1毕业设计任务书系 部： 专 业： 学 生 姓 名 : 学 号: 设计题目 ： 分型面偏移轴线式长筒注塑模设计 起 迄 日 期: 指 导 教 师: 21 绪 论模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。1.1 国内模具发展现状及发展趋势1.1.1 国内模具的现状随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来，随着我国产品制造业蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展时期。据中国模具工业协会统计，1995 年我国模具工业总产值约为 145 亿，而 2003 年已达 450 亿左右，年均增长 14%。另据统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过 20000 家，从业人员有 60 万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、迫切的需求，特别需要发展的大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期要达到全新的水平。1.1.2 国内模具的发展趋势我国模具制造业面临着发展的机遇，但同时也面临着更大的挑战。虽然我国模具行业发展迅速，但还远远不能适应国民经济发展的需要。我国模具行业尚存在很大的不足，主要表现在以下几个方面:第一、体制不全，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。1.2 国外模具的现状和发展趋势在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上3决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着科学技术的发展，国外一些掌握和运用高新技术的人才。如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高。故人均产值也较高。我国模具标准件使用覆盖率只有 45%，而国外先进国家模具标准件使用覆盖率却已达70%以上。综观模具行业发展现状，国外模具发展趋势主要表现在以下几个方面：理论研究的加强和模具的标准化；模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展；模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展；快速经济制模技术；模具材料及表面处理技术发展迅速；模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。2 模塑工艺规程的编制该塑件为日常生活中经常见到的塑料长筒，其零件图如图 1 所示，此塑件的材料采用聚苯乙烯（PS） ，生产类型为中小批量生产。图 1 塑料长筒技术要求： 1 零件表明不得有毛刺，内部不得有杂质。2 未注圆角半径为 R0.5。 43 材料为聚苯乙烯（PS） 。2.1 塑件的工艺性分析2.1.1 塑件的原材料分析具 有 一 定 的 力 学 强 度 ， 化 学 稳 定 性 及 电 气 性 能 都 较 优 良 ， 透 光 性 好 ， 着 色 性 佳 ，并 易 于 成 形 。 它 的 特 点 是 差 不 多 完 全 能 耐 水 。 缺 点 是 耐 热 性 较 低 ， 性 较 脆 。 而 且 其 制品 由 于 内 应 力 容 易 碎 裂 ， 仅 能 于 低 负 荷 和 不 高 的 温 度 (60 75 )下 使 用 。塑件的材料选用聚苯乙烯（PS） ，属于常见的热塑性塑料。聚苯乙烯（PS）的化学和光学性能和物理特点：聚苯乙烯（PS）树脂有耐热，阻燃，高冲，高光泽，抗静电，抗震，抗蠕变，流动性好。聚苯乙烯（PS）在成型时需进行干燥(这是因为其吸湿和粘附水分倾向)。干燥的作用是除去塑料中的超量水分，防14击穿电压/(kvmm-1)： 19.757.5耐电弧性/s： 6080密度/(gcm-3)： 1.04 1.06吸水率 24h 长时间(%)： 0.030.05折射率(%)： nD1.591.60，8892透光率或透明度(%)： 透明摩擦系数： 0.350.45玻璃化温度/C： 100熔点/C： 131165熔融指数(MFI)/G(10min)-1： 190负荷,21N,喷嘴 2.09，0.37 维卡针温度/C： 70马丁耐热/C： 65962.1.2 塑件的结构，尺寸精度及表明质量的分析（1）结构分析 从零件图上分析，该零件的形状为圆筒形，长为 226mm，塑件的主体部分直径为 33 毫米，最大的直径为 40 毫米，塑件的内孔为直径 25 毫米，壁厚 4 毫米塑件的壁厚均匀，聚苯乙烯（PS）塑料的合适的壁厚范围为 0.75-4.0 毫米。该塑件的结构简单，采用模外手动脱模机构，可以使模具结构简单。5（2）尺寸精度分析 有该塑件可知，此塑件除尺寸 25 给了公差之外，其余的为未注公差尺寸，选用的公差等级为 MT5 级，查模塑件的尺寸公差表可得铁机械有限公司生产的 FT-800K 型注塑机。FT-800K 型注塑机的主要工艺参数项目 单位 FT-800K 螺杆直径 mm 36 42 48 射出压力 kg/cm2 2074 1523 1166 理论射出容积 cm3 162 221 289 射出重量 g/oz 150/5.3 203/7.1 266/9.4 射出率 cm3/sec 88 120 157 射出系统螺杆转速 r/min 210 锁模力 ton 80 上模板尺寸 mm 700550 下模板尺寸 mm 740590 模柱间距 mm 510360 最小模厚 mm 200/300 开模行程 mm 270 最大开模距 mm 470/570 顶出力 ton 2.2 锁模系统 顶出行程 mm 70 滑板尺寸 mm 滑板行程 mm 系统最大压力 kg/cm2 140 油箱容量 L 380油泵电机 hp(kW) 15(11) 电热容量 kW 7 总用电量 kW 18 机器尺寸 m 2.11.33.1其他 机器重量 ton 3 表 1 注塑机的主要工艺参数塞均可6螺杆转速/（r/min）： 48 喷嘴形式： 直通式预热温度： 6075预热时间： 2喷嘴温度/C： 180190料筒温度/C 前段： 140160料筒温度/C 中段： 150170 料筒温度/C 后段： 170190模具温度/C： 3265注射压力/MPa： 60110成型时间（注塑时间）： 1545成型时间（高压时间）： 03成型时间（冷却时间）： 1560成型时间（总周期）： 40120保压力/MPa： 5070注塑时间/s： 35保压时间/s： 530冷却时间/s： 1530成型周期/s： 4070后处理方法： 红外线灯，鼓风烘箱注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1 分型面选择 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的） ，生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件(含嵌件)的正视7图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保 塑件质量,无损塑件外观、设备利用合理。所以，模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据以上规则，该塑件为放大器壳盖，表明质量无特殊要求。选择如图 2 所示的分型面较合理，这样有利于成型，塑件的脱模，和气体的排放。这样的分型面，型腔采用两半分型，此结构采用了分型面偏移的方法，型腔轴心往动模部分偏移“L”后，是动模型腔对制品的包角圆弧增大，同时，边缘出现了圆角，保证了制品粘在动模上，然后可由顶出装置，顶出。启模后，制品连通型芯一到在模外进行人工抽芯。图 2 分型面的选择图 3 型 腔 布 局3.3 浇 注 系 统 设 计83.3.1 主 流 道 设 计根据设计手册查得 FT-800K 型注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径： 0=4mmd喷嘴前端球面半径： 0 =10mmR根据模具主流道与喷嘴的关系R = RO +（12）mmD = d0 +（0.51）mm取主流道球面半径 R =11mm取主流道的小端直径 d =4.5mm3.3.2 主流道衬套的选择与设