量米杯塑料注塑模具設(shè)計【水杯】【筆筒】【一模四腔】

量米杯塑料注塑模具設(shè)計【水杯】【筆筒】【一模四腔】,水杯,筆筒,一模四腔,量米杯,塑料,注塑,模具設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計書 課題名稱：量米杯的注塑模設(shè)計 姓 名 學(xué) 號 班 級 專 業(yè) 院 系 指導(dǎo)教師 2016年 10 月 6日 目錄 摘 要 3 第一章 塑件分析 4 1.1 塑件描述及設(shè)計要求 4 1.2 塑件批量 5 1.3 塑件體積和質(zhì)量計算 5 第二章 注塑機的確定 6 2.1注射機的選取： 6 2.1KM100C型注射機的主要參數(shù) 7 第三章 模具設(shè)計有關(guān)計算 7 3.1凹模工作尺寸計算 7 3.2凸模工作尺寸計算 7 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 4.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 4.1.1分型面的選擇 8 4.1.2流道系統(tǒng)的設(shè)計 9 4.2模具工作過程（動作原理）描述 13 第五章 注塑機參數(shù)校核 13 5.1最大注塑量校核 13 5.2 鎖模力校核 14 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 14 5.4 開模行程校核 14 5.5 型腔壁厚、底板厚度校核 14 5.6 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計 15 5.6.1、定模鑲件的冷卻 15 5.6.2、動模鑲件的冷卻 15 致謝 17 摘 要 模具的生產(chǎn)技術(shù)水平已成為衡量一個國家的水平的產(chǎn)品制造商的一項重要指標(biāo),因為模具決心很大程度上質(zhì)量、效率和開發(fā)新產(chǎn)品的能力。目前,中國的工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品的多樣性、更新快和激烈的市場競爭。 本次設(shè)計以量米杯模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、Pro/E等電腦軟件，使用Office工具等現(xiàn)代化的電腦手段，力求達(dá)到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 本次設(shè)計中得到了諸位老師的指點，非常感機械學(xué)院各位老師的精心教誨。 由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，本設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。 關(guān)鍵詞：量米杯、點澆口、注塑模 第一章 塑件分析 1.1 塑件描述及設(shè)計要求 本塑件為以杯型的量米杯，實用性強，便于理解基本的模具設(shè)計的理念，成型的方法，模架及其常用標(biāo)準(zhǔn)間的選取?；诖嘶A(chǔ)，為便于大批量的生產(chǎn)，本塑件采用一模四腔，點澆口，設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模，選用單分型面注射模，推出形式為頂桿推出機構(gòu)完成塑件的推出。塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計中也進(jìn)行了設(shè)計。材料要耐用，耐磨，可以承受較大的沖擊力，不易摔壞；好看，有光澤，表面較光滑；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以耐高溫（一般低于100oC），耐化學(xué)腐蝕。本次的設(shè)計查閱了大量的專業(yè)資料和書籍，豐富了設(shè)計過程。量米杯形狀如下圖： 通過測量 ，尺寸如下： （壁厚為2mm） 1.2 塑件批量 本產(chǎn)品為大規(guī)模批量生產(chǎn)制品，采用一模四腔，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。 1.3 塑件體積和質(zhì)量計算 該產(chǎn)品材料為PP，查書本得知其密度為0.79~0.94，收縮率為1.0％~2.6％，計算其平均密度為0.90 g/cm3，平均收縮率為1.66﹪。 使用PRO/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。 另預(yù)置澆道凝料為3000 mm3 ，PRO/E計算塑件體積得41056.7 mm3 ，因此估算塑件體積為47000 mm3。 縮寫 材料全稱 相對密度 模溫/℃ 料筒溫度/℃ 收縮率/％ 注射壓力/MPA PP 聚丙烯 0.89~0.91 40~60 160~230 1.0~2.5（2.0） 70~140 M=密度*體積=40.6g 本塑件為日常生活中所常見的塑料制品，主要用于放置各種筆類。根據(jù)其使用的特殊性，綜合分析各種塑料的性能，聚丙烯（pp）為最佳材料。 PP的主要特點如下： ② 成白色蠟狀，無毒，透明； ②有著極低的密度（0.88～0.93 ），固質(zhì)量很輕，是大品種塑料中最輕的一種； ③ 化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫下溶劑不能溶解，且有著優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性和耐； ④耐熱性好，其最高使用溫度達(dá)160oC，最低使用溫度達(dá)-15oC； ⑤電性能優(yōu)異，耐高頻電絕緣性好，在潮濕環(huán)境中也具有良好的電絕緣性； ⑥有著優(yōu)異的力學(xué)性能，包括拉伸強度、壓縮強度和硬度，突出的剛性和耐彎曲疲勞性能； ⑦PP比PE容易發(fā)生熱、光氧化，耐氣候老化性差，必須添加抗氧劑或紫外線吸收劑； ⑧耐抗沖擊性能較差，尤其是低溫沖擊性差，對缺口十分敏感； ⑨PP的結(jié)晶性能導(dǎo)致制品的不透明性。 聚丙烯的屈服強度、彈性、硬度及抗拉、抗壓強度等都高于聚乙烯，其拉伸強度甚至高于聚苯乙烯和ABS。聚丙烯吸水率低，絕緣性能好，能耐弱酸、弱堿。但是，聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易降解老化，所以必須加入防老化劑。定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，抗彎曲疲勞強度特別高。聚丙烯成型加工時收縮率較大，易導(dǎo)致成型加工出來的制件出現(xiàn)變形、縮孔等缺陷。 第二章 注塑機的確定 2.1注射機的選取： V=4×42+4cm3=172cm3 Q=0.90*172=154g 因此，注射機的額定注射量應(yīng)>154/0.8=193g 鎖模力的計算： 脹型力=制品投影面積A型腔壓強P 投影面積=3536mm2 型腔壓強P=20MPa 脹型力=76930N 鎖模力脹型力0.8=96164N=97t 所以初步選擇： KM100C型注射機 2.1KM100C型注射機的主要參數(shù) 額定鎖模力/t 機型 螺桿型號 額定射膠量/g 容模尺寸（寬*高*厚） 100 JM100C B 160 410*580*(180*400) 第三章 模具設(shè)計有關(guān)計算 3.1凹模工作尺寸計算 凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，是裝在定模板里的鑲件，用以成型塑料制品的外表面。其結(jié)構(gòu)特點隨制品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。凹模按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。 制品原料為PP，收縮率為1.0% ~ 2.6%，則：；根據(jù)塑件軸向尺寸96mm，精度等級MT5，查表7-2得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-78得模具制造誤差。 凹模深度： 根據(jù)塑件直徑70mm，精度等級MT5，查表7-2得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。 凹模徑向尺寸： 3.2凸模工作尺寸計算 凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿，成型塑件塑件上內(nèi)螺紋的稱為螺紋型芯。它是裝在動模里的鑲件，用以成型塑料制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，凸模也有整體式和組合式兩種 根據(jù)塑件軸向尺寸95mm，精度等級MT5，查表7-2得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。 根據(jù)塑件直徑70mm，精度等級MT5，查表7-2得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。 凸模徑向尺寸： 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1.1分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。 定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 （4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以不必考慮。 分型面方案圖： 4.1.2流道系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，本制品采用一模四腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則： （1） 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 （2） 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （3） 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 （4） 對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進(jìn)入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （5） 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （6） 澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 （一）主流道的設(shè)計 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設(shè)計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計成錐形，錐度為3，內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.8微米,孔徑為0.5毫米。 主流道的設(shè)計要點如下： （1） 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計成圓錐形，因ABS的流動性為中性，故其錐度取3度，過大會造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為R0.8um。 （2） 主流道大端呈圓角，其半徑取r=1～3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力，r=1.5mm. （3） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。 （4） 為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1～2),其小端直徑D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。 （5） 由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度H=5～10mm。 （二）冷料井設(shè)計 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機構(gòu)運動。利用球頭形的拉料桿配合冷料井。 （三）分流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。 分流道設(shè)計要點： （1）.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 （2）.分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井。 （3）.分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （4）.分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 （5）分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 （四）分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。 型腔的布局分布和流道設(shè)計如圖： 選取的模架為龍紀(jì)簡化細(xì)水口FCI型模架，其結(jié)構(gòu)如圖： 4.2模具工作過程（動作原理）描述 開模時,注塑機推動推桿墊板使動定模板分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的作用和止動螺栓的控制下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在頂桿的作用下順利脫出。閉合時，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用以及止動螺栓的控制下通過頂柱使頂桿先于型腔復(fù)位。以免頂桿碰到型腔，損壞模具。 第五章 注塑機參數(shù)校核 5.1最大注塑量校核 注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應(yīng)滿足： 0.8 V機 ≥ V塑＋V澆 式中 V機 ————注塑機的最大注塑量，180cm3 V塑————塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝41cm3 V澆————澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆＝4cm3 故 V機≥168cm3 5.2 鎖模力校核 F鎖pA 式中 p————熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品 A————塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計算A=*35*35mm2 F鎖————注塑機的額定鎖模力。 故 F鎖＞pA=20Mpa×*35*35 mm3= =96N 選定的注塑機的壓力為100N，故滿足要求。 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 該模具的外形尺寸為: ,KM100-C型注射機模板最大安裝尺寸為,故能滿足模具的安裝要求。 由于KM100-C型注射機所允許模具的最小厚度為,最大厚度,即模具閉合高度滿足的安裝條件。 所以, KM100-C型注射機滿足模具安裝要求。 5.4 開模行程校核 注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機構(gòu)的注塑機），故注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式： S機————注塑機最大開模行程，230mm; H1———頂出距離，100mm； H2————包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，120; S機－(H模－Hmin) H1＋H2＋(5～10) 5.5 型腔壁厚、底板厚度校核 由側(cè)壁厚計算公式： 由底板計算公式： 5.6 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計 5.6.1、定模鑲件的冷卻 在定模鑲件產(chǎn)品的上方通1條直的冷卻流道,便于產(chǎn)品頂部的冷卻，并用銅塞堵住不接水嘴的孔，這樣均勻分布的冷卻系統(tǒng)足夠產(chǎn)品的冷卻。 5.6.2、動模鑲件的冷卻 在型芯內(nèi)鉆削水管，如圖示意 參 考 文 獻(xiàn) [1] 許發(fā)樾.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].2000.北京:機械工業(yè)出版社,2000.10 [2] 張維和.注塑模具設(shè)計實用教程[M].2007.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007.9 [3] 劉昌祺.塑料模具設(shè)計[M].1998.北京:機械工業(yè)出版社,1998.10 [4] 朱冬梅.畫法幾何及機械制圖[M].2000.北京:高等教育出版社,2000.12 [5]?葉久新?、王群主編《塑料制品成型及模具設(shè)計》湖南科學(xué)技術(shù)出版社2005年8月.? [6]?《塑料模設(shè)計手冊》編寫組.?塑料模設(shè)計手冊.?機械工業(yè)出版社，1994? [7]?唐志玉.?模具設(shè)計師指南.?國防工業(yè)出版社，1999? [8]?賈潤禮，程志遠(yuǎn).?實用注塑模設(shè)計手冊.?中國輕工業(yè)出版社，2000? [9]?模具制造手冊編寫組.?模具制造手冊.?機械工業(yè)出版社，1996? [10]?黃毅宏.?模具制造工藝.?機械工業(yè)出版社，1999? [11]?馮炳堯，韓泰榮，蔣文生.?模具設(shè)計與制造簡明手冊.?上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998?? [12]?彭建聲.?簡明模具工實用技術(shù)手冊.?機械工業(yè)出版社，1993 致謝 在這一次考驗中我以自己最大努力作好這次課程設(shè)計說明書和三維、二維圖的繪制，完成這一學(xué)期學(xué)習(xí)注塑模具最好的檢驗，也是學(xué)校賦予我們一個使命，給步入社會的我們畫上一個完美的句號。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，不管在設(shè)計上、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等，使我對專業(yè)知識有個開拓性的認(rèn)識。 其次，我要特別感謝凌忠良老師對我的支持與悉心指導(dǎo)，在設(shè)計期間凌忠良老師幫助我理清設(shè)計思路，指導(dǎo)設(shè)計方法，提出有效的改進(jìn)方案。凌忠良老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕田L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神使我受益終生。 此外，我還要感謝身邊同學(xué)的熱心幫助，我要用自己努力去創(chuàng)造成功與未來。 17