组长
车间主任
检验组长
主管工程师
V公=32.4cm3,,估算M=32.4x1.20=,38.9g，一模两腔加流道辅料，料重38.9x2x1.3=101g制品的正面投影面积S=116.84cm2，
注射机为上海橡塑机厂的XS-ZY-125卧试注塑机。
查表注射压力为104MPa，合模力为350×104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为7.5mm（一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。
中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。
所以我们不必过多的考虑注射机型号。
具体到这套模具）。
3.2本章小结
本章对遥控器塑件材料PC注塑工艺进行分析，需要确定部分参数：
干燥处理：
如果储存不适当，湿度较大，则需要干燥处理；熔化温度：
165~225℃，注意不要超过225℃；模具温度：
40~80℃，建议使用60℃，模具温度根据实际情况决定。
4注射模的结构设计
4.1分型面选择
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。
a）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
b）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。
c）保证塑件的精度要求。
d）满足塑件的外观质量要求。
e）便于模具加工制造。
f）对成型面积的影响。
g）对排气效果的影响。
h）对侧向抽芯的影响。
模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。
应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。
选用如图4-1所示的分型方式较为合理。
图4-1分型面
4.2确定型腔的排列方式
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
n
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）
本塑件的在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素。
这种排列方式最大的有点是便于设置侧向分型抽芯机构;其缺点是熔料进入型腔后到达另一端的熔料流程较长，但因该塑件较小，故对成形没有太大影响。
根据塑件的成型要求及型腔的排列方式选用潜伏式进胶口较为理想，如图4-2所示：
图4-2一模两腔
4.3浇注系统设计
1、主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。
a）主流道设计成圆锥形，其锥角可取2°-6°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm，且加工时应沿道轴向抛光。
b）主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大1-2mm；球面凹坑深度3-5mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.5-1mm；一般d=2.5-mm。
c）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=1-3mm。
d）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。
e）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度53-57HRC。
根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+（1-2）mm及d=d0+（0.5-1）mm，取主流道球面半径R=14mm，小端直径d=5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角σ为2°--6°，取6°。
因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。
定位圈也是标准件，外径为Φ150mm，内径Φ31.5mm。
具体固定形式如图4-3所示：
图4-3
2、分流道的设计。
分流道是脱浇板下水平的流道。
为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：
（式1）
（式2）
式中B―梯形大底边的宽度（mm）
m―塑件的重量（g）
L―分流道的长度（mm）
H―梯形的高度（mm）
质量大约58.5g，分流道的长度预计设计成40mm长，且有2个型腔，
根据实践经验，PC塑料分流道截面直径为4.8-9.5。
分流道的形状尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道的长度等因素来确定。
塑件的形状简单，熔料填充型腔比较容易，根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工，选用截面形状为半圆形分流道。
查表取R＝5㎜，长度L=38mm。
a）分流道长度
分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。
将分流道设计成直的，总长100mm。
b）分流道表面粗糙度
由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。
c）分流道表面粗糙度
分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：
即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。
3、浇口的设计。
浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。
1）浇口的选用
它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用点浇口：
a.在成形自动切数断，故有利于自动成形。
b.浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。
c.浇口之压力损失大，必须高之射出压力。
d.浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹。
它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。
2）、浇口位置的选用
模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。
总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，如图（6）所示。
通常要考虑以下几项原则：
a、缩短流动距离。
b、应开设在塑件壁厚最大处。
c、尽量减少熔接痕。
d、利于型腔中气体排出。
e、分子定向影响。
f、产生喷射和蠕动。
g、处避免弯曲和受冲击载荷。
h、对外观质量的影响。
侧向进料的侧浇口，对于中小型型件，一般厚度为t＝0.5--2.0㎜（或取塑件壁厚的1∕3-2∕3），现取t=1.8mm。
宽度b﹦1.5-5.0㎜㎜，现取b=3mm。
浇口的长度L=1.5。
浇注系统浇口设计采用潜伏式如图4-4所示
图4-4浇口设计
4.4本章小结
本章对浇注系统进行了合理分析和设计，平衡一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，我们设计的模具是平衡式的，即分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，采用潜伏式浇口。
排气槽的设计，其作用主要有两点。
一是排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。
越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要，可以降低注射压力、注射时间、保压时间以及锁模压力。
5模具成型零件设计的有关计算
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。
成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。
因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。
设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
5.1型腔和型芯工作尺寸计算
型腔和型芯工作尺寸计算见表5-1。
表5-1工作尺寸表
聚碳酸酯（PC）收缩率为:
0.5—0.8%，取收缩率为Scp=0.5%,模具制造公差取δz=Δ/3
类型
塑件尺寸
计算公式
计算结果
型
腔
1250-1.00
LM+δz0=[（1+Scp）l-0.75Δ]+δz0
124.700.330
66.50-0.64
LM+δz0=[（1+Scp）l-0.75Δ]+δz0
66.300.210
300-0.70
HM+δz0=[（1+Scp）HS-0.75Δ]+δz0
29.600.230
型
芯
1201.000
lm0-δz=[（1+Scp）l+0.75Δ]0-δz
119.790-0.33
61.50.640
lm0-δz=[（1+Scp）l+0.75Δ]0-δz
61.100-0.21
250.700
hm0-δz=[（1+Scp）hs+0.75Δ]0-δz
24.540-0.23
5.2型腔侧壁厚度和底板的计算
凹模成型型腔为整体式矩形型腔，查参考文献[1]的第160页表6-9得：
整体式型腔壁厚S=25-50mm,故S取30mm。
5.3模具冷却系统的计算和排气
由于塑料件的壁厚均为2mm，塑料件尺寸又不大，确定水孔直径为8mm。
由于冷冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素
都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。
成离型腔的上面10mm处开设冷却系统。
由于冷冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。
成离型腔的上面10mm处开设冷却系统。
如图5-1
图5-1水路
排气槽的作用主要有两点。
一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。
越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。
另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。
那么，模腔的排气怎样才算充分呢？
一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。
适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。
保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。
其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。
由于塑料件尺寸不大，利用分型面的配合间隙排气即可。
5.4推出系统的设计
1、脱模机构设计的总体原则
a）要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。
b）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。
c）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。
d）推出机构应结构简单，动作可靠（即：
推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。
2、推杆设计
1）、推杆的形状
如图5-2所示图5-2推杆
2）、推杆的位置与布局
a）应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。
b）应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推数目。
c）推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。
d）推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。
当推在端面则距型芯侧壁δ1
0.13mm；当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推杆孔距型芯侧壁δ2
3mm。
e）在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。
f）若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带塑件。
5.5合模导向机构的设计
1、导柱导向机构设
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