玩具模具设计(说明书).doc

毕业设计说明书目 录第一章 设计任务书………………………………………2第二章 塑件分析…………………………………………2第三章 成型设备的选择与校核…………………………6第四章 成型零部件的设计与计算………………………10第一节 成型零件的结构设计……………………………10第二节 排气系统…………………………………………11第三节 浇注系统…………………………………………11第四节 模架的选取………………………………………13第五章 脱模机构的设计…………………………………13第一节 脱模力的计算……………………………………13第二节 推出机构的计算…………………………………15第六章 侧向分型与抽芯机构的设计……………………16第七章 合模导向机构的设计……………………………16第八章 温度调节系统……………………………………16第九章 注射机参数的校核………………………………17第十章 模具零件加工……………………………………18谢辞………………………………………………………………25参考文献…………………………………………………………25第一章 设计任务书一、 目的：　　本设计是在完成了《塑料成型工艺与模具设计》等专业课后进行的一项重要的教学实践活动，是使学生综合运用所学知识，掌握塑料模具设计的方法、步骤和思路；以及塑料模具成型零件的制造工艺的编制方法。

二、 任务和要求：１． 设计一副塑料模具，绘制模具装配图和非标准零件图２． 说明书内容包括：１） 产品零件的成型工艺分析和结构分析２） 必要的计算过程３） 模具结构的选择分析４） 模具工作原理（动作）分析；零件制造工艺选择分析（内容包括：成本经济性、加工精度、加工质量、加工效率等）第二章 塑件分析一：材料的选择该塑件为玩具根据参考资料2《塑料成型工艺与模具设计》，选择其材料为丙烯腈——丁二烯——苯乙共聚物（ABS）工程材料，ABS的介绍如下：⒈基本特性： ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能ABS无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽密度为1.02～1.05g/cm³ABS有极好的抗冲压强度，且在低温下也不迅速下降有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工经过调色可配成任何颜色其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70°C左右，热变形温度为93°C左右耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。

2.主要用途：ABS广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等3.成型特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60°C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在60～80°C  ABS的注射工艺参数注射类型螺杆式螺杆转速（r/min）30~60喷嘴形式直通式温度（℃）190~200料筒温度前段 （℃）200~210中段  （℃）210~230后段  （℃）180~200模具温度（℃）50~80注射压力（MPa）70~120保压力（MPa）50~70注射时间（S）3~5保压时间（S）15~30冷却时间（S）15~30成型周期（S）40~70二：塑件结构分析结构特点：该塑件最大壁厚大概是3mm厚的壳体，壳体外部没有很高的要求，，所以可以采用点浇口的形式由于该塑件较小，采用一模多腔比较合适壳体内部结构较复杂，所以采用镶嵌式凸凹模结构改塑件分为上下两壳，如图1、图2和图3所示：图1塑件后盖图图2塑件前盖图图3塑件前盖图第三章 设备的选择与校核为了保证注射质量和充分发挥设备的能力,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。

根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的50%~80%之间 （一）、型腔数量的确定 要点：既要保证最佳的生产经济性，技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料件最佳的技术经济性⑴塑料制作的批量和交货周期方面：该塑件是大批量生产的产品，交货周期要短，使用多型腔模具可提供独特的优越条件⑵质量控制要求方面：该塑件不属于高精度生产要求的产品，精度要求不高采用多型腔有较高的生产效率⑶塑料品种和其他方面：该塑件所用塑料为ABS工程塑料，流动性能好；浇口位置在靠近塑件边缘上，另外塑料尺寸小，形状简单经过以上分析和本人经验所得，总结出：采用一模四腔是最佳形式，具有最佳的经济性二）型腔的布局要点：型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等经分析本人确定的型腔布局为平衡式型腔布局如图4所示：图4型腔布局图（三）选用注塑机1．锁模力    注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对形腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：F > （nA1 + A2）P = 1014.4 × 90 × 80% = 7.30 kN式中：F－注射机的额定锁模力（N）  P－塑件熔体对形腔的成型压力（MPa）其大小一般是注射压力的80%。

ABS的注射压力取90MPa2．注射量  模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关,设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，由此有：m≥（nm1+m2）/80% = 75/80% = 93.75 g 式中：m－注射机允许的最大注射量（g）3．开模行程   S（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离，它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度，注射机最大开模行程Smax应大于开模行程S：Smax ≥ S = H1 + H2 + 5～10 = 12 + 23 + 10 = 45 mm式中：H1－推出距离（脱模距离）（mm)  H2－包浇注系统凝料在内的塑件高度（mm)根据以上计算和所用塑料的有关数据，选用注射机为：注射机的参数合模力（KN）500注射压力（MPa）122额定注射量（cm³）60最大开(合)模行程（mm）180拉杆空间（mm）190*300注射行程（mm）170模具厚度（mm）最大200最小70喷嘴球面半径（mm）12喷嘴直径（mm）2（四）分型面要点：1、分型面选在塑件最大轮廓处；2、要便于塑件顺利脱模；3、满足塑件外观质量要求；4、便于模具加工制造。

分析：塑料件表面有外观质量要求，不允许留下痕迹，而且有较大的拔模角，分型面设在塑件中部不能顺利脱模塑件开模后要留在动模上侧，以便于顶出脱模如果设计在塑件边缘上，则采用平直分型面，分型面设计如图5所示：图（5）分型面形式这种设计虽然不够曲面分型面的排气效果好，但模具加工制造要简易得多，加式费用也可节省很多，总之是利大于弊了第四章 成型零部件的设计与计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯、镶块、凸模和成型杆等第一节 成型零件的结构设计一、凹模的设计： 凹模是成型塑件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类该塑件底面较复杂，但是为了使产品的美观，决定采用整体式凹模即塑件中所有凹入的地方都做成一个整体二、凸模和型芯的设计： 凸模和型芯是成型塑件内表面的零件⒈凸模的结构 分析该塑件，结构比较复杂，且位置关系有一定的要求，为了保证位置关系以及尺寸，将凸模设计为整体式第二节 排气系统利用型芯与模板的配合间隙排气，间隙控制在0.03～0.05mm之间第三节 浇注系统1、主流道和浇口套的设计为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面粗糙度应为Ra0.4。

由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所有模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，简称浇口套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为HRC53～57）由于在浇口套的小端设计有分流道，必须要止转，所有浇口套设计成整体嵌入式，大端用螺丝坚固在定模固定板上如图6所示：图6主流道形式d = 注射机喷嘴直径 + 1 = 3 mmSR = 喷嘴球面半径 + 2 = 14 mmh 球面配合高度 = 5 mmD取 6 mm2、分流道的设计选用圆形截面的流道，虽工艺性不佳，但流动性，传热性等方面都好，流道也尽量做到最短，以减少热量和压力的损失所以设计如图7所示：图7分流道形式图3、浇口的设计：产品表面不允许有浇口痕迹，所以浇口位置设在塑件里面，就必须采用潜伏式浇口，另外考虑到流动性和脱模等方面，所以设计成如图8所示：图8浇口设计图4、冷料穴的设计冷料穴设计在流道较角处，为了方便把流道取出，使其保留在动模一侧，便于脱模，冷料穴也可作为拉料的作用第四节 模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面根据成型零件的计算和，还有注射机的参数，尽量选取标准模架.第五章 脱模机构的设计第一节 脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。

一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件塑件脱模时的型芯的受力分析如图9所示： 图9型芯受力分析图根据力平衡原理，列出平衡式： 则： 式中 ——塑件对型芯的包紧力； ——脱模时型芯所受的摩擦阻力； ——脱模力； ——型芯的脱模斜度又 于是 而包紧力为包容型芯的面积于单位上包紧力之积，即：由此可得： 式中 ——塑料对钢的摩擦系数，约为0.1~0.3； ——塑件包容型芯的面积； ——塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件约取2.4~3.9×107Pa；模内冷却的塑件约取0.8~1.2×107Pa第二节 推出机构的设计一、推出机构的选择：选择推杆推出机构推杆推出是一种最简单常用的推出形式推出元件制造简。