童心吸水水杯杯盖注塑模设计(PROE图)-模具毕业论文

盐城工学院毕业设计说明书 1 目录 0、前言 1 1、 概述 3 2、 设计课题及任务 5 3、塑料制品工艺分析 6 3.1、塑料制品的结构 6 3.2、材料分析 6 3.3、 ABS 成型条件 6 3.4、制品的公差 8 3.5 成型方案确定和注塑工艺分析 8 3.6 注塑机的选择及主要参数 9 4、模具结构设计 10 4.1、模具型腔的确定 10 4.2、分型面的确定 11 4.3、浇注系统设计 12 4.4 成型零件型腔的设计 15 4.5、顶出系统的设计 20 4.6、冷却孔的设计 22 4.7 确定各模具板的厚度及尺寸 22 5、注塑机有关工艺参数校核 24 6、模具使用说明及操作过程 26 7、模 具的保养 26 小结 27 参考文献 28 附件清单 29 童心吸水杯杯盖注塑模设计 2 4 摘要 一个国家工业水平的高低，在很大程度上取决于模具工业发展的水平。模具工业的发展水平，是一个国家工业水平的重要标志之一。注塑模具是指用于成型塑料制件的模具。 设计塑料模时，确定了模具结构之後即可对模具的各部分 进行详细设计，即确定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参数。因而只有具体地掌握成形塑料的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。即使所选模具结构正确，但所用参数不当，就不可能生产出品质合格的塑件。本文介绍了童心吸水水杯杯盖的注塑模设计。首先对塑件制品进行工艺分析与研究。其次，进行分型面的选择，浇口的设计，决定模具采用三板式结构，水路冷却，结构简单，耐用，便于加工部件，生产效率高。利用推板对制品进行强制脱模。对模具的各个零件进行了设计与计算以及强度的校核。最后对模具材料的选择、 使用与保养作了几点说明。 关键词： 童心吸水水杯杯盖 注塑模 三板式 强制脱模 盐城工学院毕业设计说明书 3 Abstract A nations 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 watercups 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 watercups cover injecting plastic mold； three-plank type； turn off the mold compulsorily 童心吸水杯杯盖注塑模设计 4 4 0 前言 塑料工业的发展具有得天独厚的发展，其原料来源丰富。注塑工艺也越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品，要高质量，经济地生产出注塑料制品，必须综合考虑成型树脂注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成 型制品的生产效率、质量及成本，能否生产出达到设计要求的制品，不仅仅取决于模具的结构与加工精度，还取决于广义的成型技术。模具是当今工业生产中使用极为广泛的工艺装备，是最重要的工业生产手段及工艺发展方向。一个国家工业水平的高低，在很大程度上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平，是一个国家工业水平的标志之一。 现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化程度、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备及生产技术管理等方面工作的综合。但其中 CAD/CAM 技术在模具生产方面的应用，无疑占有很重 要的地位。它被认为是现代模具技术的核心和重要的发展方向。 1） 协同创新设计将成为模具设计的主要方向 制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、产品设计、产品生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计也同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态。由于在制造流程中各个环节所采用的 CAD 系统不一定相同，这就要求CAD 系统要具备协同的能力，能够随时交换上下游的数据，能够处理彼此的数据，数据产生及处理标准化。 2） 模具 CAD 技术的 ASP 模式将成为发展方向 今天的模具行业已经成为高技术密集的行业。要掌握全部先进的技术，成本都将非常高昂，要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困难。于是，模具 CAD 的ASP 模式就应运而生了。这样整个社会就形成了一个大的模具制造企业，按照价值链和制造流程分工，将制造资源最优发挥。应用服务包括如递向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等。我们相信，网络环境下的先进的 CAD技术必将把模具工业推上新的台阶。 3） 模具 CAD/CAM 发展趋势 21 世纪模具制造行业的基本特 征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期，降低生产成本、最大限度的提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。具体表现出以下几个特征 : 1集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。 2智能化技术 盐城工学院毕业设计说明书 5 应用人工智能技术实现产品生命周期（包括产品设计、制造、使用）各个环节的智能化，实现生产过程（包括组织、管理、计划、调度、控制等）各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其 中智能的充分发挥。 3网络技术的应用 网络技术包括硬件与软件的集成实现，各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。网络技术的应用为我国模具企业实现敏捷制造和动态联盟奠定了技术基础。 4多学科多功能综合产品设计技术 未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，而且还用到电磁学、光学、控制理论等；甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿 命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。 5虚拟现实与多媒体技术的应用 虚拟现实 VR（ Virtual Reality）是人造的计算机环境，人处在这种环境中有身临其境的感觉，并强调人的介入与操作。 6反求技术的应用 这种过程就是反求工程 RE （ Reverse Engineering）。一旦建立了 CAD 几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作，如实物 CAD 模型的修改、零件的重新设计、有限元分析、误差分析、数控（ NC）加工指令生成以及模具的设计和制造等。 7快速成 形技术 快速成形制造技术 RPM（ Rapid Prototyping & Manufacturing）基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度丝毫无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。 本次我的课题为 (童心吸水杯杯盖 )注射模设计：由于以前这方面的知识接触得少，所以在设计之前我阅读了许多关于注塑模设计的书，再加上指导老师的指导，使得设计顺利地进行。由于我们是提供制品设计模具，给模具定型多了一个依据。方案拟定有了一个大概的轮廓。注射成型模具有一定的分类和组合，它们在某些基 本式样上彼此不同地从实用的观点出发。注射成型模具的分类方法应以设计和操作的主要特色为基础。 本次的注射模设计是一次对我们以前所学知识的综合运用，了解了设计的一般过程及该行业的发展状况。由于时间紧促，加上本人的水平有限，设计过程中出现一些错误，在此恳请各位专家、老师指正。 童心吸水杯杯盖注塑模设计 6 4 1 盐城工学院毕业设计说明书 7 童心吸水杯杯盖注塑模设计 8 4 概述 盐城工学院毕业设计说明书 9 模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济个部门发展的重要基础之一，一个国家模具设计、制造技术的高低，是衡量这个国家产品制造水平的重要标志。注塑模是指用于成型塑料制件的模具。近年来，我国各行各业对模具工业的发 展十分重视。模具制造已被列为机械工业技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化程度、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备及生产技术管理等方面工作的综合。但其中 CAD/CAM 技术在模具生产方面的应用，无疑占有很重要的地位。它被认为是现代模具技术的核心和重要的发展方向。 模具是一种专用工具，用于装在各种压力机上，通过压力把金属或非金属材料制出所需另件的形状制品，这种专用工具即统称模具。一 个国家工业水平的高低 ,在很大生活方式上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平，是徇一个国家工业水平的重要标志之一。 模具在工业生产中的作用： 1. 是工业生产中最基础的装设备。 2. 是实现少切削和无切削的不可缺少的工具。 3. 广泛用于工业生产中的各个领域：汽车、摩托车、家用电器、仪器、仪表、电子等。 60%-80%的另件都需模具制造。 4. 高效大批量生产的主要手段：如塑料件的生产、螺钉、螺母，垫圈等标准件的生产。 5. 工程塑料粉末冶金，橡胶、合金压铸、玻璃成形等需模具来进行工艺的推广。 模具生产的特点： 模具生部制造技术几乎集中了机械加工的业精体，有时是机电结合加工，也离不开钳工手工技巧的操作。 1 模具生产方式的选择 A.零件批量小的模具生产，采用单件及配制的方式 B零件件批量较大，采用成套性生产 C如果同一种零件件制品需多个模具完成，加工和调整模具时应保持前后的连续性 2 模具制造的特点： A 同一工序的加工，内容较多，故生产效率较低。 B 要求工人的技术等级较高。 童心吸水杯杯盖注塑模设计 10 4 C 模具某些工作部分的尺寸及位置，必须经过试验后来确定。 D 装配后远均需试模，调整，及修模。 E 模具生产周期一般较长，成本较高。 F 模具生产是典型的单件生产，故生产工艺，管理方式制造工艺都具有独特的规律和适应性。 2 设计课题及任务 盐城工学院毕业设计说明书 11 一 课题名称：童心吸水水杯杯盖注塑模设计 二 任务内容 1、 按提供的塑料制品 (杯盖 )进行测绘 1） 绘出制品 (杯盖 )的产品图纸 2） 参考有关资料，标注尺寸、公差及相关的技术要求。 2、 结合制品 (杯盖 )图纸内容确定该制品注塑模具的设计方案。 3、 设计注塑模具 三 要求 1、 根据制品的几何形状、重要 (g)确定 注塑模具的浇口类型和型腔数量 2、 结合制品的浇口类型，型腔数量等条件选择注塑机的型号、类别来确定模具安装类型及参数。 3、 根据方案确定、模具设计、以及有关计算等设计过程来写出毕业设计说明书一份 (简明扼要，重点突出 )，内容在一万字左右。 4、 图纸内容及张数 1) 塑料制品图各一张 (比例适当 )。 2) 注塑模具总装配图一张 A0。 3) 零件图 (二维、三维 )若干 (其中32为计算机绘图 )。 5、提供塑料制品 (童心吸水杯杯盖 )一只。 3 塑料制品工艺分析 童心吸水杯杯盖注塑模设计 12 4 3 1 塑料制品的结构如图 3 2 材料分析 该零件采用 ABS 树脂为材料它是由丙烯腈 (Acrylonitrile， 25%30%)聚丁二烯(Butadiene， 25%30%)和苯乙烯 (Styrene complymer， 40%50%)三种单体共聚而成的，其中丙烯腈 (A)使之有较高的硬度、表面光泽，具丁二烯 (B)能增加韧性；苯乙烯 (S)，则使加工性良好，要注意的是， ABS 的吸湿性较强 (0.2%0.45%),而要达到较光泽的表面，注射成型时就必须进 行预备干燥，由于聚丁二烯的作用，熔融时易发生气体，易造成烧痕，产生银线等，脱模斜度 2以上。 ABS 的表现特征为无毒，无味，白象牙色的不透明的粉状或粒状料，是热塑性塑料，且易着色，高光泽，易电镀，耐油，尺寸稳定，缺点是长期暴晒在太阳光紫外线下易变质。 3 3 ABS 成行条件 实用注塑模设计 P145 ABS 一般物理特性 密度 1.021.07 g/cm （计算值： 1.05 g/cm） 流动性 中等 溢边料 0.04mm 左右 吸水率 (24 小 时长周期 ) 0.20.4% 熔点 (粘统温度 ) 130160 熔融指数 (200 C 负荷 50N、喷嘴 2.09) 0.410.82 g/10min 维卡针入度 71122 马丁耐度 90108 45 盐城工学院毕业设计说明书 13 83103 180 比热容 1470 J/(Kg*K) 屈服强度 50 MPa 抗拉强度 38 MPa 断裂伸长率 35% 拉伸弹性模量 1.8 GPa 抗弯强度 80 MPa 弯曲弹 性模量 1.4 GPa 抗压强度 53 MPa 冲击韧度 24 Mpa 冲击韧度 (无缺口 ) 261 KJ/m2 (缺口 ) 11 KJ/m2 布氏硬度 HB 9.7 R121 注射成行机类型 适用于螺杆式和柱塞式 塑料模具设计 P89 计算收缩率 0.5%0.7%(取用 0.6%) 预热温度 8085 预热时间 23 小时 料筒温度后段 150170 中段 165180 前段 180200 喷嘴温度 170180 模具温度 5080 但侧脱模温度 (最小值 ) 型腔 401 20 型芯 351 注射压力 60100 MPa 成形时间注射时间 2090 sec 高压时间 05 sec 冷却时间 20120 sec 总周期 50220 sec 后处理方法 红外线灯、烘箱 温度 70 时间 0.31 h 原材料预干燥 0.5 小时以上 说明：该成行条件为加工通用级 ABS 料时使用。 童心吸水杯杯盖注塑模设计 14 4 3 4 品的公差 参考模具手册公差等级表，该零件为中等精度 ABS 材料塑件，公差等级取 4级，公差值表如下： 公差尺寸 (mm) 4 级公差值 =3 0.12 36 0.14 610 0.16 1014 0.18 1418 0.20 1824 0.22 2430 0.24 3040 0.26 4050 0.28 5060 0.32 6580 0.38 80100 0.44 零件各尺寸公差选取原则按上表，其余未作要求尺寸均取 +-0.22mm，具体零件结构及尺寸见工程图。 3 5 成型方案的确定和注塑工艺分析 1件结构分析 1.） 该件为厚度为 2mm 中空的壳体，外侧面拔模斜度 3 ， 内侧面拔模斜度5 ； 2.） 该塑件为同心吸水杯杯盖，因此前面要求一定的光洁度，内表面的精度要求不高； 2型方法的确定 从塑件外形结构分析，塑件的内侧有一圈螺纹，为方便脱模，在确定分 型面时，应考虑此特征，在脱模是采用推板推出制品，强行脱模。鉴于塑件结构和 注射位置，该模以单分型面、一模一腔为佳。 3 注塑工艺 该塑件模具为单分型面，一摸一腔部分精度要求不高，只有小型芯和推板配合公差要求较高因此生产成本低，适于一般中小型模具厂生产。 盐城工学院毕业设计说明书 15 3 6 射机的选择及其主要参数 该塑件尺寸、体积属于中小型塑件，为适应大多中小型模具厂商，而初步确定采用较为普遍螺杆式注射机： XS-ZY-125，其主要参数如下： 一次注射量 厘米 125 螺杆直径 毫米 42 注射压力 兆帕 116.6 锁模力 牛 882000 最大注射面积 厘米 320 压板行程 毫米 300 模具最大厚度 毫米 300 模具最小厚度 毫米 200 压板尺寸 毫米 450*420 拉杆空间 毫米 260*290 注射机与安装模具的关系 ,必须了解以下几点： (1) 机床拉杆间隔 考虑模具的最大 外形尺寸安装时应不受拉杆的影响。 ； (2) 定位孔的直径 模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合，小型 机床一般只在定模部分设置定位孔，大型 机床则定，动模板都设置定位孔 . (3) 顶出杆的位置 设计模具时 ,必须了解机床顶出杆的直径及位置 ,并应将顶出杆的行程和模具顶出装置动作一起考虑 . (4) 喷嘴前端的孔径笔球面的半径，是浇口套的孔径和球面尺寸的依据。 (5) 安装螺孔的位置及妃径，机床定，动模板上设有一系列螺孔，以供安装模具压装所用。 安装形式如下： 1） 用螺钉直接固定模具； 2） 用压板固定模具形式； 4 模具的结构设计 童心吸水杯杯盖注塑模设计 16 4 模具设计要点： 熔体的流动情况 :流动阴力，速度，引程 ,重新融合 ,排气。 熔体冷却收缩与补缩。 模具的冷却与加热。 模具的相关尺寸与注射机关系。 模具的总体结构与零部件的结构 ,考虑模具安装与加工强度 ,精度。 4 1 模具的型腔数目的确定 模具中的型腔数目的确定是一项综合项目，首先应考虑注射机的各项规格及工作性能，以及考虑制品的精度要求，模具制造的费用等 。 确定合适的成型型腔数，应考虑以下几个因素： 1、 以机床注射 能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%，按公式 计算： 件浇W WSN 8.0 注塑模具设计要点与图例 P3 式中 N 型腔数： S 注射机的注射量（ g）： 浇W-浇注系统的注射量（ g） ； 件W-塑件重量（ g） ； 初定注射 机为 XS-ZY-125 型，该注射机的注射 量为 104g，即 S=104g，初估浇注系统的重量为 65g，即 浇W =65g，塑件的重量 件W=16g。 所以 05.116 651048.0 N 因此，模具的型腔数初定为 1 2 根据塑件的精度考虑： 一般单型腔时制造精度高，塑件精度也高。 该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况下，采用一模一腔。 3 据塑件形状及进料口位置考虑： 该 制品为童心吸水杯杯盖，圆形，制品高度为 46mm,在制品 的中心部分，采用点浇口，困此，采用一模一腔能满足点浇口的要求。 综合以上 3 个方面的因素，该模具的型腔数确定为 1 个。 盐城工学院毕业设计说明书 17 4 2 分型面的确定 分开模具能取出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分离面或称分模面，注射模只有一个分型面。 分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。选择分型面的位置时： 1 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 2 使塑件留在动模一边，利于脱模 3 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 4 轴芯机构要考虑轴芯距离 5 分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。 从塑件形状结构分析塑件为高度 46mm，直径 78cm， 2mm 厚的壳体，外侧面 拔模斜度，又前面为外形面，要求保证光洁，不能留下浇口和顶杆痕迹，根据分型面必须开设在制件断面轮廓最大的地方的基本原则，并综合以下几点分析： 1. 因为分型面不可避免地要在制件上留下溢料痕迹，或拼合缝痕迹，故分型面不选在制件光滑的外表面或带圆弧的转角处； 2. 从制件 的顶出考虑分型面要尽可能留在动模这一边； 3. 为避免使用侧抽型芯，分型面的选择也要充分考虑。 确定分型面位置如图所示 : aAss A 分型面选在此处不会对塑件外观有何影响，也不易产生飞边，也利于开模和脱模，童心吸水杯杯盖注塑模设计 18 4 加工也方便。 4 3 浇注系统设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道。作用： 1输送流体 2传递压力 浇注系统的组成及设计原则： 1、 组成：由主流道，分流道，内浇口，冷料穴等结构组成。 2、 浇注系统的设计原则： 1 考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。 2 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。 3 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。 4 进料口的位置和形状要结合塑件 的形状和技术要求确定。 5 流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。 4 3 1浇注系统的分析 浇注系统对塑件的质量和成型效率有直接影响，是整套模具设计的重要环节。对该塑件分析，具体设计时主要考虑以下因素： 1 塑件成形特性，浇注系统需适应 ABS 成形特性要求，以保证塑件质量； 2 塑件的大小及形状，根据该塑件的大小、形状、壁厚及技术要求等因素，前面已拟定了分型面的位置，同时也考虑了设置浇注系统的形式，进料口数量及位置。保证塑件的正常成形，防止流料直接冲击嵌件和受力不均，进料不 匀。 3 塑件型腔数目，该注塑模具是一模一腔，主流道放置中间。 4 塑件外观质量，为了便于去除，修整进料口，浇口选在不影响制件外观的位置。 5 成形效率，批量生产时在保证成形质量的前提尽量缩短填充及冷却时间和成形时间，同时还节约了塑料。 6 冷料，喷嘴端部的冷料必须去除，在主流道底端设有流道冷料推板。 4 3 2浇口的设计 盐城工学院毕业设计说明书 19 浇口指流道末端与型腔之间的细小通道。 1 作用： a、使熔体快速进入型腔，按顺序填充。 b、冷却材料作用 2 浇口参数： a、形状 一般为圆形或矩形。 b、面积与分流道比为 0.030.09。 c、长度一般 :0.52.0mm。 3 小浇口的优点： a、改变塑料非牛顿流体的表观粘度，增剪切速率。 b、小浇口改变流体流速，产生热量，温度升高。 c、易冻结，防止型腔内熔体的倒流。 d、便于塑件与浇注系统的分高。 本浇注系统浇口采用点浇口形式，其尺寸很小。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加 ，利于填充。 采用点浇口成型塑件，去除浇口后残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作，但压力损失大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面，以便浇口凝料脱模。 点浇口的截面为圆形，直径 d 一般在 0.8 2.0mm 范围内选取，常用直径是 0.81.5mm。点浇口直径也可用下面经验公式计算 ： 4 220.014.0 Ad d -点浇口直径 (mm) 塑料成型工艺与模具设计 P124 -塑件在浇口处壁厚 (mm) A -型腔表面积 (mm2 ) 浇口的厚度尺寸将直接影响浇口的固化时间，长度尺寸则决定压力下降程度，压力下降与浇口长度成正比例，参考塑料成型工艺与模具设计点浇口设计，浇口尺寸结构如图所示： 童心吸水杯杯盖注塑模设计 20 4 4 3 3主流道衬套的设计 主流道衬套位于模具的入口部，其作用是将塑化熔融的 树脂导入流道或型腔，注流道垂直于分型面。注流道衬套内孔呈圆锥形、圆弧 R处为锥孔的小端。锥孔的锥度越大，及内壁 的粗糙度在 0.8um 以上，主流道越容易脱出。主流道衬套的设计要点如下几点： 1) 主流道衬套的圆弧半径 R应比喷嘴头部半径大 1mm 左右 2) 锥孔的小端直径比喷嘴孔直径大 0.5 1mm 3) 尽可能缩短长度 本浇注系统采用最为常用的 v 形浇道，这种浇道易于机械加工，且热量损失和阻力损失均不太大。 截面尺寸如图所示： 盐城工学院毕业设计说明书 21 4 3 4、模具的排气部分 排气槽的设计原则 : 1 如果型腔中产生乞阻现象 ,将直接影响制品的外观 .设计模具时 ,必须考虑排气问题 ,如发生气阻 ,型腔中排不出的空气会因高压而燃烧 ,使制品的局部被烧蚀 ,影响制品的质量 . 2 简单模具气阻的准确位置易确定 ,对于复杂的模具 ,可以通过试模来确定气阻位置 . 3 找出气阻位置 ,便可设置排气槽 , 一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽 1.56 mm 的排气槽。 4 该套模具的排气槽设置在分型面处及镶块的啮合处 . 塑件外形尺寸较小，对于此类小型模具，可利用分型面间隙排气，分型面位于熔体流向的末端，可达到很好的排气效果，因而本模具不另外设计排气系统，直接由分型面间隙，镶件缝隙，推杆间隙等进行排气。具体的结构尺寸如图所示： 4 4 成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压，料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外成型零件还 要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能 . 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式，排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成童心吸水杯杯盖注塑模设计 22 4 型零件进行强度和刚度校核。 4 4 1、成型零件型腔计算 塑料成型工艺与模具设计 P148 P15 凹模是成型塑件的主要零件，按其结构不同，可分为 整体式和组合式两类。本设计中采用整体式凹模，其特点是牢固，不易变形。型芯是成型塑件的内表面的零件，型芯按结构可分为整体式和组合式两种。本设计中采用整体式，特点是结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，这种结构是将型芯单独加工，再镶入模板中。 成型零件工作尺寸的确定 成型零件的工作尺寸指直接成型塑件的尺寸。 成型零件尺寸计算的基本公式是 )1( SBA 考虑塑件公差、模具制造公差、模具磨损量等，其计算公式如下： 1 、型腔内径尺寸的计算 00 43)1( SDD 式中 D-型腔内径尺寸 D0 -塑件外径标称尺寸 (mm) S-塑料平均收缩率，即2 minmax sss -塑件公差 2 -型腔制造公差 代入数据得 ：05.00050.0011.7838.0432 %4.0%6.0178 D 2 型心 外径尺寸计算 00 431 Sdd 其中 d-型芯外径尺寸 d0 -塑件内径标称尺寸 -型芯制造公差 盐城工学院毕业设计说明书 23 代入数据 005.0005.064.7438.043%5.0174 d 3 型腔高度尺寸计算 00 21 SHH 式中 H-型腔深度尺寸 H0-塑件高度标称尺寸 -型腔深度制造公差，一般取 31或 41 代入数据得 13.0013.0004.46238.0005.0149 H 4、型心高度尺寸计算 00 21 shh 式中 h-型芯高度尺寸 h0-塑件深度标称尺寸 -型芯高度制造公差 代入数据得 ： h= 013.0013.041.44238.0005.0144 4 4 2圆型零件型腔壁厚的计算及强度校核 童心吸水杯杯盖注塑模设计 24 4 注塑模具设计及应用 P161 P170 塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，模具型腔壁厚的计算应以最大压力为准。 型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值，不得超过模具材料的许用应力，而刚度计算条件由于模具的 特殊性应从以下三个方面来考虑： 模具成型过程中不发生溢出 保证塑件尺寸精度 尺寸范围 50 200 ii 15 i -塑件精度等级，取 4 -塑件尺寸公差值，取 0.38 代入数据得： 055.038.015 38.0 保证塑件顺利脱模 s -保证塑件顺利脱模的型腔允许弹性变形量 -塑件壁厚 s -塑料的收缩率 根据重复承受内压力的圆筒体原理计算壁厚，并按此计算强度： 1) 壁厚计算 p prR t t 2 式中t-在半径 r 圆周产生的切线应力 Mpa,其值为所用模具用钢的抗拉应力 /安全系数 p -型腔压力， Mpa R -模具外圆半径 r -模具型腔内圆半径 已知 mmr 39 、 Mpap 30 、 Mpat 100 （模具抗拉应力 Mpa400 ，取安全系数为 4） 盐城工学院毕业设计说明书 25 侧 mmR 53301003010039 2 mmrRh 193453 h 为最大壁厚与最小壁厚的平均值 按变形量校核型腔壁厚 mrR rRErp 2222 式中 -型腔内半径径向的变形量 p -型腔压力 Mpa E -弹性模量，碳钢取 Mpa5101.2 r -型腔内半径 R -型腔外半径 m -横向变形系数 (泊松比 )，碳钢取 0.25 代入数据得： 018.025.03953 3953101.2 3039 22225 所以，变形限制在 0.2mm 以下符合要求 定模强度校核 24325EBhPLS 式中 h -垫板厚度 P -模内成型压力 L -支撑块间距离 B -模具宽度 S -凸模板的允许变形量 E -弹性模量，钢取 Mpa5101.2 代入数据得： 047.035200101.232118108052546S 变形量限制在 0.1 以下，符合要求。 童心吸水杯杯盖注塑模设计 26 4 4 5 顶出系统的设计 在注射成型中，制品的顶出对制品的质量以及是否可以自动成型等起着重要的作用。顶出方法由使用塑料的种类， 制品形状，浇口的种类，制品的商品价值，模具的制作周期及价格等所决定，原则上必须能够在不使制品产生变形和损坏的情况下，可靠而迅速地脱模，故障要少，维修要简单。 推出机构的设计原则： 1、 推出机构应尽量设置在动模一侧 2、 保证塑件不因推出而变形 3、 机构简单，动作可靠 4、 良好的塑件外观 5、 合模时的正确复位 顶出方式的种类有很多种， 本设计中由于制品内壁有一圈螺纹，精度不高，因而采用顶板顶出机构进行强行脱模，这各机构的原理是在型芯根部安装一与之密切配合的推板；顶出时，推板沿成型周边移动，将塑件推离型芯，这种机构主要用于顶出支撑面 很小的塑件，如薄壁容器等。在不允许留有顶杆残痕的情况下，也可采用这种顶出板顶出机构。 为了防止推板刮伤型芯，推板和型芯之间最少应留有 0.25mm 的间隙。顶板内侧边缘斜角应在 10 左右选取，顶板应设有导向装置。 本设计中，脱模时顶板带动顶杆，顶杆顶出推板，向前把塑件推出。顶出行程一般是被顶出制品高的32，所以顶杆的行程 cm403260 ，不要将顶出行程做得过长。 脱模力的计算 塑料成型工艺及模具设 计 P170 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力，对于不带通孔的壳类塑件，脱模时还要克服大气压力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，即所需的脱模力最大。 盐城工学院毕业设计说明书 27 b s inc o s uAPF T 式中塑料对钢的摩擦系数约为 0.1 0.3 A -塑件包容型芯的面积 P -塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件， p 约取 24 39Mpa，模内冷却的塑件 p约取 8 12Mpa 代入数据得： 23104.414.37818 mSHA MpaP 7101 NF t373108.82.0101104.4 童心吸水杯杯盖注塑模设计 28 4 合模时，推板通过回程杆复位，使得生产的连续进行。 4 6 冷却孔的设计 模具设计中，温度调节系统部分的设计是必不可少的， 因为模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率，这要求我们的设计冷却系统时必须让模具迅速均匀地使模具和塑件冷却下来，以缩短成型周期，同时能使塑料的收缩率小，变形小，尺寸稳定，耐应力、开裂性好、表面光洁。 模具设置冷却装置的目的 1、 防止塑件脱模变形 2、 缩短成型周期 3、 使结晶性塑料快速冷却 水道孔径的选择 冷却水道的直径采用 8mm 的冷却水道，最低流速是 sm66.1 水孔位置设计，如图所示： 4 7 确定各模板的厚度 塑料模具设计 P218 对于模具中各模板的厚度 (包括顶出固定板、垫板、动定模固定板、支撑板等 )，在满足强度要求的前提下，应尽量采用标准模架。 根据标准模架及一些尺寸的要求，初步确定模架的尺寸如下： (单位： mm) 盐城工学院毕业设计说明书 29 定模固定板 23250290 流道冷料推板 16250200 定模板 60250200 推板 18250200 动模板 25250200 动模垫板 35250200 顶出板 15250116 顶出固定板 15250116 支撑板 7525040 动模固定板 23250290 模具用钢 选择模具零件的材料应按其用途而定 ,对成形零件的用料应考虑以下因素 : 1 要承受在高温、高压下长期工作。因此应有足够的机械强度、耐疲劳性能及耐热性。 2 用于成批大量生产的模具应具有良好的热处理性能。对形状复杂的零件及易变形零件则还应要求材料在热处理时变形小。 3 对成型零件尺寸精度要求较高的 ,应考虑使用尺寸稳定性好的材料 . 4 模具钢要便于加工 ,易抛光 . 根据以上要求，模具的材料分别为 :动模板、定模板等模板使用 45 钢；导柱、导套材料为 T8A。 或 20 号钢渗碳处理 ,其它零件所用材料见总装配图明细栏 . 童心吸水杯杯盖注塑模设计 30 4 5 注射机有关工艺参数的校核 塑料模设计手册 塑料模设计手册编写组 5 1 最小注射量的校核 对于螺杆式注射机，其最小注射能力以螺杆在料筒内最大推进容积 M(cm3)表示，因此最大注射量就是该体积的塑料熔体在料筒内的温度及压力下的重量： Gmax=M*DC (g) 式中， M 注射机规定注射容积 cm3 D 注射塑料在常温下的比重 g/cm3 C 料筒温度在塑料 体积膨胀率校正系数，结晶塑料取 0.85，非结晶塑料取 0.93 因塑件体积小，压力对塑件比重影响很小，可忽略不记。 Gmax=60X1.05X0.93=58.59 (g) 塑件质量使用 Pro/E 分析模组计算得， G 塑件 =16g Gmax 所以，此注射机最大注射量满足该塑件要求。 5 2 注射压力校核 查模具手册得 ABS 树脂在螺杆式注射机下注射压力应在 60100 MPa，而SZ-ZY-125 型注射压力为 116.6Mpa,因此能满足该塑件要求。 5 3 锁模力校核 当高压塑料熔体充满模具型腔时，产生一个使模具沿分型面分开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内塑料压力。 pKF P 式中， p 料筒内注射机柱塞或螺杆施于塑料上的压力 MPa K 损耗系数 1/32/3 F 投影总面积 m2 P 注射机的额定锁模力 KN pKF= 204.014.2326.116 =390000N2489000N 故锁模力满足要求。 盐城工学院毕业设计说明书 31 6 使用说明及操作过程 一、 试模与修正 1 对 (童心吸水杯杯盖 )模具设计完成后 ,必须进行试模 ,通过试模 ,来检验模具是否合格以及选择最佳成型工艺 . 2 经过第一次试模后 ,就合格的模具是理想的 ,实际上难以做到 ,所以 ,在试模后一般即需按照模具委托加工说明书进行修正加工 .修改委托书内容时 ,必须慎重行事 . 二、 操作过程 1 开模后 ,定模与定动模之间分开。 2 随着机床的后退，在顶板的作用下，完成塑件的强行脱摩过程 3 机床继续后退，在拉板和拉杆螺钉的作用下，使得定模和冷料流道推板与冷料流道推板和定模固定板的两次分离，如废料不能自行弹出时，由工人手工取出废料。 5 合模，继续下一个循环操作。 三 该套模具可采用半自动操作 ,有一定的工作量 ,但这样做可以降低成本 ,带来很好的经济效益 童心吸水杯杯盖注塑模设计 32 4 7 模具的保养 每一套模具 ,往往造价及为昂贵 ,对模具必须进行保养 . 1 防锈措施 卸模时 ,必须从下部卸下冷却管 ,用棉丝擦干 ,用压缩空气吹净 .在防锈方法上可涂饰耐水 性的黄油 ,也可以打用除锈液将型腔和冷却孔锈体清除 . 2 保持滑动部分的润滑 在保养上要定其在滑动部分涂油 ,涂饰必须适当 .如润滑油涂饰太多则会污染制品 ,涂少起不到润滑的效果 . 盐城工学院毕业设计说明书 33 小结 三个月的毕业设计已接近尾声 ,在整个设计过程 ,我做了大量的工作 ,从资料的搜集到参观学习 ,以及对模具进行设计等工作 .我都能按计划要求完成任务 . 注塑模设计这门课是作为选修课开设的 ,我没有选 ,给我的毕业设计带来不便，在老师的 指导下 ,我通过自学，对这们课程有一定程度的认识 .加上课外书籍的阅读和参观实习，对模具的了解越来