六邊形餅干盒注塑模具設(shè)計(jì)【全套含有CAD圖紙三維建模】

六邊形餅干盒注塑模具設(shè)計(jì)【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,六邊形,餅干,注塑,模具設(shè)計(jì),全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 摘 要 這次我的課題是六邊形餅干盒注塑模具設(shè)計(jì)，這個(gè)六邊形餅干盒的材料我選的是聚乙烯（PE）。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)、工藝進(jìn)行分析和研究，我覺得要設(shè)計(jì)出一副這種的注塑模具，我總結(jié)了幾點(diǎn)。首先，我們要從它的工藝性和模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，既然是注塑，肯定少不了澆注系統(tǒng)，與其相關(guān)聯(lián)的肯定少不了注射機(jī)的選擇及校核；其次，我們也要想到一套模具運(yùn)作時(shí)也有外在的因素影響，當(dāng)然外在的因素有很多，我們這里的很大的因素是溫度，由于PE的特性，我們需要給其降溫，所以還需要冷卻系統(tǒng)；再者，我們的塑件成型，還要考慮如何取出，我們這里采用的是推桿推出機(jī)構(gòu)；最后，我們還要系統(tǒng)的對(duì)這一套設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)總結(jié)。 關(guān)鍵詞：六邊形餅干盒；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；工藝；注塑模具；聚乙烯 目 錄 前 言 2 1.塑件分析 3 1.1功能分析 3 1.1.1尺寸精度分析 3 1.1.2表面質(zhì)量分析 3 2.成型工藝分析 4 2.1塑件選材 4 2.2塑件的成型工藝參數(shù)確定 4 3注射機(jī)的選擇 5 4.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 4.1模具分模面（PL面）的定義 6 4.2模具分模面（PL面）的選擇 6 4.3型腔布局的原則 7 4.4澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 7 4.4.1主流道的設(shè)計(jì) 7 4.4.2潛伏式澆口： 8 4.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 4.5.1推出方式 8 4.5.2推桿位置 8 4.6模架類型 9 4.7冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 4.9模具原理 10 5. 模具尺寸計(jì)算 11 5.1型芯型腔技術(shù)要求 11 5.2模具結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 11 5.3其他結(jié)構(gòu)尺寸 12 5.4校核注塑機(jī) 12 5.4.1開模行程 12 5.4.2最大注射量的校核 13 5.4.3鎖模力的校核 13 結(jié) 論 14 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 16 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前 言 在我們現(xiàn)在所能看見的環(huán)境中，萬物都有其特有的形狀。民以食為天，我們所用到的鍋碗瓢盆多種多樣，現(xiàn)在的社會(huì)他們的使用價(jià)值已經(jīng)不只是用來盛放糧食了，在21世紀(jì)，我們不僅追求其實(shí)用性，還講究其是否美觀，所以我們的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了多彩多樣的，那么，這就需要來考慮加工的問題了，而注塑模主要用于熱塑性塑料制品成形的，何為注塑模具呢？簡(jiǎn)單點(diǎn)來說就是這套模具和我們所要加工的塑件是配套的工具，它能給我們的塑件完整的構(gòu)型和精確的尺寸，這類模具用途廣，技術(shù)也比較成熟。當(dāng)然，因?yàn)樗芗牟牧匣蜃⑺芙Y(jié)構(gòu)或成形過程不同，我們分熱固性塑料注塑模、結(jié)構(gòu)泡沫注塑模和反應(yīng)成形注射模以及氣輔注塑模等。模具設(shè)計(jì)這份事業(yè)很偉大，而且這也是我們國家所需要的技術(shù)，我希望自己通過這次，在這個(gè)行業(yè)能走的更久更好! 13 1.塑件分析 本塑件為六邊形餅干盒。材料:PE。見圖1-1. 圖1-1塑件3D圖 1.1功能分析 1.1.1尺寸精度分析 該塑件是六邊形餅干盒，其結(jié)構(gòu)是屬于比較簡(jiǎn)單的，而且所需要的量很多，為了方便加工，不需要太高的精度要求，所以我選的塑件尺寸公差等級(jí)是MT7。 1.1.2表面質(zhì)量分析 該塑件為六邊形餅干盒，其材料為PE，結(jié)構(gòu)是一個(gè)六邊形的塑料盒子，其結(jié)構(gòu)是屬于比較簡(jiǎn)單的，適合注塑加工。該塑件尺寸是邊長(zhǎng)10mm,高度6mm，壁厚1mm。六邊形餅干盒表面要求沒有熔接痕、氣痕、飛邊、毛刺等缺陷，沒有其他的表面質(zhì)量要求，故設(shè)定表面質(zhì)量公差等級(jí)為Ra0.8。 2.成型工藝分析 2.1塑件選材 聚乙烯在世界上各種塑料的產(chǎn)量中位居榜首，也是屬于較早被使用的、應(yīng)用范圍很廣而且消費(fèi)量也很大的一種塑料。除了廣泛用作各種日用輕工業(yè)品中各種瓶、管、板類之外，在化學(xué)工業(yè)中可用作耐腐蝕的容器、管道；在電器工業(yè)用作電纜外皮和高絕緣性材料；在機(jī)械工業(yè)中用作承載不高的包裝材料、密封材料、表面防腐耐磨噴涂材料。因其成形收縮率范圍及收縮值大，方向性明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定；流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感，分型面應(yīng)研磨。 2.2塑件的成型工藝參數(shù)確定 塑料種類 結(jié)構(gòu)特性 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) PE 熱塑性塑料 線性聚合物，結(jié)晶型。 最低使用溫度可達(dá)-100~-70℃ 較好，比較穩(wěn)定。 機(jī)械性能較好，耐熱性好，耐低溫，吸水性小，高頻絕緣性能好。 成型收縮率范圍及收縮值大，方向性明顯，容易變形，翹曲 結(jié)論 該塑料具有良好的工藝性能，適宜注射成型，易解聚，不易老化。 3注射機(jī)的選擇 根據(jù)塑件的尺寸大小，又因其是一模兩腔，可以算出它的質(zhì)量是4.25g、體積是542cm3。 該塑件的材料我選用的是PE，通過查資料得它的密度為0.90-0.94g/cm3，收縮率為1.5%~3.6%。所以我們根據(jù)計(jì)算公式可以計(jì)算出其密度為0.90g/cm3，平均收縮率為2%。 根據(jù)我算的結(jié)果，我選的注射機(jī)型號(hào)是XS-Z-60。該注塑機(jī)參數(shù)如下：見表3-1. 表3-1注塑機(jī)參數(shù) 一次性注射量/cm3： 60 螺桿直徑/mm： 38 注射壓力/MPa： 122 注射方式： 柱塞式 鎖模力/KN： 500 最大開合模行程/mm： 130 模具最大厚度： 200 模具最小厚度： 70 4.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1模具分模面（PL面）的定義 為了將成品與凝固流道從模穴中取出，模穴必須分一個(gè)或幾個(gè)主要部分，這些可以分離部分的接觸表面通稱為分模面。 從使用功能角度出發(fā)，模具分模面（PL面）通常由五部分組成：封膠面、點(diǎn)位面、承壓面、撬模面、排氣槽。設(shè)計(jì)時(shí)在充分考慮到模具動(dòng)態(tài)精度的條件下要有機(jī)靈活的進(jìn)行組合。 4.2模具分模面（PL面）的選擇 不管我們?cè)O(shè)計(jì)的塑件是什么樣的，選用的模架是什么類型，有一點(diǎn)我們要第一時(shí)間確定的就是分型面，我們只能根據(jù)分型面的選擇從而確定我們模架的結(jié)構(gòu)。我們一般將分型面分為三種，第一種如圖中的A我們?cè)谒芗５哪且粋?cè)取分型面，也就是頂部部位。第二種如圖中的B在塑件的中部取分型面，但是這種比較適合上下對(duì)稱而且中間比兩邊小的塑件。第三種如圖中的C我們?cè)谒芗牡撞咳》中兔?，這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能保證塑件的質(zhì)量也能比較容易去處飛邊及毛刺。見圖4-1. 圖4-1分模面的類型 通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，其不需要安裝嵌件，不需要側(cè)向抽芯，精度要求一般，故把分型面選在U型水槽截面積最大且有利于開模取出塑件的底平面上，所以選擇方案C。見圖4-2. 圖4-2 分型面的選擇 4.3型腔布局的原則 （1）保證模具的壓力平衡和溫度平衡。A對(duì)稱排位，B對(duì)角排位。 （2）澆口位置統(tǒng)一原則。 （3）進(jìn)料平衡原則：熔體在基本相同的條件下，同時(shí)充滿各型腔，以保證各腔制品的精度。A采用平衡式，B按大制品靠近主流道、小制品遠(yuǎn)離主流道排位，再調(diào)整流道、澆口尺寸。 （4）分流道最短原則。 （5）成型零件尺寸最小原則。 綜上所訴，六邊形餅干盒我們對(duì)于表面質(zhì)量精度和尺寸精度設(shè)計(jì)的要求不高，而且該塑件的結(jié)構(gòu)尺寸也比較大，當(dāng)然我們還不能忘了這是要用于生產(chǎn)的，所以我們一定要考慮到這套模具它所需的制造成本和生產(chǎn)效率，根據(jù)這些我決定采用一模兩腔的型腔布局。見圖4-3. 圖4-3型腔布局圖 4.4澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 我們所說的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴這四部分組成。 4.4.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道我們一般都選擇垂直于分型面，設(shè)計(jì)在模具中間，把主流道設(shè)計(jì)成圓錐形是以便于溶體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出，其角度為5°～10°。見圖4-4. 圖4-4主流道襯套圖 4.4.2潛伏式澆口： 從形式上看，潛伏式澆口是類似于點(diǎn)澆口的，兩者不同的是潛伏澆口只需二板式單分型面。潛伏式澆口特別適用于從一側(cè)進(jìn)料的塑件，一般適用于兩板式模具。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）它能保證制品的美觀，因?yàn)樗倪M(jìn)料口一般都在塑件的內(nèi)表面或側(cè)面隱藏處。（2）便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，比較適合于現(xiàn)在的技術(shù)要求，它在制品成型后，在頂出時(shí)會(huì)與塑件自動(dòng)拉斷（3）因?yàn)闈摲綕部谀茉O(shè)計(jì)在我們看不見的制品的筋、柱上，所以制品成型時(shí)表面不會(huì)留下后期我們因其他要求所帶來的噴痕和氣紋。人無十全十美，物也同樣的道理，潛伏式澆口的缺點(diǎn)是：（1）加工困難，不利于加工，因?yàn)闈摲綕部跐撊氲椒中兔嫦旅妫匦毕蜻M(jìn)入型腔，存在角度問題，加工起來不方便（2）因?yàn)闈部诘男螤钍菆A錐形的，這么設(shè)計(jì)打的目的是便于頂出時(shí)切斷，所以我們?cè)O(shè)計(jì)它的直徑應(yīng)該偏小。綜上，我采用的是頂針潛澆口，見圖4-5. 圖4-5頂針潛澆口圖 4.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5.1推出方式 我們根據(jù)模架的實(shí)際情況和制品的材料的選用以及注射所需的壓力，再加上塑件的形狀特點(diǎn)，得出這套模具所需的推力不是很大，所以我采用了推桿推出。推桿推出的優(yōu)點(diǎn)是便于加工，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用最為廣泛。 4.5.2推桿位置 根據(jù)工藝的分析與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這套模具的推桿位置放在脫模阻力最大的地方。 為了保證塑件各處的推模阻力相等，推桿設(shè)計(jì)成均勻布置，這樣可以在塑件被推出時(shí)受到的推力均勻得到保證，在塑件不變形的情況下平穩(wěn)的推出塑件。推桿見圖4-6. 圖4-6 推桿分布 4.6模架類型 因?yàn)槲业男托拘颓徊季植捎玫氖钦w嵌入式模架之間相互的位置尺寸，塑件的進(jìn)澆方式為潛伏式進(jìn)澆，又考慮到模架之間相互的位置尺寸和導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再根據(jù)所查的資料參考其模架選擇的原則，我的模架確定選用簡(jiǎn)化大水口DCI型。 4.7冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)注塑模具，還要考慮溫度這個(gè)大因素，我們既要滿足塑件成型所需的要求，能讓塑件收縮均勻，而且我們還能縮短成型周期，減少加工成本，提高加工效率。 再根據(jù)我選擇的塑件材料的特性，這套模具不需要加熱只需要冷卻。 冷卻系統(tǒng)的形式有普通冷卻、內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻 、隔水片冷卻、噴泉式冷卻、平面環(huán)形冷卻、立體環(huán)形冷卻、螺旋式冷卻等。因六邊形餅干盒的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，所以只需要采用普通冷卻。普通冷卻又分為平行冷卻和連續(xù)冷卻，也是最常見的冷卻方式。因?yàn)槲覀兊乃芗Y(jié)構(gòu)比較平坦所以我選擇平行冷卻。 4.8排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料熔體和型腔內(nèi)的空氣受熱會(huì)產(chǎn)生氣體，如果這些氣體不及時(shí)排出的話，會(huì)因塑料熔體填充不足，出現(xiàn)氣泡，制品表面輪廓也會(huì)有瑕疵，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生高溫，使塑料焦化，所以我們必須及時(shí)的排出這些氣體。 這套注塑模具是小型的模具，我們可以利用分型面與型芯之間的間隙排氣，也可以利用鑲塊、頂針與型芯之間的配合間隙進(jìn)行排氣。所以我們這套模具不需要另外再設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。 4.9模具原理 合模時(shí)，注射機(jī)的合模系統(tǒng)在導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向和定位作用下帶動(dòng)動(dòng)模部分向前運(yùn)動(dòng)，使模具閉合，并提供足夠的鎖模力鎖緊模具。由于注射液壓缸的存在，塑料溶體經(jīng)過模具澆注系統(tǒng)通過注射機(jī)噴嘴進(jìn)入型腔，待溶體充滿型腔并經(jīng)過保壓、收縮和冷卻定型后開模。 開模時(shí)，動(dòng)模會(huì)被注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)向后移動(dòng)，分型面分開，塑料包在凸模上隨動(dòng)模一起后移，同時(shí)拉料桿將凝料從澆口套中拉出，開模行程結(jié)束，注射機(jī)液壓缸頂針推動(dòng)頂出底針板，推出機(jī)構(gòu)開始工作，塑件及澆注系統(tǒng)凝料將分別被推桿和拉料桿從凸模和冷料穴中推出，至此完成一次注射過程。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，模具準(zhǔn)備下一次注射。 5. 模具尺寸計(jì)算 5.1型芯型腔技術(shù)要求 1）型芯除與塑件接觸部分，其余部分表面粗糙度為Ra1.6， 2）型腔除與塑件接觸的面，其余面的表面粗糙度為Ra0.8 3）型芯型腔熱處理至HRC≥55 4）型芯型腔材料40Cr 5.2模具結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 圖5-1 型芯型腔尺寸 所以 A=75 B=20 C=50 H=60 D=25 E=20 型腔長(zhǎng)度：100mm 型腔寬度：60mm 型腔高度：26mm， 選擇模板尺寸還需要考慮其他零部件的安裝，所以我們標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選?。? 定模座板:250×200×25，45鋼；定模板: 200×200×60；動(dòng)模板: 200×200×60；模腳: 200×70×38；動(dòng)模座板:250×200×25，45鋼。見圖5-2. 圖5-2型腔尺寸，模架3D圖 5.3其他結(jié)構(gòu)尺寸 推桿的尺寸，見圖5-3. 圖5-3 推桿尺寸 5.4校核注塑機(jī) 5.4.1開模行程 注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離。 則校核合格條件為：Smax=S0-Hm≥H1+H2+(5-10)mm 式中：S0----最大開模行程 Hm----模具閉合厚度 H1----塑件的推出距離 H2 ----塑件的總高度 代入上式得：355mm≥130mm 綜上計(jì)算所得，所選注射機(jī)符合要求。 5.4.2最大注射量的校核 為了保證注塑成型，塑料制品和凝料的體積不應(yīng)超過注射機(jī)最大注塑量的80％。 當(dāng)最大注塑量以最大注塑容積為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按下式校核： KV0≥V=nV1+V澆 式中：V0----塑料注塑成型機(jī)最大容積，cm3 V----塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊），cm3 V1----一個(gè)塑件的體積， n----型腔cm3 K----塑料注塑成型機(jī)最大注射量的利用系數(shù)。取K=0.8 代入上式得：300cm3≥240cm3 5.4.3鎖模力的校核 即 F≥KPA/1000 ?? 式中??? F ----注射機(jī)的分稱鎖模力， ??????? P ----模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力） ??????? A ----塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和 K為系數(shù)取1.1-1.2 經(jīng)過計(jì)算，符合要求。 結(jié) 論 通過近兩周的設(shè)計(jì)，通過老師對(duì)我們的指導(dǎo)以及同學(xué)之間的互相討論，讓我對(duì)注塑模具有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在這設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了很多的問題，我平時(shí)所學(xué)的都是課上看看，課下從沒看過，我發(fā)覺，設(shè)計(jì)一套，所有的知識(shí)都運(yùn)用，我有點(diǎn)吃不消，很多都不能很熟練的運(yùn)用，而且設(shè)計(jì)的過程給我的感覺讓我很佩服設(shè)計(jì)師，他們能堅(jiān)持這一崗位很多年，所以，通過這次設(shè)計(jì)，我知道了自己的不足，也知道了模具的博大精深，看來自己在以后的日子里要好好認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)習(xí)，不要太容易滿足，當(dāng)自己煩躁時(shí)，也不要自暴自棄，抱怨這抱怨那的，不如，從另一個(gè)切入點(diǎn)出發(fā)，去發(fā)現(xiàn)另一個(gè)成功。 致 謝 感謝老師這兩周的指導(dǎo)，讓我深刻的意識(shí)到設(shè)計(jì)一套注塑模具的難度，在此，也要謝謝模具設(shè)計(jì)師們，如果沒有他們，我想我們的世界一定很單調(diào)。然后，謝謝我們班的同學(xué)，給予我的幫助，讓我充分感受到同學(xué)間的友誼；也謝謝我的父母，他們是我身后的依靠，如果沒有他們我想我也不會(huì)有這個(gè)機(jī)會(huì)學(xué)到這么多的知識(shí)，謝謝！最后，謝謝我的學(xué)校，給我們分配老師指導(dǎo)，給我們提供查詢的平臺(tái)。我能完成這篇論文，少不了他們的幫助和支持，所以在此謝謝了！ 19 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) [1]王靜主編.注塑模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2013.1? 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