模具设计大学本科毕业论文

北华航天工业学院毕业论文

模具设计摘要

1模塑工艺规程的编制

该塑件是外壳体，其零件图如下所示，本塑件的材料为ABS， 生产类型为大批量生产。

φ72φ848R22814图1

塑件的工艺性分析及使用分析：

1.1塑件的原材料分析

塑件的材料为ABS， 材料的性能 ABS为热塑性塑料，密度1.03~1.07g/cm，抗拉强度30~50Mpa，抗弯强度41~76 Mpa，拉伸弹性模量1587~2277 Mpa，弯曲弹性模量Mpa，收缩率0.3~0.8%，常取0.5% 。该材料综合性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性能也较好，并有良好的耐寒性。属热塑性塑料。结构特点为线性结构非结晶性，使用温度应小于70?C,从使用性能上看，该塑料综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、

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电性能良好，机械强度较好，有一定的耐磨性。但耐热性较差，吸水性大；从成型性能上看，该塑料的流动性较好，不易分解，成型容易，但吸水性大，成型前原料要干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥，易取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≥250℃）。对精度较高的塑件，模温易取50～60℃，对光线而、耐热塑件，模温易取60～80℃，ABS塑料应用广泛，适于制作一般机械零件、减磨耐磨零件、传动零件和电讯零件。

1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析

1 从零件图上分析，该零件圆柱直筒型外壳，高度为14㎜，外壳体侧壁厚度为4mm，且两侧各有三个方形孔因此，模具设计时必须设置双侧向分型抽芯机构。 2）尺寸精度分析：

该零件要求精度等级为未注故用MT5级及IT11，精度要求较低，相对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证，从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为4mm，壁厚均匀，有利于零件的成型。 （3）注射成型的工艺流程

因为ABS即改性聚苯乙烯是一种热塑性是塑料，而且塑件批量大，所以我们采用注射成型。

注射成型是热塑性塑料的一种主要成型方法；而且它成型周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精密的塑料制件，且生产效率高，易于实现自动化生产。 注射成型的工艺工程包括：成型前的准备；注射成型过程；塑件的后处理三个阶段。详细的工艺流程如下图所示：

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图2

1.3 计算塑件的体积和重量

计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积：V件= 40cm

计算塑件的重量：根据手册可查得ABS的密度为P=1.03~1.07g/cm 故塑件的重量为G=V×P=40cm×1. 05g/cm=42g

流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。 m2=0.6×42=25.2g

33331.4 确定型腔数目

根据制品的生产批量及尺寸精度要求采用多型腔模具，但考虑到模具的制作费用，初步确定为一模两腔。

1.5注射机型号的选定

由上述知确定模具为一模一腔，所以注射量为： M=1×m×1.6=1×42×（1+0.6）=67.2g

流道凝料在分型面上的投影面积A2,在模具设计之前是个未知值，根据多型腔模具的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2∽0.5倍。因此可以用0.35 A1来进行估算，所以：总的投影面积A A=n A1+ A2

单个面上的投影面积A1=42*42*3.14=5538.96mm 即A=1×5538.96×(1+0.35)=7477.596mm

在成型中小型所料制品时，型腔熔体内的压力p常取20～40Mp P型——型腔压力， P型=30Mpa

那么所需锁模力F=AP型=7477.596×30≈68KN

由以上所计算的注射量和锁模力可知，我们可选用SZ-100/80注射机 SZ-100/80注射机的主要技术参数表1所示：

表1 注射机参数

螺杆直径 注射容量 注射压力 锁模力 22?35mm 100cm3 170MPa 80kN 3

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模具厚度 最大300 最小170mm 模板行程 喷嘴 定位孔直径 顶出力 305mm 球半径10mm ?100mm 15KN 1.6注射参数的校核

1.6.1 最大的注射量的校核：

当注射机的最大注射量以容积标定时，按下式计算： K利V公≥V

式中：V公———注射机的最大注射量(cm)

K利———注射机最大注射量的利用系数，一般取K利=0.8 V———塑件的总体积(cm) K利V公=0.8×100=80cm

V=M /ρ=67.2/1.05=64cm 80≥64 满足要求

33331.6.2 注射压力的校核

注射压力的校核是校验注射机的额定压力能否满足塑件成型时所需的注射压力。 P公≥p 式中P公——注射机的额定压力为 P公=170Mpa P——塑件成型时所需的注射压力。表得p=30Mpa 故P公≥p 注射压力可满足条件 1.5.3 锁模力的校核

F锁≥qA分 式中F锁——注射机的额定锁模力。查表得F锁=80KN qA分——塑件成型所需的锁模力。上以算出为68KN 80≥68 满足要求

1.6.3 模具型腔数目的确定

按注射机的最大注射量确定型腔数n.

根据公式n≤(0.8G- m2)/ m1确定 式中G——注射机最大注射量（g）查表得160g m1——塑件的质量（g） m2——流道凝料的质量（g）

n=（0.8×100-0.6×42）/42=1.3≥1 所以一模一腔可以满足。

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1.7塑件注射工艺参数的确定

查找附录A:ABS的成型工艺台数可作为如下选择: 注射温度:包括料筒温度和喷嘴温度

料筒温度:后段温度t1选用160℃ 中段温度t2选用170℃ 前段温度t3选用190℃

喷嘴温度：选用180℃ 模具温度：60℃ 注射压力:选用90Mpa 注射时间:选用50S 保压时间:选用5S 冷却时间:选用20S

2 注射模具的结构设计

注射模具的结构设计包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定，型腔的排列方式，浇口位置，模具工作零件的结构设计，侧向分型和抽芯机构的设计，推出机构的设计内容。

2.1分型面的选择

模具设计中分型面的选择很重要，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件成型的要求来选择分型面。该塑件为圆状，表面质量无特殊要求，为降低模具的复杂程度，降低模具的高度又便于成型出件。分型面的形状如图所示。

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