塑料模具畢業(yè)論文設(shè)計(jì).pdf

畢業(yè)論文設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 題目名稱：題目名稱： 姓姓名：名： 班班級(jí)：級(jí)： 學(xué)學(xué)號(hào)：號(hào)： 系系部：部： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 武漢工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院武漢工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 二二 00 一二一二年年 5月月 12日日 - 1 - 緒論 塑料，成為當(dāng)前人類使用的一大類材料。目前我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展， 塑料制品的應(yīng)用已經(jīng)深入國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。 塑料工程通常是塑料制造與改性， 塑料制品與模具設(shè)計(jì)是塑料工程中的重要部 分，是塑料工業(yè)中不可少的環(huán)節(jié)。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制 品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具，如壓鑄模，澆鑄模，非金屬制 品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。 采用模具生產(chǎn)制件具有色、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原料， 成本低等優(yōu)點(diǎn)，模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中 最具潛力的發(fā)展方向。模具機(jī)械，電子等行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的社會(huì)發(fā) 展起著越來越大的作用。 一個(gè)國家面具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱，水平的高低，直接影響許多部門新產(chǎn)品的開發(fā) 和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。我國為了優(yōu)先發(fā)展模具 工業(yè)，定制了一系列優(yōu)惠政策，并把它放在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要的戰(zhàn)略地位。對(duì) 塑料模具的全面要求就是能夠高效的生產(chǎn)出外觀性能符合使用要求的制品。 塑料成型模具是成型塑料制品的工具。 塑料模具的應(yīng)能生產(chǎn)并滿足給定的形狀， 尺寸，外觀和內(nèi)在性能要求的制品。要求模具能被高效的應(yīng)用，且操作簡(jiǎn)便，并達(dá) 到自動(dòng)化水平要求模具又合理的結(jié)構(gòu)，制造容易且成本低廉。同時(shí)，也要求有足夠 的使用壽命。 近年來塑料模的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率，自動(dòng)化，大型，精密，長(zhǎng) 壽命模具總產(chǎn)量中所占比例越來越大，在各種塑料模具中看來，注射模在生產(chǎn)中所 占比例是最大的，起著十分重要的作用，再世界塑料成型模具產(chǎn)量中的板書以上為 注射模。 在這次設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中來，本次設(shè) 計(jì)的塑件也是通過使用注射模來成型的。本套設(shè)計(jì)主要放在塑件結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計(jì)這 一環(huán)節(jié)，如注射機(jī)的選用和校核，分型面的選擇，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，分流道的設(shè)計(jì)， 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等。在設(shè)計(jì)過程中，首先用 Proe 進(jìn)行三維造型，然后用 CAD 進(jìn) 行模具設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)?jiān)?，并給出指正。 - 2 - 制件三視圖： 三視圖 制件三維圖： - 3 - 立體圖 塑料模設(shè)計(jì)程序 一 塑料制件的分析： 1.材料成型工藝性能：本產(chǎn)品選用材料 PC（聚碳酸酯性能如下：聚碳酸 酯的沖擊強(qiáng)度特別突出。它的彈性模量較高. 2受溫度影響極小，耐熱溫度為 120。耐寒達(dá)-100才脆化，尺寸穩(wěn)定性高。 耐腐蝕，耐磨性均良好。 3透明性好，密度為 1.021.05gcm，塑料原料為無色透明材料. 4存在著高溫下對(duì)水的敏感性。長(zhǎng)期浸在沸水中，會(huì)引起水解或裂開。在成形 加工時(shí)控制不當(dāng)，容易發(fā)生制品開裂現(xiàn)象。在某些化學(xué)試劑(如四氯化碳)中 聚碳酸酯可能會(huì)產(chǎn)生“應(yīng)力開裂”。但聚碳酸脂還可用玻璃纖維來增強(qiáng)，這 樣具有更高的剛性和力學(xué)強(qiáng)度，并能消除聚碳酸脂可能存在“應(yīng)力集中”現(xiàn) 象 2.主要用途：主要用來制造齒輪、蝸桿、齒條、凸輪、心軸、軸承、墊圈、鉚釘、 泵葉輪、汽車汽化器部件、 車燈燈罩、閃光燈燈罩、節(jié)流 閥、潤(rùn)滑油輸油管，各 種外殼、 容器等。 二塑料成型特點(diǎn):1.無定形塑料，收縮率小，熱穩(wěn)定性好，成形溫度范圍寬， 超過 330才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解，分解時(shí)產(chǎn)生無毒、無腐蝕性氣體 2.吸濕性極小，但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過 0.2%，加工前必須干燥處理，否則會(huì) 出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象 3.流動(dòng)性差，溢邊值為 0.06mm 左右，流動(dòng)性對(duì)溫度變化敏感，冷卻速度快 4.宜在高模溫高料溫和高壓慢速的條件下成型。模溫控制在 80110C 較好成型溫 度在 280320為宜。 5.內(nèi)部殘留應(yīng)力較大，易開裂，要嚴(yán)格控制加工條件。 6.塑件壁厚要均勻，不宜過厚，避免尖角與缺口，有金屬嵌件應(yīng)預(yù)熱，脫模斜度去 2以上. 三塑件的結(jié)構(gòu)，尺寸精度，表面質(zhì)量的分析： 1.結(jié)構(gòu)分析： 從零件圖上分析，該零件總體形狀為長(zhǎng)方形，邊上帶 R 角從總體結(jié)構(gòu)上分析，形狀 - 4 - 相對(duì)較規(guī)則，沒側(cè)抽芯。該零件屬于中等復(fù)雜程度。 1尺寸精度分析：該產(chǎn)品未標(biāo)注公差，查塑料模課程設(shè)計(jì)P53 按 MT5 等級(jí)計(jì)算。 2外形尺寸：108mm、50mm 3內(nèi)形尺寸 40mm、57mm、17mm、1、46mm、 、R0.5mm、57mm、2mm 標(biāo)注公差后外形尺寸：108 34. 1 0 、50 94. 0 0 。 標(biāo)注公差后的內(nèi)形尺寸：40 0 84. 0 、57 0 94. 0 、17 0 58. 0 、1 0 4 . 0 、46mm 0 84. 0 、 R0.5 0 40. 0 、20 0.40 查模具設(shè)計(jì)教材 P10 表 1-2 得 PC（聚碳酸脂）的收縮率為（0.50.8）%， 此處取 0.65% 2.計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 通過對(duì)塑件的體積與質(zhì)量的計(jì)算， 可選出注射機(jī)及確定模具的型腔數(shù)量。 經(jīng)計(jì)算， 塑件的體積為 4367.8mm根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查的 PC 的密度為=1.021.05g/cm去密 度 為 0.0013kg/cm 。 則 塑 件 的 質(zhì) 量 W=V=0.0013kg/cm *4.3678cm =0.00567814kg 取 5.7g 。 該塑件可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)， 根據(jù)其相關(guān)尺寸， 初步選用注射機(jī)為 XS-Z-30 型 3.成型工藝參數(shù)：預(yù)熱溫度： （110120）；料筒溫度(后段):（210240）料 筒溫度(中段)： （230280）；料筒溫度(前段)： （240285）。噴嘴溫度： （240250）；模具溫度： （90110）。注射壓力：(80130）Mpa;成型時(shí) 間： （2090)s；后處理方法：鼓風(fēng)烘箱；后處理溫度： （140145）;后處理 時(shí)間：4h。 四注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.分型面的選擇：根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面即 選在塑件外形最大輪廓處；分型面的選擇優(yōu)利于塑件的順利脫模；有利于模具的加 工制造；有利于排氣。綜合以上原則，分型面應(yīng)選在如下位置（圖一） 。 圖一 - 5 - 2.確定型腔的排列方式 本塑件在注射時(shí)采用一模兩件。綜合考慮澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素， 采取以下（圖二）排列方式，這種排列便于模具的分布和塑料在流道中的均勻流動(dòng)。 但缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的流程較長(zhǎng)，但塑件本身較小，對(duì)成型沒太大響。 圖二 3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1主流道的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 XS-Z-60 型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑 d1=2mm 噴嘴 前端球面半徑 SR1=12mm。 根據(jù)模具主流道尺寸與模具噴嘴的尺寸關(guān)系 SR= SR1+(12)mm 及 d=d1+（0.51） mm 可算得 SR=14mm，d=3mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐 形，其角度為（26）【 模具設(shè)計(jì)教材 P91】其草圖結(jié)構(gòu)如下（圖三）所示： - 6 - 圖三 4.分流道的設(shè)計(jì) 1本副模具分流道截面形狀選用半圓形，根據(jù) PC 的流動(dòng)性，將截面半徑取 r=8， 根據(jù)型腔數(shù)目，分流道長(zhǎng)度去 80mm。 2分流道的表面粗糙度度：由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi) 部熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能低，一般 Ra取 1.6 m 左右。 3澆口的設(shè)計(jì)：本副模具采用側(cè)澆口，塑件的壁厚為 2mm，制品復(fù)雜性較簡(jiǎn)單，屬 于中小型制品，所以相關(guān)尺寸如下圖（圖四）標(biāo)注計(jì)算： - 7 - 圖四 查塑料模設(shè)計(jì)教材 P96 表 4-1 可知，澆口壁厚 a=1mm 寬度 b=（310）a 此處取 a=5 長(zhǎng)度 L=（0.72）取 0.65。 五模具型芯與型腔的尺寸計(jì)算： 1.型腔徑向尺寸計(jì)算公式：LM=（LS+LSSCP- 4 3 ） + 0z,此處，=1/31/2模具設(shè)計(jì) 教材 P115，塑件尺寸較大、精度要求低時(shí)取小值，反之取大值。本副模具設(shè)計(jì)中精 度 MT5，=1/3 50：L1M=(50+50x0.65%- 4 3 x1/3)0 0.94=50.075 0 0.94. 108：計(jì)算后的模具型腔尺寸為 108.452. 2.型腔深度尺寸計(jì)算公式：HM=(HS+HSSCP-2/3)- + 0z 塑件深度尺寸為 8，經(jīng)計(jì)算 HM7.82977 取 7.83。 3.型芯徑向尺寸的計(jì)算公式：LM=（LS+LSSCP+ 4 3 ） 0 -. 計(jì)算后相應(yīng)的模具型芯尺寸如下表所示 塑 件 尺 寸 4057170.5146 型 芯 尺 寸 40.51-0.84 0 57.6205-0.94 0 17.3605-0.58 0 0.75325-0.4 0 1.2565-0.4 0 46.54-0.84 0 型芯相關(guān)尺寸表 4.型芯高度尺寸計(jì)算公式：hM=(hS+hSSCP+2/3)-Z0計(jì)算后相應(yīng)的高度尺寸如下所示： h1=（2+2x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=2.2352 -0.40 0， h2=（6+6x0.65%+2/3x1/3）-Z 0=6.61222 -0.40 0. 5.中心距的計(jì)算公式：Cm=（1+Scp）CSz/2. 帶入數(shù)字計(jì)算 Cm=（1+0.65%）x120.26. 注：為了便于計(jì)算與加工，以上數(shù)據(jù)均精確到小數(shù)點(diǎn)后 2 位. 六.型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.該塑件屬于小型塑件，一模多腔加工。應(yīng)選擇整體嵌入式凹模，這種結(jié)構(gòu)加工 效率高，裝拆方便，可以保證各個(gè)型腔的形狀尺寸一致，其結(jié)構(gòu)圖如下（圖五） 所示： - 8 - 圖五 整體嵌入式 型腔壁厚尺寸的確定：該塑件外形為矩形，內(nèi)壁短邊 50mm，側(cè)查模具設(shè)計(jì) 教材 P308 附錄 E 可得知側(cè)壁厚 S 取 3035mm，此處取 30mm.其型腔結(jié)構(gòu)圖如下（圖 六）所示： 圖六 七模架的選擇： 1查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)（電子版） ，選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其結(jié)構(gòu)與相關(guān)參數(shù)如下（圖七）所 示： - 9 - 圖七 相關(guān)參數(shù)如下（表一）表： 表一 根據(jù)（圖二）型腔排列的尺寸標(biāo)注，可確定模架相關(guān)尺寸。 八裝配圖的繪制：其結(jié)構(gòu)圖如下所示（具體尺寸詳見裝配圖） - 10 - 主視圖 俯視圖 - 11 - 左視圖 九.模具閉合高度的校核： 所設(shè)計(jì)模具閉合高度應(yīng)在所選注射機(jī)允許安裝模具的的高度范圍。在本副模具設(shè)計(jì)中，初選注射 機(jī)為 XS-ZY-30，查模具手冊(cè)（電子版）如圖所示： 圖八 從裝配圖只中可知，模具的的閉合高度為 244mm，經(jīng)計(jì)算，分型后的高度為 271mm， 因此初選注射機(jī)不符合要求。根據(jù)模具手冊(cè)，選 XS-ZY-125 型注射機(jī)滿足模具閉合 要求。其結(jié)構(gòu)圖如下（圖九）所示： - 12 - 圖九 滿足 HminHHmax(注：Hmin注射機(jī)允許安裝的最小模具高度，H 為模具高度，Hmax為注 射機(jī)允許安裝的最大模具高度。) 九.結(jié)束語 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是三年大學(xué)生活中的最后一個(gè)工作項(xiàng)目， 具有非同尋常的意義， 畢 業(yè) 設(shè)計(jì)的完成也為我們的大學(xué)生活畫上了圓滿的句號(hào)。 它對(duì)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活中 所 學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)概括，更是一次檢驗(yàn)，讓我們每個(gè)人都能清楚了解自己在大 學(xué)中 學(xué)習(xí)的效果。 確定了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目后， 開始可以說腦中是一片空白， 很茫然， 不知 所 措無從下手。于是就在互聯(lián)網(wǎng)上查找關(guān)于塑料模的相關(guān)資料，接著我又查找相關(guān)的 專業(yè)書籍， 尋找塑料注塑模具的設(shè)計(jì)思路和一些塑料注塑模具設(shè)計(jì)與制造的 實(shí)例進(jìn) 行參考。 有了這些實(shí)例和思路就為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了“骨架” ，接下去就 要為這個(gè) “骨架”添加“血肉” ，最后使它生動(dòng)完整。 我們模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)開設(shè)了機(jī)械 制圖及 AUTOCAD 機(jī)械設(shè)計(jì)以及 、 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課， 數(shù) 控機(jī)床及編程 模具制造工藝與工裝 、 沖 壓工藝與模具設(shè)計(jì) 塑料模 具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)課，這些課程對(duì)我順利進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了一個(gè)基石的作 用。 比如，畢業(yè)設(shè)計(jì)中零件圖和模具裝配圖的繪制 與機(jī)械制圖及 AUTOCAD 的學(xué)習(xí)是分不開的，模具的改進(jìn)也要機(jī)械設(shè)計(jì) 模 具制造工藝與工裝等課 - 13 - 程的幫助，更不用說塑料模具設(shè)計(jì)與制造這門專業(yè) 課的重要作用了。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我我學(xué)到了許多知識(shí)，包括課本上學(xué)不到的知識(shí)。當(dāng)然， 在 設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些難題。通過我們翻閱相關(guān)的書籍，在網(wǎng)絡(luò)上尋找答