江苏财经职业技术学院 综合毕业实践说明书（论文）标题： 水彩笔笔套注塑模具设计系 别： 机械与电子工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 0911103206 姓 名： 范雯蓓 指导教师： 何玉林 2012年 6月20日 摘 要 注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的塑件。水彩笔是我们日常不可或缺的文具之一，水彩笔笔套作为保护笔尖的部件同样有着重要的作用和实际的意义。本课题设计了一副水彩笔笔套的注塑模，模具采用一模八穴非平衡式布排，浇注系统采用侧浇口，笔套外形复杂，采用斜导柱侧向分型，并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的笔盖模具设计过程进行阐述。关键词：注塑模；一模八穴；非平衡式；侧浇口；斜导柱；侧向分型III目 录摘 要I目 录II1 绪论21.1模具在加工工业中的地位21.2模具的发展趋势21.3设计在学习模具制造中的作用32 塑件的分析42.1明确塑件的设计要求52.2生产批量与原材料分析52.3成型工艺方法分析53 塑料制品基本参数的计算63.1塑件体积和质量的计算63.2产品在分型面上投影面积的计算63.3分型面的选择64 浇注系统的设计84.1注射模具浇注系统的组成84.2主流道的设计84.3冷料穴设计94.4浇口衬套的设计94.5浇口的形式104.6分流道的设计114.7分流道的截面形状和尺寸114.8流程比的校核124.9浇注系统的体积和浇注系统凝料质量的计算135 注塑机的确定145.1注射机的选型145.2模架的选用146 模具成型零件的有关计算176.1型芯的尺寸计算176.1.1 型芯的径向尺寸176.1.2型芯的高度尺寸176.2型腔的尺寸计算186.2.1型腔的深度尺寸186.2.2型腔的径向尺寸186.3型腔的侧壁和底板厚度的计算197 模具结构218 注塑机参数校核228.1最大注塑校核228.2锁模力的校核228.3模具与注塑机安装部分的相公尺寸的校核228.3.1模具的模板尺寸与注塑机的拉杆间距校核228.3.2模具闭合高度校核228.3.3开模行程的校核239 侧向分型与抽芯机构的设计249.1抽芯距的确定249.2斜导柱的截面形状249.2.1斜导柱直径的确定249.2.2斜导柱斜角滑块的楔角2510 模具的冷却系统2611 模具装配2711.1模具的装配2711.2模具的安装及加工要点28参考文献31前 言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为水彩笔笔套的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以水彩笔笔套模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。51 绪论1.1模具在加工工业中的地位塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础2。而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大，其发展也非常迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。国内相塑料模具相对国外来说比较落后，目前大多用的是单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位，一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造，但是有很多精密的模具都要靠进口。不过，我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的发展，模具工业有了很大的发展，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右，年均增速均为13%。模具制造水平也有了很大的提高，成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大2。塑料模具的发展趋势1.2模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1） 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2） 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3） 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 2 塑件的分析 图1 模具设计零件图 2.1明确塑件的设计要求 产品为水彩笔套，如图1所示，属小型塑料制品。其与水彩笔筒配套使用，主要作用是保护水彩笔的笔尖,因而产品精度不高，均采用SJ1372-78中的8级精度，但制品为日常学习用品，使用频率高，所以制品要求美观，表面上不允许有明显痕迹，且制品为薄壁塑件,外形结构较复杂。2.2生产批量与原材料分析该产品要求大批量生产,原材料为PS(聚苯乙烯)。此材料为六大通用塑料之一，使用性能方面：透明性好，化学稳定性、电性能优良，耐热性不高（使用温度为-3080C），易产生内应力，易开裂；在成型性能方面：成型性能优良，吸水性小，成型前可不干燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，故成型速度快，可进行高速注射，流动性好，可采用注射、挤出、真空等各种成型方法。一般型聚苯乙烯的主要技术指标：密度：1.04106；吸水率（24h）：0.030.05；收缩率：0.506%；拉伸强度：3563；热变形温度：6596C；硬度（HB）：M6580；拉伸弹性模量：2.82.3成型工艺方法分析塑料制品可采用注射、压缩、传递、挤出等成型方法，对于压缩和传递成型主要适用于热固性塑料的生产，且采用此两种方法，必须在高温状态下成型，以利于塑料固化，之后必须马上将温度降低，以利于产品出模，这样很难适应大批量的生产；而挤出成型主要适用于连续型材的生产，水彩笔套不是连续型材，所以也不能采用此种方法，根据以上分析，水彩笔套可采用注射成型。3 塑料制品基本参数的计算3.1塑件体积和质量的计算PS 收缩率为0.506%，所以其平均收缩率为0.55%. 图2 体积计算分步如图4所示，将塑件分为四部分,进行体积计算: =345.4+659.4+2954=3958.8 单个制品质量： =1.053.9585=4.2根据产品的批量等各方面的要求，模具初步设计为一模八腔，所以83958.83167084.2343.2产品在分型面上投影面积的计算单个产品：模具为一模八腔，所以产品在分分型面上投影面积为813110483.3分型面的选择分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。分型面是分开模具，取出制品的面。注射模具有一个分型面和多个分型面的模具。分型面的形状有平面、曲面等。分型面设计的是否恰当，直接关系到模具制造、制件质量的。一般分型面与注射机开模方向相垂直的平面。根据分型面选择的原则，水彩笔套的分型面有两种情况：图3 垂直放置时分型面的选择图4 水平放置时分型面的选择如按图3选择分型面，则可将主型芯设置于动模，脱模时产品可包紧于型芯上，跟随动模一起运动，有利于脱模，但笔挂的地方，必须作侧向抽芯。如按图4选择分型面，产品脱模，既有可能留于动模，也有可能留于动模，则必须动定模两侧都设置有脱模装置，且型芯必须作侧向抽芯，抽芯距离很长，抽芯力也很大，模具开模行程相应也很大，模具体积相应也很庞大，因此注射机选型时，要符合上述要求，注射机参数相应也增大，但另一方面，则有可能导致注射量的浪费，所以