模具设计与制造-说明书本科毕业论文.doc

毕业设计（论文）说明书

专 业： 模具设计与制造
班 级： 模具3063班
姓名、学号： 第五双喜（38＃）
指导教师： 王晓梅 吴治明 乔女
设计时间： 2009 -6

目录

毕业设计课题审批表…………………………………………… 2
陕西国防工业职业技术学院毕业设计评分表………………… 3
毕业设计阶段性检查表………………………………………… 4
毕业设计（论文）答辩问题原始记录………………………… 5
原始资料………………………………………………………… 8
1.塑件图的分析………………………………………………… 9
2.初选成型设备………………………………………………… 10
3.模具的结构设计……………………………………………… 11
4.部分结构零件设计及制造工艺……………………………… 18
5.零件制造工艺说明…………………………………………… 18
6.塑件模塑工艺编制…………………………………………… 19
机械加工工艺过程卡…………………………………………… 20
说明书插图及表格清单………………………………………… 21
绘制图纸清单…………………………………………………… 22
致谢……………………………………………………………… 23
参考文献………………………………………………………… 24

毕业设计课题审批表
申报教师

职 称

日 期

课题题目

适用专业
《模具设计与制造》专业
设计内容
及计划

1、接受设计任务
2、收集并分析必要的设计原始资料与数据　　　0.5天
3、塑料制品基本参数的计算及注射机选用　　　0.5天
4、模具类型及结构的确定　　　　　　　　　　0.5天
5、模具结构草图的绘制　　　　　　　　　　 1天
6、模具与成型机械关系的校核　　　　　　　　0.5天
7、模具零件的必要计算　　　　　　　　　　　1天
8、绘制模具装配图　　　　　　　　　　　　　2天
9、绘制模具非标准零件工作图　　　　　　　　1.5天
10、图样的审核　　　　　　　　　　　　　　 0.5天
11、编制典型零件的制造工艺　　　　　　　　 1.5天
12、编制塑件的模塑成型工艺　　　　　　　　 0.5天
13、编制设计说明书　　　　　　　　　　　　 1天

设计条件

1、塑件图
2、生产批量：大批量
参考资料
《实用塑料模设计手册》、《课本》、《模具设计与制造简单手册》
教研室意见

教研室主任： 年 月 日
系(部)意见

系主任： 年 月 日
陕西国防工业职业技术学院毕业设计评分表
工 程 系

班 级

专 业

学生姓名

学生学号

指导教师

毕业设计题目

项 目
参考标准分
实 得 分
（一）课题评定成绩（0.6）
1.设计过程考评成 绩
设计过程中的独立性
10分

工作态度及出勤情况
5分

按时完成任务情况
5分

2.设计质量考评成 绩
题目的难易程度，设计方案的合理性
15分

设计过程中分析、解决问题能力的表现
15分

掌握基础理论的情况
10分

资料收集、文献阅读情况
10分

设计图纸、说明书的质量、规范程度
20分

设计的创新意识及应用价值
10分

（二）答 辩 成 绩（0.4）
1.个人对课题工作的总体介绍情况
40分

2.回答基本问题的正确程度
40分

3.回答较复杂问题的正确程度
20分

总评成绩
课题评定成绩×0.6＋答辩成绩×0.4＝ 分
成绩等级

指导教师评语

答辩小组意见

答辩组组长签章：
二〇〇 年 月 日
学院毕业
考核委员会意见

学院毕业考核委员会主任签章：
二〇〇 年 月 日

毕业设计阶段性检查表
专 业
《模具设计与制造》
班 级
模具3063
姓 名
第五双喜
学 号
38
设计课题

起止日期
检 查 内 容
完成情况
指导建议
设计态度
备 注
1
模具类型及结构的确定（1.5天）

2
模具结构草图的绘制　（3.5天）

3
绘制模具非标准零件工作图（2.5天）

4
编制典型零件的制造工艺（2天）

5
编制塑件的模塑成型工艺（0.5天）

指导教师
年 月 日

毕业设计（论文）答辩问题原始记录
设计图存在问题

问题
1
题目记录
回答记录

问题
2

问题
3

问题
4

问题
5

问题
6

问题
7

问题
8

问题
9

问题
10

其他

正文
1.塑件图的分析
1.1塑件的模塑分析
由于塑件表面要求一般，内部无要求，尺寸精度要求也不高，但表面要求美观、大方、无斑点，无缺陷，粗糙度，所以采用注射成型。
1.2 塑件材料的性能
材料名称
结构特点
化学特点
性能
成型特点
ABS
非结晶型的高聚物
稳定
有较高的冲击强度和表面硬度及表面耐磨性，它的热变形温度为100。C左右；还有一定的化学稳定性和良好的介电 性能，尺寸稳定性好，表面光泽，可以抛光和电镀。
流动性较好，成型收缩率小，ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，模塑周期短，吸水性大，成型前必须充分干燥，否则会出现银丝气泡及强度显著下降现象。
该塑件材料为ABS，属通用性热塑性塑料，成型收缩率较小（通常为0.3----0.8）；在模具中凝固
较快，成型周期短；但吸水性较大，成型前必须充分干燥，可在柱塞式或螺杆式注射机成形。ABS的
容量r=1.03~~~1.07g/cm3。
1.3塑件的结构特性
该塑件壁厚均匀，结构简单，塑件尺寸较大，外部结构形式不是很复杂，除了塑件外形上有φ3、
φ7的同心圆小孔，需要用小型芯来成形，来保证质品成型质量，其他结构特征都符合塑件的设计要求。因此，
最后采取小型芯加推杆推出塑件。
2.初选成型设备
2.1计算塑件体积
V塑＝27 cm3（利用CAD查得） V浇＝27×20％=5.4cm 3
V总＝32.4 cm3
M＝ρv＝1.05×32.4＝34.02g（根据塑料模设计手册查得ρ=1.05 g/ cm3）
2.2选择注射机的型号
制品的投影面积A=S1+S2＝123×60+123×60＝14760mm2
P腔≤F P锁 P腔一般取40～50MPa
P锁≈250KN
通常流道凝料的质量为塑件质量的2/3
V凝=2/3V=21.708 V实=V+V凝=54.108
通常注射机的实际注射量是注射机最大注射量的80%
V注=V实/80%=43.2864 43.2864×2=86.5728(一模两腔)
即选XS-ZY-120
2.3型腔数目的确定（2个方案以上对比）
（1）盖板的塑件壁厚（见CAD中零件图）为4mm，精度要求不高，成形效果还好，因塑件比较大此设计为一模两腔结构。且模架选用方便制造周期短。
（2） 如采用一模多腔结构生产，根据塑件形状尺寸模具太大，难以制造，此可采用一模两腔模具结构。
2.4注射机的参数的确定
高聚物
ABS
预热和干燥
温度80～85（℃）
密度
(ｇ/cm3）
1.03～1.07
时间（h）2～3
收缩率(﹪)
0.3～0.8
料筒
温度
后段 150～170
中段 165～180
前段180～200

喷嘴
温度
170～180
成型时间（S）
注射时间 20～90
高压时间 0～5
冷却时 20～120
总周期 50～220
模具
温度
50～80
注射压力(MPa)
60～100
螺杆 转速(r/min)
30

3.模具的结构设计
3.1分型面的选择
分型面应选择在塑件的上表面处，由于塑件比较大，适合用少型腔，便于制造和顺利脱模。因为ABS材料流动性好，塑化效率高，凝固也较快，模塑周期短，由于塑件比较大，所以可采用冷却道进行排气，保证塑件表面的质量。塑件一模两腔对称布局，占据空间小，采用潜伏式浇口，开模时流道凝料由推出机构推出，并于制品自动切断，省掉了切除浇口的工序，这样比较简单。

3.2浇口套的结构设计
模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径r关系为：R=r+(1～2)㎜
模具浇口套流道小端直径D与喷嘴前端孔径d的关系为：D=d+（0.5～1）㎜
R=r+(1～2)mm=9+2=11mm
D=d+(0.5～1)mm=4+1=5mm

3.3浇注系统的设计
〈1〉主流道的设计
主流道截面通常用圆形，为了便于流道凝料的脱出，设计成圆锥形，锥度2-6度，内壁Ra＜0.4μm，小端直径取3-6㎜，且大于注射机喷嘴直径0.5-1㎜，其长度一般不必超过60㎜。
〈2〉分流道的设计
原则是从主流道来的熔体能均衡到达各浇口并同时充满各型腔，本塑件形状比较大，模具一模两腔对称排列，一列排一个共两列，同时均衡进料，同时充满型腔，因此满足平衡式。
U形截面又称改良式梯形流道，结合圆形与梯形的优点改良而成，面积仅比圆形流道多出14％，而且制造相对简单，所以选择U形流道。

〈3〉浇口的设计
采用潜伏式浇口，因为塑件是对称排列的，浇口设计在制品的侧面不影响外观的隐蔽部位，开模时流道凝料由推出机构推出，并于制品自动切断，省掉了切除浇口的工序。潜伏式浇口在推出制品和流道凝料时，必须要有较大的推力，因为ABS是软性材料，所以符合条件。

3.4凹模的结构设计
采用镶拼组合式凹模，为了便于切削加工、抛光、研模和热处理，整个凹模型腔可由几个部分镶拼而成，侧壁之间采用扣锁连接以保证装配的准确性，减少塑料挤出接缝，固选择镶拼组合式。
3.5型芯的结构设计
采用导柱做型芯贯穿塑件和镶块，占据面积小，便于加工和装配。

3.6型腔尺寸计算
型腔型芯尺寸计算：
查表1－1 得：
塑件的收缩率在1.0～2.5之间取0.55％
模具制造公差取δz =△/3
由图示 未注公差按IT=14级
型腔尺寸的计算：
1230 -1 600 -0.74 240 -0.52 1200 -0.87 40 -0.3 30 -0.25 70 -0.36
20 -0.25 90 -0.36
LM=(LS+ LSSCP%-3/4△)+δ0
(123+123×0.55％-0.75×1)+1/3 0
=122.93+0.3 0mm
(60+60×0.55％-0.75×0.74)+0.74/3 0
=59.775+0.25 0mm
(24+24×0.55％-3/4×0.52)+0.52/3 0
=23.482+0.17 0 mm
(120+120×0.55％-3/4×0.87)+0.87/3 0
=120.01+0.29 0 mm
(2+2×0.55％-3/4×0.25)+0.25/3 0
=1.824+0.08 0 mm
(3+3×0.55％-3/4×0.25)+0.25/3 0
=2.83+0.08 0 mm
HM=(HS+ HSSCP%-2/3△)+δ0
=(4+4×0.55％-2/3×0.3)+0.3/3 0
=3.82+0.1 0 mm
(7+7×0.55％-2/3×0.36)+0.36/3 0
=6.7990+0.12
DM=(DS+ DSSCP%-3/4△)+δ0
=(2+2×0.0175-3/4×0.25) +0.25/3 0
=1.85+0.83 0mm
(5+5×0.0175-3/4×0.30) +0.30/3 0
=4.86+0.10 0mm
高度：HM=(HS+ HSSCP%-2/3△)+δ0
=(1.5+1.5×0.0175-2/3×0.25) +0.25/3 0
=1.36+0.83 0mm
(14+14×0.0175-2/3×0.43) +0.43/3 0
=13.96+0.14 0mm
型芯尺寸的计算：230+0.52 300+0.52 ø30+0.25 ø70+0.36
lM=(ls+ lsSCP%+3/4△) 0 -δ
=(13+13×0.0175+3/4×0.43)0 -0.43/3
=13.550 -0.14 mm
lM=(ls+ lsSCP%+3/4△) 0 -δ
=(10.5+10.5×0.0175+0.75×0.43) 0 -0.43/3
=11.010 -0.14 mm
3.8抽芯与斜导柱的计算
S抽=h+(2～3)=6+2.5=8.5 mm
Fm=f(Fy-Fsina) =Fy ( a=0°)
F=Fycosa(f-tga)/1+fsinacosa
F=Fy=PA=19.6×136.5=2661.75 N
Fq=0.1A=0.1×3.14/2×122=22.61 N
Fw=F+Fq/cosa-fsina=(2661.75+22.61)/0.93-0.1×0.37=3006 N
3006×8=24048 N
3.9模架结构的确定（参考模具设计使用手册查得标准模架160×L）

4.0根据模具校核设备
注射机的参数:
最大理论注射机容量(cm3 )30 最大模具厚度H（㎜）180
注射机压力(kg/cm2 )750 最小模具厚度H（㎜）60
锁模力（kN） 250 模板最大距离L0（㎜）340
最大注射面积(cm2 )90 模具行程L1 （㎜）160
喷嘴圆弧半径R 12
喷嘴孔径D 2
1) 最大注射量的校核
0.8Vg≥nV+V j
0.8×30≥8×2.153+2.584
24≥20 所以 注射量能满足要求
2） 注射压力的校核
P0≥P
750kg/cm3 ≥30Mpa
所以 注射压力能满足要求
3）锁模力的校核
F0≥F=PmA或F≥K1Pa (k1一般取1/3～2/3，现取2/3)
250KN ≥2812.5N
所以 锁模力也可以满足要求
4）有侧抽芯时开模行程的校核
S≥H4+（5～10）㎜
160≥94+8=102 符合条件
5）注射模最大开模行程与模具厚度有关
根据所选注射机的参数可知：Hmin≤H＜Hmax
60≤140＜180 经校核符合
4.制造工艺
4.1塑件制造工艺（图见CAD）
工序号
工序名称
工序内容
1
备料
26×23×15（长×宽×高）
2
热
调制处理
3
铣
把所给的几个面都铣平
4
钻
把塑件的中心放在钻床上钻成孔
5
线切割
用线切割完成所达到的尺寸和外边的尺寸
6
检验
检查是否合格

4.2 型芯制造工艺（图见CAD）
工序号
工序名称
工序内容
1
备料（正方形）
91×16（长×高）㎜
2
热
调制处理
3
铣
先把六个面铣平（留有余量）
4
铣
铣正方形四个面都是15
5
铣
铣正方形四个面是83×13
6
铣
铣倒角到尺寸
7
检验
检查是否合格

5.零件制造工艺说明
5.1零件图分析
该零件为定模板，为正方体件，要加工时出螺纹孔、螺钉的安装孔、分流道、方斜导柱的安装槽等，
工序较多，这就要求加工时应尽量减少工件的装夹次数，以保证加工精度。
5.2毛坯选择
选择锻件毛坯，要能保证斜滑块的安装精度。
5.3机械加工工艺路线确定
备料—热处理—铣（六面，对角尺）—划线（各个孔的定位线）—钻（螺纹孔）—铣（分流道）
—热处理（淬火）—线切割（方斜导柱安装槽）—钳（研磨等）—检验
5.4设备及其工艺装备确定
铣床，钻床，线切割机床，检验装置，测量装置，热处理设备。
6.装配图及零件图

7.塑件模塑工艺编制

d

塑料零件注射工艺卡片
产品型号

零部件图号
共1页
产品名称

零部件名称
第1页
材料名称

材料牌号

材料颜色
黑色
每台件数
4
零件净重
3克
零件毛重
105克
消耗定额
g/件
设备
柱塞式注射机
注射成型工艺
料筒温度
第一段
℃至260℃
℃至 ℃
注射时间
闭模
s
s
模具
编号
2
第二段
℃至 ℃
℃至 ℃
高压
s
s
型腔数量
4
第三段
℃至 ℃
℃至 ℃
注射
s
s
附件

第四段
℃至 ℃
℃至 ℃
冷却
s
s

第五段
℃至270℃
℃至 ℃
启模
s
s

喷嘴
℃至190℃
℃至 ℃
总时间
45s
s
总高

压力
注射
85MPa
MPa
模温
60℃至70℃
℃至 ℃

顶出高

保压
MPa
MPa
螺杆类型

嵌件
图号
名称
数量
螺杆转速
15 r/min 加料刻度
脱模剂

零件成型后处理
工序号
工序内容 工艺装备 工时

10

准终
单件

热处理方式
后烘
20

描图

加热温度

30

保温温度

40

描校
原料干燥处理
使用设备

加热时间

盛料高度

保温时间

底图号
翻料时间

冷却方式

干燥温度
95℃

装订号
干燥时间
3.5h

编制（日期）
审核（日期）
会签（日期）

标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期

机械加工工艺过程卡
（模具专业塑料模具课题适用）

机械加工工艺过程卡片
产品型号

零（部）件图号

产品名称
端盖
零（部）件名称
动模板
共（ ）页第（ ）页
材料牌号

毛坯
种类

毛坯外型尺寸

每个毛坯可制件数

每台
件数

备注

工序号
工序名称
工 序 内 容
车间
工段
设备
工 艺 装 备
工时
准终
单件
1
备料
备料：45钢锻件毛坯170×170×60

2
热处理
调质处理

3
铣平面
六面，对角尺并铣出一相互垂直面最为基准。

4
钳
划各孔、槽的定位线

5
钳
钻各孔，攻螺纹

6
铣
分流道

7
热
淬火，HRC43-48

8
线切割
线切割加工方斜导柱安装槽

9
钳
对分流道处抛光处理

10
检验
检验使其符合要求加以配合

设计日期
审核日期
标准化日期
会签
日期

标记
记数
更改文
件号
签字
日期
标记
处数
更该文件号

致谢
三年的大学生活如流水般之快，毕业设计将成为检测我们三年来学习成绩的试金石。作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及同学们的支持与帮助，想要完成这个设计是难以想象的。
在设计过程中，受到了老师的精心指导和大力支持，同时还得到了老师的亲切关怀与指导。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。除了敬佩老师的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向王老师、岳老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
     在设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到现在的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里，请接受我真诚的谢意!谢谢你们！
在此我衷心的感谢帮助和爱护关心我的人永远关心快乐！

参考文献
1、吴生绪 《塑料成形模具设计手册》 机械工业出版社. 2008.1
2、塑料模具手册编写组 《塑料模设计手册》 机械工业出版社. 1994
3、翁其金 《塑料模塑成型技术》 机械工业出版社. 2000.11
4、刘昌祺 《塑料模具设计手册》 机械工业出版社. 1999
5、许发越 《模具标准应用手册》 机械工业出版社. 1994
6、王文广 《塑料注射模设计技巧与实例》 化学工业出版社. 2004
7、许发樾 《实用模具设计与制造手册》机械工业出版社