上盖塑料模具设计毕业论文.doc

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1、学生毕业论文（设计）论 文 题 目： 上盖塑料模具设计 作 者： 目 录摘要4前言5一、上盖造型设计 6二、上盖塑件原材料与结构工艺性分析 6（一）上盖原材料性能与使用要求6（二）注射成型工艺条件6（三）上盖结构工艺性分析 7三、注射成型设备选择与成型工艺编制 7（一）模具型腔的选择7（二）塑件体积和质量计算7（三）注射机初步选择7四、模具结构方案选定 8（一）分型面的选择9（二）侧向抽芯机构9（三）型腔排列及布置11五、浇注系统设计11（一）浇口设计11（二）分流道设计12（三）主流道设计13六、成型零件设计13（一）型芯与型腔结构的确定13（二）镶件的设计14七、推出机构设计14八、选择模

2、架15（一）确定模架组合形式15（二）模架各模板尺寸选择15（三）对模架进行具体标识15（四）模架三维图15（五）检验所选模架16九、排气系统设计、16十、冷却与加热系统设计16（一）据模架型号，选择冷却水孔直径17（二）确定型芯、型腔冷却形式17十一、模具与注塑机有关参数校核18（一）最大注射量校核18(二)最大注射压力校核18（三）最大锁模力校核18(四)模具与注射机安装部分相关尺寸校核19（五）最大开模行程校核19(六)上模立体图19(七)下模立体图19十二、绘制装配图及零件图（另附）20致谢 21参考文献: 21上盖塑料模具设计摘要：本设计题目为上盖注射模模具设计，通过对塑料制品图的分

3、析，了解塑件几何形状、尺寸、公差及设计基准、材料名称、表面要求等技术要求。合理设计模具6大基础部分：分型面设计，浇注系统设计，冷却系统设计，侧抽芯设计，推出机构设计及排气系统设计。通过参与模具设计过程，初步掌握简单模具设计，为将来的发展打下基础。关键词 浇口 型腔布局 侧抽芯 塑料公差前言 模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产效率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产生产厂家不得不千方百计地加快生产进

4、度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型的轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，一个型号的汽车所需要模具达几千套，价值上亿元。为了适合市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具更换，中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆

5、摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电建筑等，也存在巨大的模具市场。由于塑料生产领域计算机应用的独特优势，以三维模型为基础的以CAD/CAM/CAE技术的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具行业的优越性。在欧美，模具CAD/CAM/CAE技术已成为模具企业普遍应用的技术，在CAD的应用方面，已超越了甩掉图版、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70-89。因此，有专家预测，在未来的模具行业，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。一、 上盖造型

6、设计其图形如图21上盖工程图与22上盖三维图所示，塑件材料为ABS，未标注壁厚均为2mm，颜色为灰色或瓷白，大批量生产。要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷，设计并制造注塑模具。图21上盖工程图 图22上盖三维图二、 上盖塑件原材料与结构工艺性分析（一） 上盖原材料性能与使用要求该塑件所用塑料为ABS,是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程材料，制品刚性好，冲击强度和硬度较高、耐低温、机械强度和电器性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，具有优良的综合性能。模具设计方面注意事项：需采用较高的料温与模温；注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处；塑料件顶出

7、时表面易顶白或拉白，应此应合理设计顶出机构，ABS塑料溢边值为0.04mm。（二） 注射成型工艺条件1、ABS具有吸湿性，吸水率少高，若存放严密，可不干燥。通常工厂生产前都有干燥。干燥温度T=8085C，干燥时间24小时。成型收缩率在0.3%0.8%之间，通常取平均收缩率0.55。2、注塑工艺条件(1)熔化温度 170-200，建议温度185；(2)模具温度 50-80 （模具温度将影响塑件表面粗糙度，温度较低则导致塑件表面质量差）；(3)注射压力取50-100MPa；(4)注射速度宜中高速度。3、注意点。对于电镀产品，表面质量要好，不允许有顶出痕迹。壁厚不能太薄，厚壁有利于电镀。（三）上盖结

8、构工艺性分析1、塑件尺寸精度分析该塑件是上盖，属于精度要求较高塑件，零件较小，外形不复杂，塑件上有两穿孔，配合部位精度为MT3，其他尺寸精度为MT4。注射成型尺寸精度容易保证。2、塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，表面粗糙度0.1m，要求较高。另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷。容易注射成型，ABS成型性能较好，塑件外观质量容易保证。3、塑件结构工艺性分析由塑件图纸可知，零件为长方体盖形状，结构简单，尺寸精度要求较高，壁厚均匀且符合最小厚度要求，采用注射成型工艺方案最佳。三、注射成型设备选择与成型工艺编制（一）模具型腔的选择该塑件尺寸较小，复杂程度一般，但塑件上有四穿孔

9、，表面质量要求较高，采用一模两腔的模具结构较合理，即一次生产可注上盖两个塑料件。（二）塑件体积和质量计算由UGNX7.5软件计算塑件体积为：V1=28265.478mm=28.27cm查ABS塑料密度：1.04g/cm可计算塑件质量为：m1= nV1=228.721.04=59.74g粗略计算浇注系统体积：V217.92cm可计算浇注系统质量：m2= V2=17.921.04=18.64g总质量mm1+m2=59.74+18.64=78.38g（三）注射机初步选择根据塑件外形尺寸，估算模架尺寸。ABS塑料适合螺杆式注射机，查塑料注射成型工艺参数表，注射压力在P50100Mpa之间。注射机锁模力

10、：F机 P模 A面浇注系统和塑件在分型面上的投影面积A面8760.08mm=8.7610-3m查杨海鹏：模具设计与制造实训教程第390页表7-21，得模具内型腔压强P模=30106PaF机 P模 A面=（30106）（8.7610-3）=262800N=262.8kN查模具设计与制造实训教程选注射机型号为XS-ZY-125注射机锁模力和注射量均能保证，故初选注射机型号为XS-ZY-125。（四）编制注射成型工艺参数及工艺卡1、注射成型工艺参数的确定，查杨海鹏：模具设计与制造实训教程P199表718、表722，把相关内容填入下表。表101上盖注射成型工艺参数ABS预热和干燥温度7080C成型时间

11、（s）注射时间35时间48h保压时间1530料筒温度(C)前段200210冷却时间1530中段210230成型周期4070后段180200螺杆转速r/min3060射嘴温度(C)180190后处理方法红外线灯模具温度(C)5070温度(C)鼓风烘箱100110注射压力（Mpa）7090时间（h）812 2、填写注射成型工艺卡，如表102所示。表102上盖注射成型工艺卡 车间上盖注射成型工艺卡片资料编号零件名称上盖材料牌号ABS共 页第 页装配图号材料定额设备型号XS-Z-30零件图号单件质量(净)6.71g每模件数2件材料干燥设备干燥机温度(C)7080时间（h）48料筒温度(C)前段2002

12、10中段210230后段180200射嘴180190模具温度(C)5070成型时间（s）注射时间35保压时间1530冷却时间1530压力（Mpa） 注射压力7090背压力5070后处理温度(C)100110时间定额（S）辅助时间3时间（s）812单件22检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师四、模具结构方案选定(一) 分型面的选择 分型面的选择要便于留模，使模具分型后，塑件留在带型芯一侧（即动模部分），分型面选在外形最大轮廓处，如图1-03所示待添加的隐藏文字内容2图1-03(二) 侧向抽芯机构本塑件有两个侧孔，每个侧孔都有一定的精度要求，故需要采用侧向抽芯结构来保证其精度，通过对塑件

13、的分析以及对模具结构的分析决定采用斜导柱与侧滑块外侧抽芯机构，设计要点如下：斜导柱与侧滑块外侧抽芯机构设计就是根据塑件侧向力大小及模架大小来确定斜导柱与侧滑块外侧抽芯机构的大小,具体如图：1-04图 1-041、斜导柱与侧滑块外侧抽芯机构尺寸如下图1-05：1-05（三）型腔排列及布置 型腔采用平衡式布置，有利于浇注系统的平衡及模具锁模力的平衡。如图：1-05图1-05五、浇注系统设计（一）浇口设计1、确定浇口类别根据此塑件的形状和表面质量要求，采用侧浇口进料，侧浇口注塑模具结构简单，浇口与塑件分离容易，分流道较短、模具加工与维修方便。2、浇口截面形状及尺寸根据以上分析作出浇口截面形状及尺寸如

14、下图1-06和图1-07图1-06图1-07（二）分流道设计1、分流道截面形状分流道设计要点：流经分流道的熔体温度和压力损失要少，为此分流道要短、表面粗糙度要低，容积小，少折弯。分流道固化时间要稍慢于制品的固化时间，以利于保压，补缩和压力传递。便于加工，便于使用标准刀具。方便出模。根据以上几点分流道设计如1-08图1-08由流道的理论分析可知，圆形截面积的流道总是比其他几种形状截面的流道更可取，因为在截面积相同的情况下，其比表面积最小。但是，流道如果是正圆形，则分型面恰好在圆的直径上，是“死点”，是没有脱模斜度的制品难以脱模，故将分流道的正圆形改为椭圆形分流道，每边磨去0.8mm就便于出模。2

15、、分流道尺寸分流道的截面面积S=r+1.63r=3mm，代入上式得S=37.86mm根据型腔的布局分流道取L=49mm。（三）主流道设计查XS-Z-30型号注射机参数，喷嘴圆弧半径R=12mm，喷嘴孔径d=4mm 模具浇口套主流道球面半径SR=Sr+（1-2）mm=12+2=14mm模具浇口套主流道小端直径D=d+(0.5-3)mm=4+1=5mm查标准浇口套表，其主流道小端直径选D=5mm，主流道形状呈圆锥形，其锥度为2模具定位、浇注系统如图1-09图1-09六、成型零件设计（一）型芯与型腔结构的确定为于便于加工，保证模具质量，本塑料件采用整体结构的凹模。型芯也称凸模即成型制品内表面的小型芯

16、，是制品内表面形状、结构的复制。凸模的结构有很多形式，对于多型芯结构的模具采用整体镶入结构的凸模，用优质钢材经电火花加工、成型铣、磨。整体镶入结构凹模的优点是可以选用优质钢材加工而又用材不多，其结构便于加工，也便于维修和更换：一致性好。其外形根据制品形状结构和模具结构的需要，可以是圆形、方形、矩形和其它形状。型芯、型腔结构如下图110图110（二）镶件的设计上盖有侧孔都需要用到滑块头作为成型部位，由UGNX软件经行辅助设计做出滑块头的结构如下图111：图111七、推出机构设计 应避免上盖塑件在脱模时变形甚至损坏必须考虑以下几点： 正确分析并计算塑件包紧力的大小，部位和阻力中心，以选择适宜的脱模

17、结构，并使推出力的重心尽可能与脱模重心重合。推出塑件时的着力点应力求靠近型芯以减小力臂的长度。同时其着力点也应力求在塑件刚度和强大最大部位之处，着力面积也应尽可能大些以减少应力集中。着力点应力求对称，均衡，以确保推出平衡。考虑到塑件的外观质量要求较高，并且是长方体形的塑件，适合推杆和推管联合推出机构，结构合理，脱模可靠，运动灵活，经久耐用，推出机构设计如下图112：图112八、选择模架（一）确定模架组合形式由浇注系统和动模、定模结构，选择直浇口B型基本模架。（二）模架各模板尺寸选择 定模座板尺寸：长宽高=350mm400mm25mm 定模板尺寸：长宽高=300mm400mm70mm 动模板尺寸

18、：长宽高=300mm400mm60mm 推杆固定板尺寸：长宽高=390mm180mm20mm 推板尺寸：长宽高=350mm250mm25mm 动模座板尺寸：长宽高=350mm400mm25mm（三）对模架进行具体标识模板宽300mm长400mm,A=70mm,B=60mm,C=90mm的侧浇口B型模架标记为：模架B2535-403080GB/T 12555-2006（四）模架三维图图113（五）检验所选模架组合模架的零件应符合GB/T4169.23-2006的规定组合后的模架表面不应有毛刺、擦伤、压痕、裂纹、锈斑。组合后的模架，导柱和导套及复位杆沿轴向移动应平稳，无卡滞现象，其紧固部分应牢固可

19、靠。模架在闭合状态时，导柱的导向端面应凹入它所通过的最终模板孔端螺钉不得高于定模座板与动模板的安装平面。九、排气系统设计 模具合模后，在模内的所有空间如浇道内，型腔内以及各零件组合的空隙内都残存有空气，另外，塑料熔融体射入型腔后也会产生一些分解出来的气体。这些空气和气体如不能在塑料熔体进入浇注系统的同时顺利排出模外，将会产生以下危害：对射入浇注系统熔融塑料产生阻力，降低了流动速度，使成型困难，甚至难以充满型腔，造成凹陷或缺料，产生废品，在制品上形成空洞接痕，云纹等缺陷，降低制品质量，降低注射的速率，影响生产效率，为此，该塑件采用排气方式是利用排气槽，排气槽一般设在型腔最后被充满的部分，排气槽深

20、度因塑件不同而异，基本上是以塑料不产生飞边的所允许的最大间隙来确定，所以在动定模板上开排气槽。直接在UG编程刀轨设计排气槽。十、冷却与加热系统设计（一）据模架型号，选择冷却水孔直径 通过前面的设计得知模架的型号为3040，根据杨海鹏 关月华：塑料成型工艺与模具设计，表1-7-2可选择冷却孔径d=6mm。（二）确定型芯、型腔冷却形式 型芯采用环形冷却水路，如下图114图114型腔环形冷却水路如下图115图115十一、模具与注塑机有关参数校核 XS-ZY-125型注射机主要技术参数如下表1-03：螺杆直径（mm）42公称注射量（g）125注射压力（MPa）119注射行程 (mm)115合模力（KN

21、）900拉杆内间距（mm）290*260允许模具厚度（最大）（mm）320允许模具厚度（最小）（mm）220开模行程（mm）300合模方式液压-机械注射方式螺杆式定模板定位孔直径（mm）100喷嘴球半径（mm）12喷嘴孔直径（mm）4顶出形式中心液压两侧机械顶出表1-03（一）最大注射量校核根据初步选定的注射机XS-ZY-125型，最大注射量为125cm，经计算单个塑件的体积为28.27cm，由注射机的最大校核公式0.8V，最大=0.8125=100cm，故注射机最大注射量满足本模具注射量要求。(二)最大注射压力校核塑料所需注射压力为7090MPa，XS-ZY-125型注射机的最大注射压力为1

22、19MPa，满足要求。（三）最大锁模力校核原则，注射机锁模力必须大于或稍大于塑料充满型腔时注射压力在模内产生的张力，即F机P模A面K式中，F机-注射机的最大锁模力P模-模具型腔中熔体的平均压力A面-制品和所有流道，浇口在分型面投影面积之和K-压力损耗系数（1/3-2/3）前面已计算出投影在分型面上的面积A=8.7610-3mm查杨海鹏：模具设计与制造实训教程第390页表7-21，得模具内型腔压强P模=30106Pa故P模A面K=（30106）（5.2010-3）1/3=262.8kN900KN=F机故注射机的最大锁模力符合要求。(四)模具与注射机安装部分相关尺寸校核1.模具动定模座板外形尺寸校

23、核 注射机拉杆间距290260，而前面模架动、定模座板尺寸为350400，经验证XS-ZY-125型注塑机模具拉杆间距小于模具宽度，所以不符合。查表，选用XS-ZY-125A型注塑机，长、宽最大安装尺寸360mm*360mm，满足要求。2模具总厚度校核 注射机最大厚度为350mm，最小厚度为220mm，模具闭合厚度为280.1mm，符合规定3.模具与注射机定位尺寸 喷嘴球头半径SR12，模具上主流道始端凹下球面半径为SR14，喷嘴孔直径为3.5，模具上主流道小端孔直径为5，模具主流道能与喷嘴良好接触。4.模具与注射机安装校核 注射机动定模板螺钉孔孔距，模具从上下方向安装，4-M16间距280，

24、螺孔可以用来安装模具上动、定模座板（五）最大开模行程校核 两模板开模行程计算：Smin2h制品高度+h浇+（510）=156，S=325mm156mm，故满足要求。 即最大开模行程符合标准。因此，XS-ZY-125A型注塑机能够满足使用要求。 (六)上模立体图(七)下模立体图十二、绘制装配图及零件图（另附）致谢随着模具行业的迅速发展，模具渗透着整个社会，模具是工业之母。毕业设计是大学毕业的最后一个环节，对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我利用实习期间，向厂里的师傅们请教有关模具实践性较强的知识，并进行了大量的资料查阅，还得到指导老师的热情帮助，特别是在我的设计中给我提出了许多宝贵意见，同

25、时，感谢我们的专业老师的指导，感谢学校提供我们的各种有利条件，感谢实习单位师傅们的教导，感谢各位同学的协助，使我在这次模具设计中更深入的了解模具的设计与制造，了解各种模具结构的加工工艺，动作过程，用途等方面的知识，这不仅培养了我独立思考的能力，而且提高了自己的知识水平。即将毕业的我，会尽自己的能力把学到的理论知识运用到实践工作中，做一个对社会有用的人。参考文献：1杨海鹏，关月华：塑料成型工艺与模具设计，江门：江门职业技术学院，2011年；2杨海鹏：模具设计与制造实训教程，北京：清华大学出报社，2011年；3王树勋：UGNX 7.5注塑模具设计，北京：电子工业出版社，2012年； 上盖模具总装配

26、图 型芯工程图型腔工程图江门职业技术学院毕业设计（论文）指导记录表设计（论文）题目 上盖塑料模具设计学生姓名专 业班 级入学时间吴开飞模具设计与制造10模具2班2010、9指导教师杨海鹏指导教师职称/学历教授第一次指导：分型面选择指导时间： 20（分钟）指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件 QQ在线指导教师签字： 日期： 年 月 日第二次指导：模架选择指导时间：20（分钟）指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件 QQ在线指导教师签字： 日期： 年 月 日第三次指导：顶出系统、冷却系统、浇注系统指导时间：60（分钟）指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件 QQ在线指导教师签字： 日

27、期： 年 月 日第四次指导：模具设计说明书指导时间：40（分钟）指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件 QQ在线指导教师签字： 日期： 年 月 日第五次指导：指导时间：指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件 QQ在线指导教师签字： 日期： 年 月 日注：以实际指导次数为准填写此表，但指导不得少于3次。 附件5:江门职业技术学院毕业论文（设计）成绩评定表学生姓名吴开飞专业模具设计与制造学号101211028论文（设计）题目：上盖塑料模具设计指导教师评分表考核项目满分评分考核项目满分评分1、调研论证105、写作水平与排版质量152、技术水平与实际能力156、工作态度与纪律103、成果、基础理论与专业知识157、答辩情况204、创新10得分合计指导教师评语：成绩评定： 指导教师签名： 年 月 日 答辩小组评语： 成绩评定： 答辩小组组长签名： 年 月 日最后成绩： 系（部）签章：年 月 日说明：若毕业生没有被指定参加毕业答辩，其“答辩成绩”20分可平均分摊到第14项考核项目中进行评定。