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河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書
緒 論
大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。
隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產品的品種和數量不斷增加。換型不斷加快。使模具的需要補斷增加。而對模具的質量要求越來越高。模具技術在國民經濟中的作用越來越顯得更為重要。
模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛入發(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。中國模具產業(yè)除了要繼續(xù)提高生產能力，今后更要著重于行業(yè)內部結構的調整和技術發(fā)展水平的提高。結構調整方面，主要是企業(yè)結構向專業(yè)化調整，產品結構向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加大，主要表現在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數量及其生產能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。
在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正.
第一章模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是端蓋產品，其零件圖如圖1-1所示。本塑件的材料采用尼龍1010，生產類型為大批量生產。
1-1塑料蓋
1.1塑件的工藝性分析
1.1.1塑件的原材料分析
塑件的材料采用尼龍1010，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，尼龍1010是半透明，吸水小，耐寒性較好，堅韌﹑耐磨﹑耐油﹑耐水，抗霉菌，但吸水性大；從成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并應均勻，脫模度不宜取小，尤其對厚壁及深高塑件更應取大。受熱時間不宜超過30min，料溫高則收縮大，易出飛邊，收縮小，取向性強，注射壓力低易發(fā)生凹痕，波紋。成型周期按塑件壁厚而定，厚則取長，薄則取短，為了減少收縮，凹痕﹑縮孔，一般宜取低模溫﹑高注射壓力的成形條件，以及采用白油作脫模劑;尼龍1010的主要技術指標：密度是1.04kg/dm﹑比體積是0.96dm/kg﹑吸水率是0.2～0.4﹑收縮率是1.3～2.3s﹑熔點是205t/c﹑熱變形溫度是55c﹑抗拉屈服強度是62Mpa﹑拉伸彈性模量1.8×10Mpa﹑抗彎強度88Mpa﹑硬度9.75HB﹑擊穿強度20KV/mm。
1.2.塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析
1.2.1.1結構分析
從塑料蓋圖1-1上分析，從零件圖上分析，該零件總體形狀為空心圓筒形，在下部帶有一圈內凹，內凹為外半徑為55mm、內半徑53mm，高度為4mm的圓環(huán)，因此模具設計時必須設置側向分型抽芯機構，該零件屬于中等復雜程度.
1.2.1.2尺寸精度分析
該零件重要尺寸，如外徑Φ118mm,Φ106內部形狀等尺寸精度為MT3級（GB/T14486—1993），次要尺寸，如高度24mm的尺寸精度為MT5級（GB/T14486—1993）。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應的模具相關尺寸加工可以得到保證。
從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為6mm,壁厚均勻, 符合尼龍1010的最小壁厚原則，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現缺陷，由于制件的尺寸較小，尼龍1010的強度較大不需增設加強
1.2.1表面質量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，保持表面的平滑，內部不得有導電雜質外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現。
綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
1.2.2計算塑件的體積和質量
計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數。
計算塑件的體積：V=60.3cm
計算塑件的質量：根據設計手冊可查得尼龍1010的密度為ρ=1.04kg/dm
塑件質量：M=Vρ
=31.3×10×1.04×10
=60.01g
采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現有設備等情況，初步選用注塑機SZY—125型。
1.2.3塑件注塑工藝參數的確定
查找有關文獻和參考工廠時間應用的情況，尼龍1010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： 括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度： 后段溫度t選用190～210c；
中段溫度t: 選用200～220c；
前段溫度t: 選用210～230c；
噴嘴溫度： 200～210c；
注塑壓力一： 選用40～100Mpa；
注塑時間： 選用20～90s；
保壓壓力： 選用 65Mpa；
高壓時間： 選用0～5s；
冷卻時間： 選用20～120s；
總周期： 選用45～220s；
后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水；
后處理溫度： 90～100t/c;
后處理時間： 4h。
說明1：預熱和干燥均采用鼓風烘箱。
2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應進行調濕處理，在100～120c水中加熱2～18h。
1.2.4.塑料成型設備的選取
根據計算及原材料的注射成型參數初選注塑機為SZY-300查材料知：
標稱注射量： 320cm
螺桿直徑/cm Ф60mm
注射容量/克： 125克
注射壓力/10Pa： 125Mpa
鎖模力10kN： 1400kN
最大注射面積/㎝: 645㎝
模具厚度/mm： 130～355mm
模板行程/mm: 340 mm
噴嘴 球半徑： 12mm
孔半徑： 4mm
定位孔直徑/㎜ 125
推出兩側孔徑/mm 50mm
孔距/mm 230mm
第2章 注塑模的結構設計
注塑模結構設計主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設置﹑模具工作零件的結構設計﹑側向分型與抽芯機構的設計﹑推出機構的設計等內容。
2.1分型面選擇
模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示：
2-1所示取A-A向為分型面，影響零件外觀質量，抽芯在動模構簡單。
如圖2-1所示取B-B向為分型面，抽芯動模，抽芯機構簡單，可以設計簡單的B--B抽芯機構進行側抽。從以上兩個分型如圖面的比較可以很容易的看出應該選擇第二個分型方法，有利于模具成型。
2-1分型面示意圖
2.2確定型腔的數目及排列方式
本塑件在注塑時采用一模一件，即模具只需一個型腔，故不需要設計分流道.
2.2.1模腔數量的確定
2.3澆注系統(tǒng)設計
2.3.1 主流道設計
根據XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關尺寸
噴嘴前端孔徑： d0=Ф6mm
噴嘴前端球面半徑： R0=8mm
根據模具主流道與噴嘴的關系：
R=R0+（1～2）mm
D=d0+(0.5～1)mm
取主流道的球面半徑： R=10mm
取主流道的小端直徑d=Ф3.5mm
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計為圓錐形式其斜度取1～3度經換算得主流道大端直徑D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設計半徑r=5mm的圓弧過渡。
2.3.2澆口設計
根據塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想。設計時考慮選擇從塑件的表面進料，而且在模具結構上采取鑲拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為矩形的側澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm
×0.8mm×0.6mm,試模時修正.
2.3.3排氣結構的設計
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。
排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。
由于端蓋注塑模是小型鑲拼式模具，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。（尼龍1010塑料的最小不溢料間隙為0.03mm，間隙較小，再加上尼龍1010的流動性較好，也不宜開排氣槽.
2.3.4主流道襯套的選取
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53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。
2.4抽芯機構設計
此設計的塑件側壁有兩個側凹,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具脫出.因此成型小側凹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.
2.4.1確定抽芯距
抽芯距一般大于側凹的深度本副模具設計中必須高于制件最小高度的一半
H1=B2/2=22.5/2=11.25mm
另加3～5mm的抽芯安全系數，可取抽芯距為15mm
2.4.2確定斜銷的傾角
斜導柱的傾角a是斜銷機構的主要技術參數，它與抽拔距和抽芯距有直接關系，一般取15°～25°本副模具取a=20°
2.4.3確定斜銷的尺寸
斜導柱的直徑取決于抽拔力及傾角可按設計資料有關公式進行計算，本例可采用經驗估值，取斜導柱的直徑d=Ф12mm
2.4.4斜導柱的長度
可根據抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定：
L=L1+L2+L3+L4+L5
=D/2×tana+h/cosa+d/2tana+H/sina+（10～15）
=69.6mm
?。? L=70mm
2.4.5 滑塊和導滑槽設計
由于側凹的尺寸較小型芯滑塊可采用整體式加工增加強度，導滑槽的導滑長度和定位裝置的設計可采用經驗法，側向抽芯的抽拔距較小，也無須滑塊的定位裝置。
2-2 抽芯機構示意圖
2.5 凹模的設計
本副模具采用整體式凹模結構，由于制件結構簡單，模具牢固，不易變形，制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖所示：
2-2凹模的結構圖
材料選用T8A, 硬度在50HRC以上.
根據分流道與澆口的設計要求，分流道與澆口設在凹模型腔上其結構見上2-2圖所示。
凹模板尺寸：根據矩形凹模最小壁厚經驗曲線知，此塑件的成型
壓力小于30MPA。
由經驗可知【3】：
長為:300 mm. 寬為:230 mm.
凹模高為: h=25mm
件高為: 6mm
加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。
第3章 端蓋注塑模具的有關計算
本例中成型零件工作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率來計算。
查常用塑料的收縮率塑料尼龍1010的成型收縮率為S=0.5～4.0％，故平均我們取為Scp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。
表一：凹模工作尺寸的計算：
塑件尺寸
計算公式
型腔工作尺寸
Φ118
Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б
Φ118.40+0.050
24
24.48+0.020
80
79.96+0.08
表一
成型零部件的制造誤差：
成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設計時一般應將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—IT9級，綜合考慮取IT8級。
第4章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計
塑料在生產過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設計可按下式進行計算：
設該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為30°，產量為（1分鐘2模）1000g/h。
① 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3，查有關文獻得尼龍1010的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g：
Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J
② 求冷卻水的體積流量V
V=WQ1/Pc1(T1－T2)
=140cm3
溫度調節(jié)對塑件的質量影響主要表現在以下幾個方面：
變形 尺寸精度 力學性能 表面質量
在選擇模具溫度時，應根據使用情況著重滿足制件的質量要求。
在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產效率的關鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 如圖表二：
冷卻水直徑d/（mm）
最低流量v（m/s）
流量qv/（m/min）
12
1.10
7.4×10
表二
第5章 模具閉合高度確定
在支撐板與固定零件的設計中根據經驗確定：定模板厚度H1=42mm，斜楔塊厚度為H2=34mm，腔板型芯固定板厚度為H3=28mm，推件板厚度為H4=16mm，墊塊厚度H5=73mm動模板厚度H6=27mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示：
1計算模具的閉合高度：
H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5
=25＋46＋23＋70＋25＋31
=220mm
2．校核注塑機的開，合?？臻g
(1)：模具合模時校核：
110mm<220mm<277mm （模具符合注塑機的要求）
(2)：模具開模時校核：
110mm<220mm＋15mm<200mm （模具符合注塑機的要求）
第6章 注塑機有關參數的校核
本模具的外形尺寸為300mm×300mm×220mm, XS-ZY-125型注塑機模板最大安裝尺寸是370mm×350mm。
由于上述計算的模具閉合高度為220mm，XS-ZY-125型注塑機的最小模具厚度為200mm，最大模具厚度為300mm
1：模具合模時校核：
200mm<220mm<300mm
2：模具開模時校核：
200mm<220mm＋15mm<300mm
其中：15mm為模具的抽拔距
經校核SZY-125型注塑機能滿足使用要求故可以采用。
第7章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖
7.1本模具總裝圖如下圖所示：
7-1模具裝配圖
7.2本模具的工作原理：
模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔，經保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時動模部分隨動模板一起漸漸將分型面打開，與此同時在斜導柱的作用下側抽芯滑塊從型腔中退出，完成側抽芯動作
當分型面打開到23mm時動模運動停止，在注塑機頂出作用下，推動頂桿運動將塑件頂出。合模時，隨著分型面的閉合側型心滑塊，同時復位桿也對頂桿進行復位。
結論
大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。
致謝
首先感謝本人的導師于智宏老師，他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。于智宏老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進行課題研究的同窗司永富同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！
參考文獻
［1］ 楊占堯主編. 塑料注塑模結構與設計. 清華大學出版社.
［2］ 中國模具設計大典.
［3］ 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機械工業(yè)出版社. 2000
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［5］ 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊. 上?？茖W技術出版社，1998
［6］ 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000
［7］ 唐志玉主編. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999
［8］ 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計. 機械工業(yè)出版社. 1995
［9］ 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 1999
［10］彭建聲主編. 簡明模具工實用技術手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993
目 錄
緒 論 1
第一章模塑工藝規(guī)程的編制 3
1.1塑件的工藝性分析 3
1.2.塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 4
第2章 注塑模的結構設計 8
2.1分型面選擇 8
2.2確定型腔的數目及排列方式 9
2.3澆注系統(tǒng)設計 11
2.4抽芯機構設計 13
2.5 凹模的設計 14
第3章 端蓋注塑模具的有關計算 16
第4章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計 18
第5章 模具閉合高度確定 20
第6章 注塑機有關參數的校核 21
第7章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 22
7.1本模具總裝圖如下圖所示： 22
7.2本模具的工作原理： 22
結論 23
致謝 24
參考文獻 25
塑料概模具的設計與制造
摘 要
本模具為連接套注射模具, 在設計時:1 、接受任務書。2 、調研消化原始資料。3 、選擇成型設備。4 、擬定模具結構方案。5 、方案的討論與論證。7 、繪制模具裝配圖。8 、繪制零件圖。9 、編寫設計說明書。10 、模具制造試模與圖紙修改。正確的確定模具成型零件的尺寸凸模、凹模等零件是確定制件形狀、尺寸和表面質量的直接因素關系甚大，要特別注意。模具的設計應制造方便, 盡量做道使設計的模具制造容易、造價便宜。特別是比較復雜的成型零件，必須考慮是采用一般的機械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工。模具的設計應當效率高、安全、可靠。模具零件應耐磨耐用。
關鍵詞：模具、成型、凸模、凹模。
Plastic Fasteners Die Design and Manufacture
Abstract
This molding tool is a cup that the cover injects the mold, while designing:1, accept the mission book.2 , the investigation digests the primitive data.3 , choose to model the equipments.4 , draft the molding tool construction project.5 , the discussion of the project and argument.7 , drawing the molding tool assembles the diagram.8 , draw the spare parts diagram.9 , weave to write to design the manual.10 , the molding tool manufacturing tries the mold and diagram paper modification.The exactitude really settles size punch , die,etc. spare parts that molding tool model spare parts is a direct factor that certain system a shape, size relate to with the surface quantity very big, want to be specially attention.The design of the molding tool should make the convenience, doing a molding tool manufacturing that make design easy and build the price cheapness to the best.Model the spare parts especially more complicatedly, must consider is to adopt the general machine process the method processes to adopt still to process specially the method processes.The design of the molding tool shoulds the efficiency high, safety, dependable.The molding tool spare parts should bear to whet enduring.
Key words:Molding tool, model, punch , die .
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