1、 山西机电毕业设计题 目：外罩塑料模设计系 （ 分 院 ） 数 控 工 程 系 学 生 姓 名 张 少 奇 学 号 11160124 专 业 名 称 模 具 设 计 与 制 造 指 导 教 师 王 毅 2014 年 2 月 15 日2数控工程系毕业设计（论文）任务书姓 名 张少奇 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 1121毕业设计（论文）题目 外罩塑料模设计毕业设计（论文）选题的目的与意义通过此选题进一步熟悉和掌握冲压模设计的基本方法，提高分析实际生产中常见的质量、工艺及模具方面的技术问题。初步达到具备设计和解决一般复杂程度的冲模能力。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）1、塑
2、料成型工艺与模具设计. 高等教育出版社，20062、塑料模设计手册. 机械工业出版社，1994 3、模具制造工艺. 机械工业出版社，19994、模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社，19985、塑料模具设计与制造 齐卫东 高等教育出版社 20046、课程设计指导书 张清辉 张伯楠毕业设计（论文）工作进度计划接受任务日期：2014 年 2 月 15 日 完 成 日 期： 年 月 日 学 生 签 名：张少奇年 月日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名 张少奇 学 号 11160124 性 别 男专 业 模具设计与制造 班
3、级 模具 1121毕业设计（论文）题目 外罩塑料模设计评阅意见成绩 指导教师签字 年 月 日4毕业设计（论文）答辩意见表姓 名 张少奇 学 号 11160124 性 别 男专 业 模具设计与制造 班 级 模具 1121毕业设计（论文）题目 外罩塑料模设计答辩时间 地 点姓 名 职 称 学 历 从事专业组 长成 员答辩小组成员 秘 书答辩小组意见答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日目 录1、 拟定模具结构形式 11.1 产品模型与简介11.2 塑件精度及表面质量11.3 模具结构形式的确定21.4 注射机型号的确定21.5 分型面位置的确定22、 浇注系统的设计32.1 主流道设计32.
4、1.1 主流道尺寸32.1.2 主流道衬套的形式32.1.3 主流道衬套的固定32.2 分流道设计32.2.1 主分流道的形状及尺寸32.2.2 主分流道长度42.2.3 分流道的表面粗糙度42.3 浇口的设计52.3.1 浇口的选用52.3.2 浇口位置的选择53、 确定模具结构形式及外形尺寸64、 成型零件的设计64.1 成型零件的结构设计74.1 定模的设计74.2 导柱侧抽芯机构的设计84.2.1 滑块的设计94.3 成型零件加工工艺94.3.1 定模的加工工艺94.3.2 滑块的加工工艺9结束语11参考文献121外罩塑料模设计摘要: 本产品名称外罩，选材料为 ABS，因为产品的需求，
5、我们选择采用一模一腔的排列方式，根据模具结构，我们应用了侧向分型与抽芯机构的设计和斜顶机构的设计。关键词: 侧向分型 抽芯机构 斜顶机构 一模一位 ABS ：1 拟定模具结构形式1.1 产品模型与简介：(1)名称：塑料端盖(2)如下图所示：图(1)(3)材料：塑件材料采用 ABS， ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特性；丙烯腈有高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看，ABS 是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连2续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。
6、这就决定了 ABS 材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。ABS 的流动性中等，较易成形，收缩率为 0.4%0.7%，取平均值0.55%，变化范围大，吸湿性强，成形前必须充燥。特别对于表面要求光泽的塑件要经过长时间的预热干燥。ABS 的表观黏度对剪切速率的依赖性强。ABS 的比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短。1.2 塑件精度及表面质量：塑件对表面的精度要求较高，根据经验，ABS 可取一般精度为 3 级精度，表面要光滑。因此在设计模具时应加以考虑。1.3 塑件的形状 壁厚：从图可知，塑件形状为一壳类塑件，其壁厚均匀，但是形状比较复杂，且需要双面抽芯加斜顶机构，给模具设计制造和
7、加工成形工艺的确定都带来了不小的麻烦。1.4 拟定型腔数量及排列方式型腔的数量是由于制件形状复杂,两侧需斜倒柱侧抽芯，为“一出一”即一模一位,主要考虑了本产品的生产数量和注射机型号。模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，又考虑到单分型面的成本相对较低，结构也较为简单，故初步设计为单分型面环行式浇口。由于塑件形状复杂，重量一般，生产批量较大。为了提高产品的效率，采用一模一位1.5 分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分
8、型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a 型面应选在塑件外形最大轮廓处。b 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。c 保证塑件的精度要求。d 满足塑件的外观质量要求。e 便于模具加工制造。f 对成型面积的影响。g 对排气效果的影响。h 对侧向抽芯的影响。3综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面.但由于本塑件形
9、状复杂, 不适合平直分型面,因此改用阶梯式分型分型面开设在底面位置最为合理。这样选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好。图（4）分型面2.浇注系统设计浇注系统设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定、浇口的位置的选择、浇口形式及浇口截面尺寸的确定。2.1 主流道设计2.1.1 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 3mm。2.1.2 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀） ，以便有效的
10、选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了2.1.3 主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准4件，外径为 100mm，内径 70mm。2.2 分流道设计2.2.1 主分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：（式 1）4265.0LmB（式 2）H3式中 B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L分流道的长度（mm）H梯形的高度（m
11、m）梯形的侧面斜角 a 常取 515 ，在应用式（式 1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在 3.29.5mm 范围内才合理。2.22 主分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。2.2.3 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可。 实际加工时，用铣床铣出流道后，为了省抛光量，抛掉加工纹理就行了。 （抛模：制造模具的一道很重要的工序，一般配
12、备了专业的抛光人员，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。 ）2.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。当利用环行式浇口时，为了确保分流道的脱落还应注意脱浇口装置的设计、脱浇装置浇口机构。52.3.1 浇口位置的选择在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置。浇口位置选择直接关系到产品成型质量及注射过程的顺利进行,通常要考虑以下几项原则：a 尽量缩短流动距离。b 浇口应开设在塑件壁厚最大处。c 必须尽量减少熔接痕。d 应有
13、利于型腔中气体排出。e 考虑分子定向影响。f 避免产生喷射和蠕动。g 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。h 注意对外观质量的影响。2.3.2 浇口形状结构和尺寸如下图所示：图（5）浇口3、确定模具结构形式及外形尺寸：模具结构为单分型面注射模，如图所示。模具的开模距离应大于 70mm，方便取出塑件和浇口。 选择模架为国标中小型模架（GB/T12556.1-1990） ，选择基本型的 A2 型，模具的外形尺寸 160160mm ，其各板料厚度如图 6 所示：。6图(6)4.成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括型腔、型芯、动定模板,动定模镶块、滑块,斜顶等。成型零件工作时，直
14、接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。4.1 成型零件的结构设计4.1 定模的设计定模总体上就是凹形，底面是平的，其面积至少要能盖住一个型腔，由于有一个型腔，定模受的压力不大，据经验厚度
15、需设计厚点，另外还要考虑到固定定模的螺丝孔的位置、斜导柱从定模穿过的斜孔以及定模固定到定模框中的固定形式等。7设计定模为 16016065 定模设计图如下：图（7）定模4.2 斜导柱侧抽芯机构的设计1斜导柱侧抽芯机构斜导柱侧抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成形块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是设计和制造注射抽芯时最常用的机构，但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制，一般适用于抽芯力不大及抽芯距小于 6080mm 的场合。 本模具抽芯距为 12mm，所以采用斜导柱侧抽芯机构。具体如图（8）所示。1斜导柱侧抽芯
16、机构的组成斜导柱侧抽芯机构主要是由斜导柱、侧型芯滑块、导滑槽、紧楔块和型芯滑块定距限位装置等组成2斜导柱侧抽芯机构的工作过程斜导信侧抽芯机构注射模的工作过程如图（8）所示。图（8）中的塑件有一侧台阶，开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱驱动侧型芯滑块，迫使其在型芯固定板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位便推出机构复位，斜导柱侧型芯滑块向内移动复位，最后由紧楔块锁紧。8图（8）1-紧楔块；2-滑块；3-斜导柱；4.2.1 滑块的设计1斜导柱的结构
17、设计斜导柱其工作端的端部可以设计成锥台形。设计成锥台形时必须注意斜角应大于斜导柱倾斜角，一般=+（23） ，以免端部锥台也参与侧抽芯，导致滑块停留位置不符合原设计要求。2滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向型芯或侧身成形块，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体塑件和模具结构灵活设计，它可分为整体式和组合式两种。在本次的模具设计中，用到的是整体式，这种结构公适于形状十分简单的侧向移动零件。3导滑槽的设计成形滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。根据模具上侧型芯
18、大小、形状和要求不同，以及各工厂的具体使用情况也不同，所以本次设计的模具用的导滑槽是 T 形槽导滑的整体式。4楔紧块的设计在注射成型过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱。而一般的斜导柱为一细长杆件，受力后容易变形，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块，以便在全模后锁住滑块，承受熔融塑料给于侧向成形零件的推力。4.4 滑块的设计9(1) 个滑块形状设计成下图所示的样子，总长 60.2mm 总高 48.5mm，这副模具有左右两个滑块，由于我们设计的斜导柱的倾斜角 为 15，所以行位的锁紧角 +23 15+318。(2) 其他尺寸如下图所示，其他的尺寸在看详细的零件图
19、图（9）滑块4.5 推出机构的设计塑件的推出形式，有机械推出、液压推出、气动推出三大类，常用为机械推出。它包括推杆推出、推管推出、推板推出、推块推出及复合推出，推杆推出是最广泛的应用形式。制品推出是注射成型过程中最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此制品的推出是不可忽视的环节。因为此制品比不大且壁薄又加上有内抽机构,相对来说推出机构设计就比较重要，如果没做好容易产生毛边和拉裂。那么对后加工来说会有一定难度，所以我们的设计从整体全面的考虑推出机构的设计，所以选择斜顶推出机构。斜顶如图 10图(10)10到此为止，本次塑料模具设计计算过程就完成了，下面就可以根据确定的各个零件尺寸绘
20、制模具图纸装配图绘制（图 11）如图(11)结 束 语这是我的毕业设计，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过这次努力，我相信这次毕业设计一定能为大专三年生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了老师的悉心指导，以及许多同学的帮助，使我受益匪浅。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!参考文献1、塑料成型工艺与模具设计. 高等教育出版社，20062、塑料模设计手册. 机械工业出版社，1994 113、模具制造工艺. 机械工业出版社，19994、模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社，19985、塑料模具设计与制造 齐卫东 高等教育出版社 20046、课程设计指导书 张清辉 2004
