底座盖注塑模具毕业设计.docx
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底座盖注塑模具毕业设计
题目塑料底座盖注塑模
院系名称
班级
学生姓名
学号
指导教师
答辩教师
时间
前言
随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。
在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：
“模具就是黄金”。
可见模具工业在国民经济中重要地位。
我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。
近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。
注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。
本次毕业设计的主要任务是底座盖注塑模具的设计。
也就是设计一副注塑模具来生产底座盖塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对底座盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。
同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、规范、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验
本次设计中得到了徐老师的指点。
同时也非常感谢马老师的精心教诲。
由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。
摘要
本课题主要是针对底座盖的模具设计,底座盖具有重量轻、易清洁、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点。
通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。
该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。
通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺
塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。
它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。
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。
依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。
该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用单分型面注射模，点浇口自动脱模结构。
模具的型腔采用一模八腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为十六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。
本次的设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。
关键词单分型面注射模具 底座盖 硬聚氯
朗读
显示对应的拉丁字符的拼音
前言……………………………………………………………………I
中文摘要………………………………………………………………Ⅱ
英文摘要………………………………………………………………III
第一章 对塑料成型模具的认识…………………………………………1
1.1模具在加工工业中的地位……………………………………………1
1.2模具的发展趋势…………………………………………………1
1.3设计在学习模具制造中的作用……………………………………2
第二章 原始资料分析…………………………………………………3
2.1 塑件的工艺分析………………………………………………32.2 底座盖原料（PC）的成型特性与工艺参数………………………3
2.3塑件的结构工艺性……………………………………………4
2.4注射机的选择……………………………………………………5
第三章 分型面及浇注系统的设计………………………………………7
3.1 分型面的选择…………………………………………………73.2 浇注系统的设计………………………………………………8
第四章模具设计技术方案论证……………………………………………14
4.1型腔的布置…………………………………………………14.
4.2成型零件的结构确定…………………………………………14
4.3导向定位机构设计……………………………………………14
4.4推出机构的设计………………………………………………15
4.5冷却系统设计…………………………………………………15
4.6模具加热系统的设计…………………………………………16
4.7温度调节系统的设……………………………………………16
第五章主要零部件的设计计算………………………………………18
5.1成型零件的成型尺寸……………………………………………18
5.2模具型腔壁厚的确定……………………………………………19
5.3推出机构的设计…………………………………………………19
5.4规范模架的确定………………………………………………19
第六章成型设备的校核计算…………………………………………21
6.1锁模力的校核…………………………………………………21
6.2安装尺寸的校核………………………………………………21
6.3推出机构的校核………………………………………………21
6.4开模行程的校核………………………………………………21
第七章模具的装配………………………………………………22
7.1模具的装配顺序………………………………………………22
7.2模具的维护……………………………………………………23
设计归纳总结……………………………………………………………24
附录：
成型零件图……………………………………………………25
型芯三维视图……………………………………………………30
装配图…………………………………………………………31
致谢…………………………………………………………………34
参考文献……………………………………………………………35
第1章 对塑料成型模具的认识
1.1模具在加工工业中的地位
模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。
在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。
例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。
对模具的全面要求是：
能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。
以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。
模具影响着制品的质量。
首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。
其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。
在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
另外模具对制品的成本也有影响。
当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。
现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。
高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。
由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。
因此促进模具的不断向前发展
1.2模具的发展趋势
近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。
从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：
低了成本。
（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；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规范，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，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。
（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）提高塑料模规范化水平和规范件的使用率。
我国模具规范件水平和模具规范化程度仍较低，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，模具规范件的应用要大力推广。
为此，首先要制订统一的国家规范，并严格按规范生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高规范件质量、降低成本；再次是要进一步增加规范件的规格品种。
（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.
1.3设计在学习模具制造中的作用
通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。
在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。
毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。
第2章 原始资料分析
2.1塑件的工艺分析
塑件成型工艺分析如图1.1所示：
图1.1底座盖
熟读塑件图样，在头脑中建立清晰的塑件三维形状，底座盖的形状简单，两边带有两个孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度。
外壳注塑材料首先选用PC。
我们必须很好多处理底座盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。
2.2底座盖原料（PC）的成型特性与工艺参数
PC化学名称聚碳酸酯，是一种高性能工程塑料，广泛应用于AV家电，OA机器、汽车标牌、显示器等产品之上。
其优良的透明性能适于印刷加工之外，作为有高度耐热性能的功能材料，还能满足各种工业领域更高的规格要求。
而且它是工程塑料片材，拥有多样的厚度，外观、色彩，可以生产出附加值更高的产品。
●优良的耐热性能热变形温度135℃，适合设计规格100℃以上要求的高温部位。
●优良的加工性能可以进行印刷、冲孔、真空成形、胶合粘贴、弯曲等多样加工。
●优良的透明性，总光通量达90％，拥有有机玻璃、PVC数十倍的抗冲击性，可用于其它材料不适用的部位或者大面积要求的产品。
●多彩的外观和色调，外观上，光面之外，还有中砂、哑光等；色调上有各种烟色。
●可以提供卷材、片材之外，还有与连续印刷、连续成形匹配的卷材。
收缩率：
0.4～0.7%熔融温度：
230～275成型温度：
138～160度
比重：
0.902～0.906成型压力：
3.4～1.4Mpa流比长：
100～200
结晶性：
半结晶性射速：
高速注射。
2.3塑件的结构工艺性
（1）塑件的尺寸精度分析
该塑件需标注公差的尺寸有Φ5,100+0.1属于一般精度要求，其他尺寸均为未标注公差的为自由尺寸，可按MT5查取有关尺寸公差。
下表所列为塑件主要尺寸的公差要求。
塑件主要尺寸的公差要求
部位
塑件标注尺寸
塑件尺寸公差
外形尺寸
35
0-0.56
18
0-0.38
Φ15
0-0.38
10
0+0.1
9
内形尺寸
R1
+0.20
R3.5
Φ10
12
+0.380
26
中心距
22
±0.22
（2）塑件的表面质量分析
该塑件要去外观光洁、色彩艳丽，不允许有成形斑点和熔接痕，塑件表面粗糙度无特殊要求。
（3）塑件的结构工艺性分析
①从图纸上看，该塑件的外形为四方壳，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。
②由于该塑件无侧孔和内凸，所以不用考虑侧向分型抽芯装置。
③为使塑件顺利脱模，可在塑件内部处增设1°～2°的拔模斜度。
综上所述，该塑件可采用注射成型加工。
（4）塑件的生产批量
该塑件的生产类型是大批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。
2.4.注射机的选择
（1）计算塑件体积和重量
=4141.7903mm3=41.418cm3
塑件的质量计算：
查有关手册，取PC的密度为ρ=1.03g/cm³,所以塑件的质量为M=V×ρ=41.418×1.2g/cm³=49.7g。
（2）确定型腔数量
由于塑件的内孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔数目，而该塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生存率，决定采用一模八腔，型腔平衡布置在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡
（3）确定注射成型的工艺参数
根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。
注射机的额定注射量为Vb，每次的注射量不超过它的80%，即n=（0.8
-
）/
式中n—型腔数；
Vj—浇注系统的体积（g）；
—塑件体积。
估算浇注系统的体积Vj：
根据浇注系统初步技术方案进行估算浇注系统体积。
=0.78
由于该塑件外形较小，且需要比较简单的抽芯机构，因此采用一模八腔，即n=8
则Vb=（nVg+Vj）/0.8=415.155
根据该塑件的结构特点和PC的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型
工艺参数，见下表：
塑件的注射成型工艺参数
工艺参数
内容
工艺参数
内容
预热和干燥
温度80～90℃
成型时间/s
注射时间
3～5
时间2h
保压时间
15～30
料筒温度/℃
后段
180～200
冷却时间
15～30
中段
210～230
总周期
40～70
前
170～190
螺杆转速/（r/min）
30～60
喷嘴温度/℃
180～190
后处理
方法
红外线灯烘箱
模具温度/℃
60～80
温度/℃
70
注射压力/MPa
70～90
时间/h
2～4
（4）确定模具温度及冷却方式
PC为非半结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下应尽量可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。
所以模具应考虑采用适当的循环水冷却，成型模具温度控制在60～80℃。
（5）确定成型设备
由于塑件采用注射成型加工，使用一模两八；腔分布，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为：
W=8w+w废料=8X49.7+49.7×20%=407.54g。
根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑件品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选SX—ZY-500型螺杆式注射机。
记录下SX—ZY-500型柱塞式注射机的主要技术参数，见下表：
SX—ZY-500型柱塞式注射机的主要技术参数
序号
主要技术参数工程
参数数值
1
最大注射量/cm³
500
2
注射压力/MPa
1040
3
锁模力/kN
1400
4
动、定模模板最大安装尺寸/（mm×mm）
620x520
5
最大模具厚度/mm
450
6
最小模具厚度/mm
300
7
最大开模行程/mm
500
8
喷嘴前端球面半径/mm
12
9
喷嘴孔直径/mm
4
10
定位圈直径/mm
125
第三章分型面及浇注系统的设计
3.1分型面的选择
塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。
定模和动模相接触的面称分型面。
通常有以下原则：
（1）分型面的选择有利于脱模：
分型面应取在塑件尺寸的最大处。
而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。
如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。
拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。
（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。
（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。
不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。
该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。
在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图所示。
3.2浇注系统的设计
浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。
在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模八腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都
有直接的影响，设计时必须按如下原则：
（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。
（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。
（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：
尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。
（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。
（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。
考虑到塑件的外观要求较高，以及一模八腔的布置、PC对剪切速率较为敏感等因素，浇口采用分便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。
浇注系统的设计如图所示。
（1）主流道和定位圈的设计
主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。
主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。
塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。
采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形
主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸更换的浇口套，采用优质钢材制作，并经热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计，如图所示：
查资料得到SZY-300型注射机与喷嘴的有关尺寸：
喷嘴前端球面半径SRο=12mm，喷嘴孔直径d=4mm，定位圈直径为Φ125mm。
为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为：
SR=SRο+（1～2）,d=dο+0.5。
因此，取主流道球面半径SR=14mm（取规范值），主流道的小端直径d=4.5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其斜度为2°～4°，计算其大端直径约为Φ10mm；为避免模内的高压塑料产生过大，取D=25mm。
同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计R2的圆弧过渡；为补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计得比模板厚度短
0.02mm；浇口套外圆盘轴肩转角半径R宜大一些，取R=3mm，以免淬火开裂和应力集中。
主流道的长度L一般控制在60mm之内，可取L=57mm。
定位圈是安装模具时做定位用的，查资料得SZY-300型柱塞式注射机的定位圈直径为Φ125mm，一般定位圈高出定模座板表面5～10mm.
由于浇口套与定位圈均属于注射模具的通用件，所以设计者应尽量采用推荐尺寸的浇口套和定位圈。
（2）分流道的设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。
分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。
但加工困难，而且正方形截面不易脱
模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。
分流道设计要点：
（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。
（2）.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴。
对于此模来说在分流道上不须开设冷料穴。
（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。
（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。
分流道的长度取决于模具型腔的总体布置技术方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。
分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。
因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5，部
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