机械毕业设计（论文）-方形饭盒上盖注塑模设计（全套图纸三维） .doc

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1、毕业设计（论文）中文摘要本次设计要注意塑件的设计要求，采用的材料和特性，注射的条件，塑件的尺寸精度、表面质量及几何形状，要明确塑件的生产批量及体积质量，该产品采用侧浇口，需人工切除凝料，提高了成本。从模具的角度考虑，要想降低成本，需设计全自动脱模式的模具.一定要注意注射机的选择及安装，由于该产品的精度要求一般，结构简单，脱模很方便。因此可设计成多腔模形式以提高生产率。所以本产品采用了一模出两件的形式进行成型加工，大大提高了生产效率。还要了解注射机的形式和模具的关系，总体知道模具结构的设计，如何运用浇注系统、推出机构、温度调节系统和排气系统，最后完成相关的设计计算。关键词：浇口，注射模，多腔模

2、全套图纸，加153893706常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 饭盒盖注射工艺及模具设计 指导者： 评阅者： 目 录目 录3第一章 塑件的工艺分析51.1塑件材料特性52.1塑件材料成型性能6第二章 成型零件的设计72.1成型零件工作尺寸的计算72.2成型零件结构设计9第三章 浇注系统的设计93.1确定型腔数目及布置93.2选择分型面103.3确定浇注系统113.3.1 主流道的设计113.3.2 分流道的设计133.4冷料穴与拉料杆的设计15第四章 选用模架164.1制品的计算错误！未定义书签。4.2标准模架的选择184.3注射机的效核22

3、第五章 塑件脱模结构的设计225.1对推出机构设计的要求：235.2推件力的计算235.3.确定顶出方式和顶杆位置24第六章 冷却系统的设计24第七章 排气系统的设计26第八章 结论298.1设计要点298.2.确定塑件成型工艺及设备298.3.确定模具总体结构方案308.4.绘制模具装配图308.5 对模具各部分进行受力分析308.6.成型零件成型尺寸的计算318.7.加工零件工作图的绘制及其加工工艺318.8.完成设计、制图、校对或审核签字后进行复制31毕业设计心得体会32参考文献33附录：34英文原文34中文翻译40模具三维图纸36第一章 塑件的工艺分析 塑件如图1-1所示图1-1产品图

4、名称：饭盒上盖注射工艺及模具设计材料：ABS塑料（抗冲击）数量：较大批量生产颜色：黑色要求：塑件表面光滑，塑件允许最大的脱模角度为1度。1.1塑件材料特性 ABS塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。ABS塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变

5、硬发脆，1.2塑件材料成型性能 使用ABS注射成型塑件时，由于其熔点黏度高，所需的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体黏度高，使ABS塑件易产生焊接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。ABS易吸水，成型加工前应干燥处理。在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性较好塑件成型工艺参数的确定查相关手册得到ABS（抗冲）塑料成型工艺参数：密度 1.01.04收缩率 0.3 0.8预热温度 8085，预热时间23；料筒温度 后段150170，中段165180，前端180200。喷嘴温度 170180；模具温度 5080；注射压力 60100

6、成型时间 注射时间2090，保压时间05，冷却时间20150。第二章 成型零件的设计2.1成型零件工作尺寸的计算取ABS塑料的平均收缩率为0.55%，塑件未注公差按照SJ1372种的8级精度公差选取。根据计算公式得凹模、型芯工作尺寸，尺寸结果如图2-1 图2-1产品尺寸（1）型腔尺寸长度尺寸: L=（L+ LS%-） 宽度尺寸: L=（L+ L S%-） 深度尺寸: H=（H+ H S%-） （2）型芯尺寸长度尺寸: L=（L+ LS%-） 宽度尺寸: L=（L+ L S%-） 深度尺寸: H=（H+ H S%-） 式中 L塑料外型长度基本尺寸的最大尺寸（mm）； l塑件内型长度基本尺寸的最小

7、尺寸（mm）； H塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸(mm)； h塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸(mm)； 塑件的公差(mm)； 模具制造公差，取（1/31/4）由于现代模具企业都是应用电脑自动编程技术对模具的型芯型腔进行加工（UG，proe等），这样不仅可以保证模具的精度较高而且加工方便，大缩短了模具的制造周期。所以其它的一些尺寸可不予算出。2.2成型零件结构设计 凹模和型芯的结构设计凹模采用分开结构，这样的结构可以方便更换修理。第三章 浇注系统的设计塑件采用注射成型生产。并采用侧浇口浇注系统形式。3.1确定型腔数目及布置 注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主

8、要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般常用制品,查手册得塑件的经济精度推荐4级。塑件形状较简单、质量较小、生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件侧壁有凹进去的地方。需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔。平衡式型腔布置，这样模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高塑件成本低。型腔布置如图3-1所示。 图3-1型腔数目3.2选择分型面 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

9、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) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。b) 保证塑件的精度要求。c) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。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。本塑件的分型面位置如图3-2所示。图3-2所示的分型面选择在塑件下端的最大分型面上，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，而且塑件脱模方便。如果分型面选择在其他位置，会在分型面处留下痕迹，则会影响塑件表面的质量，所以选

10、择如图3-2所示的分型面位置。图3-2分型面3.3确定浇注系统 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。3.3.1 主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点:a) 主流道设计成圆锥形，其锥角可取26，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。b) 主流

11、道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般d=2.55mm。c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。d) 主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。根据上面得出的注塑机XS-ZY-125型喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=4mm喷嘴前端球面半径：R12mm为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径d应稍大于注射喷嘴直径d根据设计要点c可以得出：小端直径：dd0+(0.51)mm=4+15mm锥度取=2，内表面粗糙度Ra=0.4，主流道大端与分流道相接处有过渡圆角（通常r

12、取13mm）以减少料流转时的阻力。即r=2主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为12，查塑料模具设计手册应比喷嘴头半径大12mm所以唧咀的为SR=R+(23)=12+2=14mm。L60如图3-3：图3-3浇口衬套查中国设计大典得定位圈直径为,定位圈高度取H=15mm等，其尺寸如图3-4图3-4定位

13、环材料为T8碳素工具钢，经正火处理，硬度为183235HBS.3.3.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。(a) 分流道的截面形状和尺寸：分流道的截面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以这里选择圆形截面，查塑料模具设计手册得出R=5mm。 (b)分流道的长

14、度：分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成30mm。(c)分流道的表面粗糙度：由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。3.3.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸

15、对塑件性能和质量的影响很大。他的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。 塑件采用侧浇口成型，其浇注系统如图3-6所示。潜伏式浇口的厚度a=1.2mm,宽度b=3.6mm,长度L=1.5mm。分流道截面采用梯形截面，各个部分的尺寸如图2-4所示。主流道为圆锥形，主流道的锥角为26，内壁的表面粗糙度为m小端直径d为4,长度L=44.53.为了防止主流道与注射机的喷嘴处产生溢料，图3-6浇口凝料3.4冷料穴与拉料杆的设计冷料穴是用来储藏注射间隙期间喷嘴所产生的冷凝料头和最先射入模具浇注系统的温度较低的部分熔体。防止这些冷料进入型腔而影响制品质量，并使熔体顺利充满型腔。冷料穴的宽度和分

16、流道相等，其长度根据经验可以取值为宽度的1.52倍。所以冷料穴的长度为取为8mm。拉料杆是为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，所以要设置拉料杆，选择带钩形拉料杆。如图3-73-7:拉料杆 第四章 选用模架4.1.1分析计算制品的体积和质量4.1.2粗略计算浇注系统的体积和质量体积 = 110182mm3面积 = 74100mm2质量 = 0.8627kg 4.1.3总体积和总质量的计算 总体积体积= 227655.989191884 mm3总重量质量= 1.782692095 kg聚苯乙烯的密度为1.054g/cm,ABS塑料密度为1.021.16g/cm满注射量：式中：额定注射量（c

17、m）;塑件与浇注系统凝料体积和（cm）或满足注射量式中额定注射量(g)塑件与浇注系统凝料的重量和(g)聚苯乙烯的密度塑件采用塑料的密度注射压力:查模设计指导表6-5，ABS塑料成型时的注射压力为70到90兆帕。所模力:式中塑料成型时型腔压力,ABS塑料的型腔压力浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（）=上面为用CAE对如图4-2制品连同浇注系统进行简单分析测得塑件及浇注系统在分型面上的投影面积为16453各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积:取27548kN4.2标准模架的选择选用标准模架龙记：LJ45554.2.1型腔强度和刚度的计算为了保证塑料制品精度和维修更换方便，其型腔为分离式

18、。因此型腔的强度和刚度按分离式进行计算。由于型腔的壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验数据。查书本表6-16型芯侧壁厚:板：S=100型腔底板厚度的计算H=904.2.2注射机的选用根据以上分析、计算，查表可以得到初选注射机的型号为注射机XS-Z-125的有关技术参数如下：特性内容特性内容额定注射量/ cm125喷嘴孔直径/mm4注射方式螺杆式推出形式两侧设有顶杆，机械顶出，中心距230mm螺杆(柱塞)直径/mm42动、定模固定板尺寸/mmmm428458注射压力/MPa120拉杆空间/mm 260290注射行程/mm115合模方式液压机械锁模力/kN900液压泵流量/(L/min)100、12压

19、力/MPa6.5最大注射面积/ cm320电动机功率/kW10模板最大行程/mm300螺杆驱动功率/kW4模具最大厚度/mm300加热功率/kW5模具最小厚度/mm200机器外形尺寸/mmmmmm33407501500喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴移动距离/mm210其他总力280kN，开模力8T,顶杆最大距离190mm特性内容特性内容额定注射量/ cm60喷嘴孔直径/mm4注射方式柱塞式推出形式两侧设有顶杆，机械顶出，中心距230mm螺杆(柱塞)直径/mm38动、定模固定板尺寸/mmmm428458注射压力/MPa122拉杆空间/mm 260290注射行程/mm170合模方式液压机械锁模力/kN

20、900液压泵流量/(L/min)100、12压力/MPa6.5最大注射面积/ cm320电动机功率/kW10模板最大行程/mm300螺杆驱动功率/kW4模具最大厚度/mm380加热功率/kW5模具最小厚度/mm200机器外形尺寸/mmmmmm33407501500喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴移动距离/mm210其他总力280kN，开模力8T,顶杆最大距离190mm4.2.3选用标准模架选择标准型中小模架，它有A1,A2,A3,A4四个品种。根据以上分析，计算以上分析，计算以及型腔尺寸及位置可以确定模架的结构形式和规格。查塑料模具设计手册表选用：板： A2-200315-05-Z2: GB/T12

21、556.11990;定模板厚度：A=100mm动模板厚度：B=90mm垫块厚度： C=120mm模具厚度：=380mm 如图所示：3-91. 3-9:总装图4.3注射机的效核4.3.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。4.3.2开模行程的校核 注射机最大开模行程S式中 塑料制品的高度（mm）； 浇注系统的高度（mm）。2（510）=140故 满足要求。4.2.3模具在注射机上的安装 从标准模架外型尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具

22、，所以所选注射机规格满足要求。第五章 塑件脱模结构的设计把塑料制品从凹模或凸模上脱出来的机构即为推出机构或脱模机构，它是塑料注塑模具的重要组成部分。推出机构的形式和推出方式与塑料制品的形状、结构和塑料性能有关。5.1对推出机构设计的要求：1、 塑料制品脱模后，不能使塑料制品变形。推力分布均匀，推力面积要大，推杆尽量靠近凸模，但也不要距离太近。2、 塑料制品在推出时，不能造成碎裂。推力应作用在塑料制品承受力大的部位，如塑料制品的肋部、凸缘及壳体壁等。3、 不要损坏塑料制品的外观美。4、 推出机构应准确、动作可靠、制造方便、更换容易。推出机构的零件包括：推杆、推板和推管等5.2推件力的计算 推件力

23、 式中 A塑件包络型芯的面积（） 塑件对型芯面积上的包紧力，取0.81.2Pa; 脱模斜度； 大气压力0.09Mpa; 塑件对刚的摩擦系数，约为0.10.3； 制件垂直于脱模方向的投影面积（）。=面的属性面积 = 26742.476101923 mm2周长 = 6915.016685210 mm=上面为用CAE对制件垂直于脱模方向投影面积简单分析测得其面积为12721.42 A=26742.5=26742.51.2 (0.3COS40-sin40)/ +0.0919445=97058.7N5.3.确定顶出方式 根据制品结构特点，在塑件使用推管推出机构，对于流道的固化塑料也设置拉料杆和顶出杆。顶杆的位置如图51所示，2011- 25 -