[機械畢業(yè)論文]防護罩課程注塑塑料模具設(shè)計說明書實例【專業(yè)答辯必備資料】

1 塑料模具設(shè)計說明書 目錄 1. 塑件成型 工藝 性 分析 . 2 1.1 塑件的 分析 . 2 1.2 PS 塑料的性能分析 . 3 1.3 PS 的注射成型過程及工藝參數(shù) . 3 2 模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 . 4 2.1 模具的基本結(jié)構(gòu) . 4 2.1.1 確定成型方法 . 4 2.1.2 型腔布置 . 4 2.1.3 確定分型面 . 5 2.1.4 選擇澆注系統(tǒng) . 5 2.1.5 確定推出方式 . 6 2.1.6 側(cè)向抽芯機構(gòu) . 6 2.1.7 模具的結(jié)構(gòu)形式 . 6 2.1.8 選擇成型設(shè)備 . 7 2.2 選擇模架 . 7 2.2.1 模架的結(jié)構(gòu) . 7 2.2.2 模架安裝尺寸校核 . 8 3 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 . 8 3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 . 8 3.1.1 型腔結(jié)構(gòu) . 8 3.1.2 型芯結(jié)構(gòu) . 9 3.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) . 9 3.1.4 模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu) . 9 3.1.5 結(jié)構(gòu)強度計算 （略） . 9 3.2 模具成型尺寸設(shè)計計算 . 9 3.2.1 型腔徑向尺寸 . 9 3.2.2 型腔深度尺寸 . 10 3.2.3 型芯徑向尺寸 . 10 3.2.4 型芯高度尺 寸 . 11 3.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 . 11 3.3.1 模具加熱 . 11 3.3.2 模具冷卻 . 11 4. 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程 . 12 4.1 模具定模板（中間板）零件圖及加工工藝規(guī)程 . 12 4.2 模具側(cè)滑塊零件圖及加工工藝規(guī)程 . 14 4.3 模具動模板（型芯固定板）零件圖及加工工藝規(guī)程 . 14 5 模具總裝圖及模具的裝配、試模 . 15 5.1 模具總裝圖 . 15 5.2 模具的安裝試模 . 17 5.2.1 試模前的準備 . 17 2 5.2.2 模具的安裝及調(diào)試 . 17 5.2.3 試模 . 18 5.2.4 檢驗 . 18 1. 塑件的工藝分析 1.1 塑件的成型工藝性分析 塑件如圖 1 所示。 圖 1 塑件圖 產(chǎn)品名稱：防護罩 產(chǎn)品材料： ABS 產(chǎn)品數(shù)量：較大批量生產(chǎn) 塑件尺寸：如圖 1 所示 塑件重量： 15 克 塑件顏色：紅色 塑件要求：塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑件允許最大脫模斜度 0.5 3 1.1.1 塑件材料 ABS 的使用性能 可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P30 表 1-13 綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻 。 適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結(jié)構(gòu)零件 。 1.1.2 塑件材料 ABS 的 加工特性 可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P32 表 1-14 無定型塑料，其品種很多 ，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。 吸濕性強，含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 流動性中等，溢邊料 0.04 mm左右 （ 流動性比聚苯乙烯， AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好 ） 。 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫 （ 對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高 ） 。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解 （ 分解溫度為 250左右，比聚苯乙烯易分解 ） ，對要求精度較高塑件，模溫宜取 50 60，要求光澤及耐熱型料宜取 6080。注射壓力應(yīng) 比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為 180 230，注射壓力為 100 140 MPa，螺桿式注塑機則取 160 220， 70 100 MPa為宜。 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡 （ 但在熱水中加熱可消失 ） 。脫模斜度宜取 2以上。 1.2 塑件的成型工藝參數(shù)確定 可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P54 表 1-18 查手冊得到 ABS 塑料的成型工藝參數(shù)： 適用注射機類型 螺桿式 密度 1.01 1.07 g/cm3； 收縮率 0.3 0.8 % ； 預(yù)熱溫度 80C 85C，預(yù)熱時間 2 3 h ； 4 料筒溫度 后段 150C 170C，中段 165C 180C，前段 180C 200C； 噴嘴溫度 170C 180C； 模具溫度 50C 80C； 注射壓力 60 100 MPa ； 成型時間 注射時間 20 90s ，保壓時間 0 5s ，冷卻時間 20 120s 。 2 模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 2.1 模具的基本結(jié)構(gòu) 2.1.1 確定成型方法 塑件采用注射成型法生產(chǎn)。為保 證塑件表面質(zhì)量，使用點澆口成型，因此模具應(yīng)為雙分型面注射模（三板式注射模）。 2.1.2 型腔布置 塑件形狀較簡單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用多型腔注射模具。考慮到塑件的側(cè)面有 10mm 的圓孔，需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖 2 所示。 圖 2 型腔布置 5 2.1.3 確定分型面 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本實例中塑件的分型面有多種選擇，如圖 3所示。圖 3（ a） 的分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面留下分 型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量。同時這種分型面也使側(cè)向抽芯困難；圖 3（ b） 的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡。同時側(cè)向抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖 3（ b） 所示的分型面。 （ a） （ b） 圖 3 分型面選擇 2.1.4 選擇澆注系統(tǒng) 塑件采用點澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖 4 所示。點澆口直徑為 0.8mm，點澆口長度為1mm，頭部球 R1.52 mm。分流道采用半圓截面流道，其半徑 R 為 3 3.5mm。主流道為圓錐形， 錐角 為 6， 上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑 6 8 mm。 圖 4 點澆口澆注系統(tǒng) 6 2.1.5 確定推出方式 由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以選擇推件板推出機構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、推出力均勻，塑件在推出時變形小，推出可靠。 2.1.6 側(cè)向抽芯機構(gòu) 塑件的側(cè)面有 10mm 的圓孔，因此模具應(yīng)有側(cè)向抽芯機構(gòu)，由于抽出距離較短，抽出力較 小，所以采用斜導(dǎo)柱、滑塊抽芯機構(gòu)。斜導(dǎo)柱裝在定模板上，滑塊裝在推件板上。 2.1.7 模具的結(jié)構(gòu)形式 模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，如圖 5 所示。 圖 5 雙分型面注射模模具結(jié)構(gòu) 1 拉桿 2 導(dǎo)套 3 定模板（中間板） 4 螺釘 5 推件板 6 復(fù)位桿 7 動模板 8 支承板 9 推桿固定板 10 推板 11 墊塊 12 動模座板 13 導(dǎo)柱 14 導(dǎo)套 15 導(dǎo)套 16 定模做板 17 脫出板 18 導(dǎo)套 7 19 導(dǎo)柱 20 限位螺釘 2.1.8 選擇成型設(shè)備 “注射機的選 用”可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P133， P128 表 3-4 選用 G54-S200/400 型臥式注射機，其有關(guān)參數(shù)為： 額定注射量 200/400 cm3 ； 注射壓力 109 MPa ； 鎖模力 2540 kN ； 最大注射面積 645 cm2 ； 模具厚度 165 406 mm ； 最大開合模行程 260 mm ； 噴嘴圓弧半徑 18 mm ； 噴嘴孔直徑 4 mm ； 拉桿間距： 290368 mm 。 2.2 選擇模架 2.2.1 模架的結(jié)構(gòu) 可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P418 表 10-1 10-6 模架的結(jié)構(gòu)如圖 6 所示。 8 圖 6 模架 2.2.2 模架安裝尺寸校核 模具外型尺寸為，長 300 mm、寬 250 mm、高 345 mm，小于注射機拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機上。 3 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 3.1.1 型腔結(jié)構(gòu) 見裝配圖 所示， 型腔由定模板 4、定模鑲件 26 和滑塊 19 共三部分組成。定模板 4 和滑 9 塊 19 構(gòu)成塑件的側(cè)壁，定模鑲件 26 成型塑件的頂部，而且點澆口開在定模鑲件上，這樣使加工方便，有利于型腔的拋光。定模鑲件可以 更換，提高了模具的使用壽命。 3.1.2 型芯結(jié)構(gòu) 見裝配圖所示 ，型芯由動模板 16 上的孔固定。型芯于推件板 18 采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運動時與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強制冷卻型芯。 3.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 見裝配圖 。 3.1.4 模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動模部分之間采用導(dǎo)柱 1 和導(dǎo)套 2 導(dǎo)向定位。推件板 18 上裝有導(dǎo)套 6，推出時，導(dǎo)套 6 在導(dǎo)柱 1 上運動，保證了推件板的運動精度。定模座板上裝有導(dǎo)柱 30，為點澆口凝料推板 24 和定模板 4 的運動導(dǎo)向。 3.1.5 結(jié)構(gòu)強度計算 （略） 3.2 模具成型尺寸設(shè)計計算 可參考簡明塑料模具設(shè)計手冊 P110 表 2-55 取 ABS 的平均成型收縮率為 0.6 %，塑件未注公差按照 SJ1372 中 8 級精度公差值選取。塑件尺寸如圖 1 所示。 3.2.1 型腔徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z = /3；取 x=0.75。 1） 40+0.26 40.26-0.26 10 09.0009.00010131.4026.075.026.40%)6.01()1()( zz xLSL sm 2） R25+0.94 R25.94-0.94 31.0031.00020239.2594.075.094.25%)6.01()1()( zz xLSL sm 3.2.2 型腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z = /3；取 x=0.5。 1） 50+1.2 51.2-1.2 40.0040.00010191.502.15.02.51%)6.01()1()( zz xHSH sm 2） 45+1.2 46.2-1.2 40.0040.00020288.452.15.02.46%)6.01()1()( zz xHSH sm 3.2.3 型芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z = /3；取 x=0.75。 1） 36.8+0.26 36.8+0.26 009.0009.0010122.3726.075.08.36%)6.01()1()(zzxLSL ss 2） 10+0.52 10+0.52 017.0017.0020245.1052.075.010%)6.01()1()(zzxLSL ss 11 3.2.4 型芯高度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z = /3；取 x=0.5。 1） 48.4+1.2 48.4+1.2 040.0040.0010129.492.15.04.48%)6.01()1()(zzxhSh sm 2） 15+0.68 15+0.68 023.0023.0020243.1568.05.015%)6.01()1()(zzxhSh sm 3.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 3.3.1 模具加熱 一般生產(chǎn) ABS 材料塑件的注射模具不需要外加熱。 3.3.2 模具冷卻 模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。 型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條 10mm 的冷卻水道完成， 如圖 7 所示。 圖 7 定模板冷卻水道 12 型芯的冷卻如圖 8 所示，在型芯內(nèi)部開有 16mm 的冷卻水孔，中間用隔水板 2 隔開，冷卻水由支承板 5 上的 10mm 冷卻水孔進入，沿著隔水板的一側(cè)上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側(cè)，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯 1 與支承板 5 之間用密封圈 3 密封。 圖 8 型芯的冷卻 1 型芯 2 隔水板 3 密封圈 4 動模板（型芯固定板） 5 支承板 4. 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程 4.1 模具定模板（中間板）零件圖及加工工藝規(guī)程 定模板（中間板）零件圖如 圖 9 所示。 13 圖 9 定模板（中間板） 零件圖 定模板（中間板）的加工工藝： （ 1）以基準角定位，加工 52+0.02mm 和 40.31+0.09mm 的型腔孔，可以采用坐標鏜床或加工中心完成。 （ 2）以基準角定位，加工寬 32mm、 長 40mm、深 25mm 及寬 10mm、深 20.66-0.23mm的裝配側(cè)滑塊孔，可以采用銑床或加工中心完成。 （ 3） 以基準角定位，加工寬 32mm、長 20mm、深 40mm 的斜楔裝配孔及其上的 M8 螺釘沉孔，可以采用銑床和鉆床完成。 （ 4）鉗工研配側(cè)滑塊和斜楔。 （ 5）將側(cè)滑塊裝入定模板側(cè)滑塊孔內(nèi)鎖緊固定，共同加工 15mm 的斜導(dǎo)柱孔，可以采用銑床或鉆床完成。 14 （ 6） 以基準角定位，加工 4- 16mm 孔，可以采用鉆床或銑床完成。 （ 7）加工 2- 10mm 冷卻水孔，由鉆床或深孔鉆床完成。 4.2 模具側(cè)滑塊零件圖及加工 工藝規(guī)程 側(cè)滑塊零件圖如 圖 10 所示。 圖 10 側(cè)滑塊零件圖 側(cè)滑塊加工工藝如下： （ 1）加工外形尺寸，由銑床或加工中心完成。 （ 2）鉗工研配，首先與推件板研配側(cè)滑塊的滑道部分，要求滑動靈活，無晃動間隙；其次研配側(cè)滑塊與型芯及定模板的配合，要求配合接觸緊密，注射成型時不產(chǎn)生飛邊；最后研配斜楔，要求斜楔在注射成型時鎖緊側(cè)滑塊。 （ 3）與定模板配鉆斜導(dǎo)柱孔。 （ 4）加工側(cè)滑塊的兩個 3mm 定位凹孔。 4.3 模具動模板（型芯固定板）零件圖及加工工藝規(guī)程 動模板（型芯固定板）零件圖如 圖 11 所示。 15 圖 11 動模板（型芯固定板）零件圖 動模板（型芯固定板）加工工藝如下： （ 1）以基準角定位，加工 50+0.02mm 和 60mm 的型芯固定孔，可以采用坐標鏜床或加工中心完成。 （ 2） 以基準角定位，加工 4- 21mm 孔，可采用鏜床或鉆床完成。 （ 3）鉗工裝配型芯。 5 模具總裝圖及模具的裝配、試模 5.1 模具總裝圖 圖 12 為模具的總體裝配圖。 16 圖 12 模具圖 1 導(dǎo)柱 2 導(dǎo)套 3 拉桿 4 定模板（中間板） 5 螺釘 6 導(dǎo)套 7 復(fù)位桿 8 動模座板 9 螺釘 10 推板 11 推桿 固定板 12 墊塊 13 支承板 14 密封圈 15 隔水板 16 動模板（型芯固定板） 17 定位珠 18 推件板 19 側(cè)滑塊 20 斜楔 21 斜導(dǎo)柱 22 型芯 23 螺釘 24 脫出板 25 定模座板 26 定模鑲件 27 拉料桿 28 定位圈 29 澆口套 30 導(dǎo)柱 31 導(dǎo)套 32 導(dǎo)套 33 限位螺釘 17 5.2 模具的安裝試模 試模是模具制造中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補充和調(diào)整是對于模具設(shè)計的補充。 5.2.1 試模前的準備 試模前要對模具及試模用 的設(shè)備進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與、于注射機的各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 5.2.2 模具的安裝及調(diào)