畢業(yè)設計（論文）-CD盒注塑模設計（全套圖紙）

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1、邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 1 內 容 提 要 CD盒的形狀較為復雜，所以模具設計中要考慮的因素有很多，除考慮它的出模、 分型面，還需考慮它成型的質量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和 成本。所以我們設計應認真分析塑料制品的結構，尋求最佳的設計方案。分型面的 選擇也很重要，制件不是平直表面，制件的形狀很不規(guī)則，分型面的選擇既要考慮 不影響制件表面的美觀，又要達到結構要求。由于制品體積比較大，所以澆注系統 的設計也很重要，在此次設計中我選頂面?zhèn)葷部冢⒃O有冷料穴。拉料桿采用倒錐 形，這就解決了制品出模的問題。 關鍵詞：關鍵詞：分型面 成型 凸模 凹模 分型面 全套全套CADCAD圖紙，聯

2、系圖紙，聯系153893706153893706 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 2 AbstractAbstract The machine of CD the shape of the cover than for complicacy, so want in the molding tool design the factor of the consideration have a lot of, a mold, cent type that divided by the consideration it, still need the consideration quantity that

3、it model, surface clean an etcMore important consideration it of manufacturing difficulty with cost.So our design should analyze the construction that plastics product hard, design project looking for best. This time design most aims at the construction of the molding tool proceeded the design, beca

4、use CD cover center contain a card dish, flank contain card door, so it must have the side take out organization, because of adopting a mold two space , so side take out construction I use two inclined lead the pillar guarantee, using inclined lead the pillar arouse the inclined slippery a sport, eq

5、uiping the inclined slippery a smooth cent for, from but guaranteeing molding tool mold in fixed position with the fixed position.The choice of the cent type is too very important, a shape for is not straight and even surface, the piece of system is very irregular, the choice of the cent type since

6、consider to do not affect a superficial beauty, attain the construction request again.Because producting the physical volume bigger, so sprinkle the design that note the system too very important, here a design inside I choose a side sprinkles, and establish the cold anticipating the cave.Pull to an

7、ticipate the pole adoption pour the form of Inclined, this resolved the problem of the ware a mold. KeyKey words:words: Cent type Model Convex mold Cave mold Cent type 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 3 目目目目 錄錄錄錄 前 言1 第 1 章 塑件工藝分析2 第 1.1 節(jié) 塑件分析2 第 1.2 節(jié) CD 盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能與工藝參 數 2 第 2 章 注塑設備選擇 5 第 2.1 節(jié) 估算塑件體積 5 第 2.

8、2 節(jié) 選擇注射機 5 第 3 章 澆注系統的設計 7 第 3.1 節(jié) 主流道設計 7 第 3.2 節(jié) 分流道設計 7 第 3.3 節(jié) 冷料井設計 7 第 4 章 成型零件的設計與計算10 第 4.1 節(jié) 型腔的徑向尺寸與深度10 第 4.2 節(jié) 型芯的徑向尺寸與深度10 第 4.3 節(jié) 模具型腔側壁和底板厚度的計算11 第 5 章 合模導向機構設計12 第 5.1 節(jié) 導向與定位機構設計12 第 6 章 脫模機構設計14 第 6.1 節(jié) 脫模機構設計14 第 7 章 注塑機參數校核16 第 7.1 節(jié) 最大注塑壓力校核16 第 7.2 節(jié) 最大注塑量校核16 第 7.3 節(jié) 鎖模力校核16

9、第 7.4 節(jié) 模具與注射機安裝相關部分尺寸校核16 第 8 章 溫度調節(jié)系統的設計18 第 8.1 節(jié) 模具冷卻系統的設計18 第 8.2 節(jié) 模具加熱系統的設計19 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 4 第 9 章 模具的裝配20 第 9.1 節(jié) 模具的裝配程序20 第 9.2 節(jié) 模具零件的裝配工藝21 第 10 章 注塑機與模具的關系22 第 10.1 節(jié) 注塑機與模具的關系22 設計總結27 參考資料28 致 謝29 前前前 言言言 本課題是自己所選的，來自日常生活中到處可見塑料制品。塑料制品占模具中 的80%以上，所以對塑料模具的設計自目前對我們是非常重要的一門設計，學好本 內容才可以對它

10、進行基本的設計，也為今后設計復雜的塑料模具奠定良好的基礎。 本人所設計的是一般的CD盒注塑模設計，在設計中附有大量的模具結構圖和 模具局部圖，還有通過Pro/E軟件畫出它的三維立體圖，這就幫助評省老師更易看 到設計者所設計的內容的難易程度。文字大約有10000字，已詳細地說明設計的全 過程。但本人是初次設計，有很多的錯誤和不足，敬請諒解。 還有在模具制造加工中用到了現代先進技術的線切割和電火花成型加工，這也 是現代社會通用的模具制造加工機器，并數控加工也不例外。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 5 第 1 章 塑件工藝分析 第 1.1 節(jié)塑件分析 1.1.1、塑件三維立體圖及二維工作圖： 邵陽學院畢

11、業(yè)設計(論文) 6 圖（1.1） 1.1.2 塑件工藝分析 CD盒選擇的材料是聚丙烯（PP） ，該產品在使用過程中經常接觸光盤，為防 止光盤磨損因此塑件的厚度必須均勻，如果可能的話，應沒有接觸痕，不充分熔合 的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要盡量避免。 第 1.2 節(jié) CD 盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能與工藝參數 1.2.1、該CD盒原料為聚炳烯（PP）： 物料性能：電絕緣性能和耐腐蝕性能與聚乙烯相同,但機械強度,硬度較高(接近 PS和硬PVC)。具有優(yōu)異的抗疲勞彎曲性能，常溫下可受300萬次彎折。 成型性能： (1) 結晶性好料,吸濕性小,可能發(fā)生熔融破裂,長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解

12、。 (2) 流動性極好，溢邊值 0.03mm 左右。 (3) 冷卻速度快,澆注系統冷卻系統應散熱緩慢。 (4) 成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 7 (5) 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低 于 50以下塑件不光澤，易產生熔接不良，流痕；90以上易發(fā)生翹曲、變形。 (6) 塑件應壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應力集中。 1.2.2、聚炳烯塑料的主要技術指標: 密度 (Kg.dm-3) 91 . 0 90 . 0 比體積 dm-3. kg-1 1.38 吸水性 % 5 . 007 . 0 收縮率 % 5

13、. 11 熔 點 200180 熱變形溫度 0.46MPa 174158 1.50MPa 157110 抗拉屈服點 0.1MPa 690 拉伸彈性模量 0.1MPa 2.5104 變動強度 0.1MPa 1040 沖擊韌度 K g.dm-2 無缺口 1040 有缺口 202 邵氏硬度 D75-85 體積電阻系數 cm 10121014 擊穿強度 Kv.cm-1 18.6 1.2.3、 （PP）的注射成型工藝參數 (1) 注射機類型 螺桿式 (2) 料筒溫度 前段 150170 中段 180190 后段 190205 (3) 加熱和干燥 溫度 170190 時間 h 3 5 邵陽學院畢業(yè)設計(論

14、文) 8 (4) 噴嘴溫度 170190 (5) 模具溫度 4060 (6) 注射壓力 MPa 60100 (7) 成型時間 S 注射時間 15 高壓時間 5 10 冷卻時間 1020 總周期 1535 (8) 螺桿轉速 r/min 3080 第 2 章 注塑設備選擇 第 2.1 節(jié)估算塑件體積 該產品大批量生產故設計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統要能自動脫模， 可采用點澆口自動脫模結構。由于塑件較大，所以模具采用一模一腔結構，澆口形 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 9 式采用點澆口。 該產品材料為PP，查書設計與制造實訓得知其密度為, 3 91 . 0 9 . 0 cmg 收縮率為1%2.5%

15、，計算出其平均密度為,平均收縮率為 3 905 . 0 cmg 1.75%。 通過計算得塑件體積為 3 2 . 24 cmV 塑 塑件的質量 塑塑 vM (2.1) 即gvM 9 . 21 2 . 24905 . 0 塑塑 澆注系統體積 3 9CMV 澆 澆注系統質量 * 澆澆 VM (2.2) gVM1 . 8905 . 0 *9* 澆澆 故 2 2 . 33 cmV 總 故 gM30 總 第 2.2 節(jié)選擇注射機 根據塑料制品的體積或質量，查模具設計與制造實訓書附錄 5 的附表 5-2 或查 有關手冊選定注塑機型號為SZ-60/40。 注塑機的參數如下： 螺桿直徑/mm 30mm 螺桿轉速

16、（r/min） 2000 理論注塑容量/ 3 cm 60 注塑壓力/MP 180 注塑速率（g/s） 70 塑化能力(kg/h) 35 鎖模力/kN 400 拉桿間距)/()(mmmmVH 300220 模板行程/mm 250 模具最小厚度/mm 150 模具最大厚度/mm 250 定位孔直徑/mm 80 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 10 定位孔深度/mm 10 噴嘴伸出量/mm 20 頂出行程/mm 70 噴嘴半徑/mm SR 10 頂出力/kN 12 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 11 第 3 章 澆注系統的設計計 普通澆注系統由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 在設計澆注系統前首先必須確定塑

17、料的成形位置，該CD盒模具采用一模一腔 二板式結構，側澆口，頂出裝置采用推桿式結構 第 3.1 節(jié) 主流道設計 3.1.1、主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機制噴嘴在同 一軸線上斷面為圓形，且有一定的錐度。 主流道的設計要點如下： 便于從主流道中拉出澆注系統的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓 錐形，因聚炳烯（PP）的流動性好，故其錐度取 36 度，內壁粗糙度為 R0.63um。主流道大端呈圓角，其半徑取r=13mm,以減少流速轉向過渡的阻力， r=1.5mm。 （1） （2） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，否則會使主流道的 凝料增多，且增加壓

18、力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。 （3） 為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對 接，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(12),其小端直徑 D=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。在此模具中取r2=1112mm。 （4）于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分 常設計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理，其大 端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度H=510mm。同時因該CD盒采 用聚氯炳烯（PP），需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 第 3.2 節(jié) 分流道設計 由于采用 1 模 1

19、腔式結構所以不用設計分流道。 第 3.3 節(jié) 冷料井的設計 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 12 前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又將主流道的凝料 拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。如下圖。 圖（3.1） 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流 前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又將主流道的凝料 拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 此模具設計帶有推桿的冷料井。 這類冷料井的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定

20、板上，因此它常與推桿 或推管脫模機構連用。并設計成倒錐孔冷料井，脫模時由冷料井倒錐將主流道凝料 拉出。當其被推出時，塑件和流道能自動墜落，易實現自動化操作。 冷料井如下圖： 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 13 12 圖（3.2） 具體結構見模具裝配圖。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 14 第 4 章 成型零件的設計與計算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向 尺寸。 （包括矩形和異形型芯的長和寬） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸 等。 因聚炳烯（PP）的成型收縮率為 1%-2.5%所以平均收縮率取K=1.75% 塑件的尺寸公差IT=5 第 4.1 節(jié)型腔的徑向尺

21、寸與深度 4.1.1、凹模尺寸計算： 對于塑件、尺寸的凹模外形尺 0 00 . 1 94 0 30. 1 124 0 38 . 0 15 0 22 . 0 3 0 22. 0 2 0 64 . 0 43 寸： 因為 塑模 LL （1+k）-(3/4) 0 （4.1） 式中 塑 L 塑件外形最大尺寸； k塑件平均收縮率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1/31/6。 故 33 . 0 0 00 . 1 )3/1( 0 89.9400 . 1 )4/3()0175 . 0 1 (94 模 L .42.12500 . 1 4/30175 . 0 1124 33 . 0 0 00

22、. 1 3/1 0 ）（ 模 ）（）（L 12 . 0 0 38 . 0 3/1 0 97.1438 . 0 4/30175 . 0 115 ）（ 模 ）（）（L 07 . 0 0 22 . 0 3/1 0 88 . 2 22 . 0 4/30175 . 0 13 ）（ 模 ）（）（L 21 . 0 0 64 . 0 3/1 0 27.4364 . 0 4/30175 . 1 143 ）（ 模 ）（）（L 4.1.2、對于塑件、尺寸的凹模深度尺寸： 0 22 . 0 2 22 . 0 0 3 因為 模 H = 模 H （1+k）-(2/3) 0 （4.2） 式中 塑 H 塑件高度方向的最大尺寸

23、。 故 07 . 0 0 22 . 0 3/1 0 89 . 1 22 . 0 3/20175 . 0 12 ）（ 模 ）（）（H 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 15 007 0 22 . 0 3/1 0 88 . 2 22 . 0 4/30175 . 0 13 ）（ 模 ）（）（H 第 4.2 節(jié)型芯的徑向尺寸與深度 4.2.1、凸模尺寸的計算： 對于塑件、尺寸的凸 00 . 1 0 92 30 . 1 0 122 30. 0 0 13 22 . 0 0 3 22 . 0 0 1 64 . 0 0 41 22 . 0 0 2 模外形尺寸： 因為 模 l =塑 l （1+k）+(3/4) 0 （4

24、.3） 式中 塑 l 塑件內形徑向的最小尺寸。 故 0 33 . 0 0 00 . 1 3/1 36.9400 . 1 4/30175 . 0 192 ）（模 ）（）（l 0 42 . 0 0 30 . 1 3/1 11.12530 . 1 4/30175 . 0 1122 ）（模 ）（）（l 0 09 . 0 0 30 . 0 3/1 45.1330 . 0 4/30175 . 0 113 ）（模 ）（）（l 0 07 . 0 0 22 . 0 3/1 2 . 322 . 0 4/30175 . 0 13 ）（模 ）（）（l 0 07 . 0 0 22 . 0 3/1 17 . 1 22 .

25、 0 4/30175 . 0 11 ）（模 ）（）（l 0 21 . 0 0 0643/1 19.4264 . 0 4/30175 . 0 141 ）（模 ）（）（l 4.2.2、對于塑件、尺寸的凸模深度尺寸： 22 . 0 0 1 22 . 0 0 2 因為 0 )3/2()1 khh（ 塑模 （4.4） 式中 塑 H 塑件高度方向的最大尺寸。 故 0 07. 0 0 22 . 0 )3/1( 18 . 2 22 . 0 3/20175 . 0 12 ）（）（ 模 h 0 07 . 0 0 22 . 0 )3/1( 15 . 1 22 . 0 3/20175 . 0 11 ）（）（ 模 h

26、第 4.3 節(jié) 模具型腔側壁和底板厚度的計算 4.3.1、成型零件材料選擇。 為實現高性能的目的；選用模具材料應具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的 穩(wěn)定性和良好的導熱性。還根據CD盒成型的特點和采用原材料為PP。所以該 成型零件采用Cr12。即經濟以合理。采用的熱處理方式是淬火加中溫回火， HRC55。 4.3.2、型腔應具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，對型腔厚度分別作強度和剛 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 16 度計算，取型腔壁厚計算最大壓力為準，因此CD盒的型腔不太大，故應采 強度計算： 型腔側壁的厚度計算 即： 1) 2 ( 2/1 P S （4.5） 式中：型腔側壁厚度，mm;S 模具材料

27、的許用應力，MPa; P-型腔所受壓力，Mpa; 型腔底板厚度的計算 即： 2/1 )2( 4 3 lL B Pbl h （4.6） 式中 P-型腔壓力,MPa; L-模具長度,mm; 根據型腔尺寸計算得型腔的側壁及底板厚度： S=41.4mm h=15.55mm 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 17 第 5 章 合模導向機構設計 第 5.1 節(jié)導向與定位機構設計 注塑模具的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構主要 用于動、定模之間的開合模導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。 導向機構設計 5.1.1、導向機構的功用 (1) 定位作用 合模時保證動、定模正確的位置，以

28、便合模后保持模具型腔的正確形狀。 (2) 導向作用 合模時引導動模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 18 (3) 承載作用 導柱在工作中承受一定的側向壓力。 5.1.2、導向機構結構及設計 模具設計通常購買標準模架，其中包括了導向機構。如模架圖。 5.1.3、定位機構設計 通常有導向機構就足夠動、定模之間的正確定位了。但由于導套和導柱之間存 在間隙，所以對于薄壁、精密塑件的注塑模具，僅有導柱導向機構是不夠的，還必 須在動、定模之間增設錐面定位機構，以滿足精密定位和同軸度的要求。 第 6 章 脫模機構設計 第 6.1 節(jié)脫模機構設計 注塑成型每一循環(huán)中，塑件必須從模具中

29、凹、凸模上脫出，完成脫出塑件的裝 置稱為脫模機構，也稱頂出機構。 6.1.1、設計原則 脫模機構設計時須遵循以下原則： （1） 因為塑料收縮時抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模； （2） 頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強條、凸緣、厚壁等處， 作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞； （3） 為保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內部或對 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 19 塑件外觀影響不大的部位； （4） 若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑 件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.050.1mm；否則塑件會出 現凸起，影響基面的平整。 0.

30、05-0.1 圖（6.1） 6.1.2、脫模機構設計： 按模具結構脫模機構分為以下幾類： 簡單脫模機構 在動模一邊拖加一次頂出力，就可實現塑件脫模的機構稱為簡單脫模機構。通 常包括頂桿（或推桿）脫模機構等。 頂桿多用T8A或T10A材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面粗糙度取 Ra 值小于0.8m，和頂桿孔呈H8/f8配合。頂桿是模具表準件。 頂桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一次循環(huán)的工作。 因此，還必須設計復位桿來實現這一動作。復位桿又稱回程桿。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 20 復位（回程）桿回程。復位桿端面與分型面平齊，合模時，定模板推動復位桿， 通過頂桿固定板，頂

31、板使頂桿恢復到頂出前的位置。復位桿必須裝在固定桿的同一 固定板上。 第 7 章 注塑機參數校核 第 7.1 節(jié) 最大注射壓力的校核 聚炳烯的原料為PP，所需注射為 60-100MPa，而所選注射機壓力為 180 MPa，所以注射壓力符合要求。 第 7.2 節(jié)最大注塑量校核 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 21 注塑機的最大注塑量應大于制品的質量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通 常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注量的 80%。所以，選用的注塑機最大 注塑量應滿足： 澆塑機 VVV8 . 0 （7.1） 式中 -注塑機的最大注塑量,； 機 V 3 cm -塑件的體積，該產品； 塑 V 3 2

32、 .24 cmV 塑 -澆注系統體積，該產品。 澆 V 3 9cmV 澆 故 33 5 . 41 8 . 0 9 2 . 24 8 . 0 cmcm VV V 澆塑 機 而選定的注塑機注塑量為，所以滿足要求。 3 60cm 第 7.3 節(jié)鎖模力校核 所需鎖模力計算: 鎖 F pA （7.2） 式中 p熔融型料在型腔內的壓力，該產品質p=2040MPa; AA 塑件和澆注系統在分型面上的投影面積之和，經計算 A=7791 2 mm 鎖 F 注塑機的額定鎖模力。 故 鎖 F pA=407791=268.476kN 選定的注塑機為 400kN，滿足要求。 第 7.4 節(jié) 模具與注塑機安裝部分相關尺寸

33、校核 7.4.1、高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合： 模具長寬拉桿面積 模具長寬為 200mm250mm注塑機拉桿間距 220mm300mm故滿足要求。 7.4.2、模具閉合高度校核： 模具實際厚度 =160mm 模 H 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 22 注塑機最小閉合厚度 =150mm min H 即 ，故滿足要求。 模 H min H 7.4.3、開模行程校核： 注塑機的最大行程與模具厚度有關，故注塑機的開模行程應滿足下式： （）（510）mm （7.3） 機 S min HH 模 21 HH 式中 頂出距離，mm 1 H 包括澆注系統在內的塑件高度，mm 2 H 注塑機最大開

34、模行程， 機 S 因為 （）=540-（160-150）=530mm 機 S min HH 模 （510）=35+115+10=160mm 21 HH 故滿足要求。 第 8 章 溫度調節(jié)系統的設計 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 23 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據塑 料的要求，注射到模具內的塑料溫度為 2000C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約 為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的 水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度 因CD盒使用的塑料是聚炳烯（PP） ，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響 塑料的流動性，

35、增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現冷流痕、銀絲、 注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。 對溫度調節(jié)系統的要求： （1） 確定加熱或是冷卻； （2） 模溫均一，塑件各部分同時冷卻； （3） 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； （4） 溫度調節(jié)系統應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。 第 8.1 節(jié)模具冷卻系統的設計 對于大多數熱塑性塑料，模具上不需設置加熱裝置。為了縮短成型周期，需要 對模具進行冷卻，常用水對模具進行冷卻。即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔 的零件上或型腔零件上的孔內，以便迅速使模具

36、冷卻。 冷卻水孔的設計原則： 冷卻水孔數量應盡可能的多，孔徑盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距 離應為冷卻水道直徑的 1 倍-2 倍（通常12mm-15mm）,冷卻水道之間的中心距約 為水孔直徑的 3 倍-5 倍。水道直徑一般在8mm以上。冷卻水孔至型腔表面的距離 應盡可能相等。當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應盡可能處處相等， 當塑件壁厚不均勻時，應在厚壁處強化冷卻。澆口處要加強冷卻。 冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。進出口水管接頭的位置應盡可能設在模 具的同一側，通常應設在注塑機的背面。在模具上開設冷卻水道，通循環(huán)水對模具 進

37、行冷卻，如下圖。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 24 圖（8.1） 第 8.2 節(jié)模具加熱系統的設計 因在聚炳烯（PP）要求的熔融溫度為。同時在注射時模具溫度要C o 200180 求為 60，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電C o 加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節(jié)范圍大，所以在該模具應用電加熱。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 25 第 9 章 模 具 的 裝 配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽 命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的 零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過

38、程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精 度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求 得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的 型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型 腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定 位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后 安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。故該水龍頭模 具不使用標準模架，而只能使用前一種方法。 第 9.1 節(jié) 模

39、具的裝配程序 因該CD盒模具使用半合模具，所有型芯都進行側向抽芯，同時無須頂出裝置， 而是當塑料件收縮后用手取出，所以這各特殊的使用方式同時也有其特殊的結構。 因此也有不同的裝配方式。 （1）定裝配基準； （2）配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； （3）整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板 組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛 邊。 （4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查； （5）組裝導向系統并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現象； （6）組裝機械抽芯機構，弧形抽芯機構

40、等； （7）軸承外圈裝配后，其定位端軸承蓋與墊圈或外圈的接觸應均勻； 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 26 （8）滾動軸承裝好后，用手轉動應靈活，平穩(wěn)； （9）齒輪箱裝配后應設計和工藝規(guī)定進行空載試驗。試驗時不應有沖擊、噪聲、溫 升和滲漏不得超過有關標準規(guī)定。齒輪裝配后，齒面的接觸斑點和側隙應符合 GB10095和GB11365 的規(guī)定； （10）裝冷卻和加熱系統，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連 接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入 系統中； （11）模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。 （12）后檢查各種配件、附件待零

41、件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴 防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行 熱裝，油的溫度不得超過1000C （131313） （141414） 第 9.2 節(jié) 模具零件的裝配工藝 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度，制造時 要達到如下要求： 7.2.1、塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應 圖樣的要求。 （1）組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，并達到 規(guī)定的平行度和垂直度等要求。 （2）模具的功能必須達到設計要求。 （3）為了鑒別塑料成型件的質量，裝配好的模具必須在生產條件

42、下試模很大，并根 據試模存在的問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 27 第 10 章 注塑機與模具的關系 第 10.1 節(jié) 注塑機與模具的關系 10.1.1、注塑時，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在熔料流經機筒、噴嘴、模具的澆 注系統后，在型腔中余下的壓力即為模腔壓力p（一般為20MPa-40MPa）,該壓 力在型腔中產生一個使模具沿分型面脹開的脹模力 Fz，該力的大小為： Fz=pa=p(nAx+Aj) （10.1） 式中： A塑件和澆注系統在分型面上的投影面之和； Ax塑件型腔在模具分型面上的投影面積； Aj塑件澆注系統在模具分型面上的投影面積。 在注塑過程中，

43、為使模具不被脹模力Fz脹開，注塑機的合模裝置必須對模具 施以足夠的夾緊力，即合模力Fs。合模力的大小必須滿足下式： FsFz=p(nAx+Aj) 10.1.2、注塑機模座行程及間距和模具閉和高度的關系 注塑機模座間距是指注塑機動模座之間的間距，Sk 是注塑機動模座與定模座之 間的最大模座間距；注塑機模座行程S是指動模座在開閉穆中實際移動的距離，模 具閉合高度 Hm 是指模具合攏時的高度。 對液壓式合模裝置，注塑機模座最大間距Sk是個固定值，注塑機最大模座行程 Smax在H范圍可調；對液壓機械式合模裝置，注塑機最大模座行程Smax是 個定植，模座最大間距Sk在H范圍內可調。實際模座行程S可分為好

44、幾種?？?具體要求而定。 10.1.3、注塑機頂出裝置和注塑模具頂出機構的關系 注塑機頂出裝置的主要形式有機械頂出、液壓頂出和氣壓吹出。常用的是機械、 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 28 液壓頂出兩種。 對機械頂出裝置，注塑機頂桿可放在動模座的中心，也可放在動模座的兩側； 對液壓頂出裝置，頂桿放在動模座的中心部位，對液壓機械式的頂出裝置，一般機 械頂桿放在動模座的兩側，液壓頂桿放在動模座的中心。 氣壓吹出需要增設氣源和氣路，故少用。 注塑機動模座頂桿大小、位置與模具頂出裝置相適應，注塑機頂出裝置的頂出 距離 D 應大于或等于頂出距離H1。 DH1 5 圖（10.1） 10.1.4 模具在注塑機上的

45、安裝與調試 模具在注塑機上的安裝與調試包括預檢、吊裝緊固、頂出距離調整和合模松緊 程度的調整及加熱線路、冷卻水管等配套部分的安裝、試模。 (1) 預檢 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 29 模具安裝前，應根據模具裝配圖對其進行檢驗，了解模具的基本結構、工作原 理及注意事項。 (2) 吊裝與緊固 首先將注塑機全部功能置于調整手動控制狀態(tài)，根據模具圖上標示出的吊裝位置及 方向，并按一定的吊裝方式吊起模具（盡量將模具整體吊起） 。 (3)模具吊裝方向 模具吊裝方向的選擇遵照如下幾個原則： 模具有側向分型抽芯機構時，盡量將滑塊置于水平位置，在水平面內左右移動。 模具長度與寬度方向尺寸相差較大時，使較長邊與水

46、平方向平行，可以有效地 減輕導桿在開模時的負載，并使因模具重量而造成導向件產生的彈性變形控制在最 小范圍內。 模具帶有液壓油路接頭、氣動接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作 面?zhèn)让?，以方便操作?吊裝方式 一般將模具從注塑機上方之間。當模具水平或垂直方向尺寸大于拉桿間的距離 時，吊裝方式如下： 當模具長方向尺寸大于拉桿間水平距離 H0 時，從拉桿側面滑進的方法，適用于 中小型模具。 將模具長方向平行于拉桿軸線（模具高度小于拉桿水平間距 H0，模具寬方向尺 寸小于拉桿垂直距離 V0） ，從拉桿上方滑進拉桿之后，旋轉 90 即可。 整體吊裝成功，將模具定模板上的定位環(huán)裝配入注塑機定模座上的

47、定位孔，用 螺釘或壓板螺釘壓緊定模，并初步固定定模，依靠導柱、導套將動定模兩部分啟閉 幾次，檢查模具在啟閉過程中是否平穩(wěn)，靈活，無卡住現象，最后固定動定模。 分體吊裝與整體吊裝相似，不同之處是模具動模部分是在定模吊裝初步固定之 后再吊裝緊固。 人工吊裝適用于中小型模具，一般從注塑面?zhèn)让嫜b入，在拉桿上墊兩塊模板將 模具滑入拉桿中。 (4) 頂出距離的調節(jié) 模具緊固后，慢速開啟模具，達到模座行程 S 時，動模板停止后退，調節(jié)注塑 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 30 機頂桿頂出距離 D，使模具上頂出板和動模板之間的間隙&5mm，既能頂出塑件， 又能防止損壞模具。 (5) 合模松緊程度的調節(jié) 合模松緊程度

48、以注塑塑件時，既不產生飛邊，又保證模具有足夠的排氣間隙為 合適。對全液壓式鎖模機構，合模松緊程度只要觀察合模力是否在預定的工藝范圍 內即可；對于液壓腫桿式鎖模機構，目前主要憑經驗和目測來調節(jié)，即在開模時， 腫桿先快后慢，既不很自然，也不太勉強地伸直，合模松緊正好合適。 (6) 模具配套部分的安裝 配套部分的安裝包括：熱流道元件及電氣元件的接線；電控部分的調整；液壓 回路連接；氣壓回路連接；冷卻水路的連接等輔助部分的安裝。 (7) 試模 試模前必須對設備的油路、水路及電路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設備，作好開 車前的準備。 模具預熱 模具預熱方法大致有兩種：一是利用模具本身的冷卻水孔，通入熱水進行加

49、熱。 二是外加熱法，即將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外向內進行加熱，這種方法加 熱快，但消耗量大。對中小型模具，無需進行模具預熱。 料筒和噴嘴的加熱 根據工藝手冊中推薦的工藝參數將料筒和噴嘴加熱，與模具預熱同時進行。 工藝參數的選擇和調整 根據工藝手冊中推薦的工藝參數初選溫度、壓力、時間參數，調整工藝參數是 按壓力、時間、溫度這樣的先后順序變動。 試注塑 當料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的 質量缺陷，分析產生缺陷的原因，調整工藝參數和其他技術參數，直至達到最佳狀 態(tài)。 (7) 試注塑過程中，應詳細記錄模具狀態(tài)和工藝參數，對不合格的模具應及時進行 返修。 邵陽學

50、院畢業(yè)設計(論文) 31 模具的維護 模具在使用過程中，會產生正常的磨損或不正常的損壞。不正常損壞絕大多數 是由于操作不當所致，例如嵌件沒放穩(wěn)就合模，致使型腔被打缺，或是型芯較細， 當塑件脫模不下時，用手錘重力敲擊而使型芯彎曲。 總體來說有如下幾種情況要注意： 型芯或導向柱碰彎。 型腔局部損壞，大部分仍是好的。 由于型腔材料硬度太底或制件精度太差，使用一段時期后分型面不嚴密，以致溢 邊太厚，影響制件質量。 在這種情況下，并不需要將整個模具報廢，只需局部修復即可。局部修復應由專 門的模具工進行。修前，應研究模具圖樣，以了解模具結構、材料和熱處理狀態(tài)。 對于零件損壞的，可將壞的拆下，另外加工一個新

51、零件裝上。型腔打缺的，當其 未經熱處理硬化時，可用銅焊或鑲嵌的方法修復；而經熱處理硬化的型腔，可用環(huán) 氧樹脂來補缺。 第三種情況，大多數是日用品塑件模具。由于尺寸精度要求 不高，因此往往可 用平頭鑒子擠壓分型面，使其產生局部塑性變形而相互配合嚴密。但使用一段時間 后又會出現同樣的問題。所以根本途徑是改用強度較高模具的制造精度。 模具應注意經常的檢查維修，不要等到損壞嚴重了才來修復。注塑機要保持良 好的工作態(tài)度，發(fā)現問題及時維修，以免損傷模具。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 32 設 計 總 結 通過對CD 盒成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有 了更深一層的理解，掌握了塑料成型

52、模具的結構特點及設計計算方法，對獨立設計 模具具有了一次新的鍛煉。 在模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。 在設計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復的思考中不斷深化對 各種理論知識的理解，在設計的后一階段充分利用 CAD 軟就是一例，新的工具的利 用，大在提高了工作效率。 以計算機為手段，專用模具分析設計軟件為工具設計模具。軟件可直接調用數 據庫中模架尺寸，金屬材料數據庫及加工參數，通過幾何造型及圖形變換可得到模 板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計。 模具 CAD 技術是模具傳統設計方式的革命，大大提高了設計效率，尤其是系列 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 33 化或類似注射模具設

53、計效率更為提高。 總之，通過畢業(yè)設計的又一次鍛煉完全清楚：充分利用 CAD 技術進行設計，在 模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時在實際中不斷的積累經驗，以設計出 價廉物美的模具。 這次設計能順利完成，還得感謝戴正強等老師的精心指導。但錯誤之處在所難 免，望批評指正。非常感激！ 設計者：郭棟華 2006 年 5 月 參 考 資 料 1朱光力主編：模具設計與制造實訓 高等教育出版社 2004 年 2朱光力、萬金寶主編：塑料模具設計 清華大學出版社 2004 年 3塑料模設計手冊編寫組主編： 塑料模設計手冊模具手冊之二 機械工業(yè)出版社 2004 年 4宋玉恒主編：塑料注射模具設計手冊 航天工業(yè)

54、出版社 1994 年 5馮炳堯主編：模具設計與制造簡明手冊 上?？萍汲霭嫔?1998 年 6溫松明主編：互換性測量技術基礎 湖南大學出版社 1996 年 7張針主編：模具設計與制造實例指導 北京化學工業(yè)出版社 1997 年 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 34 8成都科技大學、北京化工學院、天津輕工業(yè)學院合編： 塑料成型模具 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 致 謝 在這短短的幾十天的畢業(yè)設計中，碰到了許多自己開始畢業(yè)設計前所沒想到的 困難，如繪制零件圖、零件圖的標注、零件設計時相關數據的計算、查證等等，把 我這三年來所學的課程基本來了一次大綜合。好在有指導老師的指導和同學的相互 幫助設計才能順利地完

55、成。 當然，這次畢業(yè)設計能夠相對如此順利，首先要感謝在這幾個月來幫助我完成 畢業(yè)設計的戴正強老師，在這幾十天的交往中戴正強老師給我的感覺就是對工作對 學生負責的態(tài)度讓人敬佩。我在這次的畢業(yè)設計中碰到的許多難題大多是在他的指 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 35 導下解決的。無論是節(jié)假日或是休息時間他都悉心指導，有時他認為設計中哪里有 漏洞還會打電話過來指正。戴正強老師他那一絲不茍的工作作風是我在以后的工作 中所要努力學習的榜樣。再次感謝在這 3 年來悉心指導我的老師們是你們孜孜不倦 的教育精神使我在這 3 年里學到了很多知識。在他們的教誨下我獲得了人生中最寶 貴的一筆財富。在你們的指導下使我能夠順利畢業(yè)。在最后感謝在這 3 年里共同學 習的同學們是他們使我的大學生活充滿了激情。也認識了更多的朋友。 最后還是只能用非常感謝來代替現在的心情。再次感謝所有的人。