热固性塑料线圈骨架模具设计毕业设计说明书..

毕业设计说明书

课题名称: 热固性塑料线圈骨架模具设计

系别信息控制与制造系

专业计算机辅助业设计

班级 xx

姓名 xx

学号 xx

指导教师 xx

起讫时间：xx 年xx 月xx日～xx年xx月xx 日（共xx 周）

前言

现代模具工业有“不衰亡工业”之称。模具是以特定的结构形式通过一定的方式使

材料成形为制品的工具产品，是工业生产基础工艺装备，以其生产制件所表现的高精

度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低耗能耗材，越来越引起各级政府和国民

经济各产业的重视，特别是轻工、电子、机械、通讯、交通、汽车、军工等部门，如

果没有模具就很难生产和发展产品；如果不能及时供应模具，就会影响生产的发展；

人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，

已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志

塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济

领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、

水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于

生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为“效益放

大器”。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志。

本次设计所用的材料是不饱和聚酯树脂（PT310）不饱和聚酯树脂在热固性塑料中占

有重要地位。其发展速度超过其他热固性塑料。应用范围是广泛的，在建筑、冶金、

化工、印染、交通、电气等领域都被大量使用。

成型工艺性好，适用于手糊、浇铸、模压（SMC、BMC）喷射、拉挤、缠绕、RTM

等成型方法。

不饱和聚酯树脂性能特点：

1.工艺性能优良。这是不饱和聚酯树脂最大的优点。可以在室温下固化，常压下成型，工艺性能灵活，

特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。

2.固化后树脂综合性能好。力学性能指标略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂。耐腐蚀性，电性能和阻

燃性可以通过选择适当牌号的树脂来满足要求，树脂颜色浅，可以制成透明制品。

3.品种多，适应广泛，价格较低。

4.缺点是固化时收缩率较大，贮存期限短，含苯乙烯，有刺激性气体，长期接触对身体健康不利。

目录

一、简述课题情况…………………………………

二、设计方案综述…………………………………

三、模腔布局及符合强度成型零件毛坯大小确定…………

四、分型面的设计…………………………………

五、确定模架…………………………………

六、浇注系统设计…………………………………

七、抽芯机构设计…………………………………

八、推出机构和导向机构设计…………………………

九、注射机的选择与参数校核…………………………

一简述课题情况

本次设计零件的尺寸：见图1

图1

本次设计所用的材料是不饱和聚酯树脂（PT310）该塑料具有耐漏电起痕指数高，耐电弧性能好，电气性能优异，缺口冲击强度高，阻燃、耐热性能好，吸水性很小，制品尺寸稳定性好等特性，主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中。

二设计方案综述

本次设计的塑料件的几何形状有侧孔，与塑件脱模方向垂直，这就会阻碍塑件成型后直接脱模，必须设置抽心机构，把侧孔的模具零件做成活动的这种零件就是侧型芯。在塑件脱模前必须先抽出侧型芯，然后再从模具中推出塑件，这样塑件才能顺利脱模。塑件的内外表面质量要求较高，不准有斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺陷，以及表面光泽性和表面粗糙度要求较高，这就需要让我们考虑适合用什么浇口浇注，浇口的形式有多种，由于这幅模具是一模十二件，在这里就选用侧浇口，模架就选A2型模架。由于塑料件的形状，推出机构在这里就采用顶片顶出。其塑件形状见图（2 ）

图2）

三模腔布局及符合强度成型零件毛坯

由参考书得：凹模侧壁的厚度t一般取塑件长边或直径的0.2倍再加上17mm

t=0.2L+17=0.2*32.1+17=6.42+17=23.42mm

一般制品在布局时要求模具的中心与注射机的锁模中心重合。对于一模多件的模具结构，在浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、保证模具正常工作的前提下，应尽可能使得模具对称、均衡、取件方便；一般制品的中心与模具中心尽可能重合，或浇口位置与模具中心重合。由于本制品要求一模十二件，为了力求对称布置，本次设计把型腔分成两边布置，每边六个，模腔布局见图（3）

图（3）

由图（2）可知：长=32.1*6+24*6+48=192.6+144+48=384.6mm

宽=25.48*2+54.52+24*2=50.96+54.52+48=153.48mm

为了保证型腔的强度必须有一个足够的底板厚度，由参考书得底板厚度的计算公式为

h=(0.07-0.08)b=(0.07-0.08)*384.6=26.922-30.768mm (b为长边)

在这里底板厚度h取30mm

四分型面的设计

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。

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。

本次设计所选的分型面见图（4）

图（4）

五确定模架

模架是设计制造塑料注射模的基础部件，模架已有国家标准，由专业厂家生产，中小型模架的周界尺寸范围不大于560mmx900mm.由以上的计算数据可以确定模架的大小，模架类型是A2型模架，选用标准模架周界为330mmx450mm,其大小见图（5）

（5）

定模座板：400mmx450mmx30mm

定模板：330mmx450mmx50mm

动模板：330mmx450mmx40mm

支撑板：330mmx450mmx45mm

垫块：58mmx450mmx70mm

动模座板：400mmx450mmx30mm

模具的闭合高度H为：265mm

六浇注系统设计

浇注系统设计应以下原则：

1）适应塑料的工艺性。

2）排气良好

3）流程要短，压力损失小，利于熔体填充。

4）避免料流直冲型芯或嵌件。

5）修剪方便，修剪后痕迹小。

6）防止塑料制品变形。

7）浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。

8）利于高分子取向，改善制品质量。

9）浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称。

根据制品结构和几何形状，采用侧浇口进料，浇口的位置选择在制品的上端外侧面，主流道进入端直径为3.17mm，末端直径为5.85mm,锥度取1.5度，浇注系统如图（6）所示

（6）

分流道的布置分为平衡式流道系统和非平衡式流道系统.

平衡式流道系统，即在整个流道系统中，所有流动路径的形状、尺寸和长度都相同，因而每条路径中熔体的流动特征相同，因此各个型腔的热平衡和塑料流动平衡，保证各个型腔同时均衡地进料。

非平衡式流道系统，即主流道至各个型腔的分流道长度各不相同，因而熔体在每条流道中的流动阻力也就不会相同。要使每个型腔成型出的塑件具有相同的质量，必须通过改变各型腔的浇口尺寸来保证各个型腔以相同的充填压力并同时充满。

由于本次设计是一模十二件，不可能采用平衡式流道系统，因为不能排布平衡式布置，只能采用非平衡式布置，只能通过改变各型腔的浇口尺寸来保证各个型腔以相同的充填压力并同时满足。浇口的大小由离中心距离的远近决定，离中心距离由近到远浇口大小依次是0.6mm、0.8mm、0.9mm.如图（7）所示

.

（7）

七抽芯机构设计

当塑件侧壁带有与开模方向不同的孔、凹槽、凸台等阻碍成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或侧凹的模具零件做成活动的，这种零件称为侧型芯（俗称活动型芯）。

由于制品中有多处内凹的结构，不能采用简单的脱模机构，在脱模时需要考虑采用侧向抽芯机构，为了保证侧向脱模机构的正常工作，本次设计采用斜导柱抽芯机构。斜导柱抽芯机构是最常见的一种抽芯机构，它具有结构简单，制造方便，安全可靠的特点。为了保证成型时

型芯处于正确的位置，结构中还设置了一个楔紧块，为了保证其强度楔紧块就与定模板做成一体。为了保证再次合模时，斜导柱可以准确地插进滑块的斜孔中，必须设置限位装置，本次设计的是用钢球限位。斜导柱与开模方向的斜角一般取15-20度，最大不超过25度，由于本次抽芯距比较大，所以斜导柱的斜角就取大一点，在这里就取21.9度。完成抽芯距S=25.93mm所需的开模行程H=63.15mm。抽芯机构的设计如图（8）所示

（8）

八推出机构和导向机构设计

1）推出机构

推出机构的类型包括简单推出、复合推出、二次推出、双推出等。推出机构设计的原则是：尽可能使制品留在动模，以便于脱模；保证制品不变形不损坏；保证制品外形良好；结构动作可靠，具有一定的强度和刚度，特别是细小推杆的稳定性。

本次设计所用的推出机构是顶片，是由顶针演化而来的。它是专为制品设计的顶片，顶片的最顶端是根据制品的底端圆弧制成的，半径跟制品底端半径相同。上半部分做成和制品的壁厚一样的薄片，中间由圆弧过渡，下面就和顶针一样了。顶片的结构见图（9）

（9）

本次设计采用如图所示的顶片24根，其中每个型腔均有2根顶片作用在成型面上。可确保制品在顶出过程中不变形、不损坏的要求。推出行程较小（约17mm）模具高度低。

2）导向机构

导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件。合模导向装置主要有导柱导向和锥面定位两种类型。本次设计采用导柱导向。

导柱导向机构设计要点：

小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布

置的形式。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不

等径对称布置的形式。

直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；Ⅰ型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；Ⅱ型带头导套主要应用于推出机构的

导向中。

导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离δ一般取导柱固定端的直径的1~1.5倍；其设置位置可参见标准模架系

列。

本次设计采用四根导柱导向，其导柱形状见图（10）

图（10）

导套形状如图（11）所示

图（11）

九注塑机的选择与参数校核

为了保证制品有较高的形状和尺寸精度，应避免制品脱模后发生较大的翘曲变形，采用螺杆预塑式注射机。这类注塑机的注射压力大，预塑温度均匀，塑化能力可以调节，适应性强。本次设计选用注射机型号为XS-ZY-125的注射机，其主要技术参数如下：

最大注射容量为192立方厘米；注射压力为150Mpa；锁模力为900KN；最大注射面积为360平方厘米；最大模具厚度为300mm；最小模具厚度为200mm；模板最大行程300mm。

根据上述所选注射机进行参数校核。

1）锁模力的校核

按F>KpA分公式校核锁模力。

其中，F为注射机的最大锁模力；p为模内平均压力（型腔内熔体的平均压力）；A分为所有制品、流道和浇口在分型面上的投影面积之和。K为压力损耗系数，一般取1.1-1.2。

由于制品材料为pt310，是热固性塑料，查相关资料得：p为30-40Mpa，这里就取p=35Mpa 进行校核

A分是分型面上的投影面积，经计算（可利用软件的分析功能进行计算），得到单个塑件的投影面积为425平方厘米，由于本次设计是一模十二件，则十二个制品的投影面积为5100平方厘米，浇注系统的投影面积约为所有塑件投影面积的百分之十，即浇注系统的投影面积约为510平方厘米，则分型面上的投影面积为5610平方厘米。

因此：KpA分=1.1x35000000x0.00561=215985N=216KN

F=900kN>216kN

所以，注射机的锁模力足够，满足锁模要求。

2）注射量的校核

经计算（可利用软件的分析功能进行计算）得到单个塑件的体积为4.09立方厘米，则塑件的总体体积为49.08立方厘米，浇注系统的体积约为5立方厘米，因此，模具中塑件和浇注系统的总体积V为54.08立方厘米。

注射机的注射量为192立方厘米，按校核公式取注射机的0.8倍，即为153.6立方厘米大于总体积V等于54.08立方厘米，满足注射成型的要求。

3)合模机构尺寸的校核

<1>模具厚度的校核

注射机允许安装的模具最高厚度为300mm；注射机允许安装的模具最小厚度为200mm.

模具实际厚度H=定模座板厚+型腔板厚+型芯固定板厚+支撑板厚+垫块厚+动模座板厚=30mm+50mm+40mm+45mm+70mm+30mm=265mm

显然，注射机允许安装的模具最小厚度<模具实际厚度H<注射机允许安装的模具最大厚度，模具厚度满足要求。

<2>开模行程的校核

按开模取件的最小开距进行校核。该模具的浇注系统为侧浇口形式，单分型面注射模，可按下式校核：

S>H1+H2+(5-10)mm

其中，注射机最大开模行程S为300mm；制品的推出距离H1为17mm；制品的总高度H2为39mm.

H1+H2+(5-10)=17+39+10=66mm

显然，注射机最大开模行程S>66mm,模具的开模行程足够。

小结

时间过的真快，大学三年的读书生涯即将结束，现在已经在做毕业设计了，就意味着马上要离开学校走上工作岗位。

我毕业设计选的是塑料模，做热固性塑料线圈骨架注射模设计。本次设计要求一模十二件，制品尺寸精度要求较高，在外形上看制品结构简单，但对模具制造要求较高。重点解决热固性塑料的成型特性，了解模具设计过程中的注意事项。在这次毕业设计过程中，我的指导老师是刘老师。刘老师对我们学生非常好，在他布置课题给我们的那天，他就让我们明确自己的课题，认真仔细的去完成，有什么不懂的都可以去问他，而且还让我们经常和他联系，可以让他知道我们做毕业设计的进度。

塑料模是上学期学的，而且在上学期期末时还做过课程设计，所以对怎么设计一副模具还是有那么一点点思路的，要想设计一副模具，首先应该做什么，接着做什么，怎么一步步做下去还是有一点点会的，不过在设计的过程中还是会遇到许多问题，在自己解决不了的情况下，，在这次毕业设计中，我在画图过程中也遇到了许多问题，这些问题是我自己平时不知道的，在这次画图中都表现出来了，有的通过自己慢慢画解决了，有的自己还是解决不了，就只能去问老师或是同学，通过这样一点点的解决，在这次毕业设计中我对画图软件又有了更深的理解，一些以前不清楚的问题，在这次设计中体现出来，然后解决掉。这样我又有了许多进步，为我以后工作打下坚实的基础。在这次设计中也让我学到一些画图标准，以前画图有些随便，这次可不能随便了，在图上应该怎么画就应该怎么画，不能随便乱画，这对我画的图有了规范，那我以后画图就会规范了，在这次毕业设计中让我记忆深刻的是模具流道的布置，没去做之前，想想比较简单，主流道两边每边六个型腔就可以了，后来去做这个流道设计，就没这么简单了，我们一般都采用平衡式流道系统，模具不可以采用平衡式流道系统，只能采用非平衡式流道系统，只能通过改变各型腔的浇口尺寸来保证各个型腔以相同的充填压力并同时充满。在这次毕业设计中，我又对许多知识进行了复习，有些书上以前不怎么清楚的，通过这次设计也有了了解，对书本上的一些知识也有了一个新的认识。

很感谢学校给我们安排了这次毕业设计，让我在离校之前对所学的知识进行了一次运用，让我清楚的知道自己到底学的怎么样，并且在这次毕业设计中我有学到了一些知识，有些是以前没学好的，有些是没遇到过的。这为我以后的工作打下坚实的基础。