塑料模具课程设计说明书模板.docx
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塑料模具课程设计说明书模板
课程设计说明书
题目牙具盒盖盖塑料注射模具设计
姓名
专业
班级B100110
指导老师范吉昌郭福全
2012年12月29日
洛阳理工学院
课程设计（论文）任务书
填表时间：
年月日
学生姓名
专业
班级
指导
教师
课题
类型
工程设计
题目
塑料注射模具设计
主要研究
目标
（或研
究内容）
课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）
1.说明书：
（字数一般为0.5-0.8万字）它是对模具设计进行全面介绍。
主要包括中英文题目、摘要、关键词，课题背景综述，可行性分析，注射模具设计的思路、方法、设备选型、工程经济概算和参考文献等。
2.装配图：
（1号图纸）形象地表示出生产工艺过程。
3.型腔：
（2号图纸）表示物料在生产中的流程。
4.型芯（2号图纸），。
5.定位环和衬套（2号图纸）。
6．产品图（3号图纸）。
7．参考文献：
一般15篇以上。
进度计划
查资料（2天）、确定成型方案（2天）
绘制图形（5天）、写说明书（1天）
主要参
考文献
年月日
牙具盒盖注塑模具设计
摘要
塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。
本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；对导柱和导套进行了参数化设计。
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
关键词：
塑料模具；参数化；镶件；分型面
Abstract
plasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.
Thisdesignintroducedtheinjectiontakesshapethebasicprinciple,speciallysingleisdividedtheprofiletoinjectthemoldthestructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionevilspiritmoldpoursthesystem,thetemperaturecontrolsystemandgoesagainstthesystemthedesignprocess,andledthewraptotheguidepillartocarryontheparametrizationdesign.
Throughthisdesign,maytocastthemoldtohaveapreliminaryunderstanding,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofwork;ThroughtothePROGRAMstudy,mayestablishthesimplecomponentsthecomponentsstorehouse,thuseffectiveenhancementworkingefficiency.
Keyword:
Theplasticmold;theparametrization;inlays;dividestheprofile
目 录
2.2.2注射机的选用………………………………………………
2.2.3按照预选型腔数来选择注射机……………………………
前 言
本课题研究的现状及发展趋势
到2010年，市场规模达到860亿美元，其中塑料模约占40%左右。
即使在2008年，世界经济受到金融海啸的影响而陷入低谷，当年模具行业产值仍然增长3.68%。
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。
而水杯盖的注塑设计作为其中成熟的一部分，无论从工艺、模具设计、材料等方面都已经成熟，竞争日趋激烈。
新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现、发展迅猛。
塑料水杯作为日常生活必须的产品，需求量大。
同时随着社会水平的提高。
对质量、外形、安全等要求也日益提升。
整体来看，无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面我国的塑料注塑模具工业都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。
高低端塑料水杯产品的差价在10倍以上，对于产品质量的控制也要加强。
由此而造成对于一些中高档塑料模具供不应求。
同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，对模具材料、设计水平及加工设备均有较高要求，并不是人人都可以轻易涉足的。
专家认为，目前中国与国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约塑料模具产业发展的三大瓶颈：
一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。
本课题研究的意义和价值
水杯盖的注塑模设计作为注塑模设计的一个典型，同时又有很大的实用价值，通过对它的研究对于提高模具设备的整体水平具有重要意义。
对模具设备的智能化、自动化、准确度、专业化都有着很大的意义。
而目前我国模具行业理论和实际应用与先进国家相比还有着一定的差距。
通过研究实验转台提高设备水平为理论研究和实际应用提供工具保障。
促进和推动了我国模具cad/cam技术的发展。
有利于理论与实践的双向发展。
同时通过本课题的研究为模具设计的更新换代和前进发展打下一定的基础。
同时在前人研究的基础上完成分形面、靠破孔、浇注冷却系统、抽芯机构、推出机构设计，使得本人具有综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题的能力。
使得理论认识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。
为以后的工作打下一定的基础。
本课题的基本内容，预计解决的难题
本课题的基本内容:
1.根据材料的特性及制品的结构对制件进行工艺分析，制定设计方案：
塑料盖直径较大，在设计中应注意注射机选择和型腔数的确定，以免锁模力不够。
然后确定注射机型号及分型面，型腔排放位置、模具类型等。
2.进行模具设计：
根据计算确定模具各部分尺寸，选择分形面，设计浇注系统，选择模架和零件。
绘制模具装配图、零件图。
3.尽量优化设计方案，避免出现飞边、溢料等质量问题。
探讨一下塑料模CAD/CAM/CAE，了解计算机软件在模具设计中的应用。
预计解决的难题:
注塑成型的工艺参数的确定以及分型面、主流道、浇口、分流道、推杆、导柱、推板等部分的机械结构设计
课题的研究方法、技术路线
研究方法
要完成塑料水杯盖模具设计的各个方面，包括水杯盖外形的设计，注塑材料的选用，注塑机的选用，成型部分、浇注系统、结构零件、导向零件、紧固零件的模具设计，抽芯机构的设计。
避免设计时候的各种禁忌。
同时需要充分考虑各个部分间的关系，分配功能时既要充分体现各组成部分的优势，又要考虑到各组成部分工作时序上的协调。
技术路线
资料收集→总结整理→计算数据→初步设计画出草图→修改草图→计算机绘图→校核强度→设计必要的辅助机构→编写说明书→反馈与完成
第1章产品说明
1.1外形的尺寸
该塑件为圆角矩形[10]，平均壁厚为1mm，中心薄壁处为1mm。
无孔，结构较简单，适合于注射成型。
1.2精度等级[4]
零件图中重要的尺寸有80±0.01、R1±0.01、30±0.01、1.5±0.01、4.5±0.01、20±0.01，等，其余未标尺寸误差为辅助尺寸对照附表C、附表B（GB/T14486—1993），知道这些尺寸的公差等级在2级以上，为高精度等级，其他属一般精度等级。
关于塑件的尺寸精度和公差的国家标准GB/T14486-1993中PP公差等级的选用如表1-1
材料代号
材料名称
公差等级
标注公差尺寸
未注公差尺寸
高精度
一般精度
pp
聚丙烯
MT2
MT3
MT5
塑件公差等
综合考虑上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本设计塑件的尺寸精度为一般精度MT3。
1.3PP的性能分析
（1）使用性能
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0C以上时非常脆，许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段共聚物。
共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的维卡软化温度为150℃。
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1~40。
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1.8~2.5%。
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）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。
密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件、盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。
（2）成型性能
1）结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。
2）流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形。
3）冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形。
4）塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中[9]。
第2章注塑机的选择
2.1初步选定注射机
2.1.1注射量的计算
注塑件设计如下
通过计算得塑件体积：
VOLUME=8.6029983e+04MM^3
本模采用一模两腔结构。
3.2注射机的相关参数选择校核
每一次注入模具型腔的塑料总体积VOLUME=8.6029983e+04MM^3
注射机V机=V总/0.8=389.4/0.8=486.75cm3[11]，选定注射机型号为BattlefieldBC_T_1500/630其主要技术参数见表1.1.
表2.1注射机主要技术参数
理论注射量/cm3
1000
最大模具厚度/mm
700
螺杆直径/mm
85
最小模具厚度/mm
300
注射压力/MPa
121
模具定位孔直径/mm
150
锁模力/KN
4500
喷嘴球半径/mm
18
拉杆内间距/mm
650×550
喷嘴口孔径/mm
7.5
最大开模行程/mm
700
注射压力校核一般塑件的成型压力在70~150MPa范围内，该注射机的公称注射压力P公=121MPa，所以注射压力合格。
2.2设备的型号及选择
2.2.1注塑成型工艺
注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。
它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到流动状态，在注射机的柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速，通过喷嘴和闭合模具的浇注系统而充满型腔，经过一定的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成型的塑件。
2.2.2注射机的选用
1）注射机类型的选择
根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量，选择卧式螺杆注射机。
2）注射机型号的确定
注塑机的型号是根据塑件的外形尺寸、质量大小及型腔的数量和排列方式来确定的。
在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，应对模具所需塑料注射量、注射压力、塑件在分型面上的投影面积、成型时需用的锁模力、模具厚度、拉杆距离、安装固定尺寸及开模行程等进行计算，这些参数都与注塑机的有关性能参数密切相关，如果两者不匹配，则模具无法安装使用。
因此，必须对两者之间有关参数进行校核，并通过校核来设计模具与选择注射机型号。
2.2.3按照预选腔数选用注射机
模具所需塑料熔体注射量
式中
------一副模具所需塑料的质量或体积（g/cm3）;
-------初步选定的型腔的数量；
------单个塑件的质量或体积（g/cm3）;
------浇注系统的质量或体积（g/cm3）;不同型号的注射机安装部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装
第三章成型零件的结构设计
3.1凹模的结构
（1）整体式凹模
直接在模架板上开挖型腔。
其优点是加工成本低。
但是，通常模架的模板材料为普通的中碳钢，用做凹模，使用寿命短，若采用好的材料模板制作整体凹模，则制作成本高。
通常，对于成型1万次以下塑件的模或塑件精度要求低，形状简单的模具可采用整体式凹模结构
3.2凸模的结构
嵌入式凸模
主要用于圆形、方形等形状比较简单的型芯。
最常使用的嵌入形式是型芯带有凸肩，型芯嵌入固定板的同时，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再垫上垫板，并用螺钉将垫板和固定板连接。
第四章浇注系统的设计
4.1确定浇注系统的设计原则
在设计浇注系统时，首先选择浇口的位置，浇口位置选择恰当与否，将直接关系到塑件的成型质量及注射过程是否能顺利进行。
浇道及浇口位置的选择应遵循以下原则：
（1）设计浇注系统时，流道应尽量减少弯折，表面粗糙度为
。
（2）应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对称。
（3）单型腔塑件投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，不然会造成注射时模具受力不均。
（4）设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上不留痕迹。
（5）一模多腔时，应防止将大小悬殊的塑件放在同一副模具中。
（6）在设计浇口时，避免塑料熔体直接冲击小直径型芯及嵌件，以免发生弯曲、折断或移位。
（7）在满足成型排气良好的前提下，要选取最短的流程。
这样可缩短冷却时间。
（8）能顺利地引导塑料熔体填充各个部位，并在填充过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内地气体顺利排出模外。
（9）在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却时间及成型周期。
（10）若是主流道型浇口，因主流道处有收缩现象，若塑件在这个部位要求精度较高时，主流道应留有加工余量或修正余量。
（11）浇口的位置应保证塑料熔体顺利流入型腔，即对着型腔中宽敞、厚壁位。
（12）尽量避免使塑件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在塑件不重要的部位。
4.2主流道的设计要点
4.2.1主流道的设计
主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。
由于主流道与熔融塑料和注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式固定在定模板上。
主流道的基本结构和安装形式如图5－1所示。
1）主流道形状尺寸的确定
流道的形状一般为圆锥形,某小端直径应大于注塑机出口直径的0.5～1左右其锥角一般要2°～4°,主流道大径和小径尺寸经查阅《实用模具设计与制造手册》，查得主浇道尺寸如表4-1
符号
名称
尺寸
d
主流道小端直径
注射机喷嘴直径＋（0.5～1）
SR
主流道球面半径
喷嘴球面半径＋（1～2）
h
球面配合高度
3～5
a
主流道锥角
2○～4○
L
主流道长度
尽量≤60
D
主流道大端直径
d＋2L·tg
表4-1主流道部分尺
（mm）
计算主流道尺寸：
d=3＋1=4mmSr=10+1=16mm
h=4mma=2○
L=40mmD=d+2L·tg
≈5mm
4.2.2交口位置的选择
模具设计时，浇口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，在开设位置对塑件成型性能及质量影响最大，因此合理选择浇口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。
第五章成型原部件的结构设计与计算
5.1成型零件的结构设计
5.1.1成型零件的工作尺寸计算
成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有凹模、型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽）、型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸、型芯和型芯之间的中心距尺寸等。
任何塑件都有一定的集合形状和尺寸精度的要求，如有配合要求的尺寸，则精度要求较高。
在模具设计时，应根据塑件的尺寸精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。
影响塑件尺寸精度的因素相当复杂，这些因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。
影响塑件工作尺寸精度的主要因素有如下几个方面。
塑件收缩率所引起的尺寸误差，材料采用最大收缩率0.8%，最小收缩率0.3%，平均收缩率0.55%的ABS。
模具成型零件的制造误差。
模具成型零件的磨损。
模具安装配合的误差。
一般情况下，前三点是影响塑件尺寸精度的主要因素。
常用按平均收缩率、平均磨损量和模具的平均制造公差为基准计算模具成型零件尺寸。
5.1.2型芯的尺寸计算
类别
塑件基本尺寸
计算公式
模具尺寸
型腔尺寸计算
Hm
Hs=50
Hm=（Hs+Hs.
-2/3Δ）0+δz
500+0.17
Lm
Ls=67
Lm=（Ls+Ls.
-3/4Δ）0+δz
670+0.17
Lm
Ls=47
Lm=（Ls+Ls.
-3/4Δ）0+δz
470+0.17
型芯尺寸计算
Lm
Ls=47
Lm=（Ls+Ls.
+3/4Δ）0-δz
45-0.170
Lm
Lm=67
Lm=（Ls+Ls.
+3/4Δ）0-
65-0.170
Hm
Hs=50
Hm=（Hs+Hs
+2/3Δ）0-δz
49-0.170
中心距
Cm
Cs=9
Cm=（1+
）Cs
δz/2
48
5.2和模导向定位机构
导柱与导柱孔之间采用间隙配合H7/f7，而导柱与安装固定孔之间采用的是过渡配合H7/k6，导套与安装固定孔之间也是过渡配合H7/k6（固定方式如图3-5）。
该导柱采用T8A材料，淬火后硬度为HRC50～55。
导柱的工作表面的粗糙度一般不大于Ra0.63～1.25μm。
5.3模架的确定
1）标准模架的选用
以上的设计内容确定之后，模具的基本结构形式已经确定，根据所定内容确定选用标准模架A2。
这种形式的模架适用于薄壁壳体类塑件的成型以及脱模力大，塑件表面不允许留有推出痕迹的注射成型模。
2）模架的尺寸确定
模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度和刚度的条件下，结构越紧凑越好。
本设计根据塑件在分型面上投影面积或周边尺寸（型腔不带嵌件），以塑件布置在推杆推出范围之内及复位杆与型腔保持一定距离为原则来确定模架大小。
塑件投影宽度
塑件投影长度
式中常数10——为推杆与垫块之间的双边距离；
20——为复位杆与型腔之间的双边距离。
本设计中，
得
，所以B＝250，d＝15；
得
，所以L＝400。
故所选模架为B×L＝250×400，A2型模架
经查《实用模具设计与制造手册》得模架部分参数[14]：
定模底板的厚度：
20mm；
定模的厚度：
63mm；
动模的厚度：
40mm；
支撑板的高度：
80mm；
垫块的高度：
63mm；
动模底板的厚度：
32mm。
结 论
本设计首先说明了塑料工业的重要地位和当今注塑模具的现状，随着经济的发展，塑料工业将继续呈现蓬勃发展之势。
其次介绍了注塑件的一般设计原则，对塑件的特征如倒圆角、加强筋等做了说明，从实际来看，几乎所有的注塑件都遵循这些原则。
在做好注塑成型的准备工作之后，接着介绍了模具设计的内容，冷流道注塑模具无外乎包括四大系统：
浇注系统、温度调节系统、顶出系统和机构系统（其实也可以归为顶出系统，该系统如斜导柱、滑块和开闭器等）。
在浇注系统的设计中根据经验公式取流道横截面形状，确定浇口尺寸，对流道剪切速率进行校核；温度调节系统说明了设计的一般步骤，确定冷却时间，计算体积流量等；顶出系统着重说明了推杆，推管的安装要求，并进行强度校核；该模具属于简单脱模机构，无滑块抽芯机构，也无开模先后顺序的要求，做完这些工作之后，该模具的设计到此结束。
在设计的过程中发现经验公式有不一致的地方，不同公式的计算结果有的相差很大，特别是在温度调节与脱模力的计算这两块。
在完成图纸之后发现塑件的设计有的地方是不合理的，比如说壁厚，虽然有经验可循，但从实际中看显然本设计的塑件壁厚过大；还有就是推管处的设计不合理，按该塑件加工，则标准推管需要再加工；从这里可以知道，注塑件的设计与模具设计关系密切，好的塑件结构可以简化模具结构，降低生产成本。
谢辞
本文是在导师的悉心指导下学习到的技术还是明白的为人处世的道理，虽然课程设计已经结束了，但是课程设计留给我的东西，都是我一生都受用不尽的。
在课程设计中，我得到了他们的悉心指点，我真的万分感谢。
同时，我也非常感谢大学里所有关心和教育过我的老师，你们教导我的话语，我一直铭记心中，并将激励我在将来的生活中不断的努力。
在本论文完成之际，谨向辛勤指导过我的导师和帮助过我的同学表示诚挚的敬意和由衷的感谢！
在老师的指导下,对模具设计有一定程度的认识.加上课外书籍的阅读和参观实习，对模具的了解越来越多,这次毕业设计给了我一个很好的学习机会,我搜集了大量的资料.在图书馆借了数本有关注塑料模方面的书，认真仔细地看过多遍，并且做了笔记.这都为我以后的设计工作打
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