心形塑料杯注塑模具设计毕业论文

目录TOC\t"样式11,1,样式12,2,样式13,3"\h16201摘要 110804ABSTRACT ⑦使塑件易于脱模。3.2.2分型面的确定由于所设计的是塑料杯子，在杯子底部进行注塑，考虑到底部若是选在两板相接处会产生飞边。所以本设计将分型面确定为下图所示。图5分型面3.3浇注系统的设计3.3.1浇注系统设计原则浇注系统是注射成型中塑料熔体进入型腔的通道，它起着传质、传压、传热的作用，为了能将塑料熔体顺利引入型腔，从而形成合格的塑料制件，应对浇注系统提出一定要求：充模过程快而有序，以保证在很短时间内平稳而均衡地充满型腔；压力损失小，以保证塑料熔体的充模压力；热量损失小，以保证热塑性塑料充模时的流动性；排气顺利，以避免气体滞留于型腔而产生缺陷；流道凝料易于与制件分离切除。浇注系统设计包括两个方面的内容：一方面是浇注系统的结构与尺寸；另一方面是浇注系统的位置。浇注系统的开设不仅与制件的结构、尺寸、技术要求有关，与塑料材料特性有关，还与模具中的型腔数以及注射机的种类有直接的关系。浇注系统设计的主要原则如下[10]：（1）应与塑料的成型特性相适应；（2）应有利于排气与补缩；（3）应使熔体的流程尽量短；（4）应避免塑料熔体直接冲击型芯和嵌件；（5）流道凝料与塑件易于分离；（6）要保证塑件外观质量；（7）应防止制品变形和翘曲；（8）合理设计冷料穴；（9）尽量减少浇注系统的用料量；（10）应同时考虑型腔布局。3.3.2主流道设计主流道为直接与注射机的喷嘴连接的部分。熔体从喷嘴喷出流入模具的空腔内时，其体积必然要胀大，流速略微减小。主流道为圆锥体，由于本设计浇注系统为点浇口，所以锥度为12o～30o，本设计定为28o。计算主流道直径的经验公式[11]：（8）式中D——主流道大端直径（mm）；V——流经主流道的熔体容积（包括各个型腔、各个分流道、主流道，以及冷料穴的容积）（cm3）；K——因熔体材料而异的常数。3.3.3浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件质量影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，截面形状为矩形或圆形，浇口长度为0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm[12]。本设计综合考量，选择点浇口比较合适，浇口如图6所示。图6浇口结构与尺寸3.4推出机构的设计3.4.1推出机构的设计原则设计推出机构时，应遵循以下原则：（1）结构可靠，机械运动准确、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。（4）尽量使塑件留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。3.4.2利用成型零件的脱模机构某些塑件由于结构形状和所用塑料的缘故，需要利用成型镶件或型腔来脱模。在本设计中，根据塑件的结构，采用推杆脱模机构。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。它是由推杆、推板、推杆固定板组成，如图7所示。图7推杆脱模机构推杆分为普通推杆和成型推杆两种。前者只作推出塑件之用，其截面形状有圆形、方形和其他各种类型；而后者除了推出塑件之外，还参与塑件局部成型，既可成型塑件某一部分的形状，也可作为型芯用。本设计中采用后者，如图8所示。图8推杆3.4.3浇注系统凝料推出机构点浇口浇注系统凝料，一般可由人工、机械手取出，但生产效率低。为适应自动化生产的需要，可采取定距拉杆而自动使浇注系统凝料脱落的方法。如图9所示。图9浇注系统凝料推出机构3.5成型零件设计成型零部件的设计计算主要指成型部分与塑件接触部分的尺寸计算。对于塑件尺寸精度的影响因素，除了塑件的收缩外，主要考虑成型零部件的磨损和制造误差。3.5.1成型零部件的磨损成型零部件的磨损主要是指塑料熔体在成型腔中流动以及脱模时塑件与型腔或型芯的摩擦，主要以后者为主。为简化设计计算，一般只考虑与塑件脱模方向平行的磨损量，对于垂直方向的不予考虑而忽略不计。对于小型塑件取磨损量1/6Δ[13]。3.5.2成型零部件的制造误差成型零部件的制造包括成型零部件的加工误差和安装、配合误差两个方面，设计时一般将成型零部件的制造误差控制在塑件相应公差的1/3左右，即=1/3Δ,成型零件的制造公差可取塑件公差的1/3～1/6,由于塑件公差等级为MT6，所以成型零件的制造公差取IT12。3.5.3成型零部件的计算1.型腔径向尺寸（9）==mm（10）==mm2.型腔深度（11）==94.39mm3.型芯径向尺寸（12）==91.84mm（13）==mm4.型芯高度尺寸（14）==mm成型零件的结构如图10所示：图10成型零件3.6斜滑块的设计斜滑块利用推出机构的推力驱动斜滑块沿斜导槽运动，在侧向分型的同时完成部分脱模。结构简单，运动平稳、可靠，抽芯力较大，常用于塑件侧凹较浅，所需抽芯距不大的情况。本设计中采用滑块外侧分型机构，如图11所示。图11斜滑块外侧分型机构开模时，塑件包在动模型芯上和斜滑块一起向动模一侧运动，而后在推杆的作用下，斜滑块沿模套的导滑槽运动，在实现侧向分型的同时，使塑件从动模型芯上脱出。斜滑块的组合形式及导滑形式如图12、13所示。图12斜滑块的组合形式图13斜滑块的导滑形式3.7导向机构的设计为了保证模具能够顺利地开合模，并在合模后保持型腔的正确形状，塑料模一般都设有导向机构。导向机构的作用是：(1)导向作用；(2)定位作用；（3）承重作用；（4）承受侧压作用。对导柱尺寸和结构有以下几点要求[14]：（1）直径和长度导柱的直径在12～63mm之间时，按经验其直径d和模板宽度B之比为d/B≈0.06～0.1，调整后选标准值。导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径，其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则，即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格。导柱长度应该比凸模端面的高度高出6～8mm。（2）公差配合安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合（间隙配合）H7/f7。（3）材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用中碳钢（45号钢），碳（表面渗碳0.5～0.8mm深），经淬火处理（HRC56～60）或碳素工具钢（T8A，T10A）经淬火或表面处理（HRC50～55）。对导套尺寸和结构设计有以下几点要求：（1）公差配合与表面粗糙度导套内孔与导柱之间采用动配合H7/f7。外表面与模板孔为较紧的过度配合H7/n6，其前端可设计长3mm的引导部分。（2）材料导套的材料可用耐磨材料，采用45号碳钢淬火，其表面硬度为HRC56～60，但其硬度最好比导柱低5度左右。本注塑模选带头的导套，导套、导柱与模板间均采用过渡配合的固定方式。导柱和导套的结构如图14、15所示。图14导套图15导柱3.8冷却系统设计3.8.1冷却系统的设计原则冷却系统的设计原则如下：冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；合理设计冷却水道的直径、间距以及与型腔表面距离；浇口处加强冷却；冷却水道出、入口温差应尽量小；冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。3.8.2冷却系统设计在注射过程中，适宜的模具温度可保证塑料熔体的流动性、充型性和制件质量。PP的注射温度在250～270oC，模具温度在50～90oC。由于粘度低、流动性好的塑料，成型工艺要求模具温度不太高，为防止熔体反复注入模具而使模具温度升高，采用常温水对模具冷却[13]。冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；冷却水道的入口应设置在塑件附近，冷却水道出入口温差也应尽量小。同时，冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置，避免接近塑件的熔接部位，避免产生熔接痕而降低塑件强度。3.8.3冷却回路的总面积计算冷却回路所需总面积可按下式计算：（15）式中A——冷却回路总表面积，m2M——单位时间内注入模具中塑料的质量，kg/hq——单位质量塑料在模具内释放的热量，J/Kg，q值可查表——冷却水的表面传热系数，W/(m2.K)——模具成型表面的温度，oC——冷却水的平均温度，oCPP成型时放出的热量q=5.9J/Kg。故=0.007（16）冷却水的表面传热系数可用下式计算：（17）式中——冷却水的表面传热系数，W/(m2.K)——冷却水在该温度下的密度，Kg/m3v——冷却水的流速，m/sd——冷却水孔直径，m——与冷却水温度有关的物理系数，其值查表5。表5水的值与其温度的关系平均水温/oC5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05故3.8.4冷却回路的总长度计算冷却回路总长度可用下式计算：（18）式中L——冷却回路总长度，m；A——冷却回路总表面积，m2；d——冷却水孔直径，mm。故=1.3m3.8.5水道直径的确定冷却水在管道中的流动状态对冷却效果有显著影响。资料表明，在湍流下的热传递效果比层流高10～20倍。而要使冷却水流完全处于湍流状态，应保证水的雷诺系数Re满足下式：>6000～10000（19）式中，V为流速（m/s）；为运动粘度（m2/s）,温度为10oC时，=1.3077m2/s；d为管道内径（m）[14]。表6冷却水在完全湍流状态下的流速和体积流量管道直径/mm最低流速/(m·s-1)体积流量/(m3·min-1)管道直径/mm最低流速/(m·s-1)体积流量/(m3·min-1)81.665.0200.6612.4101.326.2250.5315.5121.107.4300.4418.7150.879.2注：Re=104，温度为10oC。在本设计中，经计算，冷却水管直径d=10mm。图16冷却水道第4章模架的选取及材料的确定4.1注射模标准模架采用标准模架，只要在其中增添一些必要的成型零件、浇注系统、推出脱模机构、侧向分型或侧向抽芯机构、排气结构和温度调节系统等功能结构之后，便可以得到一副完整的注射模。即使是较为复杂的双分型面模具、三分型面模具，也只是在二板式模具的基础上增加了一块或两块模板，结构的相似性并未改变[15]。因此，选用标准模架的优越性十分明显。本设计中选用的模架如图17所示[12]。图17模架4.2模具材料的选用模具材料的选择以其工作条件为主要依据，并结合技术和经济两方面进行考虑。大批量生产塑料制件时，应选用较好的模具材料和必要的热处理或其他强化措施，以保证模具具有较长的使用寿命；而在生产批量较小的情况下，只要满足制件成型质量即可，不必考虑模具寿命，故用尽量选用价格低廉的模具材料。成型工艺对模具材料的要求：良好的力学性能；（2）良好的耐腐蚀性；（3）良好的耐热性和耐热疲劳性；（4）较小的热膨胀系数。本设计中模具材料的选用如表7所示[16]。表7模具材料的选用类别零件名称材料牌号热处理方法硬度说明模体零件动、定模座板浇道推板45正火160～200HBW正火硬度一般指进货状态调质230～270HBW推板45正火160～200HBW推杆固定板45正火160～200HBW垫块45、Q235进货状态浇注零件浇口套45淬火+回火48～52HRCT8A、T10A淬火+回火46～50HRC导向零件大导柱T8A淬火52～56HRC大导套T8A淬火50～55HRC复位杆小导柱小导套T8A、T10A淬火+回火52～56HRCGCr15或SUJ2淬火+回火56～62HRC抽芯零件滑块40Cr正/退火175～230HBW渗氮700～800HV斜滑块45正火170～220HBW渗氮600～800HV顶出零件推杆T8A淬火+回火50～60HRC定位零件定位圈45正火160～200HBW定距螺钉45淬火+回火33～38HRC其他零件弹簧65Mn、50CrVA淬火+回火45～50HRC中温回火冷却水螺塞45淬火+回火33～38HRC表面发黑处理第5章结论通过本设计，掌握了模具设计的方法和步骤，并结合具体的零件进行了具体的设计工作，包括确定型腔的数目为一模一腔、开模方向、壁厚的确定、选择分型面为侧向分型、确定浇注系统为点浇口、斜滑块的设计、模架的选取、脱模方式、温度调节系统的设计、注射模成型零件尺寸的计算等。本设计完成了塑件三维图的绘制、注射模具结构方案的设计和相关的设计计算、模具装配图和零件图的设计与绘制，通过本设计掌握了完整的注塑模具设计流程以及相关软件的使用方法。参考文献[1]田萍.塑料性能与选材关系的探讨[J].太原科技，2008,(11):27～28.[2]齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2006.[3]杨永顺.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2011.[4]冷真龙，莫盛秋.塑料成型工艺与模具设计[M].成都：电子科技大学出版社，2013.[5]谭雪松，林晓新，温丽.新编塑料模具设计手册[M].北京：人民邮电出版社，2007.[6]张维合.注塑模具设计实用手册[M].北京：化学工业出版社，2011.[7]卜建新.塑料模具设计[M].北京：中国轻工业出版社，1999.[8]孙玲.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：清华大学出版社,2008.[9]李俊文，陈玉莲，钟奇.基于UG的注塑模具设计分模方法[J].模具工业，2011,(1):77～79.[10]张伟，张海波.塑料模具浇注系统的设计浅析[J].机电信息，2011，(18).177～179.[11]黄虹.塑料成型加工与模具[M].北京：化学工业出版社，2003.[12]《塑料模具技术手册》编写组.塑料模具技术手册[M].北京：机械工业出版社，2002.[13]马金骏.塑料模具设计[M].北京：中国科学技术出版社，1994.[14]中国国家标准化管理委员会.塑料注射模具零件技术条件GB4170-2006[M].北京：中国标准出版社，2007.[15]许发樾.模具标准化及其生产技术[J].现代制造，2004,(9):67～78.[16]郭俊卿，陈渍霞.塑料模具材料选用原则及应用[J]．塑料工业，2007,(S1):233-234.3030致谢感谢王赟老师的谆谆教导。没有她的教诲就没有我今天的成果。在今后的工作学习生活中我一定要学习她严谨细致、一丝不苟的作风。她无私的教导我们，毫无保留的将所知传授给我们，让她指导的每个学生都获益匪浅。感谢王老师，在本次设计过程中给予我极大的帮助、辅导我，使我能够正确运用自己所学的专业知识，能够面对问题坚决克服，以良好的成绩完成了本次毕业设计。其次，感谢同学们对我的帮助，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是他们给予了我兄弟般的关怀，给寝室装点了家的温馨，是他们给我了信心和力量！在整个设计的过程中，王老师一直对我热情的帮助和精心的指导，尤其是在课题设计的过程中，王老师提出了许多的宝贵设计意见，使得我的毕业设计能够顺利的完成，在最后的论证修改过程中，感谢王老师在百忙之中抽出时间为我提供必要的帮助和指导，使得我能顺利的完成这次的设计任务。这次设计使我受益终身，在巩固以前所学基础上又从王老师那学到了许多课本上没有的东西，在此向王老师表示忠心的感谢和崇高的敬意。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计HYPERLINK"/deta