模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1湖南汽車技師學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 端蓋塑料模具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī) 械 系專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí)： 高模 10-1姓 名： x x x 指導(dǎo)老師： 張 定2015 年 12 月 20 日2目 錄緒論 3第一章、模塑工藝工藝規(guī)程的編 41.塑件工藝性分析 41.1 塑件的原材料分析 41.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 51.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 51.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 61.5 塑件成型設(shè)備的選取 6第二章、注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 72.1 分型面選擇 72.2 確定型腔數(shù)目和排列方式 82.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 102.4.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 112.5 凹模的設(shè)計(jì) 12第三章、端蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算 13第四章、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14第五章、模具閉合高度確定 15第六章、注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 15第七章、注塑模具的安裝和調(diào)試 16第八章、生產(chǎn) 18意見 19設(shè)計(jì)小結(jié) 20參考文獻(xiàn) 213緒 論大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模具的需要補(bǔ)斷增加。而對(duì)模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)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(chǎn)業(yè)。直到 20 世紀(jì) 80 年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(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(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)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(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)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(chǎn)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(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)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(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。4第一章 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是端蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖 1-1 所示。本塑件的材料采用尼龍 1010，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。圖 1-11.塑件的工藝性分析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(jiān)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(yīng)均勻，脫模度不宜取小，尤其對(duì)厚壁及深高塑件更應(yīng)取大。受熱時(shí)間不宜超過 30min，料溫高則收縮大，易出飛邊，收縮小，取向性強(qiáng)，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(shù)指標(biāo)：密度是 1.04kg/dm 比體積是 0.96dm /kg吸水率是 0.20.4收縮率是 1.32.3s熔33點(diǎn)是 205t/ c熱變形溫度是 55 c抗拉屈服強(qiáng)度是 62Mpa拉伸彈性模量 1.810 Mpa00 3抗彎強(qiáng)度 88Mpa硬度 9.75HB擊穿強(qiáng)度 20KV/mm。1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析51 結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為長方形。從寬度方向看該零件有兩個(gè) 9mm 的通孔，從續(xù)航度方向上看有一個(gè)長 1mm 寬 8mm 高 22.5mm 的長方體，在零件的一側(cè)有兩個(gè)空心的半圓柱體，高 5mm 等,由于該兩件在側(cè)向沒有凹槽或凸臺(tái)，所以不需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，屬于中等復(fù)雜程度的制件。2 尺寸精度分析該零件重要尺寸，如 43.7mm23.5mm,7mm 等尺寸精度為 MT1 級(jí)（GB/T144861993） ，次要尺寸，如 11mm, 10mm,等的尺寸精度為 MT5 級(jí)（ GB/T144861993） 。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)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 3mm,壁厚均勻, 符合尼龍 1010 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，尼龍 1010 的強(qiáng)度較大不需增設(shè)加強(qiáng)3 表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒有缺陷毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出,注塑時(shí)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.1.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。計(jì)算塑件的體積 3.810Vm計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得尼龍 1010 的密度為 =1.04kg/dm 3塑件質(zhì)量：M=V=3.810 1.041033=4g采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī) XSZY125 型。61.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，尼龍 1010 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)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 190210 c；10中段溫度 t : 選用 200220 c； 20前段溫度 t : 選用 210 230 c； 3噴嘴溫度： 200210 c；0注塑壓力一： 選用 40100Mpa；注塑時(shí)間： 選用 2090s；保壓壓力： 選用 65Mpa；高壓時(shí)間： 選用 05s；冷卻時(shí)間： 選用 20120s；總周期： 選用 45220s；后處理方法： 采用油水鹽水；后處理溫度： 90100t/ c;0后處理時(shí)間： 4h。說明 1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在 100120 c 水中加熱 218h。01.5.塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為 XS-ZY-125 查材料知：標(biāo)稱注射量： 192cm 3螺桿直徑/cm 42mm注射容量/克： 125 克注射壓力/10 Pa： 1500Mpa5鎖模力 10kN： 90kN最大注射面積/: 320 2模具厚度/mm： 200300mm模板行程/mm: 300mm噴嘴 球半徑： 12mm孔半徑： 4mm7定位孔直徑/ 100 06.推出兩側(cè)孔徑/mm 22mm孔距/mm 230mm第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇模具型腔數(shù)目的確定型腔的排列方式冷卻水道布局澆口位置設(shè)置模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.1 分型面選擇模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)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：如圖所示取 A-A 向?yàn)榉中兔?，不影響零件外觀質(zhì)量，有利于模具成型。2.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式模腔數(shù)量的確定8塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/AB/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)制件在分型面上的面積（ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（ ）B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析 B 為（0.20.5） ，常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 2540MPa 實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=5000000.6/30342=29.2 （個(gè)）注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（GC）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（ ）3V 單個(gè)制件體積 （ ）C 流道和澆口的總體積（ ）生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.750.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.21 倍，現(xiàn)取 C=0.6 則N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=600.375 =10.7（個(gè)）從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是 2，4，6，8，10 個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于 60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕?。我們所設(shè)計(jì)的端蓋注塑模具采用一模四腔的方案，即 N=4型腔的排列方式9圖 2-1本塑件在注塑時(shí)采用一模四腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖2-1 所示的型腔排列方式。采用 2-2-2-1 的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長度較大，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒有太大影響。若采用如圖 2-2-2-2 所示的型腔排列方式，顯然料流長度較短，但側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置則相當(dāng)困然，勢必成倍增大模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。所以應(yīng)該采用 2-2-2-1 的排列方式。2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)根據(jù) XS-ZY-125 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑： d0=4mm噴嘴前端球面半徑： R0=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（12）mmD=d0+(0.51)mm取主流道的球面半徑： R=13mm10取主流道的小端直徑 d=4.5mm為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取 13 度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=8.5mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm 的圓弧過渡。分流道設(shè)計(jì)分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，尼龍 1010 的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑 D=8.5mm，則梯形可選用上底為 b=5.5mm,高為 h=8mm 的截面。截面形狀為 U 型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長的比值來表示流道的效率。U 型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。效率為 0.195D分流道的尺寸：尼龍 1010 分流道直徑/mm 3.8-7.5選取 6mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 1.252.5R m，這可增加對(duì)外層塑料熔a體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。澆口設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔型心，有利于填充排