1、畢 業 設 計 (論 文) 機械與電氣工程學院 系（院） 模具設計與制造 專業南 昌 工 程 學 院畢業設計（論文）任務書一、畢業設計(論文)題目：薄圓盤塑件注塑模具設計二、畢業設計(論文)使用的原始資料(數據)及設計技術要求：說明：生產批量：中批量生產 塑料的精度等級：低精度。三、畢業設計(論文)工作內容及完成時間：第1-2周 查閱相關文獻資料，并完成制件造型與工藝分析；第3-4周 進行成型零件、分型面、澆注系統等的設計；第5-6周 進行結構零件設計；第7周 繪制成型零件圖（a3）與裝配圖(a1)；第8周 撰寫畢業設計論文四、主 要參考資料：1. 塑料成型工藝及模具設計2. 塑料模具設計手冊

2、3機械設計手冊4機械制圖5公差與互換性6模具材料手冊7.ug注塑模具設計 機械與電氣工程 系 09模具 專業 1 班學生： 丁勇日期： 自 2011 年 4 月 16 日至 2011 年 6 月 8 日指導教師： 劉國亮 助理指導教師(并指出所負責的部分)：教研室： 材料工程 教研室主任： 尹懿 摘 要本文設計課題為薄圓盤塑料模，考慮到產品的大小，還有中批量生產，產品流動性好， 本人做了一模兩件，簡化型細水口進膠，產品底部倒扣采用斜導柱側抽芯機構，里面三個倒扣，采用三個大斜頂； s型流道， 在注射時比直流道流速慢， 便于排氣，減少冷料避免氣痕，流痕等現象，模具結構簡單，加工成本并不是很高，且較

3、好打火花，不易集炭，容易注塑。 關鍵詞： 倒扣 s型流道 斜導柱 abstractthe design issues for thin disc plastic mold, taking into account the product size, and mass production, products of good fluidity, i do mold two, simplified type fine water into the plastic, bottom upside down with inclined guide pillar side core-pulling mec

4、hanism, inside three inverted buckle, with three large sloping roof; s flow in injection than dc velocity is slow, easy to exhaust, reduces the cold material to avoid gas marks, flow marks and other phenomena of mold structure is simple, the processing cost is not very high, and can play the spark,

5、is not easy to set carbon, easy molding.keyword：back off s runner cell guide 目錄畢業設計（論文）任務書i摘 要iiiabstractiv目錄v第一章 緒論11.1 課題的來源、目的、意義11.2 課題的主要內容和工作方法11.3 解決的重點問題與創新2第二章 產品的設計與制作42.1 擬定模具的結構形式42. 2 塑件的原材料分析42. 3 計算塑件的體積和質量62. 4 成型設備的選擇72. 5 塑件注塑工藝參數的確定82. 6 分型面的選擇9第三章 澆注系統的設計及排氣系統設計113.1 主流道設計113.2 分

6、流道設計123.3 澆口設計123.4 主流道襯套的選取123.5 定位環設計123.6 排氣系統設計13第四章 成型零件的設計144.1 凹模的結構設計144.2 凸模的結構設計154.3 模具設計相關尺寸的計算16第六章 調溫系統的設計20第七章 注射機的相關參數的校核21附錄22結論25參考文獻27致謝28第一章 緒論1.1 課題的來源、目的、意義近年來,我國塑料模具業發展相當快，目前，塑料模具在整個模具行業中約占30%左右。當前，國內塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發展重點為工程塑料模具。我國模具成型工業已形成了相當規模的完整體系，越來越多的新技術，新工藝，新材料誕生，并將應用在

7、模具產業中，這將促使我國模具工業的飛躍發展。在2000年這一段時間，我國模具行業人才十分短缺，但2005年以后，由于市場經濟的發展，我國模具行業的人才發展迅猛，競爭相當激烈。作為09級的模具專業畢業生，更應該結合市場，理論聯系實踐，掌握2d排位和3d分型的基本塑料模具設計思路。本次畢業設計，目的在于將我們大一學習的機械方面的基礎和大二大三的塑料模具知識融合，設計出一副合格的模具，最終保證我們所要生產出的產品的尺寸和精度符合圖紙要求。 對于本次的薄圓盤模具設計，是對自己在大專三年來所學知道的一個整體測評，同時，本套模具我采用了一模兩件，s型流道，四個滑塊側抽芯，倒扣做斜頂模具結構，比較典型，符合

8、目前現階段的模具設計的一般思路。1.2 課題的主要內容和工作方法本課題主要內容包括：塑件結構的工藝性分析，成型工藝參數的確定，分型面的設計，模具型腔數量的確定，型腔的排列和面布局，注射成型機的選擇。澆口的選擇以及流道的面置，模具工作零件的結構設計及理論計算，側向分型與抽芯機構的設計，推出裝置的設計，排氣方式設計，模具總尺寸的確定，選擇模架，模具安裝尺寸的校核，繪制模具裝配圖和零件圖，編寫和整理設計說明書等。我畢業設計的工作方法是分析產品塑件的結構，直接用ug完成產品的造型設計，然后對產品進行分模，做出產品的各種結構，滑塊、斜頂、水路等。再用moldwizard調模架，再直接用ug出工程圖。完成

9、裝配圖、零件圖的設計。用查閱中國模具設計大典全五卷之第二卷輕工模具設計大典中的注塑模設計規范，并且和同組搭檔相互討論得出合理的設計方安。這次畢業設計本想用全2d的方式做，但因為本人在外面幫別人搞產品設計，最終選擇的3d結合moldwizard軟件調模架再直接出工程圖完成塑料模具的裝配圖、零件圖。本課題設計的思路：由于是中批量生產，由于材料是改性ps，這種材料的流動性好，且現階斷模具制造的設備越來越先進，所以我采用呢一模兩件的模具設計思路。由于制件底部有掛的倒扣，需要設置側向分型抽芯機構，所以做了斜導柱側向分型抽芯機構：在頂出機構的設計中，考慮到制件成型后由于收縮將包緊在型芯上，斜頂力度足夠把產

10、品頂出，所以為了產品的外觀，減少加工成本，沒必要做小頂針。1.3 解決的重點問題與創新本次課題設計使我對注塑模具設計的設計的思路有呢更進一步的了解，重點解決呢如下的幾個重點問題：第一，學的東西要切合實際，不僅要掌握模具零件的書本上的名稱，更要掌握模具的工廠的一般通用叫法。同時，對于自己理解的東西，一定要從多方面考慮問題，一個問題擺在那里，自己首先要學會分析問題，做出假設，擬定方案，逐一解決。第二，所學的東西一定要全面，模具不僅要保證生產出合格的產品，還要保證人的安全，我們所設計的模具一定要將安全擺在第一位，首先要避免的是注塑過程中有沒有熔融狀態的塑料溢出，這就要求設計者具有比較全面的模具理論設

11、計知識，所以這次設計課題中，我重點解決呢模具各個零件配合使用所起的作用，如c板（墊塊）的作用，構造空間，調節模具閉合高度，另外一個重要的作用是決定模具的頂出行程。 去實習的大三畢業生，能夠熟練的掌握ug繪圖軟件的相關用法，這是很有必要的，自己目前在工廠里幫老板畫圖有一個很深的體會，cad出工程圖其實也很復雜，要想玩好它，其實也需要付出很多，對于moldwizard工具 如何快速調出模具（中國目前%95的模架來自于中國大龍記公司，類似于日本的f），掌握呢大水口模模具，細水口模具（分為細水口模具和簡化型細水口模具）的模架的相關區別：在大水口模具中，分為a、b、c、d四種大類，a為帶支撐板的，b是最

12、全的模具類型，取有支撐板，又有推板的，c為最常用的，無支撐板和推板，d為推板，i、h、t為模具固定在注射機上的類型，i為工字型，俗稱工字模，h和t型為支撐模具，其中h型無面板，t型帶有面板（面板對應書本的定模座板，有的也指動模座板），適合用于模具結構比較大的場合，總共大水口模具為ai、ah、at、bi、bh、bt、ci、ch、ct、di、dh、dt共12種模架，每一種模架根據實際產口擇優選擇；在龍記公司所生產的細水口模具中，細水口模具分為細水口模具和簡化型細水口兩類細水口模具中，分為dai、dbi、dci、ddi、eai、ebi、eci、edi、dah、dbh、dch、ddh、eah、ebh、

13、ech、edh共16種類型，簡化型細水口模具分為fai、fci、fat、fct、gai、gci、gah、gch為8種類型，總共龍記模架共36種。第四，本次解決的最為重要的一個問題是，我用的是簡化型細水口模架 ，模具排位為一模兩件，如圖1-1所示： 圖1-1 模具排位一模兩腔形式及產品 本次模具設計的結構比較經典，斜導柱滑塊側抽芯，斜頂解決三個倒扣，頂出產品。一模兩件，得用moldwizard工具，如何快速的調出模架及相關標準件，大致創新點在解決的重點問題已經設計到。圖1-2 模架第二章 產品的設計與制作2.1 擬定模具的結構形式塑件的尺寸如圖2-3所示：圖2-3 塑件的尺寸2. 2 塑件的原材

14、料分析塑件的材料采用改性ps屬熱塑性塑料。改性ps的化學和光學性能和物理特點:改性ps樹脂有耐熱,阻燃,高沖,高光澤,抗靜電,抗震,抗蠕變,流動性好。改性ps在成型時不需要進行干燥。改性ps的主要技術指標：密度是1.021.07kg/dm比體積是0.860.98dm/kg吸水率是0.20.4收縮率是0.40.7熔點是130160c抗拉屈服強度是50mpa拉伸彈性模量1.810mpa抗彎強度80mpa硬度9.7hb。1.塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析(1) 結構分析要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結構工藝性，塑件的結構工藝性與模具設計有直接關系，該制件外觀為一尺寸

15、不大的薄圓盤,結構復雜程度一般。因而設計的模具屬中等復雜程度。(2) 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結構形式等有關，因此，塑件的尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。由于該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差。查表可知改性ps材料的制件為mt5級 2即圖2-4 ps材料80mm,2mm,20mm為受模具活動部分影響的盡寸，83mm,37mm為不受模具活動部分影響的尺寸，根據以上兩表可以得到相

16、應尺寸的公差：40 0 -0.16 , 80+0.38 0, 2 0 -0.4 , 37 0 -0.7 ,由以上分析可見，該零件的尺寸精度不高沒有太多的的精度要求，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。 (3) 表面質量分析該零件的表面除要求沒有質量缺陷外。除此外沒有特別的表面質量要求，故比較容易實現。綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2. 3 計算塑件的體積和質量如圖2-5所示計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數和設計分流道時提供參數依據。 塑件的體積用ug軟件可以直接測出體積： v=20.0399cm3 圖2-5 塑件的質量計算計算

17、塑件的質量：根據設計手冊查得改性ps的密度p為1.031.05g/cm3，取1.05 g/ cm3，故零件的質量為：m1=vp =20.03991.05 g =22.49g 料頭的質量：m2=5.2g一模兩件： m總= 2m1+m2=44.98+5.2=50.18g2. 4 成型設備的選擇注射模具是安裝在注射機上的，模具與注射機應當相適應，這將關系到制件的質量，均勻性及成型周期。選擇注塑機時，必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注射量。根據生產經驗，制品注射量一般不超過注射機最大注射量的80%，由于采用批量生產，此模具采用一模四件。又由于改性ps的注射壓力為60100mpa,初步選擇xs-

18、zy-250的注塑機, xs-zy-250的額定注射壓力是130mpa.其參數如下：結構形式 臥式注射方式 螺桿式最大注射量： 250螺桿直徑/mm 50注射壓力/mpa： 130鎖模力/kn： 1800模具最大厚度/mm： 350模具最小厚度/mm：200模板行程/mm: 500噴嘴球半徑/： 18噴嘴孔直徑/： 4定位圈直徑/： 100模板尺寸/： 5205982. 5 塑件注塑工藝參數的確定 查閱相關文獻和參考工廠實際應用的情況，改性ps的成型工藝參數可作如下選擇：（試模時，可根據實際情況作適當調整）注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度： 選用190 (180200) 中

19、段溫度： 選用220 (210230) 前段溫度： 選用205 (200210)噴嘴溫度： 選用180 (180190)注塑壓力： 選用100mpa注塑時間： 選用10s保壓壓力： 選用70mpa保壓時間： 選用20s冷卻時間： 選用25s2. 6 分型面的選擇分型面是動、定模具的分界面，即打開模具取出澆注系統凝料的面。分型面的位置影響著成型零件的結構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切聯系。 實際的模具結構基本上有三種情況：型腔完全在動模一側；型腔完全在定模一側；型腔各有一部分分別在動、定模中。分型面的選取不僅關系到塑件的正常成型和脫模，而且涉及模具結構與制造成本。一般來說，分型面的總體

20、選擇原則是：塑件脫出方便、模具結構簡單、型腔排氣順利、保證塑件質量、無損塑件外觀、設備利用合理。塑件脫模方便，不僅要求選取的分型面位置不會使塑件卡在型腔中無法取出，也要求塑件在動、定模打開時盡可能滯留在動模一側，按這一要求，一般都是將主型芯裝在動模一側，使塑件收縮包緊在主型芯上，這時型腔可以設在定模一側，如圖2-6所示：圖2-6 主分型面的選擇1.型腔的排列方式由于塑件是大批量生產，所以在注塑時采用一模兩件，其分布形式如下圖所示：圖2-7 型腔的布局及s形流道 此種布局的工藝優點：第一、結構簡單，節省成本;第二、加工過程中，更容易打火花，易集炭，好注塑膠，不捆氣。第三、s型流道，能較好的控制冷

21、料， 減少冷料避免氣痕，流痕等現象。第三章 澆注系統的設計及排氣系統設計澆注系統是指模具中從注塑機的噴嘴起到型腔入口為止的塑料融體的流動通道。它的作用是將塑料融體順利的充滿型腔的各個部位，并在填充及保壓過程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑件。 改性ps流動性較好， 我所設計的模具為一模兩件（帶有側型芯）的 結構，所以我選擇的是s形流道側澆口的形式。3.1 主流道設計 根據設計手冊查得xs-zy-250型注塑機噴嘴的有關尺寸如圖2-8所示:噴嘴前端孔徑:; 噴嘴前端球面半徑:;根據模具主流道與噴嘴的關系: 取主流道球面半徑r=20mm;取主流道小端直徑。 圖3-8

22、 主流道的形狀及尺寸為了便于將凝料從主流道中撥出,將主流道設計成圓錐行,其斜度為,經換算得主流道大端直徑 d=7 mm。如圖圖2-9所示：圖3-9 定位圈的形狀3.2 分流道設計分流道的形狀及尺寸,應根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀結構復雜程度一般,熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列的方式可知分流道的長度較短, 分流道和主流道設計為一體，選用截面形狀和主流道相對稱。3.3 澆口設計根據塑件的成型要求,選用側澆口較為理想。故采用截面為矩形的側澆口,查表初 選尺寸為(blt) 4mm2mm1mm。如圖11： 圖11 澆口形式3.4 主流道襯套的

23、選取為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為t8a，熱處理以后的硬度為5357hrc，襯套的長度應與定模配合的厚度一致。主流道襯套和定模的配合形式為h7/m6的過渡配合。3.5 定位環設計 定位環與注塑機定模板固定中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中。定位環與注塑機定模板固定中心的定位孔的配合形式為比較松動的h11/h11間隙配合。3.6 排氣系統設計 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現廢品。排氣方式

24、有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。由于我設計的薄圓盤注塑模是中型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。第四章 成型零件的設計4.1 凹模的結構設計因模具采用一模出2的結構形式,考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素,凹模采用整體式如圖2-11所示：圖2-11 凹模的形狀及尺寸4.2 凸模的結構設計凸模主要是與凹模結合構成模具的型腔，為了便于加工和熱處理的工藝性，凸模的結構采用鑲拼形式，其凸模和型芯的結構形式如圖2-12所示：圖2-12 凸模的形狀及尺寸4.3 模具設計相關尺寸的計算塑件的尺寸和精度主要取決于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差

25、必須以塑件的尺寸和精度及塑料的收縮率為依據。該成型零件尺寸計算時均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來進行計算。查表燕秀工具資料庫得改性ps的收縮率為s=0.4%0.7%,故平均收縮率為 。型腔、型芯工作尺寸計算見下表2-13類別序號模具零件名稱塑件尺寸 計算公式型腔或型芯的工作尺寸型芯尺寸確定810+0.5 81.95 0 -0.0520 +0.3 00.23 0 -0.022 0+0.32.03 0 -0.0235.5 0 -0.2835.74 0 -0.03520+0.32.03 0 -0.1型腔83 0 -0.682.91 0+0.0537 0 -0.736.96 0+

26、0.05其中，ls為塑件的基本尺寸，為塑件的公差，=0.05為模具成型件的制造公差如圖2-14所示： 圖2-14 模具成型件的制造公差備注：依據經驗值，為呢保證塑件的質量，塑件的公差的1/3分在模具在成型塑件的收縮率誤差上，1/3分在模具的制造公差上，1/6分在模具的磨損誤差上。第五章 抽芯/推出結構的設計1.抽芯機構設計傳統的情況下，此設計的塑件側壁有凹槽,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具脫出.因此成型凹槽的零件必須做成活動的型心,即必須設置抽芯機構.本模具采用斜銷抽芯機構. 如圖5-15所示：但是為呢簡化模具結構，節省模具成本，本人將模具結構的側型蕊做成呢如圖5-15的結構形式，

27、簡化呢結構，其相關尺寸見成型件盡寸的計算。圖5-15 抽芯機構設計2.推出結構的設計 圖5-16 斜頂推出機構的設計方式有斜頂， 斜頂推出， 由于薄圓盤為一模兩件，所以采用斜頂推出，推出力會更加平均、平穩。 第六章 調溫系統的設計為防止塑件出模后發生翹曲、變形，就要使模具保持塑料冷卻固化所需的最佳溫度。這時必須對高溫塑料帶入模具的溫度進行有效的調節和控制，常用且又簡便的方法，就是利用冷卻介質水對模具進行循環冷卻，將模具中多余的熱量，帶出模外，以保持制品冷卻所需的最佳模溫。是否設計冷卻系統可作如下計算:設定模具平均工作溫度為60，用20的常用水作為模具冷卻介質，其出口溫度為40，產量為（初算為每

28、2分鐘1套）1.37kg/h。 (1) 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量，查得改性ps的單位熱流量為 40j/。 (2) 求冷卻水的體積質量 由體積流量v查表可知所需的冷卻水管直徑比較小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故 冷卻系統8mm的水路水方式冷卻模具即可。第七章 注射機的相關參數的校核本模具的外形尺寸為400mm330mm356mm, xs-zy-250型注塑機模板最大安裝尺寸為520mm598mm,故能滿足模具的安裝要求。由上述計算模具閉合高度296mm, xs-zy-250型注塑機所允許模具的最小厚度250mm,最大厚度350 由資料查得xs-zy-250型注

29、塑機的開模行程s=350mm,滿足頂出塑件要求。 10）mm =17+37+105+10 =169mm 完成側抽芯動模板移動的距離（mm）頂出距離即制品所用的脫模距離（mm） 包括流道凝料在內的塑件高度(mm) 此外，由于側分型抽芯距較短，不會過大增大開模距離，注塑機的開模行程足夠。經驗證，xs-zy-250型注塑機能滿足使用要求，故可采用。附錄1.繪制薄圓盤的裝配圖（見cad圖檔）2.模具材料的簡單選材 模架購買龍記公司生產的簡化細水口模架，但要求改裝；模仁用p20鋼材加工。3.主型蕊的制造工藝方案機械加工工藝過程卡：機械加工工藝過程卡片產品型號零（部）件圖號00-18產品名稱薄圓盤注塑模零

30、（部）件名稱組合型芯部分共（2）第（1）頁材料牌號p20毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸110每個毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名稱工 序 內 容車間工段設備工 藝 裝 備工時準終單件05下料鋸割下料110120下料車間鋸床0.510車削按圖車削型芯的非成型表面即下面的固定部分，留雙邊余量0.30.4mm余量模具車間車床515熱處理淬火并回火達5458hrc熱處理車間220磨削磨削外圓部分，使直達到尺寸范圍內。模具車間625線切割線切割型芯的成型工作部分,單面留0.030.05mm研磨量。模具車間230 磨削磨削型芯的工作部分，使尺寸在公差允許的范圍內模具車間235鏜鏜六圓孔孔徑留0.10.

31、15的留量。模具車間40鉗研磨圓孔，使之達到與組合小型芯配合的要求。模具車間45鉗拋光各配合面和成型面，是粗糙度達到所規定的要求。模具車間設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記記數更改文件號簽字日期標記處數更該文件號結論畢業設計作為三年大學學習中極為重要的一部分，是衡量一個學生專業課水平的重要標志。畢業設計是我們所學課程的一次系統而深入的綜合性的總復習，是一次理論聯系實踐的訓練，也是我們步入工作前的一次檢驗。就我個人而言，通過這次畢業設計，使我學習到了許多知識，對模具的設計與制造有了極為深刻的認識，是一次由理論向實踐的飛躍，回顧一個多月的設計生活，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：扎實的基礎課

32、，專業課是模具設計的基礎由于以前所學的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應用，材料力學中的應力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術中公差的正確選用，模具的加工與制造技術。塑料模具的設計與制造步驟，模具材料的正確選用等。理論與實踐相結合的重要性以前的學習中，基本上是純理論的學習，雖然有金工實習、畢業實習等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設計，從而使理論與實踐嚴重脫節，而現在我們是在經歷了金工實習、畢業實習后的一次真正的練兵。我認真回顧了以前所見所學的塑料模知識，在腦海里反復了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料作設計。在作設計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹”，自己的學習中的不足和薄弱環節暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設計得以順