塑料成型模具毕业设计 - 图文

湖南涉外经济学院

塑料成型模具毕业设计

拖把左护盖注塑模具设计

学部：机械工程学部 专业：材料成型及控制工程 班级： 0702 班 姓名： 陈 族 军

指导老师及职称：雷吉平高级工程师

完成日期：2011年4月25日

目 录

1.前言??????????????????????????????1 2.设计任务书??????????????????????????1 3.塑件工艺分析?????????????????????????1—4 4.注塑机的选择及型腔数量的确定?????????????????4—5 5.分型面的选择及浇注系统的设计?????????????????5—8 6.模具设计方案论证???????????????????????8—10 7.主要零部件的设计计算????????????????????10—12 8.注塑机有关参数的校核????????????????????12—13 9.模具的装配?????????????????????????1—4 10.绘制模具装配图和零件图???????????????????见附录 11.设计总结????????????????????????????13 参考文献 ???????????????????????????13 附录?????????????????????

拖把左护盖注塑模具设计

一、 前言

(1)光阴似箭,转眼间大学四年即将结束了.在这即将毕业之际,一方面为了检

验大学四年来所学的知识,另一方面为了将来走进社会工作时从事设计工作做准备,综合各方面考虑,因此搞这样一次具有重大历史意义的毕业设计.

(2)本次设计的题目是拖把左护盖注射模具,该塑件来源于生活,主要是用于拖把上,做保护支持作用.目前该塑件主要产于国外,国内市场有待开发.因此搞这样一个全新的设计,具有很大的意义.其一,能是自己在完全没有参照的情况下搞设计,使自己主动动脑,主动想办法和创新.其二,可以开发国内市场.因此,这次设计很能锻炼能力,能起到毕业设计应起到的效果.

(3)选定这个设计题目后,经过自己的思考,对本次设计的一个大致过程有了一个轮廓.首先,该塑件外形结构复杂,完全为曲面结构且不规则,外形比较大,设计零件图时相对比较困难,用Pro-E造型时要综合考虑各方面问题,尽量把塑件外形表达得准确形象.其次,将塑件设计出来后,就要确定分型面,设计型芯和型腔.再次,就要选择注塑机和模架,布置型腔,决定型腔数量,浇注系统的设计,冷却系统的设计,相应图纸的绘制等等.最后,就是设计说明书的编写,技术文件的编写.

(4)设计过程中,用到了如Auto-CAD,Pro-E,UG三种制图软件.绘图过程中,三种制图软件针对不同的制图要求,及相应的方便性,交错使用,相得益彰.给本次设计带来了很大的便利.如Pro-E方便绘制塑件图,UG对复杂零件分型比较好用,且可以方便调用模架,设计模具爆炸图,而Auto-CAD可方便设计零件二维图等等.编写毕业论文的时候,还用到了截图软件等等.总之,本次设计需要考虑的问题多,考察的知识广泛,对各种制图软件要熟练,对相应的操作要熟悉.所以这次设计对设计者的要求比较高,能真正达到毕业设计想要达到的目的.

(5)最后,本次设计得到了各位老师们的指导和教育,同学的帮助,我在此一并表示感谢!同时,由于实际经验及理论技术有限,设计中存在的一些错误和不足之处在所难免,希望能得到老师们的谅解!

二、 设计任务书 （一）论文要求

毕业论文的形式应为学术论文，毕业设计（论文）字数一般不少于8000字。毕业论文应观点明确、材料充实、结构合理、层次清楚、语言通顺、格式规范。

（二）毕业设计图纸要求

1、使用CAD/CAM软件（Pro/E、UG等三维设计软件）绘制产品三维立体图一张；

2、模具三维爆炸图一张； 3、二维模具装配图一张零号图； 4、模具工作图一套；

5、全套模具非标准零件二维工程图；

6、典型零件工艺规程及数控加工程序一套。并把该零件在数控机床上编程加工出来。

三、 塑件工艺分析

（一）、塑件成型工艺分析

如图1.1,图1.2,图1.3所示：

图1.1

图1.2

图1.3

该塑件为电动拖把左护盖，用于拖把中，主要起保护作用。从图中可以看出，塑件结构复杂，且极不规则，主要为曲面结构，有螺钉孔、通风槽、加强筋、工艺孔等各种繁杂结构。因此，塑件脱模时应考虑能成功脱模，且不损伤塑件。此外，考虑到它作为覆盖件，起保护作用，应该有一定的承载能力。综合以上考虑，选择ABS作为该成型该塑件的材料。

塑件的尺寸较大，所以必须要保证塑料的流动速度，使塑料能及时流动到各个部位，填充满每个部位。因此，注塑机的压力的选择、塑件的浇口设计、塑件的冷料井设计等问题都要充分考虑好。塑件的结构复杂多样，所以必须保证塑料的各个部分的壁厚问题，如塑件主要形体轮廓的壁厚、螺钉孔

的壁厚、加强筋的壁厚；必须考虑好塑件脱出机构的设计，如推杆的设计，模板的设计等，保证塑件每个部分都能成功的脱模，不能使某些薄弱的部分在脱模的时候折断或者变形等。此外，该塑件作为护盖件，必须考虑到它表面的粗糙的和光洁度等问题。

（二）、拖把左护盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。

1. ABS的注射成型工艺参数:

名称 代号 收缩率/% 密度/（g/㎝3） 熔点/ （℃） 热变形温度 弯曲强度/Mpa 拉伸强度MPa 材料 拉伸弹性模/GPa 弯曲弹性模量/Gpa 压缩强/Mpa 缺口冲/kJ/㎡ 硬度/HR 体积电阻系/Ωcm 击穿电压/Kv.mm-1 设备 类型 螺杆转速/（r/min） 喷嘴形式 聚丙烯 ABS 0.4-0.7 1.13——1.14 130-160 45N/cm 80 35-49 1.8 1.4 18-39 11-20 R62-86 1013 15 螺杆式注塑机 30-80 通用式 温度 预热和干燥 料筒温度后段 料筒温度中段 料筒温度前段 喷嘴 模具 注塑/MPa 保压/MPa 注塑/S 保压/S 冷却/S 周期/S 80——90C，时间约2h 180——200C 200——210C 180——190C 180——190 60——80C 70——90 50——60 3——5 15——30 15——30 40——70 压力 时间 后处理 备注

红外线烘箱（方法），温度70C，时间2——4h 2. 塑件表面质量分析:

该塑件表面没有特殊要求，一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度可以取0.8um；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度可取3.2um。

3. 塑件的结构工艺性

（1）塑件的尺寸精度分析

根据塑件原料为ABS（查书Ⅱ -P7 -表2-1-2）（注：书Ⅱ—申开智 塑料成型模具 北京：中国轻工业出版社 2009.3;下同）

确定塑件公差等级MT4，其主要尺寸的公差要求见表1-1：

表1-1塑件尺寸公差 外形尺寸 塑件标准尺寸 334 106 塑件尺寸公差 0 -2.4 0 -1.02 52 0 -0.74 0 -0.68 0 -0.43 0 -0.43 0 -0.40 0 -0.44 0 -0.5 0 -0.68 0 -0.4 0 -0.4 0 -0.44 0 -0.36 0 45 10 ?7 ?6 ?15 ?20 ?45 5 4 15 3 2 76 60 331 103 49 ?38 内形尺寸 14 ?4 ?3 112(?180) 81 ?26

-0.36 0 -0.82 0 -0.74 +2 0 +0.82 0 +0.48 0 +0.42 0 +0.27 0 +0.20 0 +0.16 0 +1.02 0 +0.92 0 +0.58 0 四、 注塑机的选择及型腔数量的确定 （一）、计算塑件的体积和质量

该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，收缩率为，计算其平均密度为1.135 g/cm，平均收缩率为0.55﹪。

使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形塑件的体积（160cm3）。

另预置浇道凝料为5cm3

因此估算注塑一个塑件需要ABS 160+5=165cm3。 则塑件的质量为M=V*P=165*1.135=187.275g

3

（二）、确定注塑机型号

根据塑件制品一次注塑所需材料的体积和质量（查资料<塑料模具设

计指导>）, 选定注塑机型号为：XZY-300. 注塑机参数如表1-2所示：

表1-2注塑机参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

注塑机最大注塑量/cm 3 螺杆直径/mm 注射压力/MPa 注射行程/mm 注射时间/s 注射方式 合模力/KN 最大成型面积/cm2 移模行程/mm 最大模具厚度/mm 最小模具厚度/mm 模板尺寸/mm 拉杆空间/mm 喷嘴球半径/mm 喷嘴口直径/mm 定位孔直径/mm 320cm3 60 175 150 2.5 螺杆式 1500 650 340 355 285 620*520 400*300 18 5 150 （三）、型腔数量的确定

考虑到塑件的尺寸比较大，结构复杂，脱模比较困难，脱模机构比较复杂，为了保证注塑质量，型腔数量不宜过多。而且，由于一个塑件成型所需的塑料ABS的体积为V=165 cm3，而所选注塑机XZY-300的最大注塑量为320cm3 ，即注塑机一次注塑量实际值为：320*80%=256cm3，只能满足一个塑件所需塑料的体积。综上考虑，决定采用一模一腔的模具结构。

五、分型面的选择及浇注系统的设计 （一）、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。如便于清除毛刺，有利于排除模具型腔内的气体等。

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。

综合考虑各种因素，结合该塑件结构，决定将分型面选择在塑件外形轮廓的最大处。如图1.4所示：

图1.4

（二）、浇注系统的设计

1．主流道的设计

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. 主流道的主要设计原则如下：

（1） 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主

流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。

（2） 主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，

r=1.5mm.

（3） 在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主

流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。

（4） 为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴

紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(1～2),其小端直径D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。

（5） 由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主

流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。同时因该闹钟后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。

由于选择注塑机型号为XZY-300,其喷嘴的有关尺寸如下： 喷嘴球半径：r=18mm ,喷嘴孔直径：d=5mm

根据主流道与喷嘴的关系（查参考文献）下公式：

球面凹坑半径:R=r+（0.5~1）mm, 其中r——注塑机喷嘴球半径, 取R=18.5 浇口套进料口直径:D=d+（0.5~1）mm, 取D=5.5

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与注塑机的定位圈相配合采用外加定位环的形式。这样不仅减少了浇口套的总

体尺寸，还避免了浇口套在使用过程中的磨损。

浇口套图如图1.5所示：

图1.5

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。

（1）分流道设计要点：

a.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。

b.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。

c.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。

d.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。 (2) 分流道的长度

分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，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。 (3) 分流道的断面

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(查参考文献)，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题.由于采用的是潜伏式浇口对热损失及流动提出了较高的要求，决定采用U型的分流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除. (4) 分流道的布局

在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具为一模一腔的结构,选取非平衡式.

分流道的尺寸又塑料种类、塑件大小及流道长度确定。

对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可采用经验公式计算： D=0.2654W?L? （查书Ⅰ- P78 ） D——分流道直径mm。 W——塑件质量g。 L——分流道长度mm。

D=0.2654X160X1.14 ?X5 ?=8mm 取D=9mm

分流道截面及尺寸如图1.6所示：

图1.6

3. 浇口的设计

浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：

(1)型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。

(2)易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.03～0.09，浇口的长度约为0.5mm～2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。

浇口位置的选择：

(1)浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。

(2)浇口设置应有利于排气和补塑。

(3)浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。

(4)浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。

(5)浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。

因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，

由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应不影响塑件的外观质量为前提，同时也应模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，综合考虑塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置实际在塑件的顶部，决定采用潜伏式浇口,如图1.7所示.

4.冷料井的设计

冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用Z形拉料杆配合冷料井。

冷料井设计在主流道正对面的动模上，如图1.7所示:

图1.7

六、 模具设计方案论证 (一)、 型腔的布局

1.成型零件的结构

型芯型腔的设计结构参见零件图.

2. 推出机构的确定

在对塑件进行脱模是必须遵循以下原则：

(1)、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。。 (2)、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。

(3)、为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。

(4)、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。

由于该塑件尺寸比较大,结构复杂,因此脱模比较困难.脱模时必须考虑受力要均匀,不能让塑件受损伤,且要能成功脱模,决定采用推杆将塑件进行推出, 顶杆多用T8AV、T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8微米，和顶杆孔呈H8/f8配合。 具体设计见总装图和爆炸图和零件图.

3. 导向定位机构的设计

导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用是为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。结合本塑件结构,设计导柱、导套零件如下：

图6.1 导柱

图6.2 导套

4. 冷却系统与排气系统的设计

设计冷却系统的过程中应遵循的原则： (1)浇口处加强冷却；

(2)冷却水孔到型腔表面的距离相等；

(3)冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大； (4)冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。

(5)进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。

(6)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。

根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。考虑该塑件外形比较大,对冷却要求比较高,结合参考文献上的经验值,决定取10根冷却水，冷却水口直径为6mm.具体结构见总装配图.

5．温度调节系统的设计

在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种

类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。

(1)低的模具温度可降低塑件的收缩率。

(2)模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。 (3)对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，

但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。

(4)随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降

低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。

(5)提高模具温度可以改善塑件的表面质量。

在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度

因该塑件使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。

总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：

(6)确定加热或是冷却；

(7)模温均一，塑件各部分同时冷却； (8)采用低的模温，快速且大量通冷却水；

(9)温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。

因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为50——70，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。

七、主要零部件的设计计算 （一）、成型零件的成型尺寸计算

该塑件的材料为ABS,其收缩率为0.3%~0.8% （查书Ⅰ- P234 -表A3）

其平均收缩率为:K=（ 0.3%+0.8%）/2=0.55%

根据塑件尺寸公差的要求，取模具制造公差δ=Δ/4 成型零件尺寸的计算见表1-4:

表1-4成型零件尺寸的计算 尺寸型腔或型芯工作尺 塑件尺寸 计算公式 类寸 别 1800?1.14 260?0.38 ?3600?2.2 ?0.29180.140 ?0.125.860 ?0.55?360.330 ?160?0.31 70?0.2 型腔径径向向尺尺寸 寸 ?0.08?15.860 ?0.056.890 340?0.42 130?0.23 ?380?0.42 450?0.48 550?0.54 3340?2 ?0.1133.870 ?0.0612.90 ?0.1?37.890 ?0.1644.890 ?0.1454.90 ?1.5334.340 ?0.31195.140 ?0.16740 1950?1.24 740?0.62 220?0.34 ?320?0.42 ?0.0921.870 ?0.11?32.860 1000?0.72 200?0.34 310?0.42 .18100.0100 ?0.0919.860 ?0.1130.860 ?150?0.31 ?210?0.34 ?100?0.23 ?0.08?14.840 ?0.09?20.860 ?0.056?9.750 430?0.48 ?0.1242.880 ?0.1160.020 ?0.0825.860 600?0.42 260?0.38 450?0.48 740?0.62 100?0.23 ?0.1244.890 ?0.1673.940 ?0.069.880 370?0.42 250?0.38 40?0.20 ?0.1136.890 ?0.124.850 ?0.053.870 30?0.16 ?0.042.890 50?0.2 150?0.31 ?0.054.880 ?0.0814.850 200?0.34 530?0.54 ?2720?1.6 .6270.500 ?0.0919.860 ?0.1452.890 ?0.4?272.30 71.350?0.16 43.090?0.12 42.5?0.480 ?0.2713.60 ?0.16?10 13.880?0.07 ?1.130?0.04 ?0.48410 41.590?0.12 ?9.880?0.06 2??6.870?0.06 2??2.90?0.04 型芯径向尺寸 .23?1000 ?0.232??70 ?0.162??30 7?0.230 6.870?0.06 32.870?0.11 33?0.420 ?0.23?80 ?2.2?360.30 ?8.220?0.06 ?363.930?0.55 5??7.220?0.6 5?4.170?0.15 ?0.235??70 ?0.25??40 ?0.3419.30 ?0.4849.80 ?0.238.50 ?0.3415.10 19.670?0.07 49.70?0.12 8.720?0.06 15.440?0.09 ?23410 ?0.4845.20 344.380?1.5 45.810?0.12 ?0.4230.80 ?0.3830.20 ?0.62680 31.290?0.11 30.650?0.1 68.530?0.16 49.430?0.12 48.8?0.480 ?0.165??30 5??3.140?0.04 5??6.180?0.05 ?0.25??60 ?0.48420 ?0.62740 ?0.38250 ?0.2311.60 42.590?0.12 74.880?0.16 25.430?0.1 11.840?0.06 ?1.141690 ?0.34200 170.790?0.29 20.370?0.09 ?0.3830.10 ?0.2310.10 ?0.27150 30.550?0.1 10.330?0.06 15.270?0.07

?0.3421.10 21.470?0.09 101.590?0.18 15.320?0.08 50.430?0.12 ?0.2176.870 ?0.72100.50 ?0.31150 ?0.4849.80 770?0.82 530?0.74 ?0.1952.850 80?0.43 型腔轴轴向向尺尺寸 寸 ?0.117.770 280?0.58 ?0.1527.770 480?0.68 ?0.1747.810 320?0.62 ?0.1631.760 510?0.74 ?0.1950.780 290?0.58 ?0.1528.770 220?0.5 ?0.1221.790 ?100?0.43 ?0.11?9.770 ?300?0.58 ?0.68500 ?0.15?29.780 ?0.5825.20 50.790?0.15 25.780?0.15 30.630?0.16 ?0.62300 型芯轴向尺寸 ?0.4100 ?0.47?14.10 10.360?0.1 ?14.530?0.12 10.1?0.470 10.510?0.12 11.620?0.12 24.410?0.1 46.10?0.17 11.2?0.470?0.5240 ?0.6845.30

（二）、 模具型腔壁厚的确定

塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度。 查相关参考文献(以前课程设计时所用参考书P192,表9-24),得型腔侧壁厚30

为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。可以采用P20，经过渗碳，淬火回火,HRC50-55。

（三）、 标准模架的确定

综合考虑本塑件采用的是一模一腔结构、潜伏式浇口、一次分型、型腔壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等诸多因素，加上前面已确定的型腔模板尺寸550mmX350mmX80mm，（查参考文献）,决定选取FUTABA.S SA355型标准模架。

八、 注塑机有关参数的校核 （一）、 模具闭合高度的校核

组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有:

定模座板:H1=30 mm

型腔固定板(定模板):H2=80 mm 型芯固定板(动模板):H3=40 mm 支承板:H4=45 mm 垫块:H5=110 mm 动模座板:H6=30 mm

故该模具闭合高度为:H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=30+80+40+45+110+30=335 mm 由于所选注塑机最小模具厚度为285mm，最小模具厚度为355mm 即 285mm< H<355mm 故满足要求。

（二）、模具安装部分校核

所选模架的尺寸为:长*宽=550X400 mm<注塑机拉杆间距710X510（mmXmm）

注塑机可安装模具的尺寸为:长*宽=620*520 mm 故满足要求。

（三）、开模行程校核

开模行程也叫合模行程,指模具开合过程中动模座板的移动距离,用符号S表示.所选注塑机的最大开模行程Smax=340 mm.为了使塑件成型后能够顺利脱模,并结合该模具为单分型面特点,确定该模具的开模行程S应满足

S=S1++a+(5-10)=50+100+10=160 mm

其中 S1为塑件高度,a为浇注系统凝料所必需的长度

因为Smax=340 mm>S=160 mm, 所以注塑机的开模行程满足要求.

（四）、锁模力校核

Fs > Pm A （查书Ⅰ-P140）

式中：Pm——熔融型料在型腔内的压力，MPa；这里最大压力为90MPa。

A——塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和，mm 2；这里约为16000mm 2 Fs——注塑机的额定锁模力，KN

PmXA=90X16000=1440KN

此处选定的注塑机锁模力为1500KN>1440KN, 故满足要求。

（五）、最大注塑量校核

考虑到流道，浇口凝料和飞边，通常注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80%。所以，选用注塑机最大注塑量应：

0.8V机>V塑+V浇 (查参考文献） 式中：V机——注塑机的最大注塑体积(cm3)；

V塑——塑件的体积(cm3),（用PRO/E算其体积）； V浇——浇注系统的体积(cm3),（用PRO/E算其体积）； （V塑+V浇）/0.8=（160+5）/0.8=206.5 cm3 该注塑机的注塑量为320 cm3>206.5 cm3, 故满足要求。

（六）、最大注射压力的校核

该塑件材料为ABS，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为175 MPa，所以注射压力符合要求。

九、模 具 的 装 配

装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。

塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。

浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.05——0.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的

原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。

（一）、模具的装配顺序

1.确定装配基准；

2.装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净； 3.调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。

4.在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查； 5.组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；

6.组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；

7.试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 (1)模具预热

模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。 (2)筒和喷嘴的加热

根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。 (3)工艺参数的选择和调整

根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。 (4)注塑

在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。 8.模具的维护

模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。 最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。

十、绘制模具装配图和零件图（见附录）

在绘制模具装配图和零件图的过程中，模具各结构之间的尺寸以及各零件的尺寸的确定，参考（书Ⅰ、书Ⅱ、书Ⅲ、书Ⅳ的公式及查表）。绘图软件采用CAD、Pro/E绘图，绘图过程及具体的公差配合计算过程（略）

十一、设计总结

经过近四个月紧张的设计,终于把这次毕业设计完成.这个过程是一个长久而艰难的过程,也是一个紧张的过程.期间,重新学习了一些新知识, 比如Pro-E软件的新的造型(封闭式曲面设计)方法, UG软件的应用,新技术文献的查阅等等.总之,设计过程虽然艰苦,但是设计结果让人很有成就感.

本次毕业设计主要是设计拖把坐护盖注射模具,该产品在国内还应用较少,因此比较少见.塑件比较复杂,主要是曲面结构.当我拿到要设计的塑件时,看到复杂的零件时,想到的是这样复杂的零件不可能能够设计出来,因此压力非常大,对自己没有一点信心.但是没办法,选择了就要做,不可能更改.在抱着试一试的心态下,我开始用Pro-E设计零件图.由于塑件曲面太多,不规则,开始根本不知道怎么下手,不知道先画哪,再画哪,最后画哪.还有就是不知道怎么定位,不知道怎么测量尺寸.没办法,难画也得画,一次画不好只能再画,画不对只能改了再画.就这样,在自己反复的修改,反复的画,花费近两个月的时间下,终于将塑件图的大概轮廓给画出来了.塑件图出来后,就开始设计模具了.首先是分型面的选择及型芯型腔的设计.我先是用Pro-E软件进行分型,但是由于塑件图设计的不很规则,方法不是很正确,分型时,有的面选不到,或者几个面相互之间冲突等原因,一开始分型不出来.后面,自己又将塑件图进行多次修改,对有些结构进行简化处理,又再次用Pro-E分型,但是由于塑件面比较多,选择面时困难,所以还是未能成功分型.此时,我非常的焦急,因为时间不多了,我差不多崩溃了,我想放弃了.后面在老师的指导下,在同学的帮助下,发现UG软件对这种复杂零件的分型比较方便.但是我又没有学过UG软件,没办法要把设计继续下去,为了不半途而废,只能重新开始学习UG软件.在同学的帮助下,自己一边学习一边设计,经过近半个月的时间,终于将型给分出来了.分型成功后,就开始设计型芯和型腔.接着就是模架的选择和设计,以及零件图的设计等等,经过一系列复杂的工作,终于将本次设计成功的搞完了.

本次毕业设计无疑是对我多方面的考验,包括心理素质的考验,专业技术知识

的考察,以及对时间的把握,对设计进程的统筹兼顾等等.说说实话,本次设计我压力非常大,一直都非常担心设计不出来,所幸的是,在自己日夜努力不放弃下,在老师同学的指导和帮助下,终于将这次毕业设计成功的完成了!

设计中学到了很多新知识,培养了一定的思维方式,温习了以前学过的很多知识,对模具的设计过程和步骤有了更加清楚的认识,为以后的设计奠定了一定的基础.同时,此次设计,要感谢我的老师和同学们,是他们的指导和帮助下才使我的这次毕业设计能成功的完成,在此,对他们表示忠心的感谢!

设计中存在的一些不足之处在所难免,希望能得到老师的谅解!在以后的工作生活中,我将会继续努力学习新知识,使自己成为一名真正的工程设计师!

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