保溫瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計,保溫瓶,塑料,模具設(shè)計
邵陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書
專業(yè)班級
學生姓名
喻 俊 杰
學 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)計整副模具的非標準零件。
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、按制圖標準設(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，學生、指導教師、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）
通過三年的學習時間，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了多種經(jīng)驗和技巧。本人多次參加實習，包括金工實習，生產(chǎn)實習等，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：通過指導老師的指導，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）負責人（簽名） 單位（公章） 年 月 日
指導教師（簽名） 學生（簽名）
邵陽學院畢業(yè)設(shè)計
前 言
大學三年時光轉(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業(yè)安排，是對大學三年所學知識的一場大檢測，是對大學三年專業(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)計的全過程的學習。
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”。可見模具工業(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。
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)計有了較深的認識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準，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)計是在導師的帶領(lǐng)下通過同學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和身邊同學的熱心幫助！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給予耐心指正。謹表示感謝！
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，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應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。
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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