化妆品盒盖注射模具结构设计毕业设计（论文）.doc

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1、浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书摘要本文的主要任务是化妆品盒盖注塑模具结构设计，也就是设计一副注塑模具来生产化妆品盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。考虑到实际生产中的很多因素，在设计中分析塑件的结构后，确定了注塑模模具结构设计方案，其中包括注射成型机的选择、型腔布局和分型面的设计、浇注系统、成型零件结构、合模导向机构、推出机构、斜导柱侧向抽芯机构、温度调节系统等设计。在设计过程中要做到流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料，尽量做到模具的结构简单、成本低、易加工、使用性好。通过此次设计，使我对模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，

2、结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构有了系统的认识，并利用CAD画出模具的二维装配图。拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。关键词：注塑模具；塑料；化妆品盒盖；二维图目录1 引言 1 1.1 我国模具技术的现状 11.2 本课题的研究内容.要求.目的及意义 2 1.2.1本课题的研究内容 2 1.2.2本课题的研究要求 2 1.2.3本课题的研究目的 2 1.2.4本课题的研究意义 22 塑件的工艺分析 32.1 塑件成型工艺分析 32.2 化妆品盒盖原料（PP）的成型特征与工艺参数 42.2.1 PP塑料主要性能指标 42.2.2 PP的注射成型工艺参数 53 注

3、射成型机的选择 63.1 注塑机的技术规范 63.2 注塑机的技术参数 64 型腔布局与分型面设计 74.1 型腔数目的确定 74.2 型腔的布局 74.3 分型面的设计 75 浇注系统设计 95.1 主流道的设计 95.2 分流道的设计 95.3 浇口的设计 106 成型零件结构设计 116.1 成型零件结构设计的原则 116.2 型腔板的结构设计 116.3型芯板的结构设计 126.4 镶块的结构设计 126.5 抽芯块的结构设计 137 合模导向机构的设计 148 推出机构的设计 158.1 脱模机构设计的总体原则 158.2 推杆的形状 159 斜导柱侧向抽芯机构的设计 169.1斜导

4、柱的设计 169.2滑块的设计 1610 温度调节系统的设计 1711 总装图 1912 总结 2113 致谢 2214 参考文献 231引言1.1我国模具技术的现状 模具是工业之母，是工业经济的放大器，是打造先进制造业、创造业基地的重要基础。随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展。而中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。模具的使用大大降低了工人生产的劳动强度和劳动量，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。当今，模具的使用已经得到越来越多的企业的重视。在日本，模具被誉为

5、“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11

6、%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAE/CAM系统。经过多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

7、尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业仍应不断加大投资，进行技术创新，以缩小与国际先进水平的差距。1.2本课题的研究内容.要求.目的及意义1.2.1本课题的研究内容做化妆品盒盖的模具设计，使该化妆品的盒盖注射模结构简单，型腔.型芯.抽芯机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明书。根据说明书画模具CAD图。1.2.2本课题的研究要求此塑件外表面不允许有印迹，并且要光滑。要使注射模结构简单，并可

8、自动脱模。流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料。了解聚丙烯的性能.特性和设计时的要求。1.2.3本课题的研究目的检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。步掌握进行模具设计的方法.过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。培养自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。1.2.4研究意义对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握AuToCAD的运用。锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。目前国内模具行业的基本情况有了进一步的了解和国外模具行业的一些先进的地方的认识。2塑件的工艺分析2.1塑件成型工艺

9、分析塑件外形如图2.1所示：图2.1塑件外形图塑件二维图如图 2.2 所示：图2.2塑件二维图化妆品盒盖外形较简单，从该塑件的外观可以看出为了要使此塑件的外观不留下印迹，可以采用侧浇口。利用斜导柱抽芯和推杆推出结构达到自动脱模。2.2化妆品盒盖原料（PP）的成型特征与工艺参数2.2.1 PS塑料主要性能指标PS塑料主要性能指标见表2.1，表2.2，表2.3，表2.4所示：表2.1聚丙烯的力学性能材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯屈服强度/MPa377890拉伸强度/MPa7890断裂伸长率/%200弯曲强度/MPa67132弯曲弹性模量/GPa1.454.5简支梁冲击强度(无缺口)/(kJ/m)7

10、851简支梁冲击强度(缺口)/(kJ/m)3.54.814.1布氏硬度HBS8.659.1表2.2聚丙烯的热性能及电性能材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯玻璃化温度/-18-10熔点(粘流温度)/170176170180热变形温度/45N/180/1021155667127127线膨胀系数/(10-/)9.84.9比热容/J/(K)1930热导率/W/(mK)0.118燃烧性/(/min)慢体积电阻/1016击穿电压/(kV/)30表2.3聚丙烯的物理性能材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯密度/(g/)0.900.91比体积/(/g)1.101.11吸水性/%(24小时)长时间0.010.03浸水18

11、d0.50.05透明度或透光度半透明表2.4 聚丙烯的工艺参数材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯成型收缩率/%1.03.00.40.8拉伸模量E/*10MPa1.61.73.16.2泊松比0.43与刚的摩擦因数0.490.512.2.2 PS的注射成型工艺参数注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 直通式 料筒一区： 160 170 料筒二区： 170 190 料筒三区： 140 160 喷嘴温度： 160 170 模具温度： 20 60 注射压力： 60 Mpa 100 Mpa 保压压力： 30 Mpa 40 Mpa 注塑时间： 03 S保压时间： 1540 S冷却时间： 1530 S成型周期： 4090

12、 S3注射成型机的选择3.1注塑机的技术规范从模具设计角度考虑，需了解注塑机技术规范，主要包括：型腔数量、最大注射量、最大锁(合)模力、最大注射压力、模具安装尺寸以及开模行程等。3.2注塑机的技术参数根据工厂师父的经验和模具的技术规范要求，决定采用SZ-60/450卧式注塑机。其主要参数见表3.1所示：表3.1SZ-60/450卧式注塑机主要参数表理论注射量/105螺杆（柱塞）直径/35注射压力/MPa125注射速率/(g/s)75塑化能力/(g/s)10螺杆转速/(r/min)14200锁模力/kN450拉杆内间距/280*250移模行程/220最大模具厚度/300最小模具厚度/100锁模形

13、式双曲肘定位孔直径/55喷嘴球半径/204型腔布局与分型面设计4.1型腔数目的确定根据工厂的要求和很多客观因素，模具采用一模两腔的形式。4.2型腔的布局考虑到模具成型零件和出模方式的设计，模具的型腔在模板中位置如下图4.1所示：图4.1模具型腔的布局4.3分型面的设计如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处。便于塑件顺

14、利脱模，尽量使塑件留在动模上。保证塑件的精度要求。满足塑件的外观质量要求。便于模具加工制造。有利于排气。便于型腔与型芯的加工，降低加工难度。应满足注塑机的技术参数。型腔在分型面上投影面积的大小。分型面如下图4.2所示： 图4.2分型面5浇注系统设计5.1主流道的设计形状：圆锥形；锥角：2；主流道大端呈圆角，r=1。喷嘴球的半径r=20，则凹坑的球面半径R=21；凹坑深度：3；喷嘴孔径d=3；小端直径D=3.5；大端直径为6.6。主流道长度取91.97。设计如图 5.1所示： 图 5.1 主流道5.2 分流道的设计采用半圆形截面流道。因为塑料熔体在流道中流动时，表面冷凝冻结，起绝热的作用，熔体仅

15、在流道中心流动，因此分流道的理想状态应是其中心线与浇口的中心线位于同一直线上，而半圆形截面可以满足。分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。此设计中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同时均衡的进料，从而保证了各型腔成型出来的塑件在强度.性能.重量上的一致性。设计如图5.2： 图 5.2 分流道5.3浇口的设计浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道，是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有两个：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。在本次设计中为了满足塑件的要求不在表面留下痕迹，不影响塑件的外观，采用侧浇口。具体的表示形式见

16、下图：图 5.3 浇口6成型零件结构设计6.1成型零件结构设计的原则构成塑料模具模腔的零件统称成型零部件，主要包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零部件的质量直接关系到制件质量，要求它有足够的强度.刚度.硬度.耐磨性，以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度，保证塑件制品表面的光洁美观和容易脱模。设计成型零件时，应根据塑料的特性.结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸。6.2 型腔板的结构设计由于型腔结构较简单，根据实际情况决定采用

17、整体式凹模结构，这种结构的特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线的痕迹。根据产品形状和尺寸可得出型腔外形尺寸为230mm106mm30mm（经验值），型腔板采用S136,具有优良的耐蚀性、抛光性，良好的耐磨性、机械加工性，淬硬时优良的尺寸稳定性。零件图如图6.1所示：图6.1型腔板结构图6.3 型芯板的结构设计由于型芯结构较复杂，采用组合式凸模结构，这种结构的特点是方便加工，牢固，不易变形。根据产品形状和尺寸可得出型腔外形尺寸为230mm106mm30mm（经验值），型腔板采用S136,具有优良的耐蚀性、抛光性，良好的耐磨性、机械加工性，淬硬时优良的尺寸稳定性。零件图如图6.2所示：图6.

18、2 型芯板结构图6.4镶块的结构设计此模具上镶块的做用主要是为了固定和导向抽芯针，便于模具的加工，延长使用寿命。考虑到产品的整体尺寸和本身镶块的制造难度，镶块的外形尺寸为31mm20.27mm24.97mm（经验值）。零件图如图6.3所示：图6.3 镶块的结构图6.5 抽芯块的结构设计此模具上抽芯块的做用主要是为了，便于塑件脱模，延长使用寿命。考虑到产品的整体尺寸和本身抽芯块的制造难度，抽芯块块的外形尺寸为25.34mm15mm30mm（经验值）。零件图如图6.4所示：图6.4 抽芯块的结构图7合模导向机构设计导柱.导套的设计：模具在进行装配和调模试机时，保证动.定模之间一定的方向和位置。导向

19、零件要承受一定的側向力，起导向和定向的作用。当模具牢靠装在注射机上后，模具在注射成型过程中，如果模具上无精定位装置，动.定模的正确定位由注射机的拉杆精度保证；如果模具有精确定位装置，动.定模的正确定位由模具的精定位装置保证。因为此次设计的模具是小型模具，所以只用四个直径相同且对称分布的导柱。由于动模采用推板顶出塑件，所以导柱常设在动模。各导柱.导套及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。在合模时要使导向零件先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件损坏。所以导柱长度必须比凸模断面高出68。导柱固定部分按H7/m8过渡配合。导柱滑动部分按H8/f8间隙配合。导柱工作部分

20、的表面粗糙度为Ra0.4m。见图7.1为导柱、导套的设计： 图7.1导柱、导套8推出机构的设计8.1脱模机构设计的总体原则要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位

21、且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。8.2推杆的形状因推杆使用的是标准件，尺寸大小如下图8.1所示： 图8.1 推杆9 斜导柱侧向抽芯机构的设计当注射成型的塑件与开合模方向不同的内侧或外侧具有孔.凹台或凸台时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。斜导柱侧向抽芯机构是在开模力的作用下，斜导柱驱动滑块完成侧向抽芯的动作。斜导柱侧向抽芯机构的结构紧凑.动作可靠.制造方便。9.1 斜导柱的设计因斜导柱使用的是标准件，尺寸大小如下图9.1所示： 图9.1 斜导柱 9.2滑块的设计

22、因滑块的尺寸要求较高，尺寸大小如下图9.2所示： 图9.2 滑块10 温度调节系统的设计冷却系统的设计：模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融的塑料的热量尽快传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模。提高塑件定型质量和生产效率。因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。冷却装置的设计要考虑以下几点：保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。冷却水孔的数量越多，孔径越大，对塑件

23、冷却也就越均匀。水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。浇口出要加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水，而在温度较低的外側只需通过经热交换后的温水即可。降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。如塑件的收缩率，壁厚等。冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。在本次设计中我采用的是简单流道式，即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。我采用的

24、是通过软管在模外连接冷却水路。 型芯水路图如图10.1所示：图10.1型芯水路图型腔板水路图如图10.2所示：图10.2 型腔水路图 11总装图图 11.1 模具总装图 图11.2 模具总装图1.螺钉 2.斜导柱 3.型腔 4.产品 5.滑块 6.型芯7.推杆 8.推杆固定板 9.螺钉10.推板 11.螺钉 12.定模座板 13.导套 14.型腔固定板 15.导柱 16.型芯固定板 17.复位杆 18.推杆 19.垫块 20.螺钉 21.动模座板 22.浇口套 23.拉料杆12总结毕业设计基本结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。毕业设计作为我们在校期间最后一个重要的综合性实践环节，使理论与实践

25、更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。其实一副先进的模具,首先需要高水平的设计,而模具的设计过程包括的不仅仅是它的结构设计,还有对制品工艺、注射机的选择、以及制品收缩率、型腔数目的确定等众方面的研究。如今已进入用计算机辅助设计的阶段。塑料在注射机中的流动状态、在模具成型过程的变化情况,看不见，摸不着，就需要利用先进的技术来进行分析。由于塑料本身的特性,目前要找到合理的理论公式来正确的描述它,是非常困难的。因此我们应该更多的将自己投入实际当中，这样我们才能更好的掌握模具世界里面的精髓。介于此次是本人的第一次设计,所以在这个过程中难免会出现错误,还请各位领导和老师提出宝贵意见

26、。13致谢通过本次毕业设计，对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。也发现了自己在学科内的某些方面知识的欠缺，做到了很好的复习和理解。设计中用到了大量专业知识。通过在设计中查阅和复习其相关知识，对部分已生疏的学科又重新做了认识，且在以前学习的基础上更加深了理解，同时也把书本上学到的知识用到了实际设计中，将单一的学科和其他配套学科融合在一起，学会了综合考虑问题。在设计中还用到了一些计算机辅助设计软件，更是受益匪浅，例如在设计中大量用到Auto CAD 来进行平面制图，使得在设计中对于零件的平面投影以及尺寸可以很至关且很精

27、确的表达。通过本次设计，对模具的设计和加工有了一个比较系统.全面的认识和了解，同时也遇到了很多问题，但在潘光永老师和工厂师傅的热心指导下，终于圆满完成了设计，在此对给予帮助的老师们表示真挚的感谢。 14参考文献1 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京.高等教育出版社.2007.42 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海.上海科学技术出版社.2008.63 曾令宜.AutoCAD 2006 工程绘图教程.北京. 高等教育出版社.2006.124 李澄.吴天生.闻百桥.机械制图. 北京. 高等教育出版社.2003.85 陈立德.机械设计基础. 北京. 高等教育出版社.2004.7第 23 页 共 23页