塑料茶杯注塑模具毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 塑料茶杯注塑模具设计 摘要 ： 近年来，我国工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求， 2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到 30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到 10%以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。 关键词 ：塑料模具 ,注射成型 ,模具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n s in of in of 004, in ie 0% to in to an 0% of to on of is an is to be a of Is of up as a as a of of as as of of a be to ie to of a of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 关键字 . 5 英文摘要 关键字 . 2 第一章 引 言 . 6 第二章 塑料成型制品的分析 . 9 . 9 . 9 . 9 第三章 塑料性能 . 错误 !未定义书签。 乙烯塑料的材料特性 . 9 乙烯塑料的成型特性 . 10 乙烯塑料的成型工艺参数 . 10 第四章 注 射机的选用及校核 . 12 . 12 腔数量的确定 . 12 射机有关工艺参数的校核 . 13 . 13 . 13 的校核 . 13 . 14 . 14 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 14 . 15 第五章 注塑模具的相关机构系统的设计 . 16 腔和型芯的设计 . 16 . 16 . 17 注系统的设计 . 20 . 21 . 22 . 22 导柱的设计 . 23 . 26 . 26 . 27 . 27 出机构的设计 . 28 . 28 . 28 . 28 具其余部件的设计 . 29 . 30 . 30 气系统的设计 . 30 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 30 . 30 结 论 . 31 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 引 言 塑料模具技术的发展日新月异，在现代工业、餐具、玩具等行业中的应用很广泛，模具是生产各种产品的重要工艺装备。 此次毕业设计的题目是塑料成型模具的设计。塑料模具的分类很多，按照塑料制件的不同可分为：注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模等。注塑模具又称注塑成型，是热塑性塑料制品生产的一种重要的方法。除少数塑料制品外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型 方法生产塑料制品。注塑模具不仅用于热塑 性塑料的成型，而且成功 用于热固性塑料的成型。模具以其特 定的形状通过一定的方式使原料成型。模具的制造精度越高，制造成本 越高，因此应延长模具的使用寿命，尽量缩短模具的制造周期，来降低生产成本。 塑料制品以其密度小、质量轻的优点在工业中的应用日益普遍，大有 “ 以塑代钢 ”的趋势 。塑料模具可以满足塑料的加工工艺要求和使用要求，可以很好的降低塑料制品的生产成本。塑料的质量要靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状，精确尺寸几较低的表面粗糙度来保证。由于今年来材料发展很快，各种新型材料不断被研制出来，对模具的发展也起到了推 波助澜的作用，尤其是各种加工性能好，热处理变形小的新型模具钢种，如预制钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等。而本次设计的模具用于聚乙烯塑料制品的生产制造。聚乙烯属于热塑性塑料，这种 塑料中塑脂的分子是线形或支链型结构。它在加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体（即聚合物熔体），可成型为一定形状，冷却后保持已成型的形状。如果再次加热，又可以软化熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。在上述过程中，一般只有物理变化而无化学变化。因此选用该塑料有助于废料和旧弃塑件的二次回收，循环利用。 有一定的环保效应，减少了现实中的“白色污染”。 近年来 ,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右 ，而在整个 塑料模具市场以注塑模具需求量最大 。随着 模具制造行业的发展，许多企业开始追求提 高产品质量及生产效率 ,缩短设计周期及制造周期 ,买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 降低生产成本 ， 最大限度地提高模具制造业的应变能力 等目标。新兴的模具 年来， 术的应用越来越普遍和深入 , 大大缩短了模具设计周期 , 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 模具的 析 , 包括根据产品模 型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如 、 生成上下模腔和模芯 , 再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后 , 再利用模具分析软件 ( 如 行塑料的成形过程分析。根据艺数据库 , 通过输入成形工艺参数 , 可动态仿真分析塑料在注塑模腔内的注射过程流动情况 (含多浇口注射时的塑料汇流纹 分析 )、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等 , 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否存在浇注系统不合理 , 出现流道和浇口位置尺寸不当 , 无法平衡充满型腔 ; 是否存在注塑工艺不对 , 出现产品的翘曲变形等。模具通过 就可以将错误消除在设计阶段 , 提高一次试模成功率。 模具的计算机辅助制造 (术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面。 芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。 利用模具 术 在电脑上模仿机床的加工过程 , 能直观反映加工的结果 , 能直接评估加工后零件的质量 , 能检查出加工的错误。在检查加工后零件的质量时 , 可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切 , 直接测量其尺寸和精度。因此 , 它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段 , 减少加工后的修补和返工 , 大大提高模具的制造效率和质量。 茶杯作为日常生活最重要的日用品 ，是中国 日用品 市场上最普及、最活跃，也是竞争最为剧烈的产品之一。近年，由于 茶杯的外形结构及造型不断的变化，造型更复杂化 使其拥有稳定增长且又不断扩大的市场。 作为 日用品的 重要 组成部分之一 的茶杯 ，它的结构设计及质量也 是 非常重要的。目前，主要采用注射成型的方法得到 茶杯外形 ，用这种方法生产的优点是：成型周期短，能一次成型外形复杂的结构，对各种塑料的适应性强，生产效率高。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 塑料茶杯使用的原料是 丙烯腈 苯乙烯共聚物 脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈 苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳 定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。 塑料茶杯 注射模 要研究的是注射 模具的结构设计及分析 ( 模具结构分析与优化设计 (辅助制造 ( 塑料模具 就是把塑料模具制造过程所涉及的各项单元技术集成起来 , 统一数据库和文件传输格式 , 实现信息集成和数据资源共享 , 从而大大缩短模具的设计制造周期 , 提高制模质量。 综上所述 , 模具 成技术就是应用于模具制造各个环节的计算机辅助技术和实现各环节信息集成的技术。 研究 闹钟后盖 注射模 有重大 的意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章塑料成型制品的分析 料成型制品的分析 此次设计的制品是塑料工艺茶杯，形状较为复杂，精度要求中等，塑件表面外观光滑，质量较好。 本制品为大批量生产，为缩短生产周期，提高生产率，制品使用一模四穴及全自动化生产，利用模具的顶出机构将模具顶出型腔。为提高生产效率，制品在模具中直接成型。 塑件质量： m=30g 聚乙烯密度： c m 塑件体积： 塑件成型投影面积： （图 品制件图 塑件壁厚均为 2构较复杂，尺寸适中，属薄壁壳体塑料。塑件侧向有手柄，因此模具需要设计侧分型与抽芯机构，根据塑料产品特征，选用浇注系统为侧浇口，采用侧浇口基本不影响塑件外观。 聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最 大。聚乙烯塑脂为无毒，无味，呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，结晶型塑料。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高（结晶度仅 60% 70%），密度较低，相对分子质量较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性，成型加工性能也较好。中、高压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对 分子质量、结晶度较高（高达 87% 95%），密度大，相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高，但柔软性、耐冲击性及透明性、成型加工性能都较差。 聚乙烯的吸水性极小，且介电性能与温度、湿度无关。因此聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯可与之相比。 聚乙烯为结晶性原料，吸湿性极小，不超过 因此在加工前无需进行干燥处理。其结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高， 强度也就高 ； 聚乙烯分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。它的制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。但其软化温度范围较小，且熔体易氧化， 因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量； 聚乙烯的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显， 缩率为 右， 缩率在 右。因此容易变形翘曲，模具冷却条 件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定； 聚乙烯的熔点不高，但比热容较大 ，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。聚乙烯熔体的冷却速度较慢 ，因此必须充分冷却， 模具应该有较好的冷却系统。它的热稳定性较好，一般在 300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。 表 乙烯的成型工艺参数 参数 取值范围 选取数值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 密度平 p 33收缩率 S 温度 / 喷嘴 150180 160 料筒 180200 190 模具 30 60 50 压力 射 70100 80 保压 40 50 45 时间 /s 注射 0 5 3 保压 15 60 30 冷却 15 60 40 总计 40140 73 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 注射机的选用及校核 射机的初选 注射机常用的选择方法： 使用现有设备 或 据每次成型塑件满足最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机。 本次设计的模具适用于卧式螺杆注射机，初选 为 注射机，其主要参数如下： 额定注射量 射压力 模力 大成型面积 最大开模行程 大模具厚度 小模具厚度 喷嘴圆弧半径 嘴孔直径 板尺寸 520杆空间 373腔数量的确定 据注射机的最大注射量初步确定型腔数量 n N (k* 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4 般取 k=2 050型腔数 n （ 250，利于型腔分布，降低生产成本。 此外，随着型腔数的增加，塑件制品的精度有所降低，因此型腔数还受到制品精度的限制。即可以根据制品精度要求和各种以模具注射成型时所达到的精度及型 腔数增加时其制品精度降低情况计算型腔数。考虑到本塑件精度要求不是太高，故通过注塑机的最大注射量（公称注射量）来确定型腔数量。 射机有关工艺参数的校核 1最大注射量的校核 最大注射量和制品的体积有直接关系，两者必须相适应。不然，会影响到制品产量和质量。若最大注射量小于制品的体积，就会造成产品的形状不完整或内部组织疏松，制品强度下降等缺陷；注射机利用率低，浪费电能，而且可能导致塑料分解。因此，为了保证正常的注射成型，注射剂的最大注射量应稍大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边）。通常注射机的实 际注射量最好在注射机最大注射量的 80%以内。 2 80% （ 4 50 0=80% 250=200 经检验符合要求。 2注射压力的校核 聚乙烯塑料的注射压力为 70 100 80注射机注射压力为 130注射机的注射压力满足要求。 3锁模力的校核 （ 2） pF 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4 0 C 0 100 P=80 =1800，注射时模具的膨胀力 =（ 4 0） 80=1748800模力满足要求。 4最大注射成型面积的校核 2A （ 4 0 C 射成型面积为 500 C 有注射时模具的成型面积 =4+20= 500c，则 最大注射成型面积满足要求。 5浇口套的小端直径 和 球面半径 的计算 注射机喷嘴前端孔径 d=4 和球面半径 r=12 与模具浇口套的小端直径 一般应满足下列关系： R=r+(1 2) （ 4 D=d+( 1) （ 4 则模具浇口套的小端直径 D=5，球面半径 R=13。 6注射机固定模板定位孔与模具的定位圈 的关系 两者按 H9/保证模具主流道轴线与注射机喷嘴轴线重合，否则，将产生溢料并造成流道凝料脱模困难，定位圈高度 h，小型模具为 8 10 ，大型模具为 10 15。 7模具的安装紧固 模具的定模部分安装在注射机的固定模板上，动模部分安装在注射机的移动买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模板上。模具的安装固定有两中方式，可以用压板固定，这时模具座板附近要有螺孔（注射机模板上）就能固定。因而有较大 的灵活性。也可用螺钉直接固定。这时模具座板上孔的位置和尺寸应与注射机模板上的安装螺孔完全吻合，螺钉和压板的数目，动定模板上各用 2 4个。 8开模行程与顶出装置的校核 各种注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程，开模距离的校核分为下面几类情况，一种是注射机最大开模行程与模具厚度无关的，一种是注射机最大开模行程与模具厚度有关的。其中第一种主要指液压机械联合作用的合模机构和注射机。如 54，其最大开模行程与模具厚度无关。它和行程由连杆机构（或移模缸）的最大冲程所决定。 对于斜导柱侧抽芯的注射模，开模行程可按下式校核： S 2+5 10) （ 4 由于该塑件需侧抽芯，完成抽芯的纵向开模距为 料制品高度为 件推出距为 于塑件可在 开模行程可简化为： S (5 10) （ 4 有， S 为抽芯距 取 S=66， 为斜导柱侧倾斜角，取 =20 则6 =66 98 , 10) =208 S=500 ， 满足要求。 注射机的顶出装置因注射机型号不同而不同， 械顶出。在两侧双顶杆顶出的注射机上 使用的模具的推板长度应足够长，以便注射机顶杆能顶到模具的推板上 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第五章 注塑 模具的相关机构系统 的 设计 腔和型芯的设计 当塑料制件的设计已经完成，并选定所用材料后，就应考虑型腔数量问题，与多型腔模具相比，单型腔模具有很多优点： （ 1）塑料制件的形状和尺寸始终一致；（ 2）工艺参数易于控制，模具的结构简单紧凑，设计自由度大；（ 3）单型腔模具的推出机构，冷却系统和模具分型面的技术要求，在大多数情况下都能满足而不必综合考虑。但对于长期大批量生产而言，多型腔模具是更为有益的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的生产成本。大多数中小型塑件的成型是多型腔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的。本模具采用一模四穴，对称分布，主分型面水平分型，分型面选在最大轮廓处，开模后留在动模一侧，设置有效的推出机构，利用中心顶出机构将制品推出，侧分型面成型塑件内壁，垂直于主分型面，利用斜导柱侧抽芯机构完成抽芯分型。制件在模具中的位置主要由型腔数目及排列方式，分型面的确定位置来决定。分流道两侧对称分布型腔，主流道设置在模板中心。 型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件，按结构不同可分为：一 整体式型腔结构：整体式型腔是由整块金属加工而成的 ,其特点是牢固、不 易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于形状简单的中小型模具上。二 组合式型腔结构：组合式型腔结构是由两个以上的零部件组合而成。按组合方式不同，组合式型腔结构可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶嵌式和四壁拼合式。采用组合式凹模，可简化复杂凹模的加工工艺，减少热处理变形，拼合处有间隙，利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具钢。为了保证组合后型腔尺寸的精度和装配图的牢固，镶块的机械加工、工艺性要好，因此，选择较好的镶拼结构是非常重要的。本次设计，塑件一般位于定模部分 ，一般位于动模部分，故无法使用整体式型腔结构，在此选用动定模组合式型腔结构，材料通常选用优质碳素结构工具钢 火处理 55. 2 型芯的结构设计 成形塑件内表面的零件称型芯，主要有主型芯，小型芯。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成形其主要部分内表面的零件称主型芯，而将成形其它小孔的型芯称为小型芯或成型杆。鉴于本次设计主型芯用于成形塑件内壁，为一整体，故主型芯选为整体式结构；小型芯是用于成形塑件上的手柄，需动定模共同构成，故选组合式结构，在动定模板上分别加工出两相吻合的型芯。材料选优 质碳素结构工具钢 火处理 55. 由于塑件材料聚乙烯有一定的收缩率，冷却成型后尺寸稍微会有一些变化，为了保证制品精度，必须将其考虑在内。聚乙烯的成型收缩率在 取 S= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 主型芯型腔径向尺寸 聚乙烯塑件精度一般为 6级，模具最大磨损量取塑件工公差的 1/6，模具的制造公差据塑件各部位尺寸不同而不同。取 X=4造公差z=2造公差 =乙烯的收缩率S=则 ZZ M 011 1 （ 5 2= 021= = （ 5 2 大型芯型腔深度 塑件高度尺寸 S ,模具最大磨损量取塑件公差的 1/6，模具的制造公差 ，取 x=2/3=S ZZ 0110 （ 5 3 大型芯径向尺寸 上口宽 01 的公差值为 下口宽 82 模 具 的 最 大 磨 损 量 取 塑 件 公 差 的 1/6 ； 制 造 公 差 ， 。取 x ,买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 聚乙烯的收缩率取 s= 010 1 ZZ 0 （ 5 020 1 ZZ 0 （ 5 4 大型芯高度 模 具 的 最 大 磨 损 量 取 塑 件 公 差 的 1/6 ， 模 具 的 制 造 公 差 ，取 x ， s= 00 1 ZZ 0 （ 5 5 小型芯型腔的径向尺寸 径 向 尺 寸 8 的 公 差 值 为 则 模 具 的 制 造 公 差 。取 % 则 ZZ 00 1 （ 5 6 小型芯型腔深度 鉴于小型芯型腔位于主分形面，动定模各半共同组成小型芯型腔，型腔深买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 度 3 ，动定模部分深度相同为 31 。公差值为 则模具的制造公差 ，取 % （ 5 7 小型芯径向尺寸 小型芯径向尺寸 4 的公差值为 则模具的制造公差 ，取 % 则 00 1ZZ 0 （ 5 8 小型芯高度 小型芯由动模部分和定模部分共同组成，且 32/21 ，则 ， 其 公 差 值 为 模 具 的 制 造 公 差 Z ，取 % 则 010 11 ZZ h 0 （ 5 注系统的设计 ZZ 010 11买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 组成浇注系统的零件有浇口套、定位圈、拉料杆、定模板，在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于 分形面。由于主流道要在高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射机上直接加工；大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸；可更换的主流道浇口套，使用 射机时定位孔直径为 100与浇口套下部尺寸相差较大，所以选用定位圈与浇口套分离的结构。 1 浇口套的设计 射机的注射部分喷嘴球头半径为 12喷嘴直径为 4浇口 套球面半径要比喷嘴球头半径大 12取 R=14深度一般为 35取为 5浇口套进料孔直径比注射机喷嘴直径大 取为 5 出料口直径取 8浇 口套外径取 40其材料选优质碳素结构钢 火处理 5，具体尺寸和结构设计见零件图。 2 定位圈的设计 鉴于 射机固定模板上定位孔直径为 100则定位圈外径取100厚度 20它的固定使用 六角螺钉。定位圈的材料选用普通碳素结构钢 需热处理，具体尺寸和结构设计见零件图。 3 拉料杆 的设计 浇口套出料口直径为 8取拉料杆直径与出料口直径相等为 8料杆上部选用钩头（ Z 字形）结构，下端部台阶厚度为 5直径为 15 材料选用 45#钢，淬火处理 5，表面粗糙度为 与动模板的配合 H8/形结构及具体尺寸标注见零件图。 浇 注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成 1 综合考虑此次设计选用圆柱形流道，平衡对称布置，一级分流道直径61 d 二级分流道直径 2 ，三级分流道直径 3 ；浇口形式选为侧交口。 2 冷料穴是浇注系统的结构组成之一，是用于容纳浇注系统流道中料流的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。 导柱侧抽芯机构的设计 1 抽芯距的计算 将侧型芯从成形位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距，用 S 表示，为了安全期间，侧向抽芯距离通常比 塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大 23鉴于此次设计抽芯符合一般情况，故抽芯距可按下式计算： 32(1 （ 5 S 1S 芯滑块移动的最小距离 则 )32(1 2(64 2 抽芯力的计算 抽芯力的计算同脱模力计算相同，对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如 下公式进行估算： )s i nc o s( c h 5 N; m ; m; 紧力）其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成 型工艺有关，一般情况下，模内冷却的塑件，10)，模外冷却的塑件，10)； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 般 = 则 )0s