毕业设计（论文）-遮光板模具设计.doc

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1、1 浙江纺织服装职业技术学院浙江纺织服装职业技术学院 毕毕 业业 论论 文文 题题 目目 院院 系系 专专 业业 姓姓 名名 指导教师指导教师 2006 年 4 月 21 日 遮光片的模具设计 机电与信息分院 模具设计与制造 2 目目 录录 摘摘 要要 2 第一章第一章 概述概述 3 第二章第二章 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析 4 2.1、塑件的原材料分析 5 2.2、塑件的尺寸精度分析 6 第三章第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 3.1、计算塑件的体积 3.2、计算塑件的质量 3.3、选用注射机 3.4、塑件注射成型工艺参数 第四章第四章 塑件

2、模流分析塑件模流分析 4.1、填充时间分布 4.2、注射压力分布 4.3、压力分布 4.4、温度分布 4.5、质量预报 4.6、熔接痕分布 4.7、气泡分布 4.8、模流分析总结 第五章第五章 模具结构方案的确定模具结构方案的确定 5.1、分型面的选择 5.2、型腔数量的确定及型腔的排列 5.3、浇注系统的设计 5.4、型芯和型腔结构的确定 5.5、推出方式的选择 5.6、标准模架的选择标 第六章第六章 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 6.1、塑件的尺寸及公差 第七章第七章 注塑机有关工艺参数的校核注塑机有关工艺参数的校核 7.1、注射量的校核 7.2、模具闭合高度的校核 7.3

3、、模具安装部分的校核该 7.4 、模具开模行程的校核 7.5、顶出部分的校核 第八章第八章 模具标准件的选用模具标准件的选用 第九章第九章 毕业设计小结毕业设计小结 参考文献参考文献 致谢致谢 3 摘摘 要要 本设计分析了遮光板塑件的结构特点，决定采用一模四腔，成型侧孔利用斜导 柱侧向抽芯，分流道的设计为 S 形以利于塑性流动，并可让出侧滑块位置，使整体 结构紧凑。运用 Moldflow 对塑件的成型过程进行了动态的模流分析，以决定浇口开 设的位置。全部完成模具的结构设计和相关的计算并绘制全套图纸。 关键字：斜导柱分型抽芯（slanting guide pin） ，推管，S 型流道，模流分析

4、（plastic analyses） Abstract The moulding project of a visor is analyzed, its structural character,working process of injection mould, as well as the key design. Key words: slanting guide pin, push pipe,S shape runner, plastic analyses 第一章第一章 概概 述述 原由遮光板的模具由于长期使用和公司产量的扩大，最主要是原有模具设计上的原因：利用 弹簧成型侧孔的不稳定性

5、。在一次使用之后会需要校正弹簧位置，长期使用之后会经常需要修 模。因此需要改进模具设计工艺。 希望新的设计可以提高产品数量，并保证塑件侧孔的尺寸，减少修模次数。 新的设计加多了的行腔个数，由原来的一模两腔改为一模四腔，流道的设计为 S 形更符合塑 性流动。成型侧孔的工艺加以改变，利用斜导柱抽芯分型。斜导柱抽芯分型可以更好的保证尺 寸的公差，以及配合精度。 这次模具设计更改的目的是希望可以提高生产效率，降低人力资源。设计过程中应该注意模 具成本的控制，在最少的投入中得到最经济的方案。 4 第二章第二章 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析 2.1、塑件的原材料分析，如下表一所示： 表一表一 塑件的原

6、材料分析塑件的原材料分析 塑料品种结构特点化学稳定性性能特点成型特点 PS，黑 色 热塑性塑料 线性， 非结晶形 化学性能 稳定 刚性大，透明性 好，力学性能不 高，冲击强度和 耐热性差，易燃 成型性能好 成型前可以 不干燥 结论 该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料可以不 进行干燥。 2.2、塑件的尺寸精度分析： 此塑件上有三个尺寸有精度要求，分别是：6H10(0+0.048) 、3(0+0.05) 、 属 于 MT2 级塑料件精度，属于中等偏高级的精度等级，在模具设计和制造过程中要严格保证 这三个尺寸精度的要求其余尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，可按 MT5 级塑料 件精度查取公

7、差值 1.3、塑件表面质量分析： 该塑件是打印机内部的遮光板，没有特别高的外观要求、无斑点、无熔接痕， 表面粗糙度可取 Ra1.6 ，而塑件内部因为配合有较高的粗糙度要求。 1.4、塑件结构工艺性分析： 此塑件外为中心有孔的薄壁圆筒类零件，圆筒直径为 9mm，孔直径为 6H10(0+0.048)，壁厚均匀为 1.5mm。圆筒表面带有侧孔，一端有将近 1/2 的直径为 13.1mm 的扇形。 5 第三章第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 3.1、计算塑件的体积 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到单个塑件的体积为： V1=2.25103mm3 浇

8、注系统的体积： V2= 一次注射所需的塑料总体积为：V=4*V1+V2=4*2.25103 + 3.2、计算塑件的质量：查手册取密度 =1.053g/mm3 单个塑件的质量:Ml=V1=2.25g 塑件与浇注系统的总质量：M1= V1 3.3、选用注射机： 根据塑件的形状，取一模四件的模具结构，结合公司现有的成型设备，初步选 取螺杆式注射成型机： 3.4、塑件注射成型工艺参数 如表二所示，试模时，可根据实际情况作适当调整；模塑成型工艺卡如表三所 示. 表二表二 PS 塑料的注射成型工艺参数塑料的注射成型工艺参数 工艺参数规格工艺参数规格 预热和干燥温度 时间 成型时间 S 注射时间：0-3 保

9、压时间：30-40 冷却时间：15-30 总周期：40-90 料筒温度 oC 后段：140-160 中段： 前段：170-190 螺杆转速 r/min 喷嘴温度 oC 160-170 模具温度 oC 20-60 注射压力 MPa60-100 后处理 方法： 温度： 时间： 6 表三表三 遮光板模塑工艺卡遮光板模塑工艺卡 浙江纺织服装学院 资料 编号 车 间 遮光板注射工艺卡片 共 页第 页 零件名 称 遮光板材料牌号PS 黑 设备 型号 TK-1200B 装配图 号 材料定额 每模 件数 4 件 零件图 号 4349-1735-01-A单件质量2.25g工装号 设 备 温 度 oC 材料干燥

10、时间 h 后段 oC 140-160 中段 oC 前段 oC 170-190 料筒温度 喷嘴 oC 160-170 模具温度 oC 20-60 注射 S60-100 保压 S30-40 时间 冷却 S15-30 注射压 力 60-100 压力 保压30-40 温度 oC 烘箱: 辅助 min 后处理 时间 h 时间 定额单件 min 检验 编制校对审核组长 车间主 任 检验组 长 主管工程 师 7 第四章第四章 塑件模流分析塑件模流分析 SUMMARY Release Level:6.0 Part Name:遮光板 Part Revision:2 Material Grade:TK-1200B

11、 Max Injection Pressure:100.00 MPa Mold Temperature:45.00 deg.C Melt Temperature:190.00 deg.C Model Suitability:Part model was generally suitable for analysis. Confidence:Medium Injection Time:0.38 sec Injection Pressure:5.84 MPa Weld Lines:Yes Air Traps:Yes Shot Volume :1.10 cu.cm Filling Clamp For

12、ce:0.14 tonne Packing Clamp Force Estimate 20%:( 1.17 )MPa 0.04 tonne Packing Clamp Force Estimate 80%:( 4.67 )MPa 0.16 tonne Packing Clamp Force Estimate 120%:( 7.01 )MPa 0.23 tonne Clamp Force Area:3.27 sq.cm Cycle Time:8.01 sec 4.1 填充时间分布 预知模具填充时间的分布，填充时间 由红色区域最早开始到蓝色结束。大概每 只产品需要 0.38 秒。填充过程中存在不均

13、 匀现象，应该引起注意。 8 4.2 注射压力分布 最大注射压力为 5.84MPa,成型压力较小。但是采用点浇口成型，因此进浇口压 力较大。 4.3 压力分布 由成型压力分布可以得知，大扇面的压 力是最集中的区域，和注射压力刚好相反， 进浇口的成型压力较小，可能产生小小的 凸起，影响外观。 4.4 温度分布 注射过程中的温度分布状况，有图上 可以明显地看出进浇口位置的温度最高达 到 186.86 度，其余部位的温度大致相同。 4.5 质量预报 由模具质量分析可知，进浇口和大扇面 位置的填充效果没有产品主体的好。但由 于塑件整体比较小，所以不至于影响他的 成型。 9 4.6 熔接痕分布 熔接痕位

14、置可能会影响产品外观。在注塑时应该注意注塑条件，以改善成型。 4.7 气泡分布 气泡位置由蓝色小球表示，大部分都 比较容易排除，但是应该注意气泡区域的 排气问题。(塑胶交汇处，合产品较难填充 处) 4.8 模流分析总结 合理的模流分析可以为产品设计提供很好的设计依据。借助流动分析，可以了 解塑料在模腔内的流动路径，流动过程，以及可能产生的缺陷，分析结果可以使设 计人员更好的选择浇口位置，更利于控制塑件的产品质量。 也可以检验你所选择的浇口可能对塑件产生的影响。 第五章第五章 模具结构方案的确定模具结构方案的确定 5.1、分型面的选择 分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保

15、证塑件表 10 面质量。该零件的分型面如图 2 所示，取塑件的顶面，将整个塑件在下模成型。图 3 为型芯和型腔的分割简图。 分型面 图 2 塑件的分型面 图 3 型芯和行腔的分割状态 5.2、型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件采用一模四件成型，由于成型过程中要避免碰到上部的遮光片，所以浇 口是曲线环绕式的。这样有利于塑件的成型。 5.3、浇注系统的设计 模具浇口套主流道球面半径 R 与注射机喷嘴球面半径凡的关系为： R=R0+（1-2）=19+2=20mm 模具浇口套主流道小端直径 d 与喷嘴出口直径 d0 的关系为： d=d0 +0.5=2.5+0.5=3mm 分流道取梯形，其梯形倾斜角度取

16、 50； 浇口采用点浇口，从塑件的侧面圆柱体表面处进料，如图 4 所示。 图 4 浇注系统设计 5.4、型芯和型腔结构的确定 考虑到塑件有一个深 19.5mm 的通孔，应采用镶件成型。侧面有一个直径 3mm 的侧孔，在下模需要安装斜导柱分型抽芯机构。如图 5 所示。 图 5 斜导柱分型抽芯机构 5.5、推出方式的选择 此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型腔留在动模一侧，根据塑件是中心 有孔的薄壁圆筒类零件的特点，采用推管推出形式，这样推出均匀可靠，有效保证 了推出后塑件的质量，模具结构也比较简单。 5.6、标准模架的选择标 准模架一经选定，就可以到市场上购买到，根据上述分析，此模具含有斜导柱

17、 11 分型抽芯机构选择铭盛公司大水口类型，所以选用“2025-AI-A 板 30-B 板 60” ，其 中参数的含义是： 2025模架的长和宽分别为 20Omm 和 250mm A 板 30定模板（A 板）厚 30mm B 板 60 动模板（B 板）厚 60mm 其余尺寸详见下图。 基 第六章第六章 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 6.1、塑件的尺寸及公差 将塑件尺寸分为两大类： 一类是标注有公差的尺寸，也就是塑件上精度相对比较高，有配合要求的尺寸，考虑到 收缩量和模具磨损，按照平均值计算法计算出这一类零件的工作尺寸，这样可以有效地保证 整个模具寿命周期内产品的尺寸精度，尺寸计

18、算如表四： 表四表四 塑件上由公差要求的成型零件工作尺寸计算塑件上由公差要求的成型零件工作尺寸计算 类型 塑件上的尺 寸 计算公式 制造公差 z 收缩率 Scp% 计算结 果 6H10 /M=(/S+/S*Scp%+0.75*)-z =（6+6*0.005+0.75*0.048） 6.0782 型芯 径 向尺 寸 3(0+0.05) /M=(/S+/S*Scp%+0.75*)-z =（3+3*0.005+0.75*0.05） z:IT6 级精 度 Scp%=0.5%3.0525 型腔 径 向尺 寸 9 LM=（Ls+Ls*Scp%-0.75*） +z =(9+9*0.005-0.75*0) z

19、:IT7 级精 度 Scp%=0.5% 9.045 12 注： 1、 为塑件的公差，塑件上未变注公差可按 MTS 级精度取得。 2、模具制造公差 z 一般取（1/3-1/4） ，考虑到模具的经济加工精度，在此， z 取 IT6 或 IT7 级精度公差值。 3 当 z 取经济加工精度、其公差值反而大于（1/3-1/4） 时，z 取（1/3- 1/4）。 另一类尺寸是没有标注公差的，它是塑件上次要的、要求比较低的尺寸。在实 际生产过程中，为了简化计算，这一类尺寸只计算它的收缩量，公差则按模具的经 济制造精度取得。这一类尺寸的计算如表五所示： 表五表五 塑件上无公差要求的成塑零件工作尺寸计算塑件上无

20、公差要求的成塑零件工作尺寸计算 类型塑件上的尺寸计算公式 制造公差 z 收缩率 Scp% 计算结果 型芯尺寸14.5 /M=(/S+/S*Scp%)z/2 z:IT71 级精度 Scp%=0.5% 14.57+0.021 1.51.51 +0.012 55.025 +0.018 6 LM=（Ls+Ls*Scp%）+z 6.04+0.015 行腔尺寸 19.5LM=（Ls+Ls*Scp%）z/2 z:IT7 级精度 Scp%=0.5% 19.600.1 TK-1200B 注塑机的主要参数如表六所示： 表六表六 TK-1200B 注塑机的主要参数注塑机的主要参数 标称注射量213cm3定位孔直径1

21、00mm 最大开模行程 S350mm喷嘴球头半径R6mm 最大装模高度 Hmax380mm喷嘴孔直径3mm 最小装模高度 Hmin152mm中心顶杆直径25mm 模板最大安装尺寸 390410 顶出行程0-130mm 第七章第七章 注塑机有关工艺参数的校核注塑机有关工艺参数的校核 13 7.1、注射量的校核 如前所述，塑件与浇注系统的总体积为 V=远远小于注射机的标称注射量 213cm 7.2、模具闭合高度的校核 由装配图可知模具的闭合高度：H 闭=255mm 最小装模高度 Hmin=152，最大装模高度 Hmax=380mm，能够满足 Hmin H 闭Hmax 安装条件 7.3、模具安装部分

22、的校核该 模具的外形尺寸为：200250，注射机模板最大安装尺寸为 39O410 ，故能 满足安装要求。 浇口套的球面半径为 R19mm喷嘴球头半径 R6mm ，符合要求； 浇口套小端孔径中 2.5mm喷嘴孔直径 3mm，符合要求。 7.4 、模具开模行程的校核 如图所示，模具的开模行程： S 模塑件的高度浇注系统的高度顶件的高度(5-10)= 19.60+55+882.6mm 注射机的最大开模行程 S=350mmS 模=82.6mm 7.5、顶出部分的校核 模具上顶杆孔的直径为 50mm注射机中心顶杆直径 25mm 注射机最大顶出距离为 130mm模具上所需要的最小顶出距离 10mm 第八章

23、第八章 模具标准件的选用模具标准件的选用 材料清单： 27SPRING弹簧标准15*804 26下模镶件SKD61 6.08*1604 25推管套件SKD6110.5*1304 24 SLANTING GUIDE PIN 斜导柱SKD6112*554 23SCREW镶件紧固螺钉标准M8.5*256 22EJ-SCREW推板紧固螺钉标准M12*404 21BCP-SCREW动模紧固螺钉标准M12*1404 20CORE-SCREW型芯紧固螺钉标准M6*454 19TCP-SCREW定模紧固螺钉标准M12*354 18GUIDE PIN导柱20Cr20*804 17 GUUIDE BUSH 导套S

24、UJ2 30*304 16KE-PAREING塑件PS4 15TCP-CORE定模型芯840740*150*301 14BCP-CORE动模型芯840740*150*601 14 13CONNECTOR水嘴标准M10*158 12L-PLATE动模座板标准250*250*2551 11F-PLATE推板 标准120*250*201 10E-PLATE推杆固定板标准120*250*151 9RETURN PIN复位杆20Cr12*804 8SPRUE浇口套标准12*701 7A-PLATE定模板标准200*250*301 6T-PLATE定模座板标准250*250*251 5S-PLATE固定板 标准120*250*151 4B-PLATE动模板标准200*250*601 3U-PLATE支承板标准200*250*301 2CR-PLATE右垫块标准50*38*851 1CL-PLATE左垫块标准50*38*851 编号PART NAME名称材料规格数量 模具总装配图： 基 基 上模总装图 下模总装图 16 侧视图