圆珠笔笔盖注射模设计

　　摘要：

《塑料成型工艺与模具设计》课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

我这次设计的是圆珠笔笔管的模具，有零件图、成型零部件，模具装配图各一张。首先我们要熟悉零件及其零件的材料，题目所给的零件是圆珠笔笔管。了解了圆珠笔笔管作用，接下来根据零件的性质初定一种注射机，之后进行模具的设计与计算（包括型腔的数目与配置、分型面的位置、浇注系统的设计、排气系统、冷料穴的设计、成型零部件的设计、侧向分型与抽芯机构设计、脱模机构的设置、冷却系统的设计、压力机的校核），最后根据计算的结果画出装配图及其成型零部件。

对于一个模具专业的即将毕业的学生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次课程业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。

　　关键字：模具圆珠笔设计

　　第一章塑件的材料分析

　　1.1各种型号的树脂

ABS树脂是几个非常重要的树脂，这种材料它非常的耐冲击，在高温条件下也可以，在低温条件下也好，它的化学性质还有他的电器性质非常的好。这种材料特别的好加工，做出来产品非常稳定，这种产品的表面非常的好等等这一些的优点。这种材料比较容易上色，染色，还能进行喷漆，用电进行抛光，焊接，加热粘贴等好多的优点，能广泛的用在机器，汽车，电子产品，各种仪器，做纺织，还有建筑方面这些行业。这是一种用途非常多的材料。ABS这种塑料现在的生产的量非常的多，应用的地方也是非常的多。他们将把各种性质的都合理的结合在一起，现在这种材料具备坚硬，柔韧，还刚硬等优秀的特点。ABS这三个字母分别代表的是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯。

（1）ABS树脂简单的性能

ABS外观是不透明的，这种东西就可以做成各种颜色的，还有非常高的光泽。ABS相对的密度大概在1.05.这种材料的吸水是非常的不好的。ABS和其他的材料可以很好的融合在一起。它的表面印刷容易，涂一些东西也是很好处理的。ABS里面含有的氧气是18到20的，是非常容易着火的，火是黄色的，还有黑色的烟，能够发出比较特殊的味道。

（2）ABS树脂力学性能

这种材料有非常好的力学原理，它的强度非常的好，现在也可以在非常低的温度条件下使用这种材料。这一材料非常的耐打磨，尺寸也是非常的稳定，而且非常的奶油，可以做成一般的荷载下或者转速下的轴承。ABS这种材料还特别的耐变化，比其它材料的PC大，又比某些材料的PA小，ABS的弯的程度和被压得强度是非常的差的。这种材料在高温条件下变化会有点大。

（3）ABS树脂热学性能

这种材料的变化温度在一百度左右，做成东西以后在降温的时候还能在提高10度左右。ABS在在零下几十度时就会有很好的韧性，可以在零下几十度的条件下使用。

（4）ABS树脂电学性能

这种材料可以很好的防止电，温度和湿度对这种材料来说没有一点点的影响，在很多情况下可以使用这种材料。

（5）ABS树脂环境性能

这种材料不受水和盐的影响，但是会被酮类、醛类及氯代烃这一些物质所影响，在冰乙酸、植物油等物质的侵蚀会这种材料他会损坏。这种材料在季节变化的时候会有很大的变化，在太阳光的条件下会变坏；所以这种材料在使用半年以后，会变得非常的差劲。

（6）ABS塑料的加工性能

ABS和PS一样的是非常好做东西的材料，可以用非常普遍的方法来加工。ABS的熔体流动性是材料里面比较好的，但是比PE、PA及PS这些材料差多了，和POM和HIPS比，ABS的流动是属于不正常的那种，他变成液体流动性非常的粘稠，这加工时候的温度，还有剪断时候的速度有很大的关系，但是对剪断时候的温度有非常高的敏感。

ABS的在高温条件下的稳定性非常的好，不会出现被降解的现象。这种材料的吸水是非常的高的，在这种加工之前是需要进行处理的。在干燥的时候温度是不用一百度的大概需要两三个小时的；比较特殊的处理在干燥条件下需要的温度大概是一百度不到，时间大概是20小时不到。这种材料在生产过程中会产生应力，内应力的大小可以浸入冰乙酸中进行检查；这种材料的应力要是太大，制品这样很容易裂开，这时候需要进行降温处理，还要放在一百度不到的风箱里面放个一两个小时，在放在某个房间里面进行降温。

　　第二章注射机的选用及其注射机的参数确定

　　2.1注册机的选用

因为平躺着的注射系统和合模机构的轴线重叠在一起，和地面一起平行，现在机器比较低，加材料，操作和维修非常的简单，并且在拆掉模板后可以自动的降落，现在很容易实现自动化的优点，所以选择使用平躺着注射机。

经过计算好，制作一个东西的体积为V=7.54立方厘米，重量大概是m=7.8g，注射机一次性要往里面注射的体积为V=n(V件+V凝)=48.193立方厘米,这个式子中，n=4，V凝=0.6V件，在注射剂里面一次注册的量V理=V/0.8=60.25立方厘米,可以选用SZ-100/80型这种型号的注射机，其参数如下：

结构的样子：平躺式的

能够注射的量/立方厘米:100

螺杆的中间/mm：35

螺杆的压力/Mpa：170

注射的速度/（g/s）：95

变成塑料的时间/（g/s）：40

螺杆转动的速度/(r/min)：0——200

模管好的时间/KN：800

拉杆里面的距离/mm：320*320

移动的行程/mm：305

模具最大的厚度/mm：300

模具最小的厚度/mm:170

模具孔的大小/mm：100

喷嘴的大小/mm：SR10

喷嘴的尺寸/mm：4

生产商：塑料机械厂

　　2.2模具设计与计算

圆珠笔的管子，它的结构要在一个方向上面用用一个方向的抽芯组成成型的机构和抽芯，型芯要比较长。因为做出来的东西会比较小，这个圆珠笔的管子壁不是很厚，用ABS的这个材料的流动性也是非常的好，注射用一点一点的方法进行浇筑。因为塑料和系统凝料分别要离开磨具，所以用了模板，中间的模板，还有定型的模板这三种模板学成三个板式的注射结构。

　　2.3型腔的数目与配置

型腔的数量和注射时候的能力，塑料的准确性还有生厂时候的钱有很大的关系。这个东西的制作需要进行一个方向的抽芯，这一个时间还要估计产家的生产效率，使用了一个四个空间的结构。

　　2.4分型面的位置

在有些情况下，分两个面的位置设计对制作东西解开模具有很大的帮助，模具被揭开后做好的东西在另一边，降低了制作这些东西的难度等，现在注射机顶部的结构应该放在动模的以及一起的磨具系统中，这时还能够减少做好的东西在分型面上面的影响，这样可以解决面积相近，或者是大于注射机使用的最大注射的面积，最后造成满出来。

据上面的规则还有这个做的东西的特点，为了确保做好的东西的质量，还有单方向的抽芯结构按照一定顺序拆下模板。这种东西的制作分开的位置应该设置在对称的那一面。选好在这个位置，投影的面积非常的大，但是这个东西制作的非常小，不会存在大于注射机的面积而造成东西漫出来的情况发生，同时也避开了用螺纹装置的问题。

　　2.5浇注系统的设计

2.5.1主流道设计

平躺着的注射机使用直接浇口式的流通道路，做这种东西的样子和大小可以对照《塑料成型工艺与模具设计》，主要的大小在下面：

主要流淌的道路大端直径D：主要流动的道路长度L的设计原则是不超过60mm，现在临时性的使用40mm，主要流动道路的比较合适的使用值是2°到4°，因为ABS这个材料的得流动性非常的好，装起来也是非常的方便，主要流动的道路的锥角取为3°，则D=d+40*2*tan2°=7.787mm，取D=8mm。

主要流动道路结束的一段通常都要设置一个冷却的地方，他在收集东西的同时，还可以在这个地方进行拆除模具。

2.5.2分流道的设计

为了保证在流动的时候要分的很均匀，每一个空间制作的东西准确度一定要相同，好多个注射的模具一定要用比较均衡的方法来制作，这样的话分道流的样子是一样的，大小尺寸是一样的，还有长度是一样的。分道流的截面是一样的

而且流动性和熔化的东西是一样的，一般情况下流动性比较好的东西ABS可以用比较小的面积。当截面是平面时，这时候又要为了圆形的截面的分流要有更好的效果，这个设计中截面都是使用的圆的。这样的话厚度小于3毫米的，重量在200克下面的塑料制作的东西，它的主要分开流动的直径可以根据公式来计算。

　　第三章浇口的设计

　　3.1浇口的位置

浇筑的地方不同，浇筑的东西在流入模具中的流的量，流的方向，还有状态都是不一样的，空间里面的每一个部分的压力都是不一样的，对塑料都会有不好的影响。所以在选择浇筑的位置时，一定要选好地方，一般情况下浇筑的地方设置在模具的底部，具体的位置要详细看零件的图纸。这次制作零件的过程比较短，每一个制作都用一个浇筑的地方，这样可以增加熔炉的数量。

　　3.2浇口结构形式

《塑料成型工艺与模具设计》这个表在图中表示，使用ABS树脂的形式可以直接的浇筑，可以侧着浇筑，可以平着浇，可以一点点的浇筑，可以潜伏的浇筑，可以护着的浇筑，可以按照环形浇筑，还可以像盘口一样的浇筑，这里面的浇筑的口子是非常的小的，这样可以提高流动性，还能提高切换的速度，这样对塑料成型有很多的好处，浇口也能快速的封起来，没什么不好的地方，进料的地方是非常的自由，这样很容易的自动脱落，很广泛的用在很多的塑料的独立的空间上面，，多个空间或者时多个浇筑口子的模具中。其他的浇筑不能使用这种方法来制作。其他的位置是不合适做这个东西的，所以采用这样的方式进行浇筑，它的结构和尺寸都可参考《塑料成型工艺与模具设计》。

点浇口的大小可以按照《塑料成型工艺与模具设计》中的式子进行计算出来。可以先做出来0.5到0.9mm大小的口子，在根据实际情况来进行调整，口子的长度大概是1毫米左右，口子引导部位的长度一般在十几毫米，角度大概是十几度。

　　3.3排气系统

因为小型的东西的出气不是很好，要是在排气的垫子上面正好在排气，就可以用分型的面的特别小的间隙进行排气，这样就不用专门开设专门的气槽。

　　3.4冷料穴的设计

主要的流动道路结束的地方一般都要设置冷却的洞穴，它可以用来收集前锋的冷料，还可以用来控制拆解模具。因为用的两个板子是模具的样子，所以选择拉料杆的冷料穴，在开始拆模的时候，先用洞穴里面的冷料对拉料杆头先包紧，然后再进行定模，最后再利用手将包好的包裹在拉杆头上面放下来。

　　3.5成型零部件的设计

（1）成型零部件的机构设计

这个模具使用的是很长的型芯，它在液压的作用下进行一个方向的抽芯，凹凸的模型可以用组合的模式，因为根据这个制品的样子的特点，采用一起的模式加工会非常的便捷，还能省钱。

（2）成型部件的尺寸计算

模具的大小的确定的原则是，外观上用了一方向的偏差，基本上的大小作为最大的值，里面用的是一方向的正偏差，基本上的大小是最小值，中心的距离用两个方向的数值，基本上都用的是平均值。

做好的东西的尺寸，工作尺寸可以使用公差的三分之一，现在情况下，造机器和装好的水平，不是特别的好，还有需要有一定的公差标准。在做好的小物件时，磨具有很大的公差还有成型的零部件的磨损，是影响制造的塑料制品的主要原因，所以很多小因素都不能忽略。

因为制作的东西大小很小，尺寸的准确性不是很高，所以用了平均值的方法。现在把磨具做成很多的小零件，工作尺寸再进行计算。每一个工作的尺子要有八级的精度，查《塑料成型工艺与模具设计》中表。有《塑料成型工艺与模具设计》种第七章内容课的模具型腔、型芯零部件尺寸的计算公式及结果。

　　3.6侧向分型与抽芯机构设计

（1）一个方向的分开模型与抽芯机构样式的的设计

因为制作这个器件的时间非常的长，花的力气也是非常的大，这个模型的制作就要用液压。

（2）抽拔距的长短设计

（3）抽拔力的大小计算

抽出一个方向型芯或是分离侧向凹模要花的力气称为抽拔力。抽拔力和拆模的力气是一样大的，可以参照实际的情况，可以选用《中国模具设计大典》中的公式进行计算。

　　第四章本模具的工作过程

注射模包括两种的模具。定模部分就是按照图纸在固定的地方安装模板上，在成型的过程中一直不动，会动的模板是要装在会动的模板上面的，做好了以后可以使用合模系统进行运动。一开始就把他做成模型，合模系统就会朝着一个方向走，这样在分型面就会和固定的模板进行吻合，它能够对上的精度也是算好了的，都是有保证的。模具在合起来时，喷嘴中将材料从主要道路中放到模具中，在用分开的道路进行注入，等待模具里面都充满材料就会保证压力，冷却之后，在压力的作用下，开始从一个方向进行抽芯，等到完全脱离就会保证不能够保证装置对型芯停止向上运动，随后合模系统便带动动模后撤复位，从而使动模和定模从分型面处开启，由于浇注系统的凝料紧紧包裹在拉料杆的头部，此在动模复位的时候浇注系统的凝料和塑件随着拉料杆及其动模离开定模部分。当动模后撤到一定位置时，安装在模具内部的顶出脱模机构，将会在合模系统中的推顶装置作用下与动模其他部分产生相对运动，使制品和浇口及其流道中的凝料与动模上的凹模分离，就此完成一次注射成型过程。

　　第五章总结

现在社会的发展中，模具有着非常重要的作用。在工业生产中他是工业生产的动力，推动着工业技术向前发展。模具就是很有效益的，是现代化的意思，也是人们正在理解的，也是正在使用的东西。把塑料的东西放在成型的模具中，可以做成各种东西，这样的生产方式淘汰的东西非常的少。在生产中模具占大部分。现在推动模具的发展是非常重要的事情，我们国家要提高模具的设计水平和模具的制造水平有待提高。这将代表我们国家的工业制造水平。模具对产品的质量和产品生产的量有非常重要的作用。

通过这次的课程设计使我明白了一个良好的设计思路往往可以省掉一大半的时间，所以我感觉今后不论设计什么，一定要在设计思路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了思路那么后期的制作就会如破竹，会节省很大一部分的时间的。最后感谢论文上给我很大帮助的指导老师，谢谢您！

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