球形包装盒的模具设计---全套设计.zip

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 目 题 目 院 系 院 系 专 业 专 业 姓 名 姓 名 指导教师 指导教师 2007 年 5 月 1 日球形塑料包装盒机电与信息工程分院模具设计与制造刘建峰陈乐平目目 录录引言引言1毕业设计任务书毕业设计任务书2毕业设计说明书毕业设计说明书3 一、设计题目3二、设计过程3（1）塑件的分析及塑件的成型工艺性能3（2）PP 的成型条件4（3）塑件的质量与体积计算5（4）分型面的选择5（5）型腔数目的确定与排列形式5（6）注射机的选择7（7）浇注系统的设计8（8）成型部分的尺寸设计15（9）零件的加工工艺17（10）模具加工工艺流程18（11）冷却系统的设计20（12）导向结构的设计22（13）脱模机构的设计24（14）模架的选择25（15）压力机的校核26（16）参考文献27设计体会设计体会28引引 言言 本设机为机械类塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：毕业设计任务书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到张蓉老师和相关同学的大力支持和热情的帮助，在此谨以致谢。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。设计者：刘建峰 年 5 月毕业设计任务书毕业设计任务书一、设计目的一、设计目的 综合运用在学校所学的理论知识和技能，设计球形塑料包装盒，使学生熟悉设计开发模具的流程，培养学生的独立思考能力，检验学生的学习效果和动手能力，提高学生的工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。二、设计内容二、设计内容 1、绘制产品零件图 2、绘制模具装配图 3、绘制整套模具零件图（标准见除外）4、编写设计说明书三、设计要求三、设计要求 1、模具结构设计合理，工艺性好。设计计算准确，参数选用合理。2、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合规范。3、模具装配图采用 CAD 绘制并打印。（0 号图纸打印）4、绘制全套模具零件图，标准件除外。（模架选择标准的也要出图）5、设计说明书内容完整，分析透彻，语言流畅，参考资料应注明出处，字数在 20000，左右，统一采用 A4 纸、5 号宋体打印。图量一般要求为 2 张半 0 号。毕业设计说明书毕业设计说明书第一部分第一部分 设计题目：设计题目：球型包装盒球型包装盒 材料：材料：聚丙烯（聚丙烯（PP）第二部分第二部分 设计过程设计过程一、塑件的分析及塑料成型工艺性能一、塑件的分析及塑料成型工艺性能1、塑件工艺性能分析1）塑件的尺寸较小，精度等级一般，性能要求一般，为大批量生产，采用一模四腔来提高生产率，塑件壁薄，对制品不进行二次加工。2）浇口采用侧浇口，适用于一模四腔，大大提高生产率，浇口截面为矩形。3）为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用镶拼结构。2、材料的成型工艺性能1）塑件采用 pp，pp 的主要工艺性能有：1 性能特点：化学稳定性较好，耐寒性参，光、氧作用下易降解，机械性能比聚乙烯好，有良好的高频绝缘性，不受温度影响，但低温变脆，不耐磨，易老化。2 成型特点：成型时收缩大，成型性能好，易变形翘曲，尺寸稳定性好，柔软性好，有“铰链”特性。3 模具设计的注意事项：因有“铰链”特性，注意浇口位置设计；防收缩，变形；收缩率为 1.3%1.7%4 使用温度：10cc120 5 主要用途：板、片、透明薄膜、绳、绝缘零件、汽车零件、阀门配件、日用品、耐腐蚀零件，制作一般机械零件。3、聚丙烯的主要注塑成型条件密 度：v（/g3）91.090.0 比体积：13/kgdmV 11.110.1 吸水率：100cPW 03.001.0 收缩率：S 0.30.1 熔 点：t（C）176170 热变形温度：t（C）aaMPMP185.046.0 6756115102 抗拉屈服强度：1（aMP）37抗弯强度：1（aMP）5.67冲击韧度：22mkJamkJakn 8.45.378硬 度：HB 65.8 10595R体积电阻系数：（cm.）1610击穿强度：）（1mmKVE 30模具温度：t（C）9080二、二、PP（聚丙烯）的成型条件（聚丙烯）的成型条件 注射机类型：螺杆式 预热和干燥：温度)(ct 80100 时间)(hr 12 料筒温度)(ct 后段 160180中段 180200前段 200220 模具温度)(ct 8090 注射压力)(aMPp 70100 成型时间)(s 注射时间 2060 高压时间 03 冷却时间 2090 总周期 50160 螺杆转速)1min(srn 48三、塑件的质量与体积计算三、塑件的质量与体积计算V=333323136.6153417343434cmRR m gV72.536.690.0 3/90.0cmg四、分型面的选择四、分型面的选择1、分型面的形成与塑件几何形状，脱模方法，模具类型及排气条件，浇口形式等有关，常见的形式有水平分型面，垂直分型面，斜分型面，阶段分型面，曲线分型面。2、分型面的选择原则1）便于塑件脱模 1 在开模时尽量使用塑件留在动模内；2 应有利于侧面分型和抽芯；3 应合理安排塑件在型腔中的方位。2）考虑和保证塑件尺寸的外观不遭损坏3）尽力保证塑件尺寸的精度要求 （如 同心度等）4）有利于排气5）尽量使模具加工方便五、型腔数目的确定与排列形式五、型腔数目的确定与排列形式 为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。常用的方法有四种：（1）根据经济性确定型腔数目；（2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目；（4）根据制品精度确定型腔数目。本设计采用根据注射机的最大注射量确定型腔数目的方法来确定。128.0WWGn 注射机的最大注射量（g）1W单个制品的质量（g）2W浇注系统的质量（g）790.072.590.086.290.0608.0(）n由于本塑件精度一般，故设计型腔数目为 4 个多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H 形、直线形及复合形。在设计时应注意以下几点：（1）尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定；（2）型腔布置与浇口开设部位应力应求对称，以便防止模具承受偏载而产生镒料现象。（3）尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。根据以上几点，型腔排列形式如图所示：六、注射机的选择六、注射机的选择注射机额定注射量mg每次注射量不超过最大注射量的 80%，即 zjmmmgn）（8.0 式中 n 型腔数 jm浇注系统重量（g）zm塑件重量（g）gm注射机额定注射量（g）浇注系统体积jV，根据浇注系统初步设计方案进行计算：则 3218.226045414.3mmV 3226.169530314.32mmV 33342.655.214.334mmV 3482114mmV 33432103.482.4029cmmmVVVVV )(63.390.003.4gmj 8.0)(jzgmmnm n取 4 =)(14.338.0)63.372.54(g 382.3690.014.33cmmVg从计算结果，并根据塑件注射机技术规格，查塑件制品成型及模具设计教材附录 E，选用 XS-Z60 型注射机主要技术参数如下：标称注射量：3cm 60 螺杆（柱塞）直径:mm 38 注射压力:aMP 122 注射行程:mm 170 注射方式:柱塞式合模力:N 41050 最大成型面积:cm 130模板最大行程:mm 180模具最大厚度:mm 200模具最小厚度:mm 70模板尺寸:mm 300440拉杆空间:Mm 190300合模方式:液压-机械推出形式:mm 中心推出电动机功率:kW 11定位圈尺寸:mm 55机器外形尺寸:m 3.610.851.55七、浇注系统的设计七、浇注系统的设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或是在此通道内冷凝的固体塑料。浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。本设计采用普通浇注系统。浇注系统设计原则：浇注系统设计是指注射模设计的一个重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计时必须遵循以下原则：结合型腔布局考虑，应考虑以下三点：a.尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。b.型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载产生溢料现象。c.型腔排列要尽可能紧凑，以减少模具外形尺寸。热量及压力损失要小，为此浇注系统流程要尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要底。确保均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，即分道尽可能采用平衡式布置。塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以减少塑料的耗量。消除冷料：浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件的质量。排气良好：浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。防止塑件出现缺陷：避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。塑件外观质量：根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。生产效率：尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周期短，效率高。塑料熔体流体特性：大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，以充分利用。如图所示：主流道浇口动模板冷料穴分流道型腔板定模板1、主流道的设计、主流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，如上图。其主要设计要点为：（1）主流道圆锥角62，对流动性参的塑料可取63，内壁粗糙度为mRa63.0。（2）主流道大端呈圆角，半径mm31，以减小料流转向过渡时的阻力。（3）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于mm60，过长则会影响熔体的顺利充型。（4）对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上，主流道衬套与定模座板采用67 mH过渡配合，与定位圈的配合采用69 fH间隙配合。（5）主流道衬套一般选用108TT、制造，热处理强度为HRC5652。主流道主要参数如下：主流道圆锥角 5 内壁粗糙度 mRa63.0 主流道大端半径 mm4 主流道长度 L=49mm 主流道衬套材料 8T2、冷料穴的设计、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前锋的“冷料”，防止“冷料”，进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的半径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有以下三种：（1）与推杆匹配的冷料穴；（2）与拉料杆匹配的冷料穴；（3）无拉料杆的冷料穴。本设计采用与推杆匹配的冷料穴。其形状如下图：1定模座板冷料穴动模座板推杆冷料穴主要技术参数：冷料穴直径：mmd5 冷料穴长度：mmL63、分流道的设计、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，起分流作用和转向作用。多型腔模具尽量采用平衡式分流道，能让熔融塑料几乎同时到达每个型腔的进料口，以致塑料到每个型腔的压力和温度是相同的，这样不易产生熔接痕和填充不足等缺陷。多型腔模具必须设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个浇口时也要设置分流道。（1）分流道的截面形状：通常分流道断面形状有圆形、矩形、梯形、U 形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大，表面积小。（2）分流道的尺寸：对于壁厚小于 3mm，质量在 200g 以下的塑件，可用以下经验公式确定分流道直径。42654.0LmD 式中m流经分流道的塑件量（g）分流道长度（mm）分流道直径（mm）)(77.16072.52654.04mmD 分流道布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两种。A平衡式布置平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状及断面非平衡布置都必须对应相等，达到各个型腔同时均衡进料，以保证各型腔成型出的塑件在强度、性能及质量上的一致性。常用形式：H 型排列和圆形排列。B非平衡布置非平衡式浇注系统分两种情况，一种是各个型腔的尺寸和形状相同，只是诸型腔距主流道的距离不同；另一种是各型腔大小与主流道长度均不相同，为了使各个型腔同时均匀进料，必须将各个型腔的浇口做成不同的截面。分流道的设计要点A分流道对熔体的阻力要小，在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度要取小值，尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处要以圆弧过渡。B各型腔均衡进料，为此当塑件形状、大小相同时，各分流道的截面积和长度都要对称相等，各支分流道长度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能满足这点。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的逆件时，各分流道的截面积和长度要与塑件相对应。C.表面粗糙度要求达到 Ra0.8 为佳。D分流道较长时，要在分流道的末端开设冷料井。E分流道的位置可单独开设在定模板或动模板上，也可同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道的截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性和塑件脱出方法。通常分流道多开设在模具一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。F分流道与浇口的连接外要加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动和填充。综上所述，本设计采用平衡式布置，通常四个型腔以下的 H 形和圆形排列能达到最佳的热平衡和塑料和流动平衡。4、浇口的设计、浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。其主要作用是：a.型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；b.较容易切除浇口凝料；c.对于多型腔模具，可以用平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道面积的 3%-9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为 0.5-2mm,表面粗糙度 Ra 不低于 0.4m。浇口的类型和特点 A.非限制性浇口 又称直浇口、直接浇口或注流道型浇口。在多型腔模中又称为进料口。在单型模腔中，塑料熔体直接流进型腔，因而压力损失小，进料速度快，成形比较容易，对各种塑料都能适应。它传递压力好，保压补缩作用强，模具结构简单紧凑，制造方便。但去浇口困难，浇口痕迹明显；浇口附近热量集中，冷凝较迟，易产生较大内应力，也容易产生缩孔或表面凹陷。它特别适于大型塑件、厚壁塑件和熔体粘度特别高的塑料品种成形。当浇口位置特殊，不能采用冲击型浇口时，也可以采用直接浇口。B限制性浇口 型腔与分流道之间采用一段距离很短（约 0.5-2mm）、截面积很小（约为分流道截面积的 0.03-0.09）的通道相连接，此通道称为限制性浇口，它对浇口的厚度和快速凝固等可以进行限制。限制性浇口具有以下特点：1塑料熔体通过此类浇口时，所受的剪切速率大，致使塑料熔体的表面粘度有所降低，有利于充模流动；2塑料熔体通过此类浇口时，受到的磨擦作用强，一部分动能转化为热能，使塑料熔体温度略有上升，从而增加了熔体的流动性；3塑料熔体通过小浇口时，压力损失大，降低了型腔的压力，有利于模具锁紧；4浇口处截面尺寸较小，熔体容易凝固，补料时间好控制，减小了由于长时间补料造成的内应力；5浇口尺寸较小，封闭冻结快，可缩短成型周期；6对于一模多腔或采用多浇口的模具，由于其阻力大，容易实现各浇口的平衡进料；7浇口痕迹小，不影响塑件外观；本塑件采用限制性浇口中的点浇口：特点：又称橄榄形浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸特小的圆形浇口。浇口位置限制性小，去除浇口后残留痕迹小，不影响塑件外观。开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作。浇口附近由补料造成的应力小，但对于薄壁塑件因剪切速率过高，由于分子高度定向而造成局部应力产生开裂。为改善这一情况，在不影响使用的前提下，可局部增加浇口处塑件壁厚，以圆弧 R 过渡。应用范围：广泛用于两板式多型腔模具及断面尺寸较小的塑件；但塑件容易形成接纹、缩孔、凹陷等缺陷，注射压力损失较大，对壳体件排气不良。浇口位置的选择：浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点：1浇口应开设在能使型腔各个角落同时充满的位置2浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩3浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排出4浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。5对于带细长型芯的模具，用中心顶部进料方式以避免型芯受冲击变形。6浇口应设在不影响制品外观的部位7不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设浇口在这套模具中，其浇口尺寸如图所示：八、成型部分的尺寸设计八、成型部分的尺寸设计塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等。（一）、凹模的结构设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓。其结构形式分为：整体式凹模和组合式凹模。本设计采用整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。（二）、凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和分体式两种类型。组合式凸模又分为整体装配式和镶件组合式。本设计采用整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。（三）、成型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接构成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长度和宽）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“-”，制品内腔尺寸公差取正值“+”，而制口中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取“2”。模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的3161，即2=（3161），而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z，”，型腔尺寸不断减小则取“-z，”，中心距尺寸取“2z”。模具的磨损：实践证明，对于一般中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的61，即c=61，对于大型塑件则可取6以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量c=0。塑件的收缩率：成型后的收缩率与多种因素的关，通常按平均收缩率计算。S=2minmaxSS 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力和模具分型面平面的影响，会导致动模、定模注射时存在一定的间隙。一般当模具分型面平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般为 0.020.1mm。PP：由 Smin=0.6,Smax=1.4，则 S=2maxminSS=2%4.1%6.0=1%z=3，公差由塑料模具技术手册表 2-37，SJ1372 公差数值表查。、型腔的内径计算、型腔的内径计算塑件外径与型腔内径的关系：zSDDS043)1(式中 D 型腔内径尺寸（mm）SD 塑件外径基本尺寸（mm）S 塑件平均收缩率 塑件公差z 模具制造公差 一般为（4131），取31查表 PP 塑料的收缩率 1%3%平均收缩率 S=（1%+3%）/2=2%1 型腔径向尺寸的计算：300.1000.143%2134）（MD =33.0093.332 型腔高度尺寸的计算：ZSHHSM0431）（330.0030.043%2117）（MH =1.0012.172、型芯的内径计算：、型芯的内径计算：0431ZSddSM）（D型芯内径尺寸（mm）SD型芯外径尺寸（mm）S 塑件平均收缩率 塑件公差 1 型芯径向尺寸的计算：0330.030.043%2130）（Md =01.083.30 2 型芯高度的尺寸计算：0431ZShhSM）（0340.140.143%2115）（Mh =047.053.15九、零件加工工艺流程九、零件加工工艺流程 1、定模型芯 定模型芯是主要工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，因此选用 718S 钢材（注：此钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性）。同时考虑到此塑件对尺寸精度和表面要求一般，在对材料进行粗加工后，留 0.5mm 的单边，淬火、低温回火后，用电火花机放电到位即可。其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边 0.20.5mm 的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。综上所述，定模型芯加工工艺如下：1 开料：开出长宽高为 31531532 的毛坯。2 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各面，留 0.10.3mm单边余量。3 按照图样在铣床上钻螺纹孔，运水孔。4 在数控铣床上采用铣刀铣出两条浇道和铣出分流道，同时按照图样要求铣出四个型腔的形状，留单边余量 0.20.5mm。5 送热处理车间进行热处理：淬火使其表面硬度达到 5660HRC。6 按照图样要求加工型芯表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨光后六面见光。7 电火花放电：a）工件准备：模块材料为 718S 钢，铣、磨按图纸要求加工成型，热处理 5660HRC后，六面见光，保证平行度及垂直度。b）电极制作：电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金。c）校正、装夹、安装合格。8 用慢走丝割出浇口衬套孔，镶嵌孔。9 对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。十、模具加工工艺流程十、模具加工工艺流程 1、根据零件结构和制造工艺，模架的基本组成零件有两种：导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面的加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，它们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对位置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢 T10 淬火处理，淬火处理硬度 5862HRC。根据分析，导柱、导套加工工艺过程如下：备料粗车、半精车内外圆柱表面热处理研磨导柱中心孔粗磨、精磨配合表面研磨导柱、导套重要配合表面。（1）凸模加工工艺过程如下：下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线工作型面半精加工淬火、回火磨削修研。（2）凹模加工工艺过程如下：下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线型孔半精加工型孔精加工淬火、回火精磨（研磨）（3）模架的装配：导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动模板的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过渡配合。模架的装配比较简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。（4）模具表面强化处理工艺特点及应用：渗碳处理：渗碳处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程。模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线：精密模具：备料锻造退火或回火调质半加工装配试模渗氮研磨抛光装配 一般模具：备料粗加工调质精加工渗氮研磨装配（5）、总装的技术要求 a、装配后的模具安装表面的平行误差不大于 0.05；b、模具闭合后分型面应均密合；c、导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致；d、合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触（6）、试模：模具在装配完成之后，在交付生产时试模，其目的是检查模具在设计制造上是否存在缺陷，若有，则排除，对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高十一、冷却系统的设计十一、冷却系统的设计 在设计冷却通道时，应遵循以下原则：（1）冷却水孔尽可能多、孔径尽可能大；（2）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等；（4）强化浇口处的冷却；（5）应降低进水与出水的温差；（6）冷却水孔应避免设在塑件熔接痕处；（7）合理选择冷却水道的形式；（8）合理确定冷却水管接头位置；（9）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他结构（如推杆、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑；（10）冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。注塑模温对塑料熔体的流动、固化定型、生产率以及塑件的形状和尺寸精度有着直接的影响。注射成型时，不同的塑料对模温有着不同的要求，控制适宜的模温来保证塑料熔体具有最佳的流动性，易于充满型腔，并使塑件脱模后的收缩、翘曲变形小，形状与尺寸稳定，具有较高的物理力学性能以及较高的表面质量。通过调节温度与控制系统可收到如下效果：（1）改善成型性能：可以使模塑温度保持是适应于塑料的规格温度，以改善成型性能；（2）稳定尺寸精度：如果塑模温度发生变化，则塑料的收缩率也会有很大的变动，尤其对结果性塑件，因此，若塑模温度保持一定，收缩率也就得到稳定，塑件的尺寸精度自然就稳定了；（3）减少塑件变形：提高塑件精度；（4）改善塑件表面质量：消除外观缺陷，合理的模温可提高塑件的外观质量和降低表面粗糙度。冷却系统的计算：模具为中小型，可用下面的方法简单计算，如下：1、计算单位时间内从型腔中散发出的总热量（Q总=Q1）：1）计算每次需要的注射量（Kg 或 cm）G=G件+G浇 =14.8x10-3 +0.72x1.05 =0.77Kg2）确定生产周期（s）t=t注+t冷+t脱 =50s（式中数值查表得）3）求使用的塑料单位热流量 Qs（Kj/Kg）查表得 ABS 单位热流量 310400 Kj/Kg4）求每小时需要注射的次数 N=3600/50 =72 次 5）求每小时的注射量（Kg/h）W=N.G =72x0.77 图 15 =55.44 Kg/h6）求从型腔内发出的总热量（Kj/h）Q总=Q1=N.G.Qs=W.Qs=55.44 x 350=19404 Kj/h2、求冷水的体积流量（m/min）V=q.v=Q/60/1.C1（T出 T进）式中，为密度 10Kg/m，C1为水的比热熔 C1=4.187J/（Kg.），T 出为水管出口设定温度，T 进为水管进口设定温度，Q 为凹模带走的热量（Kj/h）取T=T 进-T 出=5 q.v=1/3 x 19404/60/10 x4.187x5 =5x10-3 m/min 3、求冷却水管的直径 d（mm）查表 得 d=8mm 4、求冷却水的平均流速（m/s）；查表 得 Vmin=1.66m/s5、计算凹模上应设冷却管的总长度（m），由于传热面积 A=dL。所以：L=A/d=0.298m=298mm6、求凹模所需冷却管根数 N=L/B=490/1603 以上为模具冷却系统计算过程，由于模具下模板结构复杂，不好设置冷却管道，因此冷却管道只设在上模板中。表 5冷却水管直径 d（mm）最低流速 v（m/s）冷却水体积流量 v（m/min）81.665.0 x 10-3101.326.2 x 10-3121.107.4 x 10-3150.879.2 x 10-3200.6612.4 x 10-3由于制品平均壁厚为 2.0mm，制品尺寸又较小，其循环回路如下：十二、导向机构的设计十二、导向机构的设计 为了保证注射模准确合模与开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。本设计采用导柱导向机构设计导柱和导套时应注意以下几点：（1）导柱应合理地均匀布置在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。（2）导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出 68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用#20低碳钢经渗碳 0.50.8mm，淬火 4855HRC,也可采用 T8A 碳素工具钢，经淬火处理。（4）为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套前端要倒角。（5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。（6）一般导柱滑动部分的配合形式按 H8/f8，导柱和导套固定部分配合按 H7/k6，导套外径的配合按 H7/k6。（7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。（8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。导柱与导套的结构图如下：导柱与导套在模板上的分布图如下：十三、脱模机构的设计十三、脱模机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱出机构（或称推出机构、顶出机构）。设计脱模机构时，应遵循以下原则：（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。根据以上原则，在模具上设计顶杆的大小与位置，顶杆就是脱模推出机构，即将塑件从型芯上顶出。顶杆见零件图，顶出时受力均衡，直径都为mm4。顶出行程计算：ehS凸顶 式中 顶S所需顶出行程 凸h型芯成型高度 e 顶出行程富裕量（mm）顶S=15+5=20（mm）所需开模行程计算 ehhS凸模塑开 式中 开S开模行程（mm）塑h塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度（mm）凸模h动定模型芯突出分型面的高度总和（mm）e 取件及取出浇注系统凝料的开模行程富裕量（mm）)(7781752mmS开推杆机构如图：十四、模架的选择十四、模架的选择 根据所选设计的定模型腔的尺寸和设计所需，选用3A型号，315L（1）系列的模架。其主要参数如下：凹模板厚度 A=32mm 脱模板厚度 B=32mm 垫块厚度 C=80mm 垫块宽度 B1=45mm 模具的闭合厚度 H=290mm 定模座板厚 H1=32mm 动模座板厚 H2=32mm 推杆固定板 1h=12.5mm 推 板 2h=16mm 模板 宽 B2=315mm L2=315mm 座板 宽 B3=365mm L3=365mm 推板长度 B4=213mm 导柱 1d=32mm 导套 2d=42mm推杆 3d=4mm十五、压力机的校核十五、压力机的校核（1）最大注射量的校核废件公利GGGK式中 公G注射机公称质量注射量 利K注射机最大注射量的利用系数，取 0.8 件G塑件的质量 废G浇注系统等废料的质量塑件质量 5.72g，浇注系统质量 3.63g则每次注射所需塑料量为 45.72+3.63=26.51g 注射机的最大注射量 600.8=48g26.51g，故能满足要求。（2）锁模力与注射压力的校核 锁模力可按型分胀锁pAFF.校核式中 p型模具型腔内塑料熔体平均压力（aMP），一般为注射压力的 0.30.65 倍，通常为 2040aMP。取 25aMP A分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（cm2）F锁注射机额定锁模力（N）投影面积计算 估算：分A=321SSS7259.68+180+50.24+8 =7497.92mm2=7.50cm2代入上式得 F胀=257.50=187.5（KN）由于 F锁=500KN 故满足胀锁FF（3）注射机开模行程的校核mmHHSK)105(21式中 KS注射机行程（SK=170mm）1H脱模距离（顶出距离）2H塑件高度+浇注系统高度 则 1H+2H+10=52+17+10=79mm170mm 故能满足要求十六、参考文献十六、参考文献塑料制品成型及模具设计 湖南科学技术出版社 叶久新 王群 主编 2004.7塑料模具技术手册 塑料模具技术手册编委会编 1997.6几何量公差与检测 上海科学技术出版社 甘永立 主编 2004.7画法几何及机械制图 重庆大学出版社 贺光谊 唐之清 1994.6设计体会设计体会 毕业设计是对大学三年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的比经工程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我们正确的设计思想，同时也让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识的能力。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及手册，不仅认真探讨了模具设计领域内的各种问题，而且对塑料零件的性能等问题进行了研究。因此，本次设计不仅加深了自己对专业所学知识的理解和认识，进一步提高了我们的绘图能力。在本次毕业设计中，张蓉老师给了我们耐心的指导，并在设计中及时给予我们解答疑难，让我在本次毕业设计中知识能力得到了一个质的飞跃，这对我们将来都会产生深远影响。并且，在设计过程中还得到了其他老师和各组同学的热忱帮助，在此表示感谢！由于本人知识有限，实际经验不足，因此设计中难免还存在着或多或少的不足之处，敬请各位老师批评指正，本人将不胜感激。毕业设计：刘建峰 年 5 月毕业设计（论文）译文0 一种面向对象的注塑模关联冷却水道设计工具一种面向对象的注塑模关联冷却水道设计工具摘要摘要 为了短期产品研发周期的需求，要求注塑模具设计师压缩他们的设计时间和能适应更多的后期更改。本文介绍了一种嵌入在冷却水道模块内的模具设计软件包内的关联设计方法。它对冷却回路提供了一系列全面的对象定义，还给出了平衡或不平衡的设计。这里将对已开发出的 CAD 算法进行了简要说明。有了这种新方法，模具设计人员可以轻松地在模具板或插件与冷却系统两者之间做出改变而无需进行繁琐的重复性工作。因此，这种方法可以有效地减少设计时间和后期设计更改的影响。关键词：冷却回路关键词：冷却回路 塑料模具设计塑料模具设计 CAD/CAE 关联设计关联设计 设计自动化设计自动化1引言引言 目前，大多数 CAD 系统还无法完全和明确地捕捉设计意图。丰富的设计信息不能完全由 CAD 模型来描述，并在产品开发周期的后期的设计更改将引起大量的重复劳动。众所周知，CAD 的交互操作性应包括基于知识的工程系统的集成。然而，没有任何机械能使设计意图信息流通。在注塑模具设计中这种信息差距也是非常明显的。模具设计人员面临着越来越多的压力来减少设计时间并且还要确保模具质量。自20世纪70年代初以来各种设计注塑模具的CAD已经出现了，其中大部分集中在模流分析及优化算法。近年来，模具子系统的设计一直是（研究）的焦点，例如凸凹模插件、流道、浇口位置和冷却系统等。对于冷却系统的设计王等11提出了一个三阶段的策略，与一维近似、二维优化设计、三维设计冷却效果分析设计。他们已经开发出一种程序，使用三维边界元法来分析三维热传导。所有上述提到的工具只能生成一般的几何信息。丰富设计信息的表达和重复利用不同程度地没有提到。面向对象的软件技术已经应用来满足模具设计信息表示的差距。在复杂实体中对象的定义可以提供大量的帮助，特别是部分独立部件和特征。然而，维持几何实体之间的关系并使它们可定制还不是一个简单的任务。可以持久实现几何实体之间关系的 CAD 软件发展方向被称为相关设计方法。一种方法是在一个过程向导中建立一个 CAD 系统的设计意图和过程知识，它基本上是一个应用程序的测试与用户界面的设置结合，来引导用户完成特定的计算机系统的相互作用构成。EDS公司的 MouldWizard 系统就是这样一个基于流程的向导。本文介绍了应用于冷却水道的相关设计方法的市场反馈，表明这一概念大大减少了人类知识和计算机一毕业设计（论文）译文1贯表示的差距。在一个模具中冷却系统不仅影响成型零件的质量而且还影响生产效率。在目前的实际生产中，在一套模具中至少有四个主要的冷却回路。它们都位于型腔插件，插件的型芯，一个 A 板和 B 板。王和 Singh 等认识到，在设计冷却系统中有很多参数和设计变量，如位置、冷却管道类型和三维回路布局，通常需要频繁的修改来解决部分后期设计中的变更以及模具的优化设计