球形顶盖注塑模具设计

毕业设计说明书毕业设计题目：球形顶盖注塑模设计系部材专业班级学生姓名学号指导教师原红玲顶盖塑料模设计设计题目：顶盖产品造型与模具设计图1球形顶盖零件图第一章：模塑工艺规程的编制该塑件是顶盖产品，其零件图如图1所示。

本塑件的材料采用尼龙1010，生产类型为大批量生产。

1.塑件的工艺性分析1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用尼龙1010，属热塑性塑料。

从使用性能上看，尼龙1010 是半透明，吸水小，耐寒性较好，坚韧﹑耐磨﹑耐油﹑耐水，抗霉菌，但吸水性大；从成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大。

受热时间不宜超过30min，料温高则收缩大，易出飞边，收缩小，取向性强，注射压力低易发生凹痕，波纹。

成型周期按塑件壁厚而定，厚则取长，薄则取短，为了减少收缩，凹痕﹑缩孔，一般宜取低模温﹑高注射压力的成形条件，以及采用白油作脱模剂; 尼龙1010的主要技术指标：密度是1.1kg/dm ﹑比体积是0.96dm /kg﹑吸水率是0.2～0.4﹑收缩率是1.3～2.3s﹑熔点是205t/ c﹑热变形温度是55 c﹑抗拉屈服强度是62Mpa﹑拉伸弹性模量1.8×10 Mpa﹑抗弯强度88Mpa﹑硬度9.75HB﹑击穿强度20KV/mm。

1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形，由于制品内部具有圆形突起，故采用哈夫块结构使制品脱模，制品脱模阻力较大，故采用二次顶出机构。

该零件属于中等复杂程度.1.2.2尺寸精度分析由制件可知，此制件为未注公差尺寸，选用公差等级为MT5级（GB/T14486—1993）。

由以上的分析可知，该零件的尺寸精度中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。

从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。

1.2.3表面质量分析该零件的表面没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。

综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。

2.计算塑件的体积和质量计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。

计算塑件的体积：V=59643mm3过程：V=大圆盖的体积+小圆柱的体积+圆锥形的体积+圆桶形的体积大圆盖的体积=π×50²×5=39270mm3小圆柱的体积=π×3²×61=170 mm3圆锥形的体积=π×9.5²×3=851 mm3圆桶形的体积=π×14×5×88=19352 mm3V= 59643mm3计算塑件的重量：根据设计手册可查得尼龙1010的密度为ρ=1.1kg／dm3故塑件的重量为：ρW=V= 59643×1.1×10-3= 65.6g采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机SZ-200/1000型。

3.塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，尼龙1010的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。

选用190～2100c；料筒温度：后段温度t1选用200～2200c；中段温度t2选用210～2300c；前段温度t3喷嘴温度：200～2100c；注塑压力一：选用40～100Mpa；注塑时间：选用20～90s；保压压力：选用 65Mpa；保压时间：选用0～5s；冷却时间：选用20～120s；总周期：选用45～220s；后处理方法：采用油﹑水﹑盐水；后处理温度： 90～100t/0c;后处理时间：4h。

说明3.1：预热和干燥均采用鼓风烘箱。

3.2：凡潮湿环境使用的塑料，应进行调湿处理，在100～1200c水中加热2～18h。

4：塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为SZ-200/1000型。

查材料知：理论注射量：2103cm；螺杆（柱塞）直径:42mm;模具定位孔直径：125mm注射压力：150MPa；注塑行程：300mm;注射方式：卧式；合模力:1000kN；模板最大行程：685mm;模具最大厚度：350mm;模具最小厚度：150mm;第二章：注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择﹑模具型腔数目的确定﹑型腔的排列方式﹑冷却水道布局﹑浇口位置设置﹑模具工作零件的结构设计﹑侧向分型与抽芯机构的设计﹑推出机构的设计等内容。

2.1分型面选择制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。

因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的），生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。

制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件(含嵌件)的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。

这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。

但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。

选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量,无损塑件外观、设备利用合理。

所以，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。

根据以上规则，该塑件为球形顶盖，表面质量无特殊要求，球面可以保持壁厚均匀一致，增加了塑件的美感。

此外，该零件高度为26mm，且垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，若选择如图2所示水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。

故选用如图2所示的分型方式较为合理。

这样有利于成型后，塑件的脱模。

还有利于注塑时塑料产生气体的排放。

图22.2确定型腔的数目及排列方式本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。

综合考虑浇注系统，模具结构图52.4抽芯机构设计本模具没有特殊结构，无须进行侧向抽芯机构设计。

2.5推出机构设计由于模具脱模阻力较大，所以采用推件板一级脱模，顶杆二级脱模结构设计。

如图6所示：图62.6成型零件结构设计2.6.1凹模的设计本副模具采用型腔板凹模组合结构，制件结构不很复杂，模具牢固，不易变形，适用用于本制件的模具。

如图7所示：图7材料选用T8A, 硬度在50HRC以上.加工可以直接用铣刀铣出，也可以用成型电极。

为了节约成本。

在这里选用铣刀铣。

2.6.2 凸模和型芯的结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品内表面的成型零件。

凸模也称主型芯，用来成型塑件整体的内部形状。

小型芯也称成型杆，用来成型塑件的孔或槽。

本模具采用圆柱型芯和两分半模芯的组合结构。

该结构节省了大量的优质模具钢，便于机加工和热处理，也便于定模与动模对准。

凸模结构图如图8：五章：模具闭合高度确定在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模板厚度H1=32mm，定模推板厚度为H2=10mm，型腔板厚度H3=32，型芯固定板厚度为H4=32mm，推件板厚度为H5=32mm，支撑板厚度H6=50，垫块厚度H7=80mm动模板厚度H8=32mm如下图所示：5.1计算模具的闭合高度：H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5+H6+H7+H8=32＋10＋32＋32＋32＋50+80+32=300mm5.2．校核注塑机的开模空间150mm<300mm<350mm （模具符合注塑机的要求）第六章：注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为450mm×355mm×300mm, SZ-200/1000型注塑机模板最大安装尺寸是685mm×550mm。

由于上述计算的模具闭合高度为300mm，SZ-200/1000型注塑机的最小模具厚度为150mm，最大模具厚度为350mm从A分型面打开，当浇注系统凝料完全从主流道衬套脱出时，限位螺钉13使定模推板11停止后退，B分型面打开。

当浇注系统凝料完全脱落时，链条21拉动型腔板10使模具从C分型面打开。

动模继续后退，当推板32碰到注塑机顶杆时，顶杆29、33、34推动推件板9、塑件和分半型芯8一起移动，D分型面打开，完成第一次顶出。

当塑件脱离主型芯7时，钢球27脱离顶杆29，推件板停止移动，顶杆33、34继续移动，完成第二次顶出。

分半型芯在模外手动取出。

合模时，分半型芯靠第八章：模具主要零件加工工艺规程的编制这里对凹模的加工工艺进行分析。

凹模的加工工艺过程见下表表凹模的加工工艺过程机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号10产品名称凹模零（部）件名称凹模共（1）第（1）页材料牌号T8A毛坯种类板料毛坯外型尺寸500X400㎜每个毛坯可制件数1每台件数1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件05 下锯割下料455㎜×下料锯床0.5料360㎜车间15 热处理退火热处理车间热处理炉1020 车削车端面450达尺寸；车端面355，留磨量0.5㎜；车右端面，留磨量0.2㎜；掉头车左端，留磨量0.2㎜，钻锥型孔；模具车间车床 525 铣削铣分流道至要求，铣Φ100孔球面致要求模具车间230 热处理淬火并回火达54~58HRC热处理车间635 内外圆磨以外圆Φ100为基准，磨球型孔达到要求模具车间240 钳研磨Φ100孔底及R0.5达图样要求模具车间2设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号第九章结束语三年的大学生活即将结束，而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。

在学校中，我主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而毕业设计就相当于实战前的一次总演练。

毕业设计不但把我以前学的专业知识系统的连贯起来，也使我在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。