1、毕 业 论 文 设 计题 目 名 称 ：姓 名 ：班 级 ：学 号 ：系 部 ： 指 导 教 师 ：武 汉 工 业 职 业 技 术 学 院二 00 一 二 年 5 月 12 日- 1 -绪 论塑 料 ， 成 为 当 前 人 类 使 用 的 一 大 类 材 料 。 目 前 我 国 的 塑 料 工 业 正 在 飞 速 发 展 ， 塑料 制 品 的 应 用 已 经 深 入 国 民 经 济 的 各 个 部 门 。塑 料 工 程 通 常 是 塑 料 制 造 与 改 性 ， 塑 料 制 品 与 模 具 设 计 是 塑 料 工 程 中 的 重 要 部 分 ，是 塑 料 工 业 中 不 可 少 的 环 节 。
2、模 具 是 工 业 生 产 的 重 要 工 艺 装 备 ， 它 被 用 来 成 型 具 有 一 定 形 状 和 尺 寸 的 各 种 制 品 。在 各 种 材 料 加 工 工 业 中 广 泛 的 使 用 着 各 种 模 具 ， 如 压 铸 模 ， 浇 铸 模 ， 非 金 属 制 品 成 型的 玻 璃 模 ， 陶 瓷 模 ， 塑 料 模 等 。采 用 模 具 生 产 制 件 具 有 色 、 生 产 效 率 高 ， 质 量 好 ， 切 削 少 ， 节 约 能 源 和 原 料 ， 成本 低 等 优 点 ， 模 具 成 型 已 经 成 为 当 代 工 业 生 产 的 重 要 手 段 ， 成 为 多 种
3、成 型 工 艺 中 最 具潜 力 的 发 展 方 向 。 模 具 机 械 ， 电 子 等 行 业 的 基 础 工 业 ， 它 对 国 民 经 济 的 社 会 发 展 起 着越 来 越 大 的 作 用 。一 个 国 家 面 具 生 产 能 力 的 强 弱 ， 水 平 的 高 低 ， 直 接 影 响 许 多 部 门 新 产 品 的 开 发 和老 产 品 的 更 新 换 代 ， 影 响 着 产 品 质 量 和 经 济 效 益 的 提 高 。 我 国 为 了 优 先 发 展 模 具 工 业 ，定 制 了 一 系 列 优 惠 政 策 ， 并 把 它 放 在 国 民 经 济 发 展 十 分 重 要 的 战
4、 略 地 位 。 对 塑 料 模 具的 全 面 要 求 就 是 能 够 高 效 的 生 产 出 外 观 性 能 符 合 使 用 要 求 的 制 品 。塑 料 成 型 模 具 是 成 型 塑 料 制 品 的 工 具 。 塑 料 模 具 的 应 能 生 产 并 满 足 给 定 的 形 状 ，尺 寸 ， 外 观 和 内 在 性 能 要 求 的 制 品 。 要 求 模 具 能 被 高 效 的 应 用 ， 且 操 作 简 便 ， 并 达 到自 动 化 水 平 要 求 模 具 又 合 理 的 结 构 ， 制 造 容 易 且 成 本 低 廉 。 同 时 ， 也 要 求 有 足 够 的 使用 寿 命 。近 年
5、 来 塑 料 模 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 总 产 量 中 所 占 比 例 越 来 越 大 ， 在 各 种 塑 料 模 具 中 看 来 ， 注 射 模 在 生 产 中 所 占 比例 是 最 大 的 ， 起 着 十 分 重 要 的 作 用 ， 再 世 界 塑 料 成 型 模 具 产 量 中 的 板 书 以 上 为 注 射 模 。在 这 次 设 计 中 充 分 运 用 所 学 的 专 业 知 识 ， 将 所 学 知 识 运 用 到 实 践 中 来 ， 本 次 设 计的 塑 件 也 是 通 过 使 用
6、 注 射 模 来 成 型 的 。 本 套 设 计 主 要 放 在 塑 件 结 构 和 模 具 设 计 这 一 环节 ， 如 注 射 机 的 选 用 和 校 核 ， 分 型 面 的 选 择 ， 模 具 结 构 的 设 计 ， 分 流 道 的 设 计 ， 浇 注系 统 的 设 计 等 等 。 在 设 计 过 程 中 ， 首 先 用 Proe 进 行 三 维 造 型 ， 然 后 用 CAD 进 行 模具 设 计 。在 设 计 过 程 中 ， 由 于 经 验 不 足 ， 难 免 会 出 现 错 误 ， 敬 请 原 谅 ， 并 给 出 指 正 。- 2 -制 件 三 视 图 ：三 视 图制 件 三 维
7、图 ：- 3 -立 体 图塑 料 模 设 计 程 序一 塑 料 制 件 的 分 析 ：1. 材 料 成 型 工 艺 性 能 ： 本 产 品 选 用 材 料 PC（ 聚 碳 酸 酯 性 能 如 下 ： 聚 碳 酸酯 的 冲 击 强 度 特 别 突 出 。 它 的 弹 性 模 量 较 高 . 受 温 度 影 响 极 小 ， 耐 热 温 度 为 120 。 耐 寒 达 -100 才 脆 化 ， 尺 寸 稳 定 性 高 。耐 腐 蚀 ， 耐 磨 性 均 良 好 。 透 明 性 好 ， 密 度 为 1.02 1.05g cm， 塑 料 原 料 为 无 色 透 明 材 料 . 存 在 着 高 温 下 对
8、水 的 敏 感 性 。 长 期 浸 在 沸 水 中 ， 会 引 起 水 解 或 裂 开 。 在 成 形 加工 时 控 制 不 当 ， 容 易 发 生 制 品 开 裂 现 象 。 在 某 些 化 学 试 剂 (如 四 氯 化 碳 )中聚 碳 酸 酯 可 能 会 产 生 “应 力 开 裂 ”。 但 聚 碳 酸 脂 还 可 用 玻 璃 纤 维 来 增 强 ， 这样 具 有 更 高 的 刚 性 和 力 学 强 度 ， 并 能 消 除 聚 碳 酸 脂 可 能 存 在 “应 力 集 中 ”现 象2.主 要 用 途 ： 主 要 用 来 制 造 齿 轮 、 蜗 杆 、 齿 条 、 凸 轮 、 心 轴 、 轴
9、承 、 垫 圈 、 铆 钉 、泵 叶 轮 、 汽 车 汽 化 器 部 件 、 车 灯 灯 罩 、 闪 光 灯 灯 罩 、 节 流 阀 、 润 滑 油 输 油 管 ， 各种 外 壳 、 容 器 等 。二 塑 料 成 型 特 点 :1.无 定 形 塑 料 ， 收 缩 率 小 ， 热 稳 定 性 好 ， 成 形 温 度 范 围 宽 ，超 过 330 才 呈 现 严 重 分 解 ， 分 解 时 产 生 无 毒 、 无 腐 蚀 性 气 体2.吸 湿 性 极 小 ， 但 水 敏 性 强 ， 含 水 量 不 得 超 过 0.2%， 加 工 前 必 须 干 燥 处 理 ， 否 则 会出 现 银 丝 、 气 泡
10、 及 强 度 显 著 下 降 现 象3.流 动 性 差 ， 溢 边 值 为 0.06mm 左 右 ， 流 动 性 对 温 度 变 化 敏 感 ， 冷 却 速 度 快4.宜 在 高 模 温 高 料 温 和 高 压 慢 速 的 条 件 下 成 型 。 模 温 控 制 在 80 110 C 较 好 成 型 温度 在 280 320 为 宜 。5.内 部 残 留 应 力 较 大 ， 易 开 裂 ， 要 严 格 控 制 加 工 条 件 。6.塑 件 壁 厚 要 均 匀 ， 不 宜 过 厚 ， 避 免 尖 角 与 缺 口 ， 有 金 属 嵌 件 应 预 热 ， 脱 模 斜 度 去 2以 上 .三 塑 件
11、的 结 构 ， 尺 寸 精 度 ， 表 面 质 量 的 分 析 ：1.结 构 分 析 ：从 零 件 图 上 分 析 ， 该 零 件 总 体 形 状 为 长 方 形 ， 边 上 带 R 角 从 总 体 结 构 上 分 析 ， 形 状- 4 -相 对 较 规 则 ， 没 侧 抽 芯 。 该 零 件 属 于 中 等 复 杂 程 度 。 尺 寸 精 度 分 析 ： 该 产 品 未 标 注 公 差 ， 查 塑 料 模 课 程 设 计 P53 按 MT5 等 级 计 算 。 外 形 尺 寸 ： 108mm、 50mm 内 形 尺 寸 40mm、 57mm、 17mm、 1、 46mm、 、 R0.5mm、
12、 57mm、 2mm标 注 公 差 后 外 形 尺 寸 ： 108 、 50 。3.9.a标 注 公 差 后 的 内 形 尺 寸 ： 40 8.、 57 、 17 、 1 、 46mm 、 R0.5 、 200.40094.5. 查 模 具 设 计 教 材 P10 表 1-2 得 PC（ 聚 碳 酸 脂 ） 的 收 缩 率 为 （ 0.5 0.8） %，此 处 取 0.65%2. 计 算 塑 件 的 体 积 和 质 量通 过 对 塑 件 的 体 积 与 质 量 的 计 算 ， 可 选 出 注 射 机 及 确 定 模 具 的 型 腔 数 量 。 经 计 算 ，塑 件 的 体 积 为 4367.8
13、mm根 据 设 计 手 册 查 的 PC 的 密 度 为 =1.02 1.05g/cm去密 度 为 0.0013kg/cm。 则 塑 件 的 质 量W=V=0.0013kg/cm*4.3678cm=0.00567814kg 取 5.7g。该 塑 件 可 采 用 一 模 两 腔 的 模 具 结 构 ， 根 据 其 相 关 尺 寸 ， 初 步 选 用 注 射 机 为 XS-Z-30 型3. 成 型 工 艺 参 数 ： 预 热 温 度 ： （ 110 120） ； 料 筒 温 度 (后 段 ):（ 210 240） 料 筒 温 度 (中 段 )： （ 230 280） ； 料 筒 温 度 (前 段
14、)： （ 240 285） 。 喷 嘴温 度 ： （ 240 250） ； 模 具 温 度 ： （ 90 110） 。 注 射 压 力 ： (80 130）Mpa;成 型 时 间 ： （ 20 90)s； 后 处 理 方 法 ： 鼓 风 烘 箱 ； 后 处 理 温 度 ：（ 140 145） ;后 处 理 时 间 ： 4h。四 注 射 模 的 结 构 设 计1.分 型 面 的 选 择 ： 根 据 分 型 面 的 选 择 原 则 和 塑 件 的 成 型 要 求 来 选 择 分 型 面 即选 在 塑 件 外 形 最 大 轮 廓 处 ； 分 型 面 的 选 择 优 利 于 塑 件 的 顺 利 脱 模
15、 ； 有 利 于 模 具 的 加 工制 造 ； 有 利 于 排 气 。 综 合 以 上 原 则 ， 分 型 面 应 选 在 如 下 位 置 （ 图 一 ） 。图 一- 5 -2.确 定 型 腔 的 排 列 方 式本 塑 件 在 注 射 时 采 用 一 模 两 件 。 综 合 考 虑 浇 注 系 统 和 模 具 结 构 的 复 杂 程 度 等 因 素 ，采 取 以 下 （ 图 二 ） 排 列 方 式 ， 这 种 排 列 便 于 模 具 的 分 布 和 塑 料 在 流 道 中 的 均 匀 流 动 。但 缺 点 是 熔 料 进 入 型 腔 后 到 另 一 端 的 流 程 较 长 ， 但 塑 件 本
16、身 较 小 ， 对 成 型 没 太 大 响 。图 二3.浇 注 系 统 的 设 计 主 流 道 的 设 计根 据 设 计 手 册 查 得 XS-Z-60 型 注 射 机 喷 嘴 的 有 关 尺 寸 为 喷 嘴 前 端 孔 径 d1=2mm 喷 嘴前 端 球 面 半 径 SR1=12mm。根 据 模 具 主 流 道 尺 寸 与 模 具 喷 嘴 的 尺 寸 关 系 SR= SR1+(1 2)mm 及 d=d1+（ 0.5 1）mm 可 算 得 SR=14mm， d=3mm。 为 了 便 于 将 凝 料 从 主 流 道 中 拔 出 ， 将 主 流 道 设 计 成 圆 锥形 ， 其 角 度 为 （ 2
17、 6） 【 模 具 设 计 教 材 P91】 其 草 图 结 构 如 下 （ 图 三 ） 所 示 ：- 6 -图 三4. 分 流 道 的 设 计 本 副 模 具 分 流 道 截 面 形 状 选 用 半 圆 形 ， 根 据 PC 的 流 动 性 ， 将 截 面 半 径 取 r=8，根 据 型 腔 数 目 ， 分 流 道 长 度 去 80mm。 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 度 ： 由 于 分 流 道 中 与 模 具 接 触 的 外 层 塑 料 迅 速 冷 却 ， 只 有 内 部熔 体 流 动 状 态 比 较 理 想 ， 因 此 分 流 道 表 面 粗 糙 度 要 求 不 能 低 ， 一 般
18、 Ra 取 1.6 m左 右 。 浇 口 的 设 计 ： 本 副 模 具 采 用 侧 浇 口 ， 塑 件 的 壁 厚 为 2mm， 制 品 复 杂 性 较 简 单 ， 属于 中 小 型 制 品 ， 所 以 相 关 尺 寸 如 下 图 （ 图 四 ） 标 注 计 算 ：- 7 -图 四查 塑 料 模 设 计 教 材 P96 表 4-1 可 知 ， 浇 口 壁 厚 a=1mm 宽 度 b=（ 3 10） a 此 处取 a=5 长 度 L=（ 0.7 2） 取 0.65。五 模 具 型 芯 与 型 腔 的 尺 寸 计 算 ：1.型 腔 径 向 尺 寸 计 算 公 式 ： LM=（ LS+LSSCP-
19、 ） +0z,此 处 ， =1/3 1/2 模 具 设43计 教 材 P115， 塑 件 尺 寸 较 大 、 精 度 要 求 低 时 取 小 值 ， 反 之 取 大 值 。 本 副 模 具 设 计 中精 度 MT5， =1/350： L1M=(50+50x0.65%- x1/3)00.94=50.07500.94.108： 计 算 后 的 模 具 型 腔 尺 寸 为 108.452.2.型 腔 深 度 尺 寸 计 算 公 式 ： HM=(HS+HSSCP-2/3 )- +0z塑 件 深 度 尺 寸 为 8， 经 计 算 HM 7.82977 取 7.83。3.型 芯 径 向 尺 寸 的 计 算
20、 公 式 ： LM=（ LS+LSSCP+ ） 0-.计 算 后 相 应 的 模 具 型 芯 尺 寸 如 下 表 所 示塑件尺寸40 57 17 0.5 1 46型芯尺寸40.51-0.84057.6205-0.94017.3605-0.5800.75325-0.401.2565-0.4046.54-0.840型 芯 相 关 尺 寸 表4.型 芯 高 度 尺 寸 计 算 公 式 ： hM=(hS+hSSCP+2/3 )-Z0 计 算 后 相 应 的 高 度 尺 寸 如 下 所 示 ：h1=（ 2+2x0.65%+2/3x1/3） - Z0=2.2352-0.400，h2=（ 6+6x0.65%
21、+2/3x1/3） - Z0=6.61222-0.400.5. 中 心 距 的 计 算 公 式 ： Cm=（ 1+Scp） CSz/2.带 入 数 字 计 算 Cm=（ 1+0.65%） x120.26.注 ： 为 了 便 于 计 算 与 加 工 ， 以 上 数 据 均 精 确 到 小 数 点 后 2 位 .六 .型 腔 的 结 构 设 计1.该 塑 件 属 于 小 型 塑 件 ， 一 模 多 腔 加 工 。 应 选 择 整 体 嵌 入 式 凹 模 ， 这 种 结 构 加 工效 率 高 ， 装 拆 方 便 ， 可 以 保 证 各 个 型 腔 的 形 状 尺 寸 一 致 ， 其 结 构 图 如
22、下 （ 图 五 ）所 示 ：- 8 -图 五整 体 嵌 入 式型 腔 壁 厚 尺 寸 的 确 定 ： 该 塑 件 外 形 为 矩 形 ， 内 壁 短 边 50mm， 侧 查 模 具 设计 教 材 P308 附 录 E 可 得 知 侧 壁 厚 S 取 30 35mm， 此 处 取 30mm.其 型 腔 结 构 图 如 下（ 图 六 ） 所 示 ：图 六七 模 架 的 选 择 ：1 查 模 具 设 计 手 册 （ 电 子 版 ） ， 选 用 标 准 模 架 ， 其 结 构 与 相 关 参 数 如 下 （ 图 七 ） 所示 ：- 9 -图 七相 关 参 数 如 下 （ 表 一 ） 表 ：表 一根 据
23、 （ 图 二 ） 型 腔 排 列 的 尺 寸 标 注 ， 可 确 定 模 架 相 关 尺 寸 。八 装 配 图 的 绘 制 ： 其 结 构 图 如 下 所 示 （ 具 体 尺 寸 详 见 装 配 图 ）- 10 -主 视 图俯 视 图- 11 -左 视 图九 .模 具 闭 合 高 度 的 校 核 ：所 设 计 模 具 闭 合 高 度 应 在 所 选 注 射 机 允 许 安 装 模 具 的 的 高 度 范 围 。 在 本 副 模 具 设 计 中 ， 初 选 注 射机 为 XS-ZY-30， 查 模 具 手 册 （ 电 子 版 ） 如 图 所 示 ：图 八从 装 配 图 只 中 可 知 ， 模 具
24、 的 的 闭 合 高 度 为 244mm， 经 计 算 ， 分 型 后 的 高 度 为271mm， 因 此 初 选 注 射 机 不 符 合 要 求 。 根 据 模 具 手 册 ， 选 XS-ZY-125 型 注 射 机 满 足模 具 闭 合要 求 。 其 结 构 图 如 下 （ 图 九 ） 所 示 ：- 12 -图 九满 足 Hmin H Hmax(注 ： Hmin 注 射 机 允 许 安 装 的 最 小 模 具 高 度 ， H 为 模 具 高 度 ， Hmax为 注 射 机 允 许 安 装 的 最 大 模 具 高 度 。 )九 .结 束 语总 结毕 业 设 计 是 三 年 大 学 生 活 中
25、 的 最 后 一 个 工 作 项 目 ， 具 有 非 同 寻 常 的 意 义 ， 毕 业 设 计 的 完 成 也 为 我 们 的 大 学 生 活 画 上 了 圆 满 的 句 号 。 它 对 大 学 三 年 的 学 习 生 活 中 所 学 知 识 的 一 个 总 结 概 括 ， 更 是 一 次 检 验 ， 让 我 们 每 个 人 都 能 清 楚 了 解 自 己 在 大 学 中 学 习 的 效 果 。确 定 了 自 己 的 毕 业 设 计 题 目 后 ， 开 始 可 以 说 脑 中 是 一 片 空 白 ， 很 茫 然 ， 不 知 所 措 无 从 下 手 。 于 是 就 在 互 联 网 上 查 找
26、关 于 塑 料 模 的 相 关 资 料 ， 接 着 我 又 查 找 相 关的 专 业 书 籍 ， 寻 找 塑 料 注 塑 模 具 的 设 计 思 路 和 一 些 塑 料 注 塑 模 具 设 计 与 制 造 的 实例 进 行 参 考 。有 了 这 些 实 例 和 思 路 就 为 我 的 毕 业 设 计 创 造 了 “骨 架 ” ， 接 下 去 就 要 为 这 个“骨 架 ”添 加 “血 肉 ” ， 最 后 使 它 生 动 完 整 。 我 们 模 具 设 计 与 制 造 专 业 开 设 了 机 械制 图 及 AUTOCAD 机 械 设 计 以 及 、 计 算 机 的 应 用 基 础 等 基 础 课
27、 ， 数控 机 床 及 编 程 模 具 制 造 工 艺 与 工 装 、 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 塑 料 模 具设 计 与 制 造 等 专 业 课 ， 这 些 课 程 对 我 顺 利 进 行 毕 业 设 计 起 到 了 一 个 基 石 的 作 用 。比 如 ， 毕 业 设 计 中 零 件 图 和 模 具 装 配 图 的 绘 制 与 机 械 制 图 及 AUTOCAD的 学 习 是 分 不 开 的 ， 模 具 的 改 进 也 要 机 械 设 计 模 具 制 造 工 艺 与 工 装 等 课- 13 -程 的 帮 助 ， 更 不 用 说 塑 料 模 具 设 计 与 制 造 这 门 专 业
28、课 的 重 要 作 用 了 。 此 次 毕 业 设 计 ， 让 我 我 学 到 了 许 多 知 识 ， 包 括 课 本 上 学 不 到 的 知 识 。 当 然 ， 在 设 计 过 程 中 出 现 的 一 些 难 题 。 通 过 我 们 翻 阅 相 关 的 书 籍 ， 在 网 络 上 寻 找 答 案 和 经 过 任 老 师 的 悉 心 指 教 和 帮 助 最 终 才 得 以 解 决 。 本 次 毕 业 设 计 ， 也 让 我 学 会 了 努 力 创新 的 精 神 ， 自 始 至 终 都 抱 着 一 颗 坚 定 的 信 念 ,经 过 了 漫 长 而 又 短 暂 的 设 计 工 作 ， 我们 的 作
29、 品 终 于 出 成 效 了 。在 项 目 设 计 过 程 中 用 到 了 很 多 以 前 上 课 时 学 的 知 识 ， 尤 其 是 老 师 上 课 教 给 我 们 的一 些 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 思 想 在 这 次 论 文 设 计 中 都 得 到 了 很 好 的 印 证 ， 使 我 在 这些 方 面 能 够 很 快 的 领 会 到 模 具 设 计 的 精 髓 与 设 计 中 所 掌 握 的 要 点 。在 此 ， 衷 心 感 谢 所 有 老 师 三 年 来 对 我 们 的 教 学 指 导 ， 通 过 毕 业 设 计 ， 增 强 了 我 们思 考 问 题 和 独 立 解 决 问 题 的 能 力 ， 为 我 们 即 将 走 出 校 园 正 是 参 加 工 打 下 了 坚 实 的 基 础 ！
