固定架冲孔落料级进模具

河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文

第 1 页 共 24 页 前 言

现代工业产品的生产对模具要求越来越高，模具结构日益复杂，制造难度日

益增大。模具制造正由过去的劳动密集和主要依靠工人的手工技巧及采用传统机

械加工设备转变为技术密集，更多的依靠各种高效、高精度的数控切削机床、电 加工机床，从过去的机械加工时代转变成机、电结合加工以及其他特殊加工时代，

模具钳工量正呈逐渐减少之势。现代模具制造集中了制造技术的精华，体现了先

进制造技术，已成为技术密集型的综合加工技术。

模具是机械，汽车，电子，通讯，家电等工业产品的基础工艺装备，属于高

新技术产品。 作为基础工业，模具的质量，精度，寿命对其它工业的发展起着十分重要的

作用，在国际上称为“工业之母” 。近十年来，随着国民经济的快速发展，作为工

业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。

据统计，我国（未包括台湾，香港，澳门）现有模具生产厂家已超过1700家，从

业人员达到60多万人。 模具分为冷冲压模具，热锻模具，塑料模具，铸造模具，橡胶模具和玻璃模

具等。其中冷冲压模具历史悠久，用途广，技术成熟，在各种模具中所占比重最

多。汽车，摩托车，家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场的 60%以上。

例如一种车型的轿车共需模具约 4000 套，价值达 2 亿元—3 亿元；单台电冰箱需

要模具生产的零件约 150 个，共需模具约 350 套，价值约 400 万元；单台彩电大 约有 150 个零件需用模具生产共需模具约 140 套，价值达 700 万元。其中所用模

具大部分为冷冲压模具。

利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手

段，它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换

代和新产品开发都具有决定性意义。 由于模具工业的重要性，模具成型工艺在各个部门得到了广泛的应用，使得

模具行业的产值已经大大超过机床工业的产值。这一情况充分说明在国民经济蓬

勃发展的过程中，在各个工业发达国家对世界市场进行激烈的争夺中，愈来愈多

地采用模具来进行生产，模具工业明显的成为技术，经济和国力发展的关键。 从我国的情况来看，不少工业产品质量上不去，新产品开发不出来，老产品

更新速度慢，能源消费指标高，材料消耗量大，这些都与我国模具生产技术落后，

没有一个强大的，先进的模具工业密切相关。

因此要使国民经济各个部门获得高速发展，加速实现社会主义四个现代化，

就必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分

发挥模具工业在国民经济中的关键作用。

但是，我国面具工业要想在尽可能短的时间内赶上世界工业发达国家的水平，

还要付出许多艰苦的努力，主要应丛下列几个方面采取措施：

（1）进行专业化、标准化生产 （2）采用先进的制造技术

（3）研制和发展模具用材料

（4）进一步推广应用计算机辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）

（5）加强模具技术人才的开发 为了适应模具工业的发展，迎接新时代技术革命，今后将改变“大而全” 、 “小

而全”的生产体制，大力推进专业化生产，在管理体制上实现科学化。在模具的

要求方面将朝着高效率、高精度、高寿命的方向发展，以适应制品日趋精密、复

杂和成型工艺的高速化、自动化、精密化的要求。在模具加工设备方面将着重研

制和开发高效、高精度、大型自动化的关键设备。此外健全和完善模具的有关标 准，并大力推广和实施这些标准；建立保质、保量、供应及时的模具标准件、商

品化供应渠道；加强智力开发和人才培养，很抓模具的基础理论研究和关键技术

开发…，使整个模具工业在范围和素质上获得空前的发展。

三年大学的学习即将结束，毕业设计是最后一个实践环节，是对以前所学的

知识及所掌握的技能的综合运用，巩固和检验。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。

在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、

机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对模具设计与制造有了

一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的

设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、中国一拖等地方 的生产实习，使我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰

富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了

零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多

相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、

加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，充分利用图书馆的 各种资料，与同学进行充分讨论，尽力搞好这次毕业设计。

设计的过程中，可能有一定的困难，但相信在指导老师的悉心指导下加上自

己的认真学习与思考，相信会完满的完成毕业设计任务。由于我水平有限，没有

足够的经验，设计中难免多有瑕疵，肯请各位老师审查并给予谅解。

1 模具工艺规程的编制

该塑件是一个套座，其零件图如图 1-1 所示。该塑件应用 ABS 塑料，生产类

型为大批量生产。

图 1-1 套座零件图

1.1 塑件的工艺性分析

1.1.1 塑件的原材料分析

从使用性能看，综合性能较好，冲击韧性和机械强度比较高，尺寸稳定，耐

化学性，电绝缘性良好，易于成型和机械加工；从成型性能来看，无定性料，流

动性差，吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经长时间预热干燥， 成型时宜取高料温，高模温，但料温过

高易分解。

塑件材料采用热塑性塑料 ABS，该塑料全名为丙烯腈丁烯-苯乙烯，ABS 塑料

属于高强度塑料，在注塑成型前需要预先干燥处理，可以用热风干燥器或者料斗

干燥器在75~85℃时进行干燥。 从使用性能上看， 其粘度高， 成型时流动性能稍差。 ABS塑料成型收缩率为0.003-0.008，收缩率小，脱模比较容易，所以对塑件

脱模斜度要求不高，顶出均匀，塑件壁厚均匀，最好不带嵌件，各面应以圆弧连

接，不允许有缺口，尖角。但考虑到该材料的流动性能差，所以可以采用宽浇口

成型，浇口与塑件圆弧连接，以免去除浇口时损坏塑件。可用螺杆式或柱塞式注

射机成型。喷嘴用直通式或自锁式，但应防止飞边，宜用高料温，高模温低注塑 压力，匀速注射，并延长注射时间，有利于降低内应力，防止缩孔，变形。采用

顶出机构，因此在成型时注意控制成型温度，塑件较容易成型。

1.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析

（1）结构分析。 从零件图上分析，该塑件的形状规则，但不对称。在长度

方向上有一孔，直径为Ф10。在高度的方向上设计时，需要采用滑块机构，需要 设计两个凹模滑块。该塑件的结构形状较简单，尺寸适当。因此，模具的设计属

中等难度。

（2）尺寸精度分析。 该塑件的尺寸精度较简单，未注尺寸公差等级，其公

差等级取 ST1372-78 的 5 级精度。各尺寸精度要求低，对应模具相关零件的尺寸

加工能够保证。 从塑件的壁厚上来看,由图可知，该制件的壁厚均匀，为5㎜，其壁厚在成型

范围内，塑件可以成型。

（3）表面质量分析。 该塑件的表面除了要求没有缺陷，毛刺，内部不得有导

电杂质外，没有更高的表面质量要求，故比较容易实现。

综合上述分析可以看出，注塑时在工艺参数控制好的情况下，零件的成型要 求可以得到保证。

1.2 计算塑件的体积和质量

计算塑件的质量是为了选用注塑机以及确定模具型腔数量。

计算塑件的体积V 

3 2 1 V V V V + + = ≈6860mm 3 

计算塑件的质量，根据设计手册，可以查得ABS塑料的密度为ｐ=1.05g/㎝ 3 。 故塑件的质量M = Vｐ =6860×0.001×1.05g

≈7.2g

本塑件体积和质量较大，模具采用一模一腔的结构，考虑其外形尺寸，以及 注塑时所需的压力等情况，初步选用注塑机为XS-ZY-125型。

1.3 塑件注塑工艺参数的确定

查找相关文献，对ABS塑料的成型工艺参数作如下选择： （试模时，根据实际

情况作适当的调整）

注塑温度：包括料筒温度和喷嘴的温度。

料筒温度：后段温度选用160℃；

中段温度选用170℃；

前段温度选用190℃； 喷嘴温度：选用175℃；

模具温度：选用45℃；

注塑压力：选用80MPa；

注塑时间：选用50ｓ； 保压压力：选用60MPa；

保压时间：选用5ｓ；

冷却时间：选用50ｓ；

成型周期：105ｓ。

2 注塑模的结构设计

注塑模的结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定，型腔的

排列方式，冷却水道的布局，浇口位置的设置，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、顶出机构的设计等内容。

2.1 分型面的选择

分型面的选择决定了模具的结构，选择时应根据分型面选用原则和塑件的成

型要求来选择分型面。

该塑件为套座，其表面质量无特殊要求。塑件高度为48㎜，除一端有Ф10mm

的孔外，其截面形状简单，如果选择端面为分型面，在脱模时不容易抽芯，抽芯 困难。如果选择孔处为分型面，脱模更难。经过比较采用依靠两个滑块成型，所

以选择图示为分型面，减少了模具加工的难度，便于成型后取出塑件。故应选用

如下图1-2所示的分型方式较为合理。

图 1-2 分型面的选择

2.2 确定型腔的排列方式

综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素该塑件在注塑时采用一模

一腔的形式，即模具设置一个型腔。

2.3 浇注系统的设计

2.3.1 主流道设计

根据设计手册查得XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸：

喷嘴的前端孔径：ｄ0=Ф4㎜；

喷嘴的前端半径： R0=12㎜； 根据模具主流道与喷嘴的关系：

取主流道的小端直径ｄ=5㎜.

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度取1 0 ～3 0 ，

该主流道锥度选取 3 0 。经换算得到主流道大端直径 D=9 ㎜。为了使熔料顺利的进 入分流道，可以在主流道出料端设计半径R=6 ㎜的圆弧过渡。

2.3.2 分流道的设计

分流道的形状以及尺寸的设计，根据塑件的体积，壁厚，形状的复杂程度，

注射速率，分流道长度等因素来确定。 因为该塑件除有一孔Ф10mm 外，其形状简单，熔料填充型腔较容易。根据型

腔的排列方式可知其分流道的长度较短，为了便于加工，选用半圆形截面形状的

分流道，查表得R=4㎜。

2.3.3 浇口的设计

根据塑件的成型要求以及型腔的排列方式，选用侧浇口较为合适。其浇口的 截面形状简单，加工也比较方便。

进料时考虑从端面进料，并且在模具结构上可以利用分型面排气。采用矩形

截面的侧浇口，在浇口的连接处型腔的部位应成圆角，有利于料流。

查表初选矩形截面尺寸为（ｂ×ｌ×ｈ）1.5 ㎜×0.5 ㎜×0.6 ㎜，试模时加 以修整。

2.3.4 排气槽的设计

因为模具尺寸较小拟采用分型面处排气，即可满足要求。