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礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 摘要 本設計課題為礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 體現(xiàn)了部分螺紋類塑料零 件的設計要求 內容及方向 有一定的設計意義 通過對該零件模具的設計 進一步 加強了設計者注塑模設計的基礎知識 為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了 更深刻的經(jīng)驗 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識 首先分析了模具的發(fā)展趨勢 材料的特性塑件的成分及性能要求 為選取澆口的類型做好了準備 然后估算了塑件 的體積 便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量 最后分析了塑件的特征 確定模具的設計 參數(shù) 設計要點及推出裝置的選取 本塑件有螺紋結構 但螺紋較淺 為了減少工時 節(jié)約成本可以強制脫模 本副 模具的設計中 上斷面下部 有一個較博的圓環(huán) 在制造時加工不方便 但可以制造 小電極 采用電火花技術 關鍵詞 注塑模 澆口 強制脫模 推板 Pro E Design topics covered in category for njection mold design Abstract Design topics covered in this category for the injection mold design part of the screw type of plastic parts design content and direction of a certain design significance Parts of the mold through the design the designer has been further strengthened by the injection mold design based on knowledge for the design of more complex injection molds made and lessons foreshadowing a more profound experience The use of plastic molding process design and die design of the basic knowledge the first analysis of the development trend of the mold the material characteristics of the plastic parts of the composition and performance requirements select the type of gate prepared for the then estimate the size of the plastic parts For selected cavity injection molding machine and set the number of the last of the plastic parts of the features of the design parameters established mold design elements and the introduction of the device selected The plastic pieces are threaded structure but less thread in order to reduce working hours the cost savings can be forced Stripping The deputy dies in the design on the lower section have a Bo Circle in the manufacturing processing inconvenient but we can manufacture of small electrodes used EDM technology Key words mandatory injection mold gate Stripping push plate Pro E 目 錄 1 緒 論 1 1 1 我國模具現(xiàn)狀 1 1 2 國外模具現(xiàn)狀 1 1 3 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 2 2 康師傅 礦泉水 瓶蓋工藝分析 4 2 1 康師傅瓶蓋 4 2 1 1 材料分析 4 2 1 2 成型特性 5 2 2 康師傅瓶蓋的結構分析 5 2 2 1 結構分析 5 2 2 2 工藝性分析 5 3 凸凹模設計 6 3 1 分型面 6 3 2 凹模 6 3 2 1 制件質量 體積 6 3 2 2 布局 6 3 2 3 收縮率 7 3 2 4 型腔板 8 3 3 選擇模架 9 3 4 型芯 10 3 5 型芯 型腔選材 11 4 設計脫模方式及澆道 14 4 1 設計脫模方式 14 4 2 拉廢料方式及尺寸 14 4 3 澆注系統(tǒng) 15 4 3 1 概述 15 4 3 2 主流道 16 4 3 3 分流道 17 4 3 4 澆口 17 5 注塑機 18 6 完善澆注系統(tǒng) 20 6 1 設計主流道襯套 20 6 2 設計定位環(huán) 21 7 冷卻系統(tǒng) 23 7 1 設計原則 23 7 2 冷卻水道 23 8 完善部分零件的設計 24 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 25 9 1 本模具的總裝圖見附圖 1 25 9 2 本模具的工作原理 25 10 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 26 10 1 凹模的加工工序卡見附表 9 26 10 2 凹模的加工工藝過程卡見附表 10 26 11 結論 27 附件 2 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 題 目 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 系 別 專 業(yè) 屆 別 班級 姓 名 學號 指導教師 職稱 顧問老師 職稱 畢設地點 教研室主任 系 主 任 發(fā)放日期 2011 年 05 月 15 日 畢業(yè)設計 論文 課題任務書 姓 名 學號 系別 題 目 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 副 標 題 題目來源 自擬 團隊 是 否 1 課題來源及選題依據(jù) 我通過閱讀科教書 參考書和科學文獻書來自擬課題 選擇礦泉水瓶蓋注塑成型工 藝及模具設計為課題 根 據(jù) 文 獻 統(tǒng) 計 確 定 某 一 學 科 所 處 的 發(fā) 展 階 段 然 后 依 據(jù) 學 科 的 成 熟 情 況 來 選 題 一 般 要 經(jīng) 歷 四 個 階 段 1 學 科 誕 生 階 段 2 學 科 發(fā) 展 階 段 3 學 科 成 熟 階 段 4 學 科 相 對 飽 和 階 段 不 同 發(fā) 展 階 段 中國模具業(yè)發(fā)展進入變革階段 我國模具正 進入重要發(fā)展時期 促使國內模具市場不斷擴大 國外用戶到我國采購模具數(shù)量不斷增 加 國際模具制造逐漸向我國內地轉移趨勢十分明顯 因此選擇該課題 2 本設計 論文或其他 應達到的要求 1 論文規(guī)范符合學院規(guī)定格式 2 可以進行方案比較 選擇合理的工藝設計 3 合理選擇產(chǎn)品材料 正確的進行表面熱處理 4 注意產(chǎn)品的保養(yǎng)與維護 3 進度安排 包括起迄日期 主要工作內容等 起迄日期 工作內容 備注 2010 11 29 2010 12 05 熟悉課題 為設計收集資料 2010 12 06 2010 12 12 提交開題報告 2010 12 13 2011 04 26 完成初步設計 將設計內容交給教師 填 寫中期檢查表 進行中期檢查 2011 04 27 2011 05 08 根據(jù)指導老師意見進行完善修改 2011 05 09 2011 05 12 提交畢業(yè)設計 論文 及相關資料 4 參考文獻 1 陳勇 模具材料及表面處理 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 2 周文玲 互換性與測量技術 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 3 許發(fā)樾 模具標準應用手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1994 4 王孝培 使用沖壓技術手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2002 5 姜奎華 沖壓工藝與模具設計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2000 6 翁其金 沖壓工藝與模具設計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 7 馮炳堯 實用模具設計與制造簡明手冊 M 上海 上?？萍汲霭嫔?1985 8 駱志斌 模具工實用技術手冊 M 南京 江蘇科學技術出版社 2000 9 陳孝康 實用模具技術手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 10 薛彥成 公差配合與測量技術 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 11 甘永力 形狀和位置公差檢測 M 北京 國防工業(yè)出版社 1995 12 史鐵梁 模具設計指導 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 13 孫鳳勤 模具制造工藝與設備 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 指導教師意見 指導教師簽字 年 月 日 系審查意見 負責人簽字 年 月 日 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結構與設計 清華大學出版社 2 王孝陪主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000 3 模具制造手冊編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1996 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生主編 模具設計與制造簡明手冊 上?？?學技術出版社 1998 5 賈潤禮 程志遠主編 實用注塑模設計手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 唐志玉主編 模具設計師指南 國防工業(yè)出版社 1999 7 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 1995 8 黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 1999 9 彭建聲主編 簡明模具工實用技術手冊 機械工業(yè)出版社 1993 插 圖 目 錄 圖 1 瓶蓋原始尺寸 4 圖 2 凹模結構圖 7 圖 3 模架 9 圖 4 型芯結構圖 10 圖 5 拉料桿 13 圖 6 流道 14 圖 7 梯形主流道截面 15 圖 8 稱套 18 圖 9 定位環(huán) 19 圖 10 冷卻系統(tǒng) 20 表 2 凹模的加工工藝過程 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 零 部 件圖 號 01機械加工工藝過 程卡片 產(chǎn)品名稱 凹 模 零 部 件名 稱 凹模 共 1 第 1 頁 材料牌 號 S M 55 毛坯 種類 圓 棒 料 毛坯 外型 尺寸 60 每個毛坯可制件 數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工時 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 準終 單件 05 下 料 鋸割下料 60 122 下料 車間 鋸床 0 5 10 鍛 鍛成 130 165 16mm 鍛造 車間 空氣 錘 2 15 熱 處 理 退火 熱處 理車 間 熱處 理爐 10 20 車 削 車外圓 125 5 160 5 13mm 車退刀槽 2 2 留磨量 0 5 車右端 面 留磨量 0 2 擴 30 15 5 11 5 鏜 30 及底孔 各 留磨量 0 5 和 0 2 孔深度鏜至 7 切斷 掉頭車左端 留磨量 0 2 鉆錐型孔 模具 車間 車床 5 25 銑 削 銑分流道至要求 模具 車間 1 30 熱 處 理 淬火并回火達 54 58HRC 熱處 理車 間 12 電 火 花 用電極腐蝕兩個型腔使 達到規(guī)定要求 放電 車間 1 35 內 外 圓 磨 磨外圓孔達圖樣要求 模具 車間 2 40 鉗 研磨孔底及達圖樣要求 模具 車間 2 設 計 日 期 審核 日期 標準化 日期 會簽 日期 標記 記 數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處 數(shù) 更該 文件 號 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 摘要 本設計課題為礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 體現(xiàn)了部分螺紋類塑料零 件的設計要求 內容及方向 有一定的設計意義 通過對該零件模具的設計 進一步 加強了設計者注塑模設計的基礎知識 為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了 更深刻的經(jīng)驗 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識 首先分析了模具的發(fā)展趨勢 材料的特性塑件的成分及性能要求 為選取澆口的類型做好了準備 然后估算了塑件 的體積 便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量 最后分析了塑件的特征 確定模具的設計 參數(shù) 設計要點及推出裝置的選取 本塑件有螺紋結構 但螺紋較淺 為了減少工時 節(jié)約成本可以強制脫模 本副 模具的設計中 上斷面下部 有一個較博的圓環(huán) 在制造時加工不方便 但可以制造 小電極 采用電火花技術 關鍵詞 注塑模 澆口 強制脫模 推板 Pro E 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 Design topics covered in category for njection mold design Abstract Design topics covered in this category for the injection mold design part of the screw type of plastic parts design content and direction of a certain design significance Parts of the mold through the design the designer has been further strengthened by the injection mold design based on knowledge for the design of more complex injection molds made and lessons foreshadowing a more profound experience The use of plastic molding process design and die design of the basic knowledge the first analysis of the development trend of the mold the material characteristics of the plastic parts of the composition and performance requirements select the type of gate prepared for the then estimate the size of the plastic parts For selected cavity injection molding machine and set the number of the last of the plastic parts of the features of the design parameters established mold design elements and the introduction of the device selected The plastic pieces are threaded structure but less thread in order to reduce working hours the cost savings can be forced Stripping The deputy dies in the design on the lower section have a Bo Circle in the manufacturing processing inconvenient but we can manufacture of small electrodes used EDM technology Key words mandatory injection mold gate Stripping push plate Pro E 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 緒 論 1 1 我國模具現(xiàn)狀 截至 2007 年 11 月底 中國規(guī)模以上模具制造企業(yè)共有企業(yè) 1603 家 從業(yè)人員達 到 29 萬人 我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三 僅次于日本和美國 中商情報網(wǎng)研 究數(shù)據(jù)顯示 2003 2007 年間中國模具產(chǎn)業(yè)年均復合增長率 CAGR 高達 45 4 中 商情報網(wǎng)分析師預測到 2012 年中國模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可以達到 1500 億元 當今世界正進 行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調整 一些模具制造逐漸向發(fā)展中國家轉移 中國正成為世界模具 大國 近年來 外資對我國模具行業(yè)投入量增大 工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉移的 趨勢進一步明朗化 我國模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機遇的同時 也將面臨巨大的挑 戰(zhàn) 目前我國一些大型 精密 復雜 長壽命的中高檔模具每年仍需大量進口 在總 量供不應求的同時 一些低檔模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術含量不 太高的中檔模具也有供過于求的趨勢 目前存在的一些問題 高級模具人才嚴重不足 科研開發(fā)及技術攻關投入太少 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 專業(yè)化 標準化 商品化程度低 協(xié)作能力差 模具材料及模具相關技術落后 小企業(yè)多 多為作坊式 目前模具制造企業(yè)的生產(chǎn)模式總的可以分為以下幾種 大承包 包料 包加工 包工人工資 小承包 不包料 不包加工 包工人工資 自產(chǎn) 不包料 不包加工 不包工人工資 個體戶型 1 2 國外模具現(xiàn)狀 據(jù)中國工業(yè)報報道 高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用 歐美許多模具企業(yè)的 生產(chǎn)技術水平在國際上是一流的 將高新技術應用于模具的設計與制造 已成為快速 制造優(yōu)質模具的有力保證 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 高新技術應用于模具的設計與制造 CAD CAE CAM 的廣泛應用 顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 為了縮短制模周期 提高市場競爭力 普遍采用高速切削加工技術 快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用 我國塑料模具現(xiàn)狀分析 整體來看 中國塑料模具無論是在數(shù)量上 還是在質量 技術和能力等方面都有 了很大進步 但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求 世界先進水平相比 差距仍很大 一些大型 精密 復雜 長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口 在總量供不應求的同時 一些低檔塑料模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術含量不太高的中檔塑料 模具也有供過于求的趨勢 加入 WTO 給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn) 同時帶來更多的機會 由于中 國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主 產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯 有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的 1 5 1 3 加入 WTO 后 國外同類產(chǎn)品對國內沖擊不大 而中國中低檔模具的出口量 則加大 在高精模具方面 加入 WTO 前本來就主要依靠進口 加入 WTO 后 不僅為 高精尖產(chǎn)品的進口帶來了更多的便利 同時還促使更多外資來中國建廠 帶來國外先 進的模具技術和管理經(jīng)驗 對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用 從市場情況來看 塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應重點發(fā)展那些技術含量高的大型 精密 復雜 長壽命模具 并大力開發(fā)國際市場 發(fā)展出口模具 隨著中國塑料工業(yè) 特別 是工程塑料的高速發(fā)展 可以預見 中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè) 的整體發(fā)展速度 未來幾年年增長率仍將保持 20 左右的水平 近年來 港資 臺資 外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速 這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料 因此未能計入上述數(shù)字之中 1 3 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 近年來 中國塑料模具制造水平已有較大提高 大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量 達到 50t 以上的注塑模 精密塑料模具的精度已達到 2 m 制件精度很高的小模數(shù)齒 輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產(chǎn) 多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模 高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達 6m min 以上的高速塑料異型材擠出模 具及主型材雙腔共擠 雙色共擠 軟硬共擠 后共擠 再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 擠等各種模具 在生產(chǎn)手段上 模具企業(yè)設備數(shù)控化率已有較大提高 CAD CAE CAM 技 術的應用面已大為擴展 高速加工及 RP RT 等先進技術的采用已越來越多 模具標準 件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高 熱流道模具的比例也有較大提高 另外 三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)管理水平的提 高 有些企業(yè)已實現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造 經(jīng)過近幾年的發(fā)展 塑料模具的開發(fā) 創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的 發(fā)展趨勢 1 在模具的質量 交貨周期 價格 服務四要素中 已有越來越多的用戶將交貨周 期放在首位 要求模具公司盡快交貨 這已成為一種趨勢 2 大力提高開發(fā)能力 將開發(fā)工作盡量往前推 直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中 去 甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā) 變被動為主動 3 隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高 模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技 藝轉變?yōu)橹饕揽考夹g 這不僅是生產(chǎn)手段的轉變 也是生產(chǎn)方式的轉變和觀念 的上升 4 模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展 5 隨著人類社會的不斷進步 模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發(fā)展 6 發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉移 其表現(xiàn)方式為 一是遷廠 二是投資 三是采購 存在的主要問題 中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比 主要存在以下問題 發(fā)展不平衡 產(chǎn)品總體水平較低 2 工藝裝備落后 組織協(xié)調能力差 3 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱 創(chuàng)新能力明顯不足 4 供需矛盾短期難以緩解 5 體制和人才問題的解決尚需時日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 2 康師傅 礦泉水 瓶蓋工藝分析 2 1 康師傅瓶蓋 其二維視圖 如圖1 圖1 瓶蓋原始尺寸 2 1 1 材料分析 礦泉水瓶蓋在國家標準中是以聚烯烴為主要原料的 聚烯烴是聚乙烯PE 聚丙烯 PP和聚1 丁烯及其他烯烴內聚合物的總稱 線形低密度聚乙烯LLDPE 注塑而成 LLDPE是聚乙烯的一種 線性低密度聚乙烯在結構上不同于一般的低密度聚乙烯 因為不存在長支鏈 LLDPE的線性度取決于 LLDPE和 LDPE的不同生產(chǎn)加工過程 LLDPE 通常在更低溫度 和壓力下 由乙烯和高 級的a烯烴如丁烯 己烯或辛烯共聚合 而生成 共聚過程生成 的LLDPE聚合物具有比一般LDPE 更窄的分子量分布 同時具有線性結構使其有著不同 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 的流變特性 LLDPE 的熔融流動特性適應新工藝的要求 特別是用薄膜擠出工藝 可 產(chǎn)出高質的 LLDPE產(chǎn)品 LLDPE應用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場 增強了抗伸 抗穿透 抗沖擊和抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜 它的優(yōu)異的抗環(huán)境應力開裂性 抗低溫 沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對管材 板材擠塑和所有模塑應用都有吸引力 LLDPE 最新的應用是作為地膜用于廢渣填埋和廢液池的襯層 2 1 2 成型特性 LLDPE收縮率為1 6 溢邊值為 0 05 流動性極好 模具溫度對塑件的結晶狀況 有較大的影響 模溫高 強度高 但收縮率也會增大 一般LLDPE取30 50 提高注塑壓力有利于熔融熔料的充模 由于LLDPE的流動性很好 因此除薄壁細長 制品外 應該精良選擇較低的注塑壓力 一般注塑壓力為50 100MPa 2 2 康師傅瓶蓋的結構分析 2 2 1 結構分析 塑料瓶蓋壁厚0 8毫米 符合注塑成型壁厚最好1 3毫米的原則 壁厚也比較均勻 在瓶蓋頂端上部周邊是一勸的凸起 中部注塑有 康師傅 三個字 側壁0 8毫米 手紋 高0 5毫米 凸臺厚1 5毫米 瓶蓋內側有三線螺紋 長度都為240 的圓周 外表面豎 向螺紋不僅可以起美觀的作用 也可以增加摩擦力 還可以增加側壁的剛度和強度 2 2 2 工藝性分析 實現(xiàn)強制脫螺紋對象是聚烯烴類柔性塑料 并且是內螺紋 螺紋大多設計成半圓 的粗牙 螺牙高度h小于螺紋外徑d的2 5 制品必須要有足夠厚度和吸收彈性變形性 能 通常采用脫斑推頂 塑件被推頂?shù)膽瞧矫?型芯外圓和推件板孔應有3 5 斜度 單面間隙最大為0 05毫米 側壁凸臺厚1 5毫米 側壁厚0 8 手紋高0 5毫米 內螺紋外徑為30毫米 螺紋牙 高度0 7毫米 0 7 30 2 3 2 5 由于LLDPE機械性能良好 故可采用強制脫模 LLDPE的流動性極好 可以采用點澆口 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 3 凸凹模設計 3 1 分型面 模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面 叫做分型面 在模具制造不良或鎖 模力不足的情況下 模內熔融塑料會通過分型面濺出 在塑件上形成較厚的飛邊 經(jīng) 修整后會留下明顯的殘痕 模具設計的第一步 就是選擇分型面的位置 設計分型面的原則 塑件脫模方便 模具的結構簡單 型腔排氣順利 確保塑件質量 無損塑件外觀 合理利用設備 由于制件結構簡單 綜合以上因素考慮 選擇制品的下端面做為分型面 分型 面將制品全部留在定模內 不會影響塑件外觀 從上到下注塑 氣體可從分型面排出 不會影響塑件質量 這樣也有利于強制脫模 使塑件脫離螺紋 而不會損害制件質量 塑件側壁手紋可以增強側壁在強制脫模時強度 確保脫模時不會撕裂 3 2 凹模 3 2 1 制件質量 體積 計算過程 0 94g ml 單個瓶蓋體積V 2 43ml 單個瓶蓋質量 vm 2 43 0 940 2 29g 3 2 2 布局 根據(jù)要求本套模具采用一模兩腔的形式 模具型腔布局要求對稱平衡 保證注塑 機受力均勻 制品在模具中的位置 直接影響到模具結構的復雜程度 模具分型面的 確定 澆口的位置 制品的尺寸精度和質量等 設計時應遵守一下基本要求 1 制品或制品組件 含嵌件 的正視圖 應盡量相對于注塑機的軸線對稱布 置 以便于成型 2 制品的方位應便于脫模 開模后模具應留在動模部分 這樣便于利用成型設 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 備脫模 3 當用模具相互的垂直的活動成型零件成型孔 槽 凸臺時 制品的位置應著 眼于使成型零件的水平位移最簡單 使抽芯操作方便 4 螺紋型芯的位置 應便于螺紋型芯旋轉 便于脫模 3 2 3 收縮率 LLDPE的收縮率為1 6 形狀如圖2 圖2 凹模結構圖 瓶蓋高H為14 考慮收縮率后為14 21 0 1 壁厚L為0 8 由于壁厚不是很嚴格 故可以不考慮收縮率 公差取0 0 1 上端部分直徑D為33 考慮收縮率后33 5 0 1 d的實際尺寸25 考慮收縮率后應為25 40 公差0 0 1 h為5 可以不考慮收縮率 故5 1mm 手紋半徑為0 5mm 相隔0 5mm 可以不考慮收縮率 0 5 0 1mm 小l為1 4 可以不考慮收縮率 尺寸取1 4 0 1 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 頂部 小大個 幾個字可以不考慮收縮率 3 2 4 型腔板 本套模具采用一模兩腔 制品的尺寸比較小 故可以采用整體型腔板 整體型腔 板是在成型模具的凹模板上加工型腔 有較高的強度和剛度 但加工較困難 需要用 電火花 立式冼床加工 僅適合于形狀簡單的中小型模具 由上述表達 可得到的數(shù)據(jù) D1 33 5 0 1 h 14 2 0 1 R 0 5 0 1 通過尺寸鏈計算 得到 L 35 5 0 1 有經(jīng)驗數(shù)據(jù)法 低壁厚度h1 可由表1確定 表1 型腔低壁厚度t h的經(jīng)驗數(shù)據(jù) B mm B L B 2L 102 300 th 0 13 0 15 b 型腔為圓形 由于L 36 5 b 36 5 故b L B 應介于 102 300之間 故t h 0 13 0 15 b th 0 14b 0 14 36 5 6 公差上偏差去0 下偏差取 0 5 側壁t c 可由經(jīng)驗公式t c 0 20L 17 型腔壓力P m 49MPa 由于聚烯烴一般注塑壓力為50 100 MPa 但考慮到LLDPE的流動性極好 故可取 Pm 49MPa 故t c 0 20L 17 0 20 36 5 17 25mm 考慮冷卻水道的影響加8mm 因為冷卻水道直徑優(yōu)先取大于8mm的圓形水道 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 tc t c 2 25 2 12 5mm 考慮冷卻水道的影響和拉料頂桿孔的影響加兩個8mm和2 2mm 取33mm 故 型腔板至少長度為L 139mm 寬度B 102 5mm 高度H 20 2mm 3 3 選擇模架 前面已經(jīng)設計了型腔 型腔的整體尺寸為B L 102 5 139mm 高 H 20 2 標準化 在 國標中應選擇B L 125 160mm H 25 上偏差 0 20 下偏差 0 05mm 在第一節(jié)中已經(jīng)分 析了本套模具采用點澆口的形式 根據(jù)經(jīng)驗應有兩個分型面 一個分型面脫廢料 一個 分型面脫制件 本套模具采用強制脫模為中小型模具 優(yōu)先采用脫件板脫模 尺寸為 B L 125 160 H 12 5mm上偏差 0 20 下偏差 0 05 根據(jù)以上信息 可選擇中小型模架 中的派生型P8 如圖3 模板從上到下依次標為 h1 h4 A h6 B h5 C h3 h2 h1 圖3 模架 由于模座要比模板稍大一些 故可以選擇160 160 B L 厚度選擇h1 16mm 上偏差 0 20 下偏差 0 05 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 頂板及固定板在寬度方向上要小于型腔板 墊板的寬度將選擇20mm 故兩版的寬度應小 于85mm 查相應表格 得B L 73 160 h2 h3 12 5mm h4確定高度為12 5上偏差 0 20 下偏差 0 05 B L 125 160mm 墊板h5 B L 125 160 高H為12 5 上偏差 0 20 下偏差 0 05 型芯固定板 B L 125 160 高H為20 上偏差 0 20 下偏差 0 05 墊塊 選擇20 160 確定高度C 因為塑件高度為14 2mm h2 h3 25mm 共39 2mm 應大于39 2mm 根據(jù)標準化表格選擇50mm 因為要保證足夠的頂出空間 查表 得此模架的編號為P9 125160 32 Z1 3 4 型芯 此型芯由于要成型上面的小圓塑料圈 形狀復雜 可以采用電火花技術 制造一 個小電及 采用電火花放電 螺芽高度0 5mm 螺紋為成120 的三線螺紋 圖4 型芯結構圖 根據(jù)經(jīng)驗及有關資料確定如下 L1 27 0 1mm L2 25 4mm L3 31 9 0 1mm L4 67mm L5 69 5mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 h2 5mm h3 14 2mm h4 5mm 配合尺寸h6 5mm h7 12mm h8 8mm 高度H 46 7mm 螺紋為三條線 每條線的長度為圓心角長為240度 3 5 型芯 型腔選材 成型零件材料選用要求如下 1 機加工性能好 2 拋光性能好 3 耐磨性和抗疲勞性能好 4 具有耐腐蝕性能 5 熱處理性能好 選用成型零件材料 取決于模具的壽命及模具制品的精度要求 型腔 型腔與塑件的摩擦不強烈 考慮只是批量生產(chǎn) 故壽命不是很長 再加上價格因 素 采用我國上海五鋼公司生產(chǎn)的塑料模具鋼SM50鋼比較合適 其含碳量范圍由原來 優(yōu)質碳素結構鋼50鋼 0 47 0 53 縮小到0 49 0 52 p s含量也降到 0 025 氣體 雜質和宏觀缺陷少 鍛壓比大 對于熱處理工藝和操作是 很有利 的 適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高 使用壽命不需要很長的模具 鋼 但該鋼的焊接性能 冷卻變形性能差 型芯上面的制件與芯摩擦力大 故需要耐磨材料 型芯材料需要易加工的材料 并且熱處理變形小 且價格中等偏下的材料 SM55鋼屬碳素塑料模具鋼 其化學成化與高強中碳優(yōu)質結構鋼55鋼相近 但鋼的 潔凈度更高 碳含量波動范圍更窄 力學性能更穩(wěn)定 該鋼經(jīng)熱處理后具有高的表面 硬度 強度 耐磨性和一定的韌性 一般在正火或調質處理后使用 該鋼價格便宜 切削加工性能中等 該鋼焊接性和冷變形性均勻低 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 4 設計脫模方式及澆道 4 1 設計脫模方式 在注塑成型的每一循環(huán)中 塑件必須由模具型腔中取出 完成取出塑件這個動作 的結構就是頂出機構 也成為脫模結構 在本套模具中采用強制脫模 故驅動方式為 機動脫模 利用注塑機的開模動力 分型后塑件隨動模一起運動 達到一定的位置時 脫模結構被注塑機的頂桿頂住 不再隨動模移動 此時脫模機構動作把制件從動模上 脫下來 這種脫模方式生產(chǎn)率效率高 工人勞動強度低且頂出力大等優(yōu)點 但對塑件 會產(chǎn)生撞擊 采用強制脫模脫模 本套模具采用推板脫模 推板也稱脫件板或推板 在分型面處從殼體塑件的周邊推出 推出力大且均勻 對側壁脫模阻力較大的薄壁箱體或圓筒制品 推出后外觀幾乎不留痕跡 著對透明塑 件尤為重要 推板脫模結構不需要回程桿復位 推板應由模具的導柱導向機構導向定位 以防 止推孔板與型芯的過度磨損和偏移 為防止推桿與推板分離 推桿與推板采用螺紋聯(lián) 接 推板與型芯要有高精度的間隙 均勻的動配合 要使推板靈活脫模和回復 又不 能又塑料熔體溢料 最大單面間隙應限制在0 05mm以下 為防止過度磨損和咬合發(fā)生 推板孔與型芯應作淬火處理 在推板與型芯間留由單邊0 02左右的間距 避免兩者之 間接觸 同時又有錐形配合面起輔助定位作用 可防止推板孔偏心而引起溢料 其斜 度為10度左右 4 2 拉廢料方式及尺寸 當模具采用脫件板脫模機構時 不能采用其他拉下主流道凝料的形式 應采用端 頭為球形的拉料桿 球形拉料桿的球頭和細徑部分伸到冷料井內 被料井中的凝料包 圍 動定模打開時將主流道凝料拉向動模一側 頂出行程中 脫件板將塑件從主型芯 上脫下的同時也將主流道凝料從球頭上脫下 這里應該注意 球形拉料桿應安裝在型 芯固定板上 而不時頂桿固定板上 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 圖5 拉料桿 其形狀如圖5 d 2 2mm d1 1 2mm d2 2mm d3 4 4mm h1 2mm h2 5mm H 57mm 4 3 澆注系統(tǒng) 4 3 1 概述 所謂澆注系統(tǒng)是紙模具中從注塑機開始到型腔為止的塑料溶體的流動通道 其作用是 使塑料溶體平穩(wěn)且有序的填充到型腔中 并在填充和凝固過程中把壓力充分傳遞到各 個部分 以獲得組織緊密 外形清晰的塑料制件 澆注系統(tǒng)一般有主流道 分流道 澆口和冷料穴四部分組成 其結構如圖6 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 圖6 流道 其設計原則 排氣良好 流程短 防止型芯和嵌件變形 整修方便 防止制件翹曲變形 合理設計冷料穴和益料槽 澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取最小值 4 3 2 主流道 表 各種塑料主流道進出口值 主流道注塑量 10g 進 出端值 D1 D2 聚乙烯 3 4 5 制件2 39 2 4 78g 故D1 3mm D2 4 5mm R 1mm Lz 28 5mm D5 5mm h 3mm 4 3 3 分流道 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 采用梯形截面 形狀如圖7 圖7 梯形主流道截面 差表格得 h 3 5mm b1 5mm R 0 5mm L1 36 75 L2 36 75 5 41 75 4 3 4 澆口 澆口尺寸應盡量小 以減小在塑件上留下痕跡 取D4 1mm D3 3mm 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 5 注塑機 計算所用塑料的質量和體積 1 制品的質量為m1 2 29 2 4 58g 澆注系統(tǒng)的凝料質量為m 主流道體積 V1 mlLztdD261 0 3 42 1 2 分流道體積 V2 2SL1 1 461ml 澆口體積 Vb 0 038ml 廢料總體積 V V1 V2 V3 1 76ml 廢料總質量 m V 1 65g 澆注系統(tǒng)總體 V V V制 6 62ml 澆注系統(tǒng)總質量 m m m1 6 23g 2 模具的整體尺寸為 長 寬 高 160 160 開模行程 Smax H1 H2 5 10 mm H1 制品所用的脫模距離 mm H2 制品高度 取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度mm H1 13 8mm H2 14 2mm 34 5mm Smax 13 8 14 2 34 5 62 5mm 3 選擇注塑機 SZ 60 450臥式注塑機 部分參數(shù)如下 理論注射容量 立方厘米 78 106 螺 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 桿 柱塞 直徑 mm 30 50 注塑壓力 MPa 170 125 注射速率 g s 60 75 塑 化能力 g s 5 6 10 螺桿轉速 Hmin 14 200 鎖模力 KN 450 拉桿內間距 mm 280 250 移模行程 mm 220 鎖模形式為雙曲肘 最大 最小模具厚度 mm 300 100 噴嘴求半徑SR20 模具定位孔直徑 mm 55 以上參素均符合本套模具的要求 可以使 用 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 6 完善澆注系統(tǒng) 6 1 設計主流道襯套 由于注塑機注塑時 主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞 所 以一般不將主流道直接開在定模上 而是將它單獨開設在一個嵌套中 然后將此嵌套 嵌如定模內 該嵌套稱為主流道襯套 澆口套 采用主流道襯套以后 不僅對主流道 的加工和熱處理以及襯套自身的選擇的等工作帶來很大的方便 而且在主流道損壞后 也便于修磨和更換 設計主流道襯套時應注意一下事項 對于小型注塑模 可將主流道與定位環(huán)設計成一個整體 但多數(shù)情況下應分開設計 主流道襯套應選用優(yōu)質鋼材 如T8A 熱處理硬度為53 57HBC 襯套的長度應與定模部分的厚度一致 主流道出口處端面不得突出在分型面上 否 則不僅會造成益料 而且還會壓壞模具 主流道襯套由A B兩種形式 本套模具制品比較小 型腔少可采用A型 其結構如圖 6 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 圖8 稱套 根據(jù)方便程度 設計的尺寸為d 10mm dh 20 Lb 35mm L1 12 5mm SR 20mm Lb長度考慮了與定位環(huán)的長度10mm 材料選用T8A 熱處理硬度為53 57HRC 6 2設計定位環(huán) 定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合 其作用時為了使主流道與噴嘴 和料筒對中 定位環(huán)與注塑機定模板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合 如 H11 h11或H11 b11 對于小型模具 定位環(huán)與定位孔的配合長度可取8 10mm 定位環(huán)形狀如圖7 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 圖9 定位環(huán) 由于目前我國對于定位環(huán)還沒有國標 故根據(jù)注塑機噴嘴設計 d 20 mm 01 mp35 選擇固定螺釘 M6固定螺釘 7 冷卻系統(tǒng) 7 1 設計原則 在保證模具材料有足夠強度的前提下 冷卻水道盡可能設置在靠近型腔表面 在保證模具材料的機械強度的前提下 冷卻水道應盡可能緊密 冷卻水道的直徑應優(yōu)先采用大于8cm 冷卻水道在模具中的流速 以盡可能高一些為好 但就其流動狀態(tài)來說以湍流為佳 制品較厚的部位應特別加強冷卻 充分考慮所用的模具材料的熱傳導率 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 7 2 冷卻水道 本套模具由于是小型模具 故可采用直徑為8mm冷卻水道 在凹模布置如圖8 圖10 冷卻系統(tǒng) L1 115mm L2 8mm L3 0 1mm L4 100mm 8 完善非標準零部件的設計 1 上模座 綜合螺釘孔 銷釘孔及稱套孔 其結構及尺寸見附圖00 01 2 上墊板 在上面開有螺釘孔 導套孔 銷釘孔及稱套孔 其結構見附圖00 02 3 型腔 根據(jù)以上所塑凹模的設計圖見附圖00 03 4 推板 推板的尺寸及形狀見附圖00 04 5 壓板形狀見附圖00 05 6 擺鉤形狀見附圖00 06 7 支撐桿形狀見附圖00 07 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 8 掛板形狀見附圖00 08 9 下模座 其結構及尺寸見附圖00 09 10 頂板 其結構及尺寸見附圖00 10 11 推桿固定板 其結構及尺寸見附圖00 11 12 下墊板 結構及各項細節(jié)見附圖00 12 13 型芯固定板 開有螺釘孔 導柱孔 銷釘孔及型芯孔 其結構見附圖00 13 14 型芯 設計其他結構時改變了型芯的部分結構 其具體結構及尺寸見附圖00 14 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 9 1 本模具的總裝圖 見附圖 9 2 本模具的工作原理 模具工作原理 模具安裝在注塑機上 定模部分固定在注塑機的定模板上 動模部 分固定在注塑機的動模板上 合模后 注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔 經(jīng)保 壓 冷卻后塑件成型 開模時 動模后退 由于擺鉤的作用首先使模具在 I I 分型面分 型 由于動模部分設有拉料桿 因此流道凝料保留在動模座板上 當擺鉤受到壓板的 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 作用時 型腔板停止運動 動模繼續(xù)后退 在 II II 分型面開始分型 動模運動到一 定距離 頂板受到注塑機的作用 停止運動 同時脫模機構工作 制件被強制脫模 脫掉制件 動模運動停止 合模時 借助注塑機的閉合運動分型面 I I 先閉合 接著 II II III III 分型面閉合 完成一個模具行程 模具被鎖緊 進而進行下一次注塑 10 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 10 1 凹模的加工工序卡見附表 1 10 2 凹模的加工工藝過程卡見附表 2 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 11 結論 大學三年的學習即將結束 畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié) 是對以前所學的 知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn) 技術得到愈來愈廣泛的應用 在完成大學三年的課程學習和課程 生產(chǎn)實習 我熟練 地掌握了機械制圖 機械設計 機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識 對機械 制造 加工的工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達到了學習的目的 對于模具設計這 個實踐性非常強的設計課題 我們進行了大量的實習 經(jīng)過在新飛電器有限公司 洛 陽中國一拖的生產(chǎn)實習 我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識 豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識 而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 的突破 在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下 同時在現(xiàn)場查閱了很多相關資 料并親手拆裝了一些典型的模具實體 明確了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍 設計中 將充分利用和查閱各種資料 并與 同學進行充分討論 盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計 在設計的過程中 將有一定的困 難 但有指導老師丁海的悉心指導和自己的努力 完滿的完成畢業(yè)設計任務 由于學 生水平有限 而且缺乏經(jīng)驗 設計中不妥之處在所難免 肯請各位老師指正 致 謝 首先感謝本人的導師丁海老師 他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢 業(yè)設計內容提出了許多建設性建議 還有丁鵬 于匯永等老師淵博的知識 誠懇的為 人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設計的過程中 特別是遇到困難時 老師給了我鼓勵和幫 助 在這里我向他們表示真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學習及實踐環(huán)境 使我學到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 同時感謝 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 我們所有的材料工程系的老師們 你們是優(yōu)秀的 老師們 你們辛苦啦 感謝和我在一起進行課題研究的同窗好友喬杰 秦萬鑫等 是你們在宿舍 教室 和我一起討論交流 使我學到了許多新的知識 一并感謝你們 最后 我非常慶幸在三年的的學習 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學 并感激師友的教誨和幫助 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結構與設計 清華大學出版社 2 王孝陪主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000 3 模具制造手冊編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1996 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生主編 模具設計與制造簡明手冊 上?？?學技術出版社 1998 5 賈潤禮 程志遠主編 實用注塑模設計手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 唐志玉主編 模具設計師指南 國防工業(yè)出版社 1999 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 7 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 1995 8 黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 1999 9 彭建聲主編 簡明模具工實用技術手冊 機械工業(yè)出版社 1993 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結構與設計 清華大學出版社 2 王孝陪主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 3 模具制造手冊編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1996 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生主編 模具設計與制造簡明手冊 上?？?學技術出版社 1998 5 賈潤禮 程志遠主編 實用注塑模設計手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 唐志玉主編 模具設計師指南 國防工業(yè)出版社 1999 7 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 1995 8 黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 1999 9 彭建聲主編 簡明模具工實用技術手冊 機械工業(yè)出版社 1993