保溫瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計,保溫瓶,塑料,模具設(shè)計
內(nèi) 容 提 要
本模具為一個保溫瓶內(nèi)蓋的注塑模具。設(shè)計分為整體裝配圖設(shè)計和所用各零件的設(shè)計。本設(shè)計從實際生產(chǎn)條件出發(fā)，結(jié)合相關(guān)理論給出了生產(chǎn)此類塑料制件的模具設(shè)計解決方案，涉及塑料的工藝性能、模具設(shè)計、以及機械設(shè)計等相關(guān)知識。
關(guān)鍵詞：
Abstract
This is the injection plastic mould ,which is the cover of one kind of wines. It inclouds installing drawing and parts of the total drawing ,under the circum stance of real produce mert and associated with referring theory knowledges such as the properties of plastic mould design, manchining manufacture, design of machinery,the designives one general kind of solution about manufacturing of plastic products by mould.
【Keywords】 Injection plastic mould Mould design
邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
專業(yè)班級
學(xué)生姓名
喻 俊 杰
學(xué) 號
課題名稱
保溫瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計
設(shè)計(論文)
起止時間
2006年 2月20 日至2006年5 月 25 日
課題類型
工程設(shè)計、應(yīng)用研究、開發(fā)研究、
軟件工程、理論研究、其他
課題性質(zhì)
真實
一、 課題研究的目的與主要內(nèi)容
研究目的： 綜合模具專業(yè)所學(xué)課程的理論和實踐知識，進行一次實際工件的工藝性分析,模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計和模具工藝設(shè)計，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立解決模具設(shè)計和制造實際問題的能力。
主要內(nèi)容：
1、對實際工件進行工藝性能和生產(chǎn)的經(jīng)濟性分析。
2、進行模具結(jié)構(gòu)的分析和優(yōu)化,設(shè)計模具結(jié)構(gòu)。
3、對成形零件的選材、結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行分析并優(yōu)化,設(shè)計整副模具的非標(biāo)準(zhǔn)零件。
4、對成形零件的制造工藝進分析,編制成形零件的工藝卡。
5、對模具的裝配工藝進行分析,編制模具的裝配工藝文件。
二、 基本要求
1、必須獨立完成畢業(yè)設(shè)計工作。
2、按制圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計一套模具的裝配圖和有關(guān)的關(guān)鍵零件的零件圖，圖紙比例1∶1，圖紙工作折算成A4規(guī)格。
3、制訂模具的裝配工藝和關(guān)鍵零件的工藝，并編制出重要零件的工藝卡。
4、按學(xué)院畢業(yè)設(shè)計的書寫格式要求，撰寫設(shè)計說明書，用A4圖紙單面打印，裝訂成冊。
注：1、此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)各系、教研室主任審批生效；
2、此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。
三、課題研究已具備的條件（包括實驗室、主要儀器設(shè)備、參考資料）
通過三年的學(xué)習(xí)時間，本人已經(jīng)積累了一定的相關(guān)經(jīng)驗，與此同時還在各種不同的課外書上學(xué)了多種經(jīng)驗和技巧。本人多次參加實習(xí)，包括金工實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)等，已有一定的實踐基礎(chǔ)。
具備的條件有：1.《塑料模具設(shè)計》 朱光力主編 清華大學(xué)出版社2.《模具制造工藝與設(shè)備》孫鳳勤主 華北航天工業(yè)學(xué)院出版社3.數(shù)控加工中心4.電火花和線切割5.《數(shù)控機床操作與編程培順教程》 劉雄偉主編 機械工業(yè)出版社
四、設(shè)計（論文）進度表
2月20日～2月24日：選定課題題目，交給指導(dǎo)老師，通過老師綜合分析和思考后，最后確定設(shè)計題目。
2月25日～2月28日：通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，填好設(shè)計的開題報告，確定設(shè)計的主要內(nèi)容，。
3月1日～5月15日：在現(xiàn)有的基礎(chǔ)和條件下進行課題設(shè)計的寫作，獨立完成初稿。
5月16日～5月18日：交畢業(yè)設(shè)計初稿。
5月19日～5月22日：等待老師的返回稿，并不斷修改，以求滿足總要求，并于22日交修改稿。
5月22日～5月28日：通過指導(dǎo)老師的審定，交畢業(yè)設(shè)計定稿。
5月29日～6月3日：充分準(zhǔn)備，進行畢業(yè)答辯。
五、教研室審批意見
教研室主任（簽名） 年 月 日
六、院（系）審批意見
院（系）負(fù)責(zé)人（簽名） 單位（公章） 年 月 日
指導(dǎo)教師（簽名） 學(xué)生（簽名）
邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計
前 言
大學(xué)三年時光轉(zhuǎn)瞬即逝。在驚嘆時光飛逝的同時，我們也面臨著畢業(yè)設(shè)計的來臨。畢業(yè)設(shè)計作為?？迫甑膶W(xué)業(yè)安排，是對大學(xué)三年所學(xué)知識的一場大檢測，是對大學(xué)三年專業(yè)知識的一次全面總結(jié)，也是在參加工作前對理論知識的進一步加強和鞏固，并進行的一次全面實踐 ，對模具設(shè)計的全過程的學(xué)習(xí)。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中極為廣泛的主要工藝裝備，采用模具生產(chǎn)零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)以成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)之一。隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。
塑料以成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四代工業(yè)基礎(chǔ)材料，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟技術(shù)不斷發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接于模具設(shè)計和制造有關(guān)系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。有人說，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀(jì)已經(jīng)到來了，世界各國對模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)。從而促進模具制造技術(shù)的不斷提高和發(fā)展。一個國家模具生產(chǎn)能力的強弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn)品更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。
塑料制品生產(chǎn)中先進合理的成型工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具更新為提前的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究、設(shè)計和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是紅酒保溫瓶內(nèi)蓋注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一個注塑模具來生產(chǎn)保溫瓶內(nèi)蓋產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對保溫瓶內(nèi)蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計，使我對注塑模具設(shè)計有了較深的認(rèn)識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。
此次設(shè)計是在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下通過同學(xué)的熱情幫助進行的首次畢業(yè)設(shè)計。在此，衷心感謝羅玉梅老師的悉心指導(dǎo)和身邊同學(xué)的熱心幫助！對于此次畢業(yè)設(shè)計，肯定難免存在很多的錯誤和漏洞，還敬請各位老師和同學(xué)給予耐心指正。謹(jǐn)表示感謝！
1 塑件的工藝性分析
1.1 產(chǎn)品技術(shù)要求
(1) 使用性能
此為保溫瓶內(nèi)蓋，對于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。
(2) 外觀
平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。
圖1-1 工件簡圖
1.2 塑件工藝分析
1.2.1. PE材質(zhì)簡介
據(jù)《注塑制品與注塑模具設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社 付宏生 劉京華 主編2003年辦版）介紹。聚乙烯無味，無毒、呈乳白色。密度為0.91～0.96g/cm3為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機械強度，但和其他塑料相比其機械強度低，表面硬度差。
聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。
聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質(zhì)蒸汽的性能好。
聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80℃左右，低壓聚乙烯為100℃左右。
聚乙烯能耐寒，在-60℃時仍有較好的機械性能，-70℃時仍有一定的柔軟性。
聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向的收縮率差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。
1.3 材料收縮率
據(jù)《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》（宋于恒 主編 航空工業(yè)出版社 1994） 表2－1聚乙烯（PE）1.5%～3.5%。
2 注塑模的設(shè)計要點
PE塑料它是屬于通用塑料，該產(chǎn)品是通過注塑成型的。它的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C的料中送進加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過程，塑件后處理。注塑過程它是一個比較關(guān)鍵的進程，各個步驟都要控制好，這對塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時間是其最關(guān)鍵的工藝參數(shù)。
注塑模包括：成型零部件、合模導(dǎo)向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計出一副較好的模具來，一副模具設(shè)計出來，把它裝在注塑機上，還要通過校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機的關(guān)系也是至關(guān)重要。
3 注塑模的設(shè)計
3.1 注射模與注射機的關(guān)系
注射模具是安裝在注射機上使用的。在設(shè)計模具時，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用注射機的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計的模具與使用的注射機相適應(yīng)。
3.1.1. 注塑機的選用
塑件體積和質(zhì)量的確定：
V圓頂=πr2h=3.14×13×2×13=1061.32mm3
V圓柱1=πr12h=3.14×9×9×30=7630.2 mm3
V圓柱2=πr22h=3.14×8.2×8.2×30=6334 mm3
V蓋=V圓頂+V圓柱=1061.32+（7630.2～6334）=1061.32+1296.2=2357.5 mm3
m=ρv=2.358×（0.91～0.96）=2.15g～2.26g
根據(jù)前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結(jié)構(gòu)特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用XS-ZS-22型注射機，該注射機的基本參數(shù)如下：
額定注射量為20cm3,
螺桿直徑D=20mm,
注射壓力75MPa
鎖模力 F=250KN，
拉桿內(nèi)間距 d=235mm,
開模行程 s=160mm,
模具最大厚度 d=180mm,
模具最小厚度 d=60mm,
噴嘴球半徑 d=SR12.
3.1.2. 型腔數(shù)目的確定
(1) m1澆注系統(tǒng)凝量的計算
該注射模采用點澆口
d=0.5～1.5mm， L=0.5～2mm， α=6°～15°， β=60°～90°，
V小圓柱=4.71 mm3
V圓臺=43.75 mm3
V澆=2×V圓臺+ V小圓柱=2×43.75+4.71=92.1 mm3
(2) 按注射機最大注射量確定型腔數(shù)量n得：
n≤(Kmp-m1)/m （3.1）
n≤(0.8×22-0.092)/2.358≤7
其中n是型腔數(shù)目，K是注射機的最大注射量的利用系數(shù)，取0.8，m是注射機的最大注射量(cm)，m1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。根據(jù)對塑件的精度要求及型腔的排布，n=4
3.1.3. 最大注射量的校核
nm+m1≤kmp （3.2）
4×2.358+0.092=9.5〈17.5
式中mp 是注射機充許的最大注射量(g或cm3)。
滿足nm1+m2≤80%mp，所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機的最大注射范圍內(nèi)。
3.1.4. 鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機的額定鎖模力Fp，才能保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象即：
Fz=p(nA+A1)
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