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一 設(shè)計 論文 內(nèi)容 1 按提供的塑料制品 杯蓋 進行測繪 1 繪出制品 杯蓋 的產(chǎn)品圖紙 2 參考有關(guān)資料 標(biāo)注尺寸 公差及相關(guān)的技術(shù)要求 2 結(jié)合制品 杯蓋 圖紙內(nèi)容確定該制品注塑模具的設(shè)計方案 3 設(shè)計注塑模具 二 設(shè)計 論文 依據(jù) 1 提供塑料制品 童心吸水杯杯蓋 一只 2 實驗室借用量具 準(zhǔn)備測量制品各關(guān)鍵尺寸 3 合理確定制件準(zhǔn)確厚度 三 技術(shù)要求 1 根據(jù)制品的幾何形狀 重要 g 確定注塑模具的澆口類型和型腔數(shù)量 2 結(jié)合制品的澆口類型 型腔數(shù)量等條件選擇注塑機的型號 類別來確定模具安裝 類 型及參數(shù) 3 對模具中各種機構(gòu)進行設(shè)計 四 畢業(yè)設(shè)計 論文 物化成果的具體內(nèi)容及要求 1 根據(jù)方案確定 模具設(shè)計 以及有關(guān)計算等設(shè)計過程來寫出畢業(yè)設(shè)計說明 書一份 簡明扼要 重點突出 內(nèi)容在一萬字左右 2 圖紙內(nèi)容及張數(shù) 1 塑料制品圖各一張 比例適當(dāng) 2 注塑模具總裝配圖一張 A 0 3 零件圖 二維 三維 若干 其中 為計算機繪圖 32 五 畢業(yè)設(shè)計 論文 進度計劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 3 31 4 8 實習(xí) 收集資料 4 11 4 22 整理資料 擬定方案 4 18 3000 字以上的實習(xí)小結(jié) 4 25 5 28 設(shè)計 繪制圖紙階段 4 28 5 2 檢查 設(shè)計進展 情況 5 30 6 10 整理 匯編設(shè)計說明書 6 15 6 20 審圖 學(xué)生修改圖紙 做答辯前的各項準(zhǔn)備 6 18 6 20 系部安排檢查 6 20 畢業(yè)設(shè)計資料全部上交系部 6 23 6 27 分小組進行答辯 6 28 6 29 系答辯領(lǐng)導(dǎo)小組抽查答辯 六 主要參考文獻 1 陸寧編著 實用注塑模設(shè)計 北京 中國輕工業(yè)出版社 1997 5 2 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 1982 12 3 張克惠 注塑模設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 1 4 王樹勛 模具實用技術(shù)綜合手冊 廣州 華南進工大學(xué)出版社 1995 6 5 宋玉恒 塑料注射模具設(shè)計實用手冊 北京 航空工業(yè)出版社 1994 8 6 陳秀寧 機械設(shè)計基礎(chǔ) 浙江大學(xué)出版社 1993 7 7 虞傳寶 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計資料 機械工業(yè)出版社 1992 10 8 工程畫教研室 機械制圖 大連理工大學(xué) 北京 高等教育出版社 1993 5 9 成都科技大學(xué) 北京化工學(xué)院 天津輕工業(yè)學(xué)院 塑料成型模具 輕工業(yè)出版 社 1990 8 10 王伯平 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2001 1 11 申樹義 高濟編 塑料模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1993 9 12 馮炳堯等主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上?？萍汲霭嫔?1987 8 七 其他 必須按 進度計劃 進行設(shè)計工作 摘要 一個國家工業(yè)水平的高低 在很大程度上取決于模具工業(yè)發(fā)展的水 平 模具工業(yè)的發(fā)展水平 是一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一 注塑 模具是指用于成型塑料制件的模具 設(shè)計塑料模時 確定了模具結(jié)構(gòu)之 後即可對模具的各部分進行詳細(xì)設(shè)計 即確定各模板和零件的尺寸 型 腔和型芯尺寸等 這時將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計參數(shù) 因而 只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能確定型腔各部分的尺寸 即使所 選模具結(jié)構(gòu)正確 但所用參數(shù)不當(dāng) 就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件 本文介紹了童心吸水水杯杯蓋的注塑模設(shè)計 首先對塑件制品進行工藝 分析與研究 其次 進行分型面的選擇 澆口的設(shè)計 決定模具采用三 板式結(jié)構(gòu) 水路冷卻 結(jié)構(gòu)簡單 耐用 便于加工部件 生產(chǎn)效率高 利用推板對制品進行強制脫模 對模具的各個零件進行了設(shè)計與計算以 及強度的校核 最后對模具材料的選擇 使用與保養(yǎng)作了幾點說明 關(guān)鍵詞 童心吸水水杯杯蓋 注塑模 三板式 強制脫模 Abstract A nation s industrial level is largely decided by the developmental level of molding tool industry Therefore the level of molding tool industry is one of the important signs of its industrial level Injecting plastic mold is a kind of molding tool that is used in modeled plastic pieces This article deals with the injecting plastic mold design of Tongxin absorbing watercup s cover Firstly carry out craft analysis and research on plastic products Secondly choose the dividing facet design the sprinkling mouth decide to employ the three plank style and waterway cooling off These structures are simple enough but enduring and easy to process the parts with high efficiency Besides use pushing plank to take off the mold compulsorily design and calculate different parts of the molding tool and check its strength Finally make some illustration on the choice use and maintain of the material of the molding tool Key Words Tongxin absorbing watercup s cover injecting plastic mold three plank type turn off the mold compulsorily 目錄 0 前 言 1 1 概述 3 2 設(shè)計課題及任務(wù) 5 3 塑料制品工藝分析 6 3 1 塑料制品的結(jié)構(gòu) 6 3 2 材料分析 6 3 3 ABS 成型條件 6 3 4 制品的公差 8 3 5 成型方案確定和注塑工藝分析 8 3 6 注塑機的選擇及主要參數(shù) 9 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 4 1 模具型腔的確定 10 4 2 分型面的確定 11 4 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 12 4 4 成型零件型腔的設(shè)計 15 4 5 頂出系統(tǒng)的設(shè)計 20 4 6 冷卻孔的設(shè)計 22 4 7 確定各模具板的厚度及尺寸 22 5 注塑機有關(guān)工藝參數(shù)校核 24 6 模具使用說明及操作過程 26 7 模具的保養(yǎng) 26 小結(jié) 27 參考文獻 28 附件清單 29 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 1 0 前言 塑料工業(yè)的發(fā)展具有得天獨厚的發(fā)展 其原料來源豐富 注塑工藝也越來越多地 被各個制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的制品 要高質(zhì)量 經(jīng)濟地生產(chǎn)出注塑料制品 必須綜合考慮成型樹脂注塑模具及注塑機的問題 注塑模具的設(shè)計質(zhì)量直接影響成型 制品的生產(chǎn)效率 質(zhì)量及成本 能否生產(chǎn)出達到設(shè)計要求的制品 不僅僅取決于模具 的結(jié)構(gòu)與加工精度 還取決于廣義的成型技術(shù) 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛 的工藝裝備 是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段及工藝發(fā)展方向 一個國家工業(yè)水平的高低 在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平 模具工業(yè)的發(fā)展水平 是一個國家工業(yè)水 平的標(biāo)志之一 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展 在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 優(yōu)質(zhì)模 具材料的研究 先進的設(shè)計與制造技術(shù) 專用的機床設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作 的綜合 但其中 CAD CAM 技術(shù)在模具生產(chǎn)方面的應(yīng)用 無疑占有很重要的地位 它被 認(rèn)為是現(xiàn)代模具技術(shù)的核心和重要的發(fā)展方向 1 協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計將成為模具設(shè)計的主要方向 制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內(nèi)產(chǎn)品銷售 產(chǎn)品設(shè)計 產(chǎn)品生產(chǎn)和模具制 造分工更明確 為了縮短產(chǎn)品上市周期 使模具設(shè)計充分理解產(chǎn)品設(shè)計的意圖 在產(chǎn) 品的設(shè)計階段 模具設(shè)計也同時開始 產(chǎn)品設(shè)計工程師和模具設(shè)計工程師需盡早進入 協(xié)同設(shè)計狀態(tài) 由于在制造流程中各個環(huán)節(jié)所采用的 CAD 系統(tǒng)不一定相同 這就要求 CAD 系統(tǒng)要具備協(xié)同的能力 能夠隨時交換上下游的數(shù)據(jù) 能夠處理彼此的數(shù)據(jù) 數(shù) 據(jù)產(chǎn)生及處理標(biāo)準(zhǔn)化 2 模具 CAD 技術(shù)的 ASP 模式將成為發(fā)展方向 今天的模具行業(yè)已經(jīng)成為高技術(shù)密集的行業(yè) 要掌握全部先進的技術(shù) 成本都 將非常高昂 要培養(yǎng)并且留住掌握這些技術(shù)的人才也會非常困難 于是 模具 CAD 的 ASP 模式就應(yīng)運而生了 這樣整個社會就形成了一個大的模具制造企業(yè) 按照價值鏈 和制造流程分工 將制造資源最優(yōu)發(fā)揮 應(yīng)用服務(wù)包括如遞向設(shè)計 快速原型制造 數(shù)控加工外包 模具設(shè)計 模具成型過程分析等 我們相信 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的先進的 CAD 技術(shù)必將把模具工業(yè)推上新的臺階 3 模具 CAD CAM 發(fā)展趨勢 21 世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化 智能化 柔性化和網(wǎng)絡(luò)化 追求 的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率 縮短設(shè)計周期及制造周期 降低生產(chǎn)成本 最大 限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求 具體表現(xiàn)出以下幾個特征 1 集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成 更應(yīng)該強調(diào)技術(shù) 人和管理的集 成 2 智能化技術(shù) 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 2 4 應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期 包括產(chǎn)品設(shè)計 制造 使用 各個環(huán)節(jié)的 智能化 實現(xiàn)生產(chǎn)過程 包括組織 管理 計劃 調(diào)度 控制等 各個環(huán)節(jié)的智能化 以及模具設(shè)備的智能化 也要實現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮 3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實現(xiàn) 各種通訊協(xié)議及制造自動化協(xié)議 信息通 訊接口 系統(tǒng)操作控制策略等 是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 為我國模具企業(yè)實現(xiàn)敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 4 多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計技術(shù) 未來產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計不僅用到機械科學(xué)的理論與知識 而且還用到電磁學(xué) 光學(xué) 控制理論等 甚至要考慮到經(jīng)濟 心理 環(huán)境 衛(wèi)生及社會等各方面的因素 產(chǎn)品的 開發(fā)要進行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計 以追求模具產(chǎn)品動靜態(tài)特性 效率 精度 使 用壽命 可靠性 制造成本與制造周期的最佳組合 5 虛擬現(xiàn)實與多媒體技術(shù)的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實 VR Virtual Reality 是人造的計算機環(huán)境 人處在這種環(huán)境中有身 臨其境的感覺 并強調(diào)人的介入與操作 6 反求技術(shù)的應(yīng)用 這種過程就是反求工程 RE Reverse Engineering 一旦建立了 CAD 幾何 模型后 就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作 如實物 CAD 模型 的修改 零件的重新設(shè)計 有限元分析 誤差分析 數(shù)控 NC 加工指令生成以及 模具的設(shè)計和制造等 7 快速成形技術(shù) 快速成形制造技術(shù) RPM Rapid Prototyping 2 定位孔的直徑 模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機床定位孔直徑相配合 小型 機床一般只在定模部分設(shè)置定位孔 大型 機床則定 動模板都設(shè)置定位孔 3 頂出桿的位置 設(shè)計模具時 必須了解機床頂出桿的直徑及位置 并應(yīng)將 頂出桿的行程和模具頂出裝置動作一起考慮 4 噴嘴前端的孔徑筆球面的半徑 是澆口套的孔徑和球面尺寸的依據(jù) 5 安裝螺孔的位置及妃徑 機床定 動模板上設(shè)有一系列螺孔 以供安裝模 具壓裝所用 安裝形式如下 1 用螺釘直接固定模具 2 用壓板固定模具形式 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 10 4 4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具設(shè)計要點 熔體的流動情況 流動陰力 速度 引程 重新融合 排氣 熔體冷卻收縮與補縮 模具的冷卻與加熱 模具的相關(guān)尺寸與注射機關(guān)系 模具的總體結(jié)構(gòu)與零部件的結(jié)構(gòu) 考慮模具安裝與加工強度 精度 4 1 模具的型腔數(shù)目的確定 模具中的型腔數(shù)目的確定是一項綜合項目 首先應(yīng)考慮注射機的各項規(guī)格及工作 性能 以及考慮制品的精度要求 模具制造的費用等 確定合適的成型型腔數(shù) 應(yīng)考慮以下幾個因素 1 以機床注射能力為基礎(chǔ) 每次注射量不超過注射機最大注射量的 80 按 公式 計算 注塑模具設(shè)計要點與圖例 P件 澆WSN 8 0 3 式中 N 型腔數(shù) S 注射機的注射量 g 澆注系統(tǒng)的注射量 g 澆 塑件重量 g 件 初定注射 機為 XS ZY 125 型 該注射機的注射 量為 104g 即 S 104g 初 估澆注系統(tǒng)的重量為 65g 即 65g 塑件的重量 16g 澆W件W 所以 05 1648 0 N 因此 模具的型腔數(shù)初定為 1 2 根據(jù)塑件的精度考慮 一般單型腔時制造精度高 塑件精度也高 該制品 的表面精度要求很高 表面要求光滑 粗糙度很高 不易打采用多型腔 在精度要 要求前提的情況下 采用一模一腔 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 3 據(jù)塑件形狀及進料口位置考慮 該制品為童心吸水杯杯蓋 圓形 制品高度為 46mm 在制品 的中心部分 采 用點澆口 困此 采用一模一腔能滿足點澆口的要求 綜合以上 3 個方面的因素 該模具的型腔數(shù)確定為 1 個 4 2 分型面的確定 分開模具能取出塑件的面 稱作分型面 其它的面稱作分離面或稱分模面 注 射模只有一個分型面 分型面的方向盡量采用與注塑機開模是垂直方向 形狀有平面 斜面 曲面 選擇分型面的位置時 1 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 使塑件留在動模一邊 利于脫模 3 將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側(cè) 以保征同心度 4 軸芯機構(gòu)要考慮軸芯距離 5 分型面作為主要排氣面時 分型面設(shè)于料流的末端 從塑件形狀結(jié)構(gòu)分析塑件為高度 46mm 直徑 78cm 2mm 厚的殼體 外側(cè)面 拔模斜度 又前面為外形面 要求保證光潔 不能留下澆口和頂桿痕跡 根據(jù)分型面必須開設(shè)在制件斷面輪廓最大的地方的基本原則 并綜合以 下幾點分析 1 因為分型面不可避免地要在制件上留下溢料痕跡 或拼合縫痕跡 故分型面 不選在制件光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 從制件的頂出考慮分型面要盡可能留在動模這一邊 3 為避免使用側(cè)抽型芯 分型面的選擇也要充分考慮 確定分型面位置如圖所示 aAss A 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 12 4 分型面選在此處不會對塑件外觀有何影響 也不易產(chǎn)生飛邊 也利于開模和脫 模 加工也方便 4 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體的流動通道 作用 1 輸送流體 2 傳遞壓力 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則 1 組成 由主流道 分流道 內(nèi)澆口 冷料穴等結(jié)構(gòu)組成 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 1 考慮塑料的流動性 保征流體流動順利 快 不紊亂 2 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件 3 一模多腔時 防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi) 4 進料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定 5 流道的進程要短 以減少成型周期及減少廢料 4 3 1 澆注系統(tǒng)的分析 澆注系統(tǒng)對塑件的質(zhì)量和成型效率有直接影響 是整套模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié) 對該塑件分析 具體設(shè)計時主要考慮以下因素 1 塑件成形特性 澆注系統(tǒng)需適應(yīng) ABS 成形特性要求 以保證塑件質(zhì)量 2 塑件的大小及形狀 根據(jù)該塑件的大小 形狀 壁厚及技術(shù)要求等因素 前 面已擬定了分型面的位置 同時也考慮了設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進料口數(shù)量及位置 保證塑件的正常成形 防止流料直接沖擊嵌件和受力不均 進料不勻 3 塑件型腔數(shù)目 該注塑模具是一模一腔 主流道放置中間 4 塑件外觀質(zhì)量 為了便于去除 修整進料口 澆口選在不影響制件外觀的位 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 置 5 成形效率 批量生產(chǎn)時在保證成形質(zhì)量的前提盡量縮短填充及冷卻時間和成 形時間 同時還節(jié)約了塑料 6 冷料 噴嘴端部的冷料必須去除 在主流道底端設(shè)有流道冷料推板 4 3 2 澆口的設(shè)計 澆口指流道末端與型腔之間的細(xì)小通道 1 作用 a 使熔體快速進入型腔 按順序填充 b 冷卻材料作用 2 澆口參數(shù) a 形狀一般為圓形或矩形 b 面積與分流道比為 0 03 0 09 c 長度一般 0 5 2 0mm 3 小澆口的優(yōu)點 a 改變塑料非牛頓流體的表觀粘度 增剪切速率 b 小澆口改變流體流速 產(chǎn)生熱量 溫度升高 c 易凍結(jié) 防止型腔內(nèi)熔體的倒流 d 便于塑件與澆注系統(tǒng)的分高 本澆注系統(tǒng)澆口采用點澆口形式 其尺寸很小 這類澆口由于前后兩端存在較大的 壓力差 能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱 從而導(dǎo)致熔體的 表觀粘度下降 流動性增加 利于填充 采用點澆口成型塑件 去除澆口后殘留痕跡小 易取得澆注系統(tǒng)的平衡 也利于 自動化操作 但壓力損失大 收縮大 塑件易變形 同時在定模部分需另加一個分 型面 以便澆口凝料脫模 點澆口的截面為圓形 直徑 d 一般在 0 8 2 0mm 范圍內(nèi)選取 常用直徑是 0 8 1 5mm 點澆口直徑也可用下面經(jīng)驗公式計算 420 1 Ad 點澆口直徑 mm 塑料成型工藝與模具設(shè)計 Pd 124 塑件在澆口處壁厚 mm 型腔表面積 mm A2 澆口的厚度尺寸將直接影響澆口的固化時間 長度尺寸則決定壓力下降程度 壓力下降與澆口長度成正比例 參考 塑料成型工藝與模具設(shè)計 點澆口設(shè)計 澆 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 14 4 口尺寸結(jié)構(gòu)如圖所示 4 3 3 主流道襯套的設(shè)計 主流道襯套位于模具的入口部 其作用是將塑化熔融的樹脂導(dǎo)入流道或型腔 注流道垂直于分型面 注流道襯套內(nèi)孔呈圓錐形 圓弧 R 處為錐孔的小端 錐孔的 錐度越大 及內(nèi)壁 的粗糙度在 0 8 以上 主流道越容易脫出 主流道襯套的設(shè)um 計要點如下幾點 1 主流道襯套的圓弧半徑 R 應(yīng)比噴嘴頭部半徑大 1mm 左右 2 錐孔的小端直徑比噴嘴孔直徑大 0 5 1mm 3 盡可能縮短長度 本澆注系統(tǒng)采用最為常用的 v 形澆道 這種澆道易于機械加工 且熱量損失和阻 力損失均不太大 截面尺寸如圖所示 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 4 3 4 模具的排氣部分 排氣槽的設(shè)計原則 1 如果型腔中產(chǎn)生乞阻現(xiàn)象 將直接影響制品的外觀 設(shè)計模具時 必須考慮 排氣問題 如發(fā)生氣阻 型腔中排不出的空氣會因高壓而燃燒 使制品的局部被燒蝕 影響制品的質(zhì)量 2 簡單模具氣阻的準(zhǔn)確位置易確定 對于復(fù)雜的模具 可以通過試模來確定 氣阻位置 3 找出氣阻位置 便可設(shè)置排氣槽 一般在分型面凹模一側(cè)開設(shè)一條深 0 025 0 1mm 寬 1 5 6 mm 的排氣槽 4 該套模具的排氣槽設(shè)置在分型面處及鑲塊的嚙合處 塑件外形尺寸較小 對于此類小型模具 可利用分型面間隙排氣 分型面位于 熔體流向的末端 可達到很好的排氣效果 因而本模具不另外設(shè)計排氣系統(tǒng) 直接 由分型面間隙 鑲件縫隙 推桿間隙等進行排氣 具體的結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 16 4 4 4 成型零件的設(shè)計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時 直接與塑料接觸 承受塑料熔體的高壓 料 流的沖刷 脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強 度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計成型零件時 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的 加工 熱處理 裝配等要求進行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算成型零件的工作尺寸 對關(guān)鍵 的成型零件進行強度和剛度校核 4 4 1 成型零件型腔計算 塑料成型工藝與模具設(shè)計 P P1485 凹模是成型塑件的主要零件 按其結(jié)構(gòu)不同 可分為整體式和組合式兩類 本 設(shè)計中采用整體式凹模 其特點是牢固 不易變形 型芯是成型塑件的內(nèi)表面的零 件 型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種 本設(shè)計中采用整體式 特點是結(jié)構(gòu)牢 固 但不便加工 消耗的模具鋼多 這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨加工 再鑲?cè)肽０逯?成型零件工作尺寸的確定 成型零件的工作尺寸指直接成型塑件的尺寸 成型零件尺寸計算的基本公式是 1 SBA 考慮塑件公差 模具制造公差 模具磨損量等 其計算公式如下 1 型腔內(nèi)徑尺寸的計算 00 43 1 SD 式中 D 型腔內(nèi)徑尺寸 D 塑件外徑標(biāo)稱尺寸 mm 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 17 S 塑料平均收縮率 即 2minaxs 塑件公差 型腔制造公差2 代入數(shù)據(jù)得 05 05 178 3842 6 D 2 型心外徑尺寸計算 00 431 Sd 其中 d 型芯外徑尺寸 d 塑件內(nèi)徑標(biāo)稱尺寸0 型芯制造公差 代入數(shù)據(jù) 05 05 647384 1 d 3 型腔高度尺寸計算 0021SH 式中 H 型腔深度尺寸 H 塑件高度標(biāo)稱尺寸0 型腔深度制造公差 一般取 或 31 4 代入數(shù)據(jù)得 13 0 0462859 4 型心高度尺寸計算 002 sh 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 18 4 式中 h 型芯高度尺寸 h 塑件深度標(biāo)稱尺寸0 型芯高度制造公差 代入數(shù)據(jù)得 h 013 013 4285 4 4 2 圓型零件型腔壁厚的計算及強度校核 注塑模具設(shè)計及應(yīng)用 P P1670 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強度和剛 度 模具型腔壁厚的計算應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn) 型腔壁厚的強度計算條件是型腔在各種受力形式下的應(yīng)力值 不得超過模具 材料的許用應(yīng)力 而剛度計算條件由于模具的特殊性應(yīng)從以下三個方面來考慮 模具成型過程中不發(fā)生溢出 保證塑件尺寸精度 尺寸范圍 50 200 i 15 塑件精度等級 取 4i 塑件尺寸公差值 取 0 38 代入數(shù)據(jù)得 05 38 15 保證塑件順利脫模 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 s 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量 塑件壁厚 塑料的收縮率s 根據(jù)重復(fù)承受內(nèi)壓力的圓筒體原理計算壁厚 并按此計算強度 1 壁厚計算 prRt 2 式中 在半徑 r 圓周產(chǎn)生的切線應(yīng)力 Mpa 其值為所用模具用鋼的抗拉t 應(yīng)力 安全系數(shù) 型腔壓力 Mpap 模具外圓半徑R 模具型腔內(nèi)圓半徑r 已知 m39 Mpa30pat10 模具抗拉應(yīng)力 取安全系數(shù)為 4 4 側(cè) mR5301392 rh94 h 為最大壁厚與最小壁厚的平均值 按變形量校核型腔壁厚 mrREp2 式中 型腔內(nèi)半徑徑向的變形量 型腔壓力 Mpa 彈性模量 碳鋼取 Mpa510 2 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 20 4 型腔內(nèi)半徑r 型腔外半徑R 橫向變形系數(shù) 泊松比 碳鋼取 0 25m 代入數(shù)據(jù)得 018 25 03952392 所以 變形限制在 0 2mm 以下符合要求 定模強度校核 2435EBhPLS 式中 墊板厚度h 模內(nèi)成型壓力P 支撐塊間距離L 模具寬度 B 凸模板的允許變形量S 彈性模量 鋼取EMpa510 2 代入數(shù)據(jù)得 047 35201 32 852546 S 變形量限制在 0 1 以下 符合要求 4 5 頂出系統(tǒng)的設(shè)計 在注射成型中 制品的頂出對制品的質(zhì)量以及是否可以自動成型等起著重要的 作用 頂出方法由使用塑料的種類 制品形狀 澆口的種類 制品的商品價值 模 具的制作周期及價格等所決定 原則上必須能夠在不使制品產(chǎn)生變形和損壞的情況 下 可靠而迅速地脫模 故障要少 維修要簡單 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形 3 機構(gòu)簡單 動作可靠 4 良好的塑件外觀 5 合模時的正確復(fù)位 頂出方式的種類有很多種 本設(shè)計中由于制品內(nèi)壁有一圈螺紋 精度不高 因而采用頂板頂出機構(gòu)進行強行脫模 這各機構(gòu)的原理是在型芯根部安裝一與之密 切配合的推板 頂出時 推板沿成型周邊移動 將塑件推離型芯 這種機構(gòu)主要用 于頂出支撐面很小的塑件 如薄壁容器等 在不允許留有頂桿殘痕的情況下 也可 采用這種頂出板頂出機構(gòu) 為了防止推板刮傷型芯 推板和型芯之間最少應(yīng)留有 0 25mm 的間隙 頂板內(nèi)側(cè) 邊緣斜角應(yīng)在 左右選取 頂板應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置 10 本設(shè)計中 脫模時頂板帶動頂桿 頂桿頂出推板 向前把塑件推出 頂出行程 一般是被頂出制品高的 所以頂桿的行程 不要將頂出行程做得過32cm40326 長 脫模力的計算 塑料成型工藝及模具設(shè)計 P 170 注射成型后 塑件在模具內(nèi)冷卻定型 由于體積的收縮 對型芯產(chǎn)生包緊力 塑件要從模腔中脫出 就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力 對于不帶通孔的殼 類塑件 脫模時還要克服大氣壓力 一般而論 塑料制件剛開始脫模時 所需克服 的阻力最大 即所需的脫模力最大 b 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 22 4 sinco uAPFT 式中塑料對鋼的摩擦系數(shù)約為 0 1 0 3 塑件包容型芯的面積 塑件對型芯的單位面積上的包緊力 一般情況下 模外冷卻的塑件 p 約 取 24 39Mpa 模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取 8 12Mpa 代入數(shù)據(jù)得 23104 3718mSHA MpaP0 NFt3718 4 合模時 推板通過回程桿復(fù)位 使得生產(chǎn)的連續(xù)進行 4 6 冷卻孔的設(shè)計 模具設(shè)計中 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)部分的設(shè)計是必不可少的 因為模具的溫度直接影 響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 這要求我們的設(shè)計冷卻系統(tǒng)時必須讓模具迅速均 勻地使模具和塑件冷卻下來 以縮短成型周期 同時能使塑料的收縮率小 變形小 尺寸穩(wěn)定 耐應(yīng)力 開裂性好 表面光潔 模具設(shè)置冷卻裝置的目的 1 防止塑件脫模變形 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 2 縮短成型周期 3 使結(jié)晶性塑料快速冷卻 水道孔徑的選擇 冷卻水道的直徑采用 8mm 的冷卻水道 最低流速是 水孔位置設(shè)計 如圖sm6 1 所示 4 7 確定各模板的厚度 塑料模具設(shè)計 P 218 對于模具中各模板的厚度 包括頂出固定板 墊板 動定模固定板 支撐板等 在滿足強度要求的前提下 應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架及一些尺寸的要求 初步確定模架的尺寸如下 單位 mm 定模固定板 23509 流道冷料推板 16 定模板 推板 8 動模板 250 動模墊板 3 頂出板 16 頂出固定板 支撐板 75204 動模固定板 39 模具用鋼 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 24 4 選擇模具零件的材料應(yīng)按其用途而定 對成形零件的用料應(yīng)考慮以下因素 1 要承受在高溫 高壓下長期工作 因此應(yīng)有足夠的機械強度 耐疲勞性能及 耐熱性 2 用于成批大量生產(chǎn)的模具應(yīng)具有良好的熱處理性能 對形狀復(fù)雜的零件及易 變形零件則還應(yīng)要求材料在熱處理時變形小 3 對成型零件尺寸精度要求較高的 應(yīng)考慮使用尺寸穩(wěn)定性好的材料 4 模具鋼要便于加工 易拋光 根據(jù)以上要求 模具的材料分別為 動模板 定模板等模板使用 45 鋼 導(dǎo)柱 導(dǎo)套材料為 T8A 或 20 號鋼滲碳處理 其它零件所用材料見總裝配圖明細(xì)欄 5 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 塑料模設(shè)計手冊 塑料模設(shè)計手冊編寫組 5 1 最小注射量的校核 對于螺桿式注射機 其最小注射能力以螺桿在料筒內(nèi)最大推進容積 M cm3 表示 因此最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒內(nèi)的溫度及壓力下的重量 Gmax M DC g 式中 M 注射機規(guī)定注射容積 cm3 D 注射塑料在常溫下的比重 g cm3 C 料筒溫度在塑料體積膨脹率校正系數(shù) 結(jié)晶塑料取 0 85 非結(jié)晶塑 料取 0 93 因塑件體積小 壓力對塑件比重影響很小 可忽略不記 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 Gmax 60X1 05X0 93 58 59 g 塑件質(zhì)量使用 Pro E 分析模組計算得 G 塑件 16g Gmax 所以 此注射機最大注射量滿足該塑件要求 5 2 注射壓力校核 查 模具手冊 得 ABS 樹脂在螺桿式注射機下注射壓力應(yīng)在 60 100 MPa 而 SZ ZY 125 型注射壓力為 116 6Mpa 因此能滿足該塑件要求 5 3 鎖模力校核 當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時 產(chǎn)生一個使模具沿分型面分開 其值等 于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力 pKF P 式中 p 料筒內(nèi)注射機柱塞或螺桿施于塑料上的壓力 MPa K 損耗系數(shù) 1 3 2 3 F 投影總面積 m2 P 注射機的額定鎖模力 KN pKF 390000N 2489000N 204 1 326 1 故鎖模力滿足要求 6 使用說明及操作過程 一 試模與修正 1 對 童心吸水杯杯蓋 模具設(shè)計完成后 必須進行試模 通過試模 來檢驗?zāi)?具是否合格以及選擇最佳成型工藝 2 經(jīng)過第一次試模后 就合格的模具是理想的 實際上難以做到 所以 在試 模后一般即需按照模具委托加工說明書進行修正加工 修改委托書內(nèi)容時 必須慎重 行事 二 操作過程 1 開模后 定模與定動模之間分開 2 隨著機床的后退 在頂板的作用下 完成塑件的強行脫摩過程 3 機床繼續(xù)后退 在拉板和拉桿螺釘?shù)淖饔孟?使得定模和冷料流道推板 與冷料流道推板和定模固定板的兩次分離 如廢料不能自行彈出時 由工人手工取 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 26 4 出廢料 5 合模 繼續(xù)下一個循環(huán)操作 三 該套模具可采用半自動操作 有一定的工作量 但這樣做可以降低成本 帶 來很好的經(jīng)濟效益 7 模具的保養(yǎng) 每一套模具 往往造價及為昂貴 對模具必須進行保養(yǎng) 1 防銹措施 卸模時 必須從下部卸下冷卻管 用棉絲擦干 用壓縮空氣吹凈 在防銹方法上 可涂飾耐水性的黃油 也可以打用除銹液將型腔和冷卻孔銹體清除 2 保持滑動部分的潤滑 在保養(yǎng)上要定其在滑動部分涂油 涂飾必須適當(dāng) 如潤滑油涂飾太多則會污染 制品 涂少起不到潤滑的效果 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 小結(jié) 三個月的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲 在整個設(shè)計過程 我做了大量的工作 從資料的搜 集到參觀學(xué)習(xí) 以及對模具進行設(shè)計等工作 我都能按計劃要求完成任務(wù) 注塑模設(shè)計 這門課是作為選修課開設(shè)的 我沒有選 給我的畢業(yè)設(shè)計帶來不便 在老師的指導(dǎo)下 我通過自學(xué) 對這們課程有一定程度的認(rèn)識 加上課外書籍的閱讀 和參觀實習(xí) 對模具的了解越來越多 這次畢業(yè)設(shè)計給了我一個很好的學(xué)習(xí)機會 我 搜集了大量的資料 在圖書館借了數(shù)本有關(guān)注塑料模方面的書 認(rèn)真仔細(xì)地看過多遍 并且做了筆記 這都為我以后的設(shè)計工作打下了堅實的基礎(chǔ) 在參觀幾家塑料廠的時候 我能做到多看 多問 多動手 在其中是三家塑料廠 我還親手拆裝了幾套模具 進行了分析與研究 和同學(xué)一起探討 使我對注塑行業(yè)也有 了一定的了解 并對注塑模具有了一定的感性認(rèn)識 在進行設(shè)計與繪圖的時候 我查閱了大量的資料 對每一個零件的尺寸 對每一個 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 28 4 部件的安裝位置 對每一個動作運動機理 進行了深入的分析下研究 并和指導(dǎo)老師及 同學(xué)進行了探討 盡可能完善每一個設(shè)計過程 我是用 AUTOCAD 與 PRO E 進行繪圖 這使我能更加熟練地運用這兩種軟件 由于人的知識有限 在設(shè)計過程中 經(jīng)驗不 足 在某些地方的設(shè)計與實際相脫離或者在某些地方的設(shè)計不完美 希望老師能予 以指正 三個月的設(shè)計業(yè)已結(jié)束 在這個過程中 我對模具設(shè)計及塑料行業(yè)有了一 定了解 學(xué)到了很多的知識 培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 精益求精的工作態(tài)度 并鍛練了我的意志 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)即將完成 我學(xué)到的東西還很多 使大學(xué)四 年所學(xué)的書本知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合 加深了理論的理解 提高了動手能力 在將來的工作中能夠做到得心應(yīng)手 乘風(fēng)破浪會有時 直掛云帆濟滄海 參考文獻 1 陸寧編著 實用注塑模設(shè)計 北京 中國輕工業(yè)出版社 1997 5 2 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 1982 12 3 張克惠 注塑模設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 1 4 王樹勛 模具實用技術(shù)綜合手冊 廣州 華南進工大學(xué)出版社 1995 6 5 宋玉恒 塑料注射模具設(shè)計實用手冊 北京 航空工業(yè)出版社 1994 8 6 陳秀寧 機械設(shè)計基礎(chǔ) 浙江大學(xué)出版社 1993 7 7 虞傳寶 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計資料 機械工業(yè)出版社 1992 10 8 工程畫教研室 機械制圖 大連理工大學(xué) 北京 高等教育出版社 1993 5 9 成都科技大學(xué) 北京化工學(xué)院 天津輕工業(yè)學(xué)院 塑料成型模具 輕工業(yè)出版 社 1990 8 10 王伯平 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2001 1 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 11 申樹義 高濟編 塑料模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1993 9 12 馮炳堯等主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上海科技出版社 1987 8 13 葉屋臣一 注塑模設(shè)計和應(yīng)用 輕工業(yè)出版社 1989 1 14 許鶴峰 注塑模具設(shè)計要點與圖例 化學(xué)工業(yè)出版社 1999 1 15 馬金駿 塑料模具設(shè)計 中國科學(xué)計算出版社 1994 6 16 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1994 6 附件清單 童心吸水杯杯蓋模具裝配圖 MJ 001 A0 1 張 模具零件圖 頂出板導(dǎo)向桿 MJ 001 01 A4 1 張 拉桿螺釘 MJ 001 02 A4 1 張 型芯 MJ 001 03 A3 1 張 拉板 MJ 001 04 A4 1 張 定模安裝板 MJ 001 05 A2 1 張 定位環(huán) MJ 001 06 A4 1 張 導(dǎo)套 MJ 001 07 A4 1 張 導(dǎo)柱 MJ 001 08 A4 1 張 主流道襯套 MJ 001 09 A4 1 張 導(dǎo)柱 MJ 001 10 A4 1 張 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計 30 4 流道冷料推板 MJ 001 11 A2 1 張 定模型板 MJ 001 12 A2 1 張 推板 MJ 001 13 A2 1 張 動模型板 MJ 001 14 A2 1 張 動模墊板 MJ 001 15 A2 1 張 支撐板 MJ 001 16 A3 1 張 動模固定板 MJ 001 17 A2 1 張 頂出固定板 MJ 001 18 A3 1 張 頂出板 MJ 001 19 A3 1 張 支撐釘 MJ 001 20 A4 1 張 制品圖 LJ 001 A3 1 張 三維實體造型圖冊一份 A4 16 張