嗯嗯嗯嗯啊啊啊啊啊注塑模具说明书..

2021年1月20日发(作者：贝胤臻)
防尘罩模具设计






















集

美

大

学

课

程

设

计

说

明

书



题目：防尘罩塑料注塑模具设计







姓

名：




专

业：


班

级：



学

号：


指导老师：




2 0 1 6
年

1
月

18
日





防尘罩模具设计

集美大学机械与能源工程学院

专

业

课

程

设

计

任

务

书

——材料成型及控制工程专业——


设计题目：










防尘罩塑料注塑模具设计















设计任务：
设计一简单塑料零件，并根据该零件设计一副注射模具。

制件年产量：
10
万件

完成的任务：

1.

注射成形工艺卡一份；

2.

产品零件图一份；

3.

注射模具装配图及模具成形零件工程图各一份；

4.

设计说明书一份。

时间安排：

1.
借资料、产品的结构设计及绘制零件图；
（
1.5
天）

2.

确定零件生产的工艺方案，填写零件注射工艺卡；
（
1
天）

3.

零件成形工艺分析；确定型腔的数目；模具胀型力的计算，选择注射设备；选定 分型面；
确定型腔配置、确定浇注系统、确定脱模方式；冷却系统和推出结构设计；凹模和型芯尺
寸计算和结构设计；模具其它零件设计；模具有关零件的强度和刚度校核；模具与注射机
有关尺寸校核 。模具结构三维设计。
（
4
天）

4.

绘制模具结构装配图、模具成型零件工程图；
（
2.5
天）

5.

编写设计说明书；
（
2
天）

6.

答辩。
（
1
天）

参考书目：

[1]
齐卫东
.
《塑料模具设计与制造

》
[M].
北京：机械工业出版社，
2004
[2]
陈剑 鹤
.
《模具设计基础》
[M].
北京：械工业出版社，
2004.0 4
[3]
齐晓燕
.
《塑料成型工艺与模具设计》
[M].
北京：机械工业出版社，
2006.01
[4]
高济，申树义
.
《 塑料模具设计》
[M].
北京：机械工业出版社，
2005.09
[5]< br>高锦张
.
《塑性成形工艺与模具设计》
[M].
北京：机械工业出版社 ，
2002.03



[6]
陈锡栋
.
《实用模具设计简明手册》
[M].
北京：机械工业出版社，
2001




















指导教师：















2016
年

1
月

18
日




















材料成型及控制工程






级





班

学生：





学号：





防尘罩模具设计






















防尘罩塑料注塑模具设计




[
摘要
]
本课程设计说明书主要讲述对防尘罩进行模具设计的过程。通过对 塑件
的工艺分析，设计出塑料模具。

本论文首先简单介绍了模具设计与分类，然后 对产品材料性能作了介绍，并初步选
择注射机。

本说明书还详细叙述了模具结构方案 ，包括确定分型面、成型零部件的结构设计、
脱模机构、合模导向机构、冷却系统等等的设计过程。还有 重要零件的工艺参数的选择
与计算。校核注射模与注射机的关系等。

本设计主要是通过使用
Pro/ENGINEER
与
Auto
CA D
完成装配图、零件图。此次课程
设计综合了大学四年来所学的专业知识，从而进一步巩固了模 具设计方面的相关知识，
并积累了相关的设计意识与经验。



[
关键词
]
防尘罩
;
塑料
;
注塑模具设计




















防尘罩模具设计

目

录


引言
....................................... ............................
1
1
零件成型工艺分析

........................ ..............................
2
1.1
产品的说明

......................... .................................
2
1.2
塑件的分析

......................... .................................
3
1.2.1
材料介绍

........................ ..................................
3
1.2.2
物料性能

........................ ..................................
3
1.2.3
成型性能

........................ ..................................
3
1.2.4
塑件的结构工艺性分析

.............................
错误！未定义书签。

2
注射机的型号和规格选择及校核

..........................................
5
2.1
注射机的选用

.................. ......................................
5
2.2
开模行程与推出机构的校核

............................................
5
3
塑件在模具中位置与浇注系统的设计

......................................
7
3.1
型腔数目的决定及排布

.................... ............................
7
3.2
分型面的选择

........................ ................................
7
3.2.1
分型面的形式

...................... ................................
7
3.2.2
分型面的选择原则

.................... ..............................
8
3.3
浇注系统的设计

....................... ...............................
8
3.3.1
浇注系统的组成

..................... ...............................
8
3.3.2
浇注系统各部件设计

................... .............................
9
3.4
冷却设计的设计

....................... ..............................
12
3.4.1
冷却系统设计

...................... ...............................
12
3.4.2
冷却系统设计原则

.................... .............................
12
3.4.3
冷却系统的结构形式

................... ............................
12
4
成型零件的工作尺寸计算及结构形式

.....................................
14
4.1
凹、凸模的结构形式

..................... ............................
14

4.1.1
凹模的结构形式

..................... ..............................
14


防尘罩模具设计

4.1.2
凸模的结构形式

..... ..............................................
14
4.2
成型零件的工作尺寸计算

.............................................
15
4.2.1
型腔尺寸计算

............... ......................................
15
4.2.2
型芯尺寸计算

...................... ...............................
16
5
导柱导向机构的设计

....................... ............................
17
6
脱模方式与推出机构的设计

.............................................
18
6.1
推出机构的设计原则

.............. ...................................
18
6.2
推出机构的选择

....................... ..............................
18
6.3
推杆的结构形式及形状

.................... ...........................
18
6.4
推杆的固定方式

....................... ..............................
19
6.5
推出力的计算

........................ ...............................
19
7
模具工作原理

.......................... ...............................
20
结论
.................................................. ................
21
致谢语
.............. ..................................................
22
参考文献
.............................. ................................
23









防尘罩模具设计


引言

随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴 ”口号的倡引
下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因
而引起了各国 的高度重视和赞赏。近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是
塑料加工中最普遍采用的方法， 其中最主要之一的注塑模具已经很广泛的采用。它在质
量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效 率等方面水平的高低，直接影响产品
的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞 争中的反应能力和
速度。本次课程设计任务主要是针对防尘罩的模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和
比较，最终设计出一副注塑模。该任务从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具
的浇注系 统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的
校核、都有详细的设计，同 时并简单的编制了模具的加工工艺卡片。根据题目设计的主
要任务是圆筒注塑模具的设计，
也就 是设计一副一模四腔的注塑模具来生产防尘罩塑件
产品，
以提高生产效率。
针对防尘罩 的具体结构，
该模具是侧浇口的单分型面注射模具。
通过模具设计表明该模具能达到塑件的质量 和加工工艺要求。











1
防尘罩模具设计

1
零件成型工艺分析

1.1
产品的说明


本次模具设计的产品原件是防尘罩，结构简单，便于成型。此次产品是在
PROE
的< br>辅助下完成的。防尘罩的造型设计如图：




图
1-1
塑件外型图




图
1-2
防尘罩三维图

2


防尘罩模具设计


1.2
塑件的分析

1.2.1
材料介绍

产品材料选为：
ABS
塑料


化学名称：丙烯腈
-
丁二烯
-
苯乙烯塑料

塑料
ABS
树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将
PB
，
PAN
，
PS
的各种性
能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的 优良力学性能。
ABS
是丙烯腈、丁二烯和
苯乙烯的三元共聚物，
A
代表丙烯腈，
B
代表丁二烯，
S
代表苯乙烯。
经过实际使用发现：< br>ABS
塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。

1.2.2
物料性能

1.
综合性能较好
,
冲击强 度较高
,
化学稳定性
,
电性能良好；

2.
与372
有机玻璃的熔接性良好
,
制成双色塑件
,
且可表面镀铬< br>,
喷漆处理；

3.
有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；

4.
流动性比
HIPS
差一点，比
PMMA
、
PC
等好，柔韧性好；
5.
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。

1.2.3
成型性能

1.
无定形材料< br>,
流动性中等
,
吸湿大
,
必须充分干燥
,
表 面要求光泽的塑件须长时间
预热干燥
80-90
度
,3
小时；

2.
宜取高料温
,
高模温
,
但料温过高易分解
(
分解温度为
>270
度
).
对精度较高的塑件
,
模温宜取
50-60
度
,
对高光泽
.
耐热塑件
,< br>模温宜取
60-80
度；

3.
如需解决夹水纹，需提高材料 的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位
等方法；

4.
如成形耐热 级或阻燃级材料，生产
3-7
天后模具表面会残存塑料分解物，导致模
具表面发亮，需 对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置；

5.
冷却速度快，模具浇注系 统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：
直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应 力增大，必要时可采用调整式浇口。
模具宜加热，应选用耐磨钢；

6.
料温 对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过
高易溢边，出现银丝暗条，塑 件变色起泡；

3


防尘罩模具设计

7.< br>模温对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗
压，抗张强度低。 模温超过
120
度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期
长；

8.
成型收缩率小，
易发生熔融开裂，
产生应力集中，
故成型时应严 格控制成型条件，
成型后塑件宜退火处理；

9.
熔融温度高，粘度高，对剪 切作用不敏感，对大于
200
克的塑件，应采用螺杆式
注射机，喷嘴应加热，宜用开畅 式延伸式喷嘴，注塑速度中高速。

1.2.4
塑件的结构工艺性分析
该塑件尺寸较小，整体结构较简单，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选
一般精度等级：< br>MT3
。

塑件工艺参数见表
1.1
工艺参数

取值范围


后部
160~180
机筒温度
/
℃

中部
180~200

前部
200~220
喷嘴温度
/
℃
190~210
模具温度
/
℃
40~70
表
1.1
工艺参数

取值范围

注射压力
/M pa 30~150
螺杆转速
/(r/min) 70
后处理温度
/
℃
70
后处理时间
/h 2~4
为了满足制品表面光滑的要求与提高成 型效率采用侧浇口。
该浇口的分流道中心位
于模具的分型面上，浇口与塑件在分型面上侧。塑料 熔体通过型腔的侧面或推杆的端部
注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表 面质量与美观效
果。







4


防尘罩模具设计

2
注射机的型号和规格选择及校核

注射模是安装在注射机上的，
因此在设 计注射模具时应该对注射机有关技术规范进
行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的 注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查 阅
注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，
。因为即使同一
规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。


2.1
注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的 注射量初选某一公称注射量
的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以 及模具安
装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型 号；为了保证正常的注射成型，模具
每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：
V
实
?
V
公
式子中，
V
实
—
实
际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（
cm
3
）
。

由
P
roe
分析
/
体测量，可得前盖的体积为
5 .08cm
3
，考虑到设计为
4
腔，加上浇注
系统的冷凝料，以及模 具尺寸大小影响，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及
特性，可以选择
XS
—
ZY
—
125
型注射机。其最大理论注射容量为
125cm
3
，注射压力为
120MPa
，锁模力为
900KN
，最大注射面积 为
320cm
2
.
模具高度在
200~300mm
，最大开 模行
程
300mm
。喷嘴圆弧半径为
12mm
，喷嘴孔直径为
4mm
，两侧设有顶出，机械顶出方式，

2.2
开模行程与推出机构的校核

开模行程是指从模具中取出塑料所需要的 最小开合距离，用
H
表示，它必须小于注
射机移动模板的最大行程
S
。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况
进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关； 二种是开模行程与模具厚度有关。我们这
里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

2.2.1.
当开模行程与模具厚度无关时


这 种情况主要是指锁模机构为液压
-
机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆
机构的 做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型：

⑴


对单分型面注射模，所需开模行程
H
为：

5


防尘罩模具设计

S
?
H = H1 + H2 +
（
5
～
10
）
mm
（
2-1
）

式中
H1--
塑件推出距离（脱模距离）
（
mm
）
；

H2--
包括浇注系统在内的塑高度（
mm
）
；

S --
注射机最大开模行程（
mm
）
；

H --
所需要开模行程

（
mm
）
。

在本产品中：


H =
7
+55+
（
5
～
10
）
=67
～
77
所选注射机的最大开模行程为
300mm
，故满足使用要求

2.2.2.
推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各 不同，设计模具时，推出机构应与注
射机相适应，具体可查资料。



















6


防尘罩模具设计

3
塑件在模具中位置与浇注系统的设计


3.1
型腔数目的决定及排布

对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型 腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数
目不超过４个，塑料件的精度为
4
级左右，以及 模具制造成本、制造难度和生产效率的
综合考虑，型腔数目初定为
4
腔，排布形式为矩 形的平衡布局如图
3-1
。


图
3-1
型腔排布图


3.2
分型面的选择

分型面是指 分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
一副模具根据
需要可能有一个或两个以 上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方
向平行或倾斜。

3.2.1
分型面的形式

分型面的形式与塑件几何形状、
脱模方法 、
模具类型及排气条件、
浇口形式等有关，
我们常见的形式有如下五种：水平分型面、 垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线
分型面。

3.2.2
分型面的选择原则

a
）
.
便于塑件脱模：

7


防尘罩模具设计

Ⅰ
.
在开模时尽量使塑件留在动模内

Ⅱ
.
应有利于侧面分型和抽芯

Ⅲ
.
应合理安排塑件在型腔中的方位；

b
）
.
考虑和保证塑件的外观不遭损坏

c
）
.
尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）

d
）
.
有利于排气

e
）
.
尽量使模具加工方便


图
3-2
分型面

3.3
浇注系统的设计

3.3.1
浇注系统的组成

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型 腔之间的熔体流动通道。
其作用是
使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，
以获得组织 致密、
外形轮廓清晰的塑件。
因此，
浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇 注系统和无流道浇注系统两类。我们
在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料 穴四部分组成，如
图
3-3
所示：

8


防尘罩模具设计


图
3-3
浇注系统的组成


3.3.2
浇注系统各部件设计

A.
主流道设计：

主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注 射机喷嘴在同一轴线上，
断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：

(1)
主流道圆锥角
α
=2
°～
6
°，对流动性差的塑件可取3
°～
6
°，内壁粗糙度为
Ra0.63
μ
m
。设计中取
α
=2
°

⑵主流道大端呈圆角，半径
r=1< br>～
3mm
，以减小料流转向过渡时的阻力。

⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，过长则会影响熔体的顺利充型。

⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。

B.
冷料穴的设计

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放 料流前峰的“冷料”
，防
止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从 定模板中拉出。
冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有< br>三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的
冷料穴。我 们这里选用与推出杆匹配的反锥度冷料穴，它的后面设有推杆，分型时靠动
模板上的反锥度穴的作用将主 流道凝料拉出浇口套，
推出时靠后面的推杆强制地将其推
9