毕业设计塑料模具设计

绪论近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。

从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。

目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。

模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。

因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。

在模具成型中，塑料成型占很大的比重。

由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。

根据业内专家预测，今年中国塑料模具市场总体规模将增加13%左右，到2005年塑料模具产值将达到460亿元，模具及模具标准件出口将从现在的9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。

相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。

中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在。

按照我国国家标准，模具共分为10大类46个小类，塑料模具是10大类中的l个大类，共有7个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。

塑料模的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大发展。

但就总体来看，与国民经济发展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的塑料模具每年仍大量进口。

据悉目前全世界年产出模具约650亿美元，其中塑料模具约为260亿美元。

我国1999年模具总产值245亿元．其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。

七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的80%左右。

塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。

目前国内年需塑料模具约130-140亿元，真中有30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。

大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。

随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。

在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。

对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。

经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。

在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。

并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。

在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。

由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。

第1章：模塑工艺规程的编制该塑件是罩盒产品，其零件图如图1-1所示。

本塑件的材料采用H D P E，生产类型为大批量生产。

1-1制件图1.1塑件的工艺性分析1.1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用H D P E，属热塑性塑料。

从使用性能上看，熔点，刚性，硬度和强度高，吸水性小。

有突出的电气性能和良好的耐辐射性。

从加工性能上看，模具型腔应干洁，流动性极好，溢边值0.02m左右。

收缩率范围大.收缩值大.取向性明显.易变形.翘曲.结晶度及模具.冷却条件对收缩率影响大.应控制模具.保持冷却均匀.稳定。

冷却速度慢.必须充分冷却.应设冷料穴.模具应设冷却系统。

加热时间不应过长。

H D P E的主要技术指标：密度是0.94—0.96g/c m3﹑比体积1.03—1.06c m3/g﹑收缩率是 1.5～3.6s﹑热变形温度是550c﹑抗拉屈服强度是22--30M p a﹑拉伸弹性模量0.84—0.95G p a﹑抗弯强度27--40M p a.1.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.1.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为长方形。

在长度方向的一侧有两个高度5m,下半径为5m m.上半径为 3.5m m的凸台.在高度为8m,零件属于简单零件，凸模设在动模上，凹模设在定模上,就可以顺利脱模。

1.1.2.2尺寸精度分析所有尺寸公差按S J1372—78的4级精度。

由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。

聚乙烯壁厚范围（0.80—4.0）m m,从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3m m,壁厚均匀,符合H D P E的最小壁厚原则，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺寸较小，H D P E的强度较大不需增设加强1.1.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷﹑毛刺，内部不得有导电杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。

综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.1.2计算塑件的体积和质量计算塑件的质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=35.68c m3计算塑件的质量：根据设计手册可查得H D P E的密度为ρ=0.95k g/d m3 塑件质量：M=Vρ=35.68×0.95g=33.896g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X S—Z Y—125型。

1.3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，H D P E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140～1600c；料筒温度：后段温度t1选用140～1600c；中段温度t2选用170～2000c；前段温度t3喷嘴温度：170～2000c；注塑压力一：选用60～100M p a；注塑时间：选用15～60s；高压时间：选用0～3s；冷却时间：选用15～60s；总周期：选用40～30s；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：高压聚乙烯成形条件除模温宜30~~35C外，其余相似。

1.4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X S-Z Y-125查材料知：标称注射量：192c m3螺杆直径/c mФ42m m注射容量/克：125克注射压力/105P a：1500M p a锁模力10k N：900k N最大注射面积/㎝:320㎝2模具厚度/m m：200～300m m模板行程/m m:300m m喷嘴球半径：12m m孔半径：4m m定位孔直径/㎜10006.0推出两侧孔径/m m22m m孔距/m m230m m第2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。

该塑件为罩盒，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示：图2-1如图2-1所示取A-A向为分型面，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单。

图2-2如图2-2所示取A-A向为分型面，抽芯在定模，抽芯机构复杂，应当避免定模抽芯。

从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法，有利于模具成型。

2.2浇注系统设计2.2.1主流道设计根据X S-Z Y-125型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径：d=Ф3.5m mR=15m m喷嘴前端球面半径：1根据模具主流道与喷嘴的关系：R+（1～2）m mR=1D=d+(0.5～1)m m取主流道的球面半径：R=16.5m m取主流道的小端直径d=Ф4.2m m图2--3为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取001~~2主流道内壁的表面粗糙度应在R a0.8 u m以下，抛光时沿轴向进行，主流道的长度L，一般控制在60m m以内。

可在主流道的出料端设计半径18D的圆弧过渡。

浇口套常用钢材制作，经淬火后洛氏硬度为50~~55HRC主流道衬套的选取：为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的硬度为53～57H R C，主流道衬套和定模的配合形式为H7/m6的过渡配合，定位圈D=90m m,d=70m m.图2—4冷料穴位于主流道正对面的动模板上或者处于分流道的末端。

其作用是收集熔体前锋是冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。

冷料穴与拉料杆的设计：钩形拉料杆在动模一侧的推板上，拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料将从定模中拉出，在其后的脱模过程中再将凝料从动2—52.2.2分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。

由于塑件的形状比较简单，H D P E的流动性好，冲型能力比较好，因L＝２０m m。

此可采取梯形分流道，便于加工，分流道长度一般在8—30m m，取f一般分流道直径在3—10m m范围以内。

2—6查取：D=5m m,233.33D mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取 1.25—2.5Raμm，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。

有利于保温。

但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。

2.2.3浇口设计根据塑件的成型要求，选用侧浇口较为理想。

设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排气。

故采用截面为矩形的侧浇口，如图2—72—7,h nt w ==n : 塑料材料系数0.6， h ： 制品厚度，w ：型腔表面积，即制品外表面积.一般取L =0.630.6 1.80.6 2.26h w =⨯===2.2.4排气结构的设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。