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上盖注塑模具设计

摘要

 本课题主要是针对塑料题库28上盖的模具设计，通过对塑件进行工艺分析和比较，最终设计出一副注射模。该课题从产品结构工艺性，具体模具出发，对模具的浇注系统、模具成型不封的结构、定出系统、冷却系统、注射机的选择及有关参数的校核、都做出详细设计，同时并简单的编制的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是上盖的注塑模具的设计。针对上盖的具体结构，该模具是侧浇口单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到上盖的质量和加工工艺要求。

 

目录

摘要 2

第一章  绪 论5

 1.1    塑料模具的成型特点与发展趋势5

 1.2    注塑模设计的程序 6

 1.3    注塑成型的基本要求7

第二章  塑件成型工艺分析  9

 2.1    上盖造型设计 9

 2.2    PVC塑料上盖的结构与工艺特性 9

 2.3   注射成型原理与工艺特性10

 2.4   注射成型原理与工艺特性11

第三章  注射机的选择 12

 3.1   塑件体积的计算 12

 3.2   按注射机的最大注射量确定型腔数目12

 3.3   注射机的选择 12

 3.4   注射机有关工艺参数的校核13

第四章  塑件在模具中的位置与浇注系统的设计 14

 4.1   分型面的选择 14

 4.2   浇注系统的设计 15

第五章 成型零件的结构设计 18

 5.1    凹模的结构设计18

 5.2   凸模的结构设计 18

 5.3    成型零部件的尺寸计算  19

第六章  结构零部件的设计  21

 6.1    注射模架的选择  21

 6.2    合膜导向机构的设计21

第七章  推出机构的设计  23

 7.1    推出机构的设计原则23

 7.2    推出机构的选择23

 7.3    推出力的计算24

 7.4    推杆设计24

 7.5    推出机构工作原理图 25

第八章   冷却和排气系统25

 8.1    冷却系统25

 8.2    排气系统25

第九章  模具的装配26

9.1  模具的装配顺序 26

9.2  开模过程分析 27

致谢 28

参考文献 28

 

第一章   绪 论 

1.1   塑料模具的成型特点与发展趋势 

    在工业生产中，模具是使用极为广泛的重要的工艺装备。它是以其特殊形状通过一定的方式使原材料成型。国民经济的支柱产业如机械、电子、汽车、石油化工和建筑业等都需要大量的模具。

 塑料模具的成型特点：

1、可以获得其他加工方法不能或难以加工的形状复杂的零件。

2.零件的互换性好。由于零件的尺寸精度组要由模具保证，所以加工的零件质量稳定，具有“一模一样”的特征。

塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。

由于计算技术和数控加工迅速发展，使得CAD/CAM逐渐取代了过去塑料模的设计与制造技术，使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模CAD/CAM的发展不仅可以提高塑料模质量，减少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质量高、交货快、价格低”的要求。

在现代工业生产中，60～90%的工业产品需要使用模具加工技术，模具工业已经成为工业发展的基础。在新产品层出不穷的今天，许多产品的开发和生产都依赖于模具生产。根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械制造工业零件粗加工的75％，精加工的50％都需要通过模具来完成，其中汽车、电器、通信、石化、建筑等行业最为突出。近年来,塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大。近年来发展起来的计算机辅助设计制造CAD/CAM技术采用计算机程序，进行模具设计、控制数字机床的刀具和工件运动轨迹和加工程序，来完成模具的设计加工过程。

我国国民经济持续高速发展，自主创新、构建和谐社会的成果不断显现，装备制造业得到高度重视，机械工业发展态势良好，这些都有力地促进了我国模具工业的发展。除了国内良好的市场环境外，对中国模具行业来说，国际磨具市场也加呈现出高速前行的态势。近几年我国国内的模具制造企业以每年10％－15％的速度保持着高增长，在约400亿元的模具工业产值中，企业自产自用模具的企业约占2/3，50％－60％的企业较好地应用模具CAD/CAE/CAM/技术。模具CAD/CAE/CAM技术一直是研究开发、教育培训和推广应用的热点。我国塑料模较过去已经有了长足的进步，但总体水平与国外比尚有较大差距。

1.2   注塑模设计的程序

  1.2.1 分析

    1）分析塑件情况“任务书”往往给出的是塑件样品或图样，这是我们设 计模具的主要依据。对之应深入探讨、了解塑件的用途、分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求。如塑件的表面形状、颜色和透明度、使用性能与要求； 塑件的几何结构、斜度、嵌件等；熔接痕、缩孔等成型缺陷出现的可能与允许程度；浇口、顶杆等设置的部位；有无涂装、电镀、钻孔等后加工等。上述情况对塑件均有相应要求。

    2） 分析工艺资料了解所用塑料的物理化学性能、成型特性以及工艺参数， 如塑件必须的强度、刚度、弹性；所用塑料的结晶性、流动性、热稳定性；材料密度、粘度特性、收缩率、比热容、热变形温度、成型温度、成型压力、成型周期等，它们均与模具设计有关，要求尽量占有这类资料，并加以认真分析。

    3） 搜集国内外先进技术资料先进的技术，往往会给你带来巨大经济效益， 因此，应当及时搜集国内外此类模具设计的先进技术资料，将之消化后移植于你进行的模具设计中。

    4） 熟悉工厂情况对于承担模具制造和接受模具使用的厂家情况要做到心中有数。制造厂的设备能力、技术水平、生产条件等要了解情况。对使用厂的成型设备、工人的技术水平等均需了解清楚。特别是对成型设备的选择尤要重视，因模具与成型机是配套使用的，一般是根据成型机来设计模具，这就需要了解模具所配用的成型机的注射量、锁模力、注射力、模具安装尺寸、顶出 方式与距离、喷嘴直径、定位孔尺寸，模具最大和最小厚度、模板行程等，这些数据都将影响模具的结构。

    1.2.2 总体方案设计

     总体方案设计的好坏，对模具技术性的优劣有决定性的影响，设计是否有创新，主要取决于此阶段的工作。若总体方案有缺陷，即使后来补救，也难以使其根本改观。大致程序如下。

 1） 制定方案对于一种塑件的模具，其模具结构可以有多种。此时应广开思路，从各个不同的角度出发，确定几个模具结构方案。

 2） 分析比较方案对每个方案的优劣，应全面进行分析比较，一般可以从成型位置、型腔布置、分型面、浇注系统、脱模方式、模温调节、支承与联接等方面来进行具体分析和比较，进行量化数据的权衡。

 3） 确定方案从事某个塑件的模具设计，需要最终确定一个设计方案。理想的模具总体方案，应能充分发挥的能力，使模具本身的工作能最大限度地满足塑件的工艺技术要求和生产经济要求等，由此来确定一个切实可行的模具结构方案。

   1.2.3 技术设计

    总体设计方案一经确定，就不要随便变动，即可进人技术设计阶段，主要包括以下内容。

 1） 绘制总装配图总装配图的设计较复杂，不可能一次成功。一般应先画草图，草图设计过程是边设计、边绘图、边修改的过程。不能企望所有的结构尺寸一次就能定准无误。在设计过程中往往需经反复多次修改，使其逐步完善。其基本做法就是将确定的结构方案在图样上具体化。最好用Auto-CAD与Pro-E, 先从型腔开始，由里向外，主视图与俯视图、侧视图同时进行。

 在总装草图绘制完毕后，经检查、审核无误后，即可按照制图标准画在正式图纸上。这时，在图样上应标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求、装配工艺要求、使用和装拆注意事项等。

 2） 绘制零件工作图按照总装图中的结构绘制零件工作图。在零件工作图上必须详细标出零件几何尺寸、尺寸的配合符号和公差值、表面粗糙度、形位要求及公差、热处理要求、表面处理要求、材料种类、零件数量等。零件图的编号应与总装图上的序号一致。

1.3   注塑成型的基本要求

    注塑成型的基本要求:(1)干燥处理(2)熔化温度(3)注射压力(4)注射速度

(1)干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，使制品机械强度下降、带色、表面产生斑痕，因此加工前的干燥处理是很重要的，使水分含量控制在0.02%，建议干燥条件为：料层的厚度小于30MM，在120℃的空气中干燥6-8小时，或者150℃的空气中干燥2~4小时；如果用吸湿干燥器干燥，建议条件为150℃，2.5小时。

(2)熔化温度：225-275℃，建议温度：250℃ 。

1)成型温度：PBT有明显的熔点，且在熔点以上，黏度迅速下降，所以成型中以比熔点高5℃作为成型温度的下限。温度太低会出现塑化不佳，缺胶等现象。温度太高容易造成喷嘴流延、溢边、颜色加深、降解，制品机械性能下降。其分解温度为280℃，料筒温度一般选择在240-260℃，以防分解。喷嘴温度低于料筒前段温度5-10℃.

2)模具温度：生产PBT主要是控制温度。温度高对产品机械性能影响极大，尤其是模温，模具温度太高，产品易脆抗冲击性能差易开裂，通常模具温度为40-100℃，以70-90℃为宜。玻璃增强级和阻燃级模具温度可采用65℃，最高模具温度不超过100℃。为提高产品尺寸的稳定性、防止翘曲变形，可以提高模具温度，使塑料在成型中结晶完善。

(3)注射压力：一般为中等程度的注塑压力，为40-100Mpa。

(4)注射速度：PBT的结晶速度相当快，要求高的注射速度，以避免熔体表面冻结，使远离浇口处出现熔接痕或开裂。

 

参考文献

[1]  曲华昌   塑料成型工艺与模具设计 北京高等教育出版社    2001

[2]  魏康明   机械制造技术基础   重庆：重庆大学出版社  2004.8

[3]  张建中   机械设计基础   北京：高等教育出版社  2007.8

[4]  张秀兰   模具设计与制造   湖南大学出版社

[5]  张维合   注塑模具设计实用教程  北京：化学工业出版社  2007.9