1、成績華北科技學院環境工程學院材料科學與工程專業課程設計報告設計題目模具設計課程設計學生王俊杰學 號2專業班級材科B111班指導老師任學軍教師評語設計時間：2014年12月21日至2015年1月5 日目錄第一章總論第一節設計任務和容第二節基本資料第二章塑料成型的工藝方案論證第一節 塑料制品的工藝分析 第二節成型工藝參數的確定第三章模具結構設計第一節 塑料制品的工藝分析第二節 成型零部件的設計與計算 第三節脫模結構的設計第四節 合模導向機構的設計 第五節支承與連接零件的設計與計算設計小結，體會、建議 第一章總論第一節設計任務和容一、設計題目塑料油壺蓋注射模設計二、設計容根據給出的塑料件的結構及尺寸

2、，進行模具設計，具體容包括：1、塑件分析，確定塑件設計要求，明確塑件的生產批量，計算 塑件的體積和質量；2、確定成型方法、成型工藝條件，包括成型時間、成型溫度、 成型壓力；3、模具結構設計，包括分型面設計，模具型腔數確定，型腔的 排列和流道布局以及澆口位置設計，模具工作零件的結構設計， 側向分型與抽芯機構設計，頂出結構設計，拉桿的形式選擇，排 氣方式設計；4、模具總體尺寸的計算；5、模具裝配圖和成型零件圖的繪制。三、設計成果1、編寫設計說明書一份；2、模具裝配圖1 （A1圖紙）；3、主要模具零件圖（如塑件圖、成型零件圖、模具型腔及非標 準件）。第二節基本資料(1) 成型方法與設備：在SZ125

3、/630型塑料注射機上注射成型;(2) 塑件材料：低密度聚乙烯；(3) 成型收縮率在1.5%3%(4) 生產批量：30萬件/年；(5) 塑件圖：二維圖三維圖第二章塑料成型的工藝方案論證第一節 塑料制品的工藝分析產品名稱：塑料油壺蓋產品材料：低密度聚乙烯LDPE塑件材料特性：LDPE的機械強度 較差，耐熱性不高，抗環境 應力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差，需經表面處理，如化 學侵蝕、電暈等處理后方可改進其粘合性、 印刷性。吸水性很低， 幾乎不吸水，化學穩定性優秀，如對酸、堿、鹽、有機溶劑都較 穩定。對C02有機性臭氣滲透性大，但對水蒸汽、空氣的滲透 性差。若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可

4、改善性能、在 化學交聯劑或高能輻照下交聯，可提高軟化點、耐溫性、剛度、 耐溶劑性等。塑件材料成形性能：成型收縮率圍及收縮值大，方向性明顯，容 易變形、翹曲。應控制模溫，保持冷卻均勻、穩定；流動性好且對壓力變化敏感；易用于高壓注射，料溫均勻，填充速度應快， 保壓充分；冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具應設有冷卻系統； 質軟易脫模，塑件有淺的側凹槽時可以強行脫模。產品數量：30萬件/年塑件的尺寸精度分析如圖1-1為油壺蓋的二維工程圖，單位mm圖1-1塑件圖該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT7查取公差，其主要尺寸公差要求如表1-1所示。表1-1 塑件上主要尺寸按 MT7級精度的公差

5、要求（單位 mm塑件標注尺寸塑件尺寸公差（按 MT7級精度）外48形42尺3300.38寸303001=36mm3601.14形=33.73mm33.73a1'14尺Ds 小=32.21mm32.2101.14寸2727 a13O 0.38303211 0.381 0(2) 塑件表面質量分析該塑件表面沒有提出特殊，通常，一般情況下外表面要求光潔， 表面粗糙度可以取到Ra=0.8卩m沒有特殊要求塑件部表面粗糙 度可取Ra=3.2卩m(3) 塑件的結構工藝性分析從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉體，圓周均勻分布12個R3的半圓柱凸起旋鈕花紋，該處設計脫模容易，且飛邊去 除容易，設計合理

6、；壁厚相對均勻，且符合最小壁厚的要求；在 塑件壁有M36X 3.5螺紋孔，查表可知螺紋牙形強度足夠，在推 薦選用的圍，LDPE塑料為軟塑料，螺紋可強制脫模成型，但要 注意為了防止螺孔的最外圈的螺紋崩裂或變形，螺紋始末端應有0.20.8的臺階，始末的螺紋應漸漸開始結束，有I = 8的過渡長度，如圖1-3所示。該塑件端部已開有 3mm勺臺階，但頂部 臺階未有留出，在做型芯設計時應注意該處的結構設計。圖1-3螺紋孔的設計綜合來看，該塑件結構簡單，無特殊的結構要求和精度要求。在 注射成型生產時，只要工藝參數控制得當，該塑件是比較容易成 型的。3.塑件的生產批量該塑件的生產類型是大批量生產，因此，在模具

7、設計中，要提高 塑件的生產效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具， 以便降低生產成本。第二節成型工藝參數的確定塑件材料物理性能：收縮率：1.5% 3%熔點：160 240 C熱變形溫度：80 100 C塑件質量：該產品材料為低密度聚乙烯，由上得知其密度為0.91 0.94 gCm3，收縮率為1.5% 3% ,計算出硬聚聚乙烯平均密度為0.92通過計算得：塑件的體積塑件的重量式中:塑料密度塑件要求：型腔的脫模斜度為2°,型芯的脫模斜度為1°,外表面粗糙度 Ra< 1.6,無缺陷，表面無特殊要求，所有過 度處有R0.2圓角。確定注射成型的工藝參數根據選用塑料（LDP

8、E的特性和本設計中塑件的自身成型特點， 查有關資料，確定注射成型工藝參數，如表1-3所示。表1-3塑件的注射成型工藝參數工藝參數規格工藝參數規格注射壓力：LT身間 注時05保壓壓力：60100MPa40 50MPa成型時間/s保壓時間15 60料筒溫度后段中段前段140 160冷卻時間總周期15 6040140t/ °C170 200塑化形式：噴嘴形式：柱塞式通用式噴嘴溫度t/ °C150170方法退火處理模具溫度30-45t/ C溫度循環烘后處理t/ C箱注射壓力60-100時間(10p/MPar/h20)8 12h雖然塑件體積、壁厚不大，但該塑件生產類型為大批量，加上L

9、DPE塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時必須充分冷卻，模具 設計時要求有冷卻系統，所以該模具應采用冷卻水強制冷卻， 卻要均勻，以縮短成形周期，提高生產率。第三章模具結構設計第一節 澆注系統的設計包（塑件成型位置，分型面的選擇， 主流道、分流道、澆口、冷料井、排氣槽的形式、部位及尺 寸）；分型面的選擇該塑件為油壺蓋，外形表面質量要求較高。在選擇分型面時，根據分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量， 便于清除毛 刺及飛邊，有利于排除模具型腔的氣體， 分模后塑件留在動模一 側，便于取出塑件等因素，分型面應選擇在塑件外形輪廓的最大 處，如圖1-4所示。圖1-4 分型面的選擇如果按圖1-4（ a）所示

10、的分型面分型，則塑件分別是由兩個模 板成型，由于合模誤差的存在，會使塑件產生一定的同軸度誤差， 且飛邊不易清除；而按照圖1-4（ b）所示的分型面分型，則塑件整體由一個模板成型，消除了由于合模誤差使塑件產生同軸度 誤差的可能。因此，決定采用圖 1-4 （b）所示的分型面。 另外，為了提高自動化程度和生產效率， 減少LDPE的取向變形， 以及保證塑件表面質量，決定采用點澆口，而模具采用了雙分型 面結構。一個分型面用于成型塑件， 另一個分型面用于取出澆注 系統凝料。型腔的布局因為塑件的外形是圓形的，各方向尺寸一致；另外，塑件結構簡 單，不需要側向分型，所以型腔的排列方式只有一種。即左右對稱分布在模

11、板兩側，如圖1-7所示圖1-7型腔的排列方式澆注系統的設計(1)主流道設計3 根據設計的澆注系統可計算出澆注系統的總體積為：V1 3cm因為模具設計為一模二腔，且一個塑件的體積為：所以一次性注入的塑料的體積為：V V1 2 V 3 20.55 2 43.1cm3根據計算的數據塑查22表8選定注塑機型號為：GZ125/60根據相關資料，查得 SZ125/630型注射機注塑機的參數如下：注塑機最大注塑量 ：125cm3噴嘴球面半徑：SR15mm注塑機拉桿的間距：375mm 320mm鎖模力：630KN注塑壓力：120MPa最小模厚：150mm模板最大距離：300mm模板行程：275mm噴嘴前端孔徑

12、：4mm噴嘴前端球面半徑 R0=15mm根據模具主流道與噴嘴的關系得到：主流道進口端球面半徑 R= R0+ (12) mm=15+(12) mm取 R=17mm主流道進口端孔直徑d= d0+ ( 0.51)mm=4+ ( 0.51 ) mm取d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度取4°,同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設 計r=5mm的圓弧過渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設計采用推薦尺寸的常用澆口套；為了能與注塑機的定位圈相配合，采用外加定位環的方式， 這樣不僅減小了 澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨

13、損。(2)分流道的設計該塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且塑料的流動 性好，可以采用單點進料的方式。為便于加工，采用最為常用的 截面形狀為U形的分流道。查分流道橫截面及其尺寸的有關資 料，取U形分流道截面半徑 R=3mm h=3.75mm分流道截面形狀及尺寸，如圖1-5所示圖1-5分流道截面形狀及尺寸點澆口設計由于該塑件外觀質量要求較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質量為前提。同時，也應盡量使模具結構更簡單。根據 對該塑件結構的分析，并結合已確定的分型面位置，選擇如圖1-6所示的點澆口進料方式。根據塑件外觀質量的要求以及型腔 的安放方式，進料位置設計在塑件頂部。 點澆口的直徑

14、尺寸可以 根據不同塑料按塑件平均厚度查表確定。圖1-6澆口的結構、位置及尺寸(4)冷料穴設計由于LDPE質軟高彈的特點，采用帶球頭形拉料桿的冷料井，定模底板的分流道盡頭鉆小斜孔， 一次分型時斜孔凝料使點 澆口與塑件分離，同時球頭拉料桿將主流道的凝料拔出，而二次分型時凝料被定模板硬刮掉落下來， 實現澆注系統與塑件的自動 分離與脫出，自動化程度高，勞動強度小。排氣槽設計模具塑件質量不大，當塑料熔體充填型腔時，可由分型面排氣，不需要特意設計排氣槽。第二節成型零部件的設計與計算型腔尺寸計算該塑件的材料是一種收縮率圍較大的塑料， 因此成型零件的尺寸 均按平均值法計算。前面已經查得 LDPE的收縮率為1.

15、5%3% 故平均收縮率為SCP=(1.5%+3%)/2=2.25%根據尺寸公差的要求。模具的制造公差取Sz= /3型腔尺寸計算如表4-1所示塑件尺寸計算公式型腔的工作尺寸型腔的徑向尺寸z3L mL sLsScp04z3L mL sLsScp04型腔的軸向尺寸30 0z2H mH sH sScp二030.3330.01 03 0° 0.38z2H mH sH sScp030.1328100.381 001.28-0.134-1型腔尺寸計算型芯的尺寸計算M36粗牙螺紋由有關公式可得 =36mm =33.73mn，Ds小=32.21mn,螺距Ps=3.5mm 中徑公差中=0.31mm,螺紋

16、型芯制造公差大=0.05mm 中=0.04mmj 小=0.05mm型芯尺寸計算如表4-2所示塑件尺寸計算公式型芯的工作尺寸型芯的徑向尺寸=36mmdm大1 Scp Ds大中0 大37.1200.05=33.73mm34.8000.04Ds 小=32.21mm33.2400.05型芯的軸向尺寸127 0HmHsHsSCp|0z028.27-0.330.383 02HmHs HsScp-03z03.32- 0.13表4-2模具型腔壁厚的確定采用經驗數據法，直接查閱設計手冊中的有關表格，得該型腔的推薦壁厚為35mm模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔直徑為© 48，根據確定的型腔壁厚尺寸

17、35mm綜合 以上數據，確定型腔模板的總體尺寸為 BX LX H,其中B=150mmL=200mm H=50mm4.標準模架的確定本塑件采用點澆口注射成型，根據模具結構形式、型腔數目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關資料，選擇1520-50 X25 X 60 GB / T12555- 2006型標準模架。第三節脫模結構的設計根據塑件的成型特點，確定模具型腔在定模部分。 模具的型心在 動模部分。塑件成型開模后，塑件和型芯一起留在動模一側。該 塑件有螺紋孔，螺紋部分是由螺紋型心成形的，由于成型塑件的塑料(LDPE)有很好的彈性，可以采用強制脫模的方式， 但需要較 大的脫模力，故采用推板推出機

18、構。為了避免推件孔的表面與型 芯的成型面的螺紋相摩擦，造成型芯的迅速擦傷，將推板的孔與型芯成型面以下的配合段制成單邊斜度為5。10°錐面，該錐面不僅有效的避免了擦傷，且能準確定位推件板，避免了該處的飛邊溢料。推桿與推桿孔配合一般為H8/f8或H9/f9第四節合模導向機構的設計該塑件的要求精度不算高，塑件形狀，型腔分布對稱，無明 顯單邊注射側向里，可采用最為常見的導柱導向定位機構，在動模板、推件板、定模板間使用 4對導柱，導柱的長度要確保推件 板推出塑件不脫落，在定模板與定模座板間采用 2對導柱，保證 了澆注系統凝料方便取出，定位精度高。導柱與安裝孔采用間隙配合H7/f6或H8/f8,

19、配合部分表面粗糙度為 Ra=0.8卩m根據選 擇的模板外形尺寸，確定導柱直徑為16mm第五節支承與連接零件的設計與計算C板厚度的計算墊塊，形成推出機構的移動空間，厚度二推桿墊板厚度+推桿固定板厚度+塑件推出距離，保證把塑件完全推離型芯。此模架推桿墊板厚度=15mm推桿固定板厚度=13 mm塑件推出距離=型芯高度+ （510） =27+5=35mm則C板厚度=15+ 13 + 35=63,選標準 Hc=60mm螺釘、銷釘等標準件的選擇螺釘M16*120 4個螺釘M6*20 4個螺釘M8*16 4個吊環螺釘M10 1個螺母M124 個結束語此次課程設計，讓我學到了許多知識，包括課本上學不到 的知識。當然，在設計過程中出現的一些難題。通過我們翻閱 相關的書籍，在網絡上尋找答案和經過任老師的悉心指教和幫 助最終才得以解決。本次課程設計，也讓我學會了齊心協力、 共同協作、努力創新，