05论文正文

前言大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。

随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。

随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。

换型不断加快。

使模具的需要补断增加。

而对模具的质量要求越来越高。

模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。

模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。

中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。

直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。

近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。

虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。

由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。

中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。

结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。

近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。

从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。

目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。

在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。

对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。

经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。

在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。

并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。

在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。

由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。

1.塑料制件及模具设计依据1.1塑件的几何形状和使用要求本注塑模具设计制造的塑料制件是膜片夹片，膜片夹片的作用为装夹各种膜片。

夹片设计为圆形，内腔圆形为Φ19mm，装夹深度为 4.2mm，外表面为Φ24.7mm。

塑件内表面要求7°的倾斜。

塑件表面粗糙度：内表面为0.5μm，其余为6.3μm。

整个塑件的平均厚度为2mm。

在注塑模具的设计中要有一定的脱模斜度，根据塑件的材料设计脱模斜度为t30。

产品零件图如（图1）下：图1-1 塑件Fig.1-1 plastic1.2塑件的成型工艺性塑件材料为PE，即聚乙烯。

采用高密度聚乙烯，其压缩比为1.73-1.9拉伸弹性模量为840-950MPa。

伯松比为0.38，成型收缩率为1.5-3.0%。

塑件与钢的摩擦系数为0.11。

聚乙烯为结晶材料，吸湿性很少。

流动性好，溢边值为0.02mm 左右，流动性对压力变化敏感。

在注塑时，可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。

加热时间长，有时会发生分解和烧伤。

聚乙烯的冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设计冷料穴，模具应有冷却系统。

收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，易变形翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响较大，应控制模具温度，保持冷却均匀，稳定下宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。

聚乙烯不宜用直接浇口，易增大内应力，成型时产生收缩不均，方向性明显增加变形，应注意选择进料口的位置，防止产生缩孔变形。

聚乙烯质软易脱模，塑件有浅的倒凹模时可强行脱模。

1.3注射机的型号和规格注射机为塑料注射成型的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。

如果按照塑料在机筒中的塑化方式分，又可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。

注射成型时，注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，有锁模装置和模柄锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。

此设计初选用注射机SZ-60/40。

注塑机规格如（表1）所示SZ-60/40型注塑机的主要技术参数螺杆直径30mm最大锁模力400KN理论注射容量60cm3最小模具厚度150mm额定注塑压力180MPa最大模具厚度250mm模板行程250mm顶出力12KN喷嘴球半径10mm定位环直径80mm 孔半4mm深度10mm1.4塑件注射成型工艺条件采用高密度聚乙烯（HDPE），密度为0.94～0.96g／cm3，收缩率为1.5～3.6%，宜选用螺杆式注射机，转速为40-80r/min。

注塑压力为80-100MPa，保压力为50-60MPa。

成型时间有注塑时间为1-5秒，保压时间10-30秒，冷却时间为15-25秒，总周期为25-60秒。

料筒温度的设计为一区156-160℃，二区170-180℃，三区180-200℃，模具温度为30-50℃。

2.分析计算2.1确定型腔的数目为了使模具与注射机相匹配以提高生产效率和经济效益，并保证塑件的精度，首先必须确定模具型腔数目。

由于注塑机的最大注塑量为60cm3，而塑件体积为2.35cm3v vvn fg n -≤8.0其中v g————注射机最大注射量，2cm；v j————浇注系统凝料量，3cm；v n————单个塑件的容积，3cm；而凝料的容量和最小注射量应不小于注射机额定最大注射量的20%，故型腔数目n=7。

生产经验认为，增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%。

结合考虑塑件的尺寸精度要求，最后定为一模四腔。

2.2分型面的选择分型面的选择对于塑件质量、模具制造和使用性能均有很大的影响，它决定了模具的结构类型，是模具设计工作中的重要环节。

为了保证塑件质量，且便于该制件脱模和简化模具结构，全面综合尺寸精度、推出方式、排气方式及制造工艺等要素，选择模具的两个分型面分别为定模板与中间板之间的表面和型芯与凹模之间的表面。

选择该该零件注塑模分型面为零件球体外表面及推出板与定模相交的表面。

设计采用单分型面垂直于注射机的开模方向，为了保证塑件的表面质量，把分型面设在塑件的方形环面上。

2.3型腔的配置成型零部件机构设计主要在保证塑件质量要求的前提下，并便于加工、装配、使用和维修。

该模具中型腔的组成部分主要有：凹模（定模板）、推出板、型芯。

凹模主要用于成型该零件的外表面，本设计中采用组合式结构；凸模（型芯）主要成型零件的内表面。

为了尽可能地采用平衡进料的型腔布置，设计中的4个型腔采用（图3）方式排列。

图2-1型腔的配置示意图Fig.2-1 cavity configuration diagram2.4浇注系统的设计2.4.1浇口数目的确定浇口是连接流道和型腔之间的一段细短流道，是浇注系统的关键部分，起着调节、控制流料速度、补料时间及防止倒流等作用。

浇口的形状、尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响很大，塑件上的一些缺陷，如缩孔、缺料、白班、熔接痕、质脆、分解和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇口是提高塑件质量的重要环节。

浇口设计与塑件性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。

总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭。

因此浇口截面要小，长度要短，这样可以增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，从而保证塑件外观质量。

塑料制件的重量较轻，型腔采用近似平衡式布置，而且材料PE 流动性好，又有较好的注射工艺性。

所以为了确保膜片夹片的质量，决定在其长轴方向的中心线的两侧各设置2个，共有4个浇口。

2.4.2浇注系统断面尺寸由于注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下，使足量的塑料熔体尽快充满型腔。

浇注系统的设计是影响顺利脱模的关键因素之一，而浇注系统截面尺寸的计算在设计中最为重要，而且浇注系统的作用是使来自注射喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。

所以必须精确计算浇注系统的截面尺寸，以保证注塑成型塑件的质量和精度。

本注塑模采用普通流道浇注系统，其主要由主流道、浇口、分流道、冷料穴四部分组成。

以下为该浇注系统各部分的设计：①主浇道的设计设计主流道为圆锥形，其锥角α=︒︒3~2，取α=︒3。

内壁表面粗糙度为Ra=0.63m μ；为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+（1~2）mm=10+1.5=11.5mm其小端直径d2=d1+（0.5~1）mm=4+0.5=4.5mm凹坑深取h=5mm ；为了减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1~3mm ，取2mm ；在保证塑料良好成型的前提下，主流道L 应尽量短。

通常由模板厚度确定，一般取L ≤60mm ，这里取L=25mm ；主流道衬套选择A 型，其大端高出定模面H=10mm 。

主流道形状及其与喷嘴的配合关系如（图4）所示。

图2-21、定模板2、浇口套3、注射机喷嘴Fig.2-21、platen2、sprue bush3、injection moldiong machine②冷料穴的设计聚乙烯的冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设计冷料穴，防止熔体冷料进入型腔。

冷料穴设计在主流道的末端。

设计成带Z 行头拉料杆的冷料穴，其底部做成钩形。

③分流道的设计分流道的截面形状选为圆形，其表面粗糙度为Ra=1.25-2.5m 。

由表6-1查得，聚乙烯的分流道直径为 1.6-9.5mm 。

取第一分流道直径1x D =0.5mm ，第二分流道直径2x D =0.3mm 。

另外，在分流道末端钻一斜孔，开模时可以使浇注系统凝料在浇口处与塑件分开。

④浇口的设计因为这是多型腔的注射模，为了比较容易平衡进料浇注系统，此设计采用点浇口。

浇口采用如图所示结构，其中R1是为了有利于熔体流动而设置的圆弧半径，末端的小凸台可以防止点浇口拉断时损坏塑件表面。