模具毕业设计14机械塑料注射模具设计玩具的小零件设计

毕业设计说明书题目：塑料模具设计专业：模具设计与制造班级：姓名：许旭佳指导老师：张蓉5月引言本说明书为机械塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册，上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、毕业设计指导书、毕业设计说明书、毕业设计体会、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到有张蓉老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。设计者：毕业设计指导书一、题目：玩具的小零件材料：聚丙稀（PP）二、明确设计任务，收集有关资料：1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划2、将Pro/E零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三、工艺性分析分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。1、塑胶件的形状和尺寸：塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。四、确定成型方案及模具型式：根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。五、工艺计算和设计1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑质量属性”来计算质量。或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。六、进行模具结构设计：1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。七、画装配图一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图3、俯视图、局部剖视图等4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。八、绘制各非标准零件图零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求九、编写技术文件1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片3、编写设计说明书目录第一部分产品的说明第二部分塑件分析第三部分注射机的型号和规格选择及校核第四部分分型面的选择第五部分型腔数目的决定及排布第六部分浇注系统的设计第七部分成型零件的工作尺寸计算及结构形式第八部分导柱导向机构的设计第九部分脱模机构的设计第十部分温度调节系统的设计第十一部分模具的动作过程第十二部分设计小结第十三部分附录第一部分产品的说明本产品主要用于小玩具，它要求质量轻、成本低廉、能大规模的生产、无毒，下列为其图样。第二部分塑件的分析PP于1957年由意大利Montecatin公司首先开始工业化生产，目前已成为发展速度最快的塑料品种，其产量位居第三。PP学名聚丙烯，其相对分子质量一般为10～50万。分子式为nCHCH3PP的主要特点如下：①成白色蜡状，无毒，透明；②有着极低的密度（0.89～0.923cmg），固质量很轻，是大品种塑料中最轻的一种；③化学稳定性好，在室温下溶剂不能溶解PP，且有着优良的耐化学药品性和耐；④耐热性好，能在130C0使用；⑤电性能优异，耐高频电绝缘性好，在潮湿环境中也具有良好的电绝缘性；⑥有着优异的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度和硬度，突出的刚性和耐弯曲疲劳性能；⑦PP比PE容易发生热、光氧化，耐气候老化性差，必须添加抗氧剂或紫外线吸收剂；⑧耐抗冲击性能较差，尤其是低温冲击性差，对缺口十分敏感；⑨PP的结晶性能导致制品的不透明性。第三部分注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：公实VV式子中，实V—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（3cm）。从PP的物理性质可得：ρ=0.89～0.923cmg，取m=100g，故31001000.1cmmV实，现我们选择XS-ZY-125型号的注射成型机，此型号表示液压注射成型机，其公称注射量为3125cm。2、注射压力的校核该项工作是效核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，通常要求PP0。我们这里选70MPa。3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁F胀=A分×P型F锁—注射机的额定锁模力（N）；P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=30MPa。A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）∴F锁F胀=A分×P型=80×200×30=4.8×105（N）4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。1、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型：⑴对单分型面注射模，所需开模行程H为：SH=H1+H2+（5～10）mm式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；S—注射机移动板最大行程（mm）；H—所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出（结构见图九）：H=16+57+8=81（mm）。⑵对双分型面注射模，所需开模行程为：S机H=H1+H2+a+（5～10）mm式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。2、推出机构的校核各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。第四部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。2、分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气e）、尽量使模具加工方便3、我们这里选择水平分型面（如图一：）图一第五部分型腔数目的决定及排布1、型腔数目的确定：为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目；b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：模具费用为01CnCXM（元），注塑成型费用为)60(ytNXs（元），总成型加工费用为SMXXX，即01)60(CnCnytNX为使总的成型加工费用最少，即令nxdd＝０，则有：0)1)(60(12CnytN所以n＝160CNyt。对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，我们因为塑件精度要求不高取n＝4。2、多型腔的排列：多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时应该注意以下几点：①尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。②型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。③尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。