1 學 畢業(yè)設計說明書 課題名稱： 塑料盒蓋注塑模具設計 學生姓名 學 號 所在學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 起訖時間： 年 月 日 年 月 日 0 目 錄 目 錄 . 0 摘 要 . 1 . 2 1 前言 . 3 題背景 . 3 題分析 . 5 2 塑件分析 . 6 品分析及其技術條件 . 6 件材料的確定 . 7 件材料的性能分析 . 7 3 成型布局及注塑機選擇 . 9 膠方式選擇 . 錯誤 !未定義書簽。 腔的布局及成型尺寸 . 錯誤 !未定義書簽。 算塑件體積質量 . 錯誤 !未定義書簽。 塑機的選擇和校核 . 錯誤 !未定義書簽。 射膠量的計算 . 錯誤 !未定義書簽。 模力的計算 . 錯誤 !未定義書簽。 塑機選擇確定 . 錯誤 !未定義書簽。 4 注塑模具設計 . 錯誤 !未定義書簽。 架的選用 . 錯誤 !未定義書簽。 架 基本類型 . 錯誤 !未定義書簽。 架的選擇 . 錯誤 !未定義書簽。 向與定位機構設計 . 錯誤 !未定義書簽。 注系統(tǒng)的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 流道設計 . 錯誤 !未定義書簽。 流道的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 口的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 料穴的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 型面的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 型零部件的設計 . 錯誤 !未定義書簽。 型零部件結構 . 錯誤 !未定義書簽。 型零部件工作尺寸的計算 . 錯誤 !未定義書簽。 具強度 與剛度校核 . 錯誤 !未定義書簽。 模及推出機構 . 錯誤 !未定義書簽。 模力 . 錯誤 !未定義書簽。 出機構 . 錯誤 !未定義書簽。 向抽芯機構類型 選擇與設計 . 錯誤 !未定義書簽。 2. 斜頂傾斜角 . 錯誤 !未定義書簽。 4. 斜頂的總長度 . 錯誤 !未定義書簽。 卻系統(tǒng)的設計與計算 . 9 卻水道設計的要點 . 10 卻水道在定模和動模中的位置 . 10 氣結構設計 . 11 具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 . 12 5 結語 . 14 致謝 . 15 附圖 . 16 參考文獻 . 17 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 1 摘 要 根據塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術要求，考慮塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，側澆口進料，注射機采用 置冷卻系統(tǒng)， 制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算等分析塑件，從而作出合理的模具設計。 關鍵詞： 機械設計；模具設計； 制二維圖； 制 3D 圖。 2 o of in of of of of of a a G a a of in to a UG D 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 3 1 前言 題背景 模具是工業(yè)生產中使用極為廣泛的基礎工藝裝備。在汽車、電機、儀表、電器、電子、通信 、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中， 60% 80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結構也越來越復雜。用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，越來越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質量、 精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效率等方面水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新換代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反映能力和速度。 注射模的種類很多，其結構與塑料品種、塑件的復雜程度和注射機的種類等很多因素有關，其基本結構都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導向機構、澆注系統(tǒng)、側向分型與抽芯機構、推出機構、加 熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 由于模具的使用特點，決定了模具設計也區(qū)別與其它行業(yè)。模具設計要考慮的要點如下 : a塑件的物理力學性能，如強度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設計塑件時應充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，避免或補償其缺點。 b塑料的成型工藝性，如流動性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應有利于成型時充模、排氣、補縮，同時能使熱塑性塑料制品達到高效、均勻冷卻或使熱 4 固性塑料制品均勻地固化。 c塑件結構能使模具總體結構盡可能簡化，特別是避免側向分型抽 芯機構和簡化脫模結構。使模具零件符合制造工藝的要求。 對于特殊用途的制品，還要考慮其光學性能、熱學性能、電性能、耐腐蝕性能等。 目前，我國的模具制造技術已從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復雜、長壽命的模具。在塑料模具方面，能設計制造汽車保險杠及整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產企業(yè)利用計算機輔助分析 (術對塑料注塑過程進行流動分析、冷卻分析、應力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設計方案進一步優(yōu)化，也縮短了模具設計和制造周期采用模具先進加工技 術及設備，使模具制造能力大為提高。采用 術，可以完全代替試模， 術提供了從制品設計到生產的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計算機上對整個注射成型過程進行模擬分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現問題，及時修改制件和模具設計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等，都有著重大的技術經濟意義。某些國外電加工機床具有內容 豐富、實用可靠的工藝數據和專家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細加工、鏡面加工等效率和質量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術的應用有效地提高了模具表面質量。模具逆向工程技術、快速經濟模具制造技術、三維掃描測量技術及數控模具雕刻機的發(fā)展與應用，對模具制造能力的提高也起到了很大作用。 我國經濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也 逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。 隨著計算機技術的發(fā)展應用，模具設計與制造技術正朝著數字化方向發(fā)展。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術采用計算機輔助設計，進而將數據交換 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 5 到加工制造設備，實現計算機輔助制造，或將設計與制造連成一體實現設計制造一體化。 題分析 本課題內容是對塑料盒蓋進行測繪、基于生產實踐之上的對產品進行模具設計，模具 設計主要內容有 型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設置、推出機構設置、注塑機臺選擇及注塑工藝分析等。 根據塑料制品 的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術要求，本模具采用一模兩腔布局，側澆口進料，注射機采用 號，設置冷卻系統(tǒng)， 制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算分析，從而作出合理的模具設計。選擇合理的加工方法。模具方案確定后進行工藝分析。根據此方案可以達到設計的預期效果。 6 2 塑件分析 品分析及其技術條件 在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具 結構和模具精度。 課題目標產品是一個生活中常見的塑料盒蓋，其零件外形如圖所示。具體結構和尺寸詳見圖紙，該塑件結構簡單，生產量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 產品 3D 視圖 塑件的尺寸精度直接影響模具結構的設計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級確定精度等級。根據任務書和圖紙要求，本次產品尺寸均采用 精度，未注采用 精度 。 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 7 粗糙度一般為 m 之間，模腔表壁的表面粗糙度應為塑件的 1/2，即m 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應隨時給以拋光復原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內部要高，為 m ，內部為 m 。 件材料的確定 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性。可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應用于現代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質量輕，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能。 此產品壁厚均勻， 能 優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產量大的要求，容易成型，對于本課題零件相當適用，所以在這選擇其為產品的材料。 件材料的性能分析 高密度聚乙烯（ 稱為 “），是一種 結晶度 高、非極性的 熱塑性樹脂 。原態(tài) 微薄截面呈一定程度的半透明狀。 有優(yōu)良的耐大多數生活和工業(yè)用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（ 濃硝酸 ）， 芳香烴 （二甲苯）和鹵化烴 （四氯化碳）。該聚合物不 吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。 有很好的電性能，特別是絕緣 介電強度 高，使其很適用于 電線電纜 。中到高分子量等級具有極好的 抗沖擊性 ，在常溫甚至在 味，無臭的白色顆粒，熔點為 130，相對密度為 0941具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環(huán)境應力開裂性亦較好。 8 材料適用于擠出包裝薄膜，繩索，編織網，漁網，水管，注塑較低檔日用品及外殼，非承載荷構件，膠箱，周轉箱，擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 9 3 成型布局及注塑機選擇 此處省略如需完整資料，請加扣扣九七一九二零八零零 斜抽芯機構 卻系統(tǒng)的設計與計算 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下降。過低的模溫 10 會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內應力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能 和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內的塑料粉體的溫度為 C200 左右，熔體固化成為塑件后，從 C60 左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于 C80 ）的塑料，僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。 卻水道設計的要點 a冷卻水孔的數量越多，對塑件冷卻也就越均勻。 b冷卻水孔與 型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。 c塑件局部壁厚處，應加設冷卻裝置。當設計冷卻孔直徑為 D 時，它的孔距最好為 5D，孔與型腔的距離為 3D。 d當大型塑件或薄壁零件成型時，料流較長，而料溫越流越低，可以適當地改變冷卻水道的排列密度。 e冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強度。 f冷卻水道不應穿過接縫部分，以防漏水。 g冷卻水道內不應有存水或產生回流的部分。 h澆口部分由于經常接觸注塑機噴嘴，是模具上最熱的部分，應加強冷卻，有時應考慮進料嘴單獨冷卻。 i進出水水嘴接頭，應設在不影響操作的方向，盡可能設在模具的同一側，通常在注塑機操作的對面。 j如果型芯太長，冷卻水道無法開設，則可以選用熱導系數較大的材料，在型芯下部采用噴水法進行冷卻。 卻水道在定模和動模中的位置 冷卻水道的位置取決于 制品的形狀和定、動模板的厚度，原則上冷卻水道應設置在塑料向模具熱傳導困難的地方，根據冷卻系統(tǒng)的設計原則，冷卻水道應圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時直接在模板上加工 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 11 而成的（也可以采用拼鑲結構，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件 尺寸更?。?，對于這類模具，可以直接在模板上設置冷卻水道。 在模板上直接設置冷卻水道，同樣應遵循冷卻系統(tǒng)的設計原則，使冷 卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。 本設計中型芯型腔各一組冷卻水回路 , 此方式冷卻快速 , 塑件冷卻均勻 , 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖 所示： 模具冷卻水路圖 氣結構設計 排氣是注射模設計中不可忽視的一個問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內的氣體受壓縮將產生很大的背壓，阻止塑料熔體正常快速充模，同時氣體壓縮所產生的熱使塑料燒焦，在充模速 度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴格。 在塑料熔體充模過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注 12 射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設排氣槽排氣，利用推桿運動間隙排氣等。 由于本次設計中模具尺寸不大，本設計中采用間隙排氣的方式，而 不另設排氣槽，利用間隙排氣，以不產生溢料為宜。 具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 模具長寬尺度必須小于注塑機拉桿間距 ,本設計選用機臺拉桿間距為 400 400,模具長寬為 400核算機臺選用合適。 合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 m a xm 式中 本設計中模具厚度為 310 160H410， 符合要求 S） 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。 注塑機的開模行程是有限的，設計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具的開模距離相適應。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關，對于單分型面注射模應有： S= C 式中 C 安全距離 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 13 本設計中501H =310 H =403 =9700的開模距離需要 S=547 經計算，符合要求。 14 5 結語 本次模具設計課題，通過對塑件的工藝分析，確定模具的總體設計，并進行各個子系統(tǒng)的設計。 所設計的模具能滿足其工作 狀態(tài)的質量要求，使用時安全可靠，易于維修，在注塑成型時有較短的成型周期，成型后有較長的使用壽命，具有合理的模具制造工藝性。 通過以上工作 ，我對一套模具從設計到加工的全過程有了清醒而直觀的認識，了解了注塑模的工作原理，對模具中型腔等主要零件的設計及精度的確定具備了一定的經驗知識，能夠對模 具設計中常出現的問題提出了合理的解決方法，能夠正確地選取注塑機、確定模架的結構及尺寸、確定型腔數、選擇分型面、設計澆注系統(tǒng)、抽芯機構等。由于知識及實踐經驗的缺乏，在設計過程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作 、學習中還有待改進。 如需全套資料，請加 七一九二零八零零 15 致謝 在畢業(yè)設計過程中，我深深地感覺到基礎知識的重要，通過這次設計我又重新溫故，受益非淺。在設計中對 繪圖軟件