畢業(yè)設(shè)計(jì)--瓶蓋模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　模具設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課題名稱 工藝燈模具設(shè)計(jì)與制造 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑料制件尺寸。本模具采用一模一件，點(diǎn)交澆口進(jìn)料，注射機(jī)選XS–ZY–50

2、0型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，采用Pro/E三維造型，AutoCAD繪制二維總裝圖及零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)的運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字、簡(jiǎn)明的示意圖和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：ABS；頂出機(jī)構(gòu)；蓋板；注射模；點(diǎn)交澆口</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、塑件設(shè)計(jì)

3、分析1</p><p>　　1.1 塑件模型建立1</p><p>　　1.1.1 模型3D圖1</p><p>　　1.1.2 模型2D圖技術(shù)條件2</p><p>　　2、塑件參數(shù)分析與設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 材料選擇2</p><p>　　2.2 估算塑件體積與重量

4、3</p><p>　　2.2.1 塑件的體積計(jì)算3</p><p>　　2.2.2 塑件的重量計(jì)算3</p><p>　　2.3 塑料注射成型工藝3</p><p>　　2.4 塑件收縮率4</p><p>　　2.5 塑件的壁厚4</p><p>　　2.6 塑件的拔模斜度4&

5、lt;/p><p>　　2.7 分型面設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　2.8 圓角5</b></p><p>　　3、成型零件設(shè)計(jì)與加工工藝方案制訂5</p><p>　　3.1 確定型腔數(shù)量以及排列方式5</p><p>　　3.2 型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計(jì)算5</p>

6、<p>　　3.3 型芯型腔的設(shè)計(jì)及工作尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化處理7</p><p>　　3.3.1 型芯尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化8</p><p>　　3.3.2 型腔尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化8</p><p>　　3.3.3 螺紋型芯工作尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化8</p><p>　　3.3.4 螺紋型芯和螺紋型環(huán)螺距工作尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化8</p>&

7、lt;p>　　3.4加工工藝方案制訂9</p><p>　　3.4.1 型腔加工工藝方案9</p><p>　　3.4.2 型芯加工工藝方案9</p><p>　　4.1.1模架類型選擇的前提條件9</p><p>　　4.1.2模架系列的選擇9</p><p>　　4.2 注塑設(shè)備選擇10</

8、p><p>　　4.3 注塑機(jī)重要參數(shù)校核10</p><p>　　4.3.5 裝模部分有關(guān)尺寸的校核13</p><p>　　4.3.6 流動(dòng)距離比的校核13</p><p>　　5、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.1 主流道設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.2 澆口套設(shè)計(jì)1

9、5</p><p>　　5.2.1澆口套高度15</p><p>　　5.2.2 澆口套的固定形式15</p><p>　　5.3 分流道設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.3.1 分流道的形狀15</p><p>　　5.3.2 分流道的布局16</p><p>　　5.3.3 分流道

10、的長(zhǎng)度與直徑16</p><p>　　5.4 澆口設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.4.1 側(cè)澆口的尺寸16</p><p>　　5.4.2 澆口位置選擇17</p><p>　　5.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)17</p><p>　　6、脫螺紋機(jī)構(gòu)與推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)17</p><p>

11、;　　6.1 推出方式17</p><p>　　6.2 脫螺紋機(jī)構(gòu)與推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)18</p><p>　　6.3 推出機(jī)構(gòu)的校核18</p><p>　　6.4 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位18</p><p>　　7、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)18</p><p>　　8、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)18</p><p>　

12、　8.1 冷卻管道的工藝計(jì)算18</p><p>　　8.1.1 冷卻管道的直徑計(jì)算19</p><p>　　8.1.2 求冷卻水管道的孔數(shù)19</p><p>　　8.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　8.2.1 冷卻形式20</p><p>　　8.2.2 定模冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20<

13、/p><p>　　桂林西瓜霜瓶蓋的塑料模具設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1.2 模型2D圖技術(shù)條件 本模型2D圖在軟件AutoCAD 2004上進(jìn)行繪制，圖中條桿均布36條。如圖2所示。</p><p>　　圖2 塑件模型2D圖</p><p>　　1）塑件精度等級(jí)與尺寸公差：塑件采用采用的精度等級(jí)為MT5級(jí)精度，尺寸的公差標(biāo)注如圖2所示。&l

14、t;/p><p>　　2）塑件表面質(zhì)量:塑件內(nèi)、外表面要求一般，無斑點(diǎn)和熔接痕，粗糙度可取1.6。 </p><p>　　2、塑件參數(shù)分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 材料選擇</b></p><p>　　材料說明：聚丙烯（PP）是一種線形烯烴類聚合物，密度低，為，無色，無味，無毒，流動(dòng)性好，而且其透明性與聚乙

15、烯相比更高，透氣性更低，因此在注射時(shí)應(yīng)有一定的脫模斜度，以保證其排氣。另外，其彈性、屈服強(qiáng)度、硬度及抗拉、抗壓強(qiáng)度等都高于聚乙烯；而且耐熱性好，但是在氧、熱、光的作用下極易降解、老化。另外聚丙烯在成型加工時(shí)成型收縮率較大。</p><p>　　材料主要性能：流動(dòng)性好，透明性與聚乙烯相比更高，透氣性更低。而且耐熱性好，成型加工時(shí)成型收縮率較大。</p><p>　　材料用途：用來制作機(jī)械零件

16、、輸送管道（水、蒸汽、各種酸堿等）、蓋和箱殼及各種絕緣零件。此外還可用于醫(yī)藥工業(yè)中等。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　2.3 塑料注射成型工藝</p><p>　　見桂林西瓜霜瓶蓋成型工藝卡，表1（附錄中）</p><p><b>　　2.4 塑件收縮率</b><

17、/p><p>　　根據(jù)以上選用的材料為PP，查教材（附錄B，P386）可知，PP的收縮率為1.0%～2.5%，這里選擇中間值，為0.0175。</p><p><b>　　2.5 塑件的壁厚</b></p><p>　　由于塑件為小型塑件，制件取1 mm。</p><p>　　2.6 塑件的拔模斜度</p>&

18、lt;p>　　PP流動(dòng)性好，透明性與聚乙烯相比更高，透氣性更低，因此在注射時(shí)應(yīng)有一定的脫模斜度，以保證其排氣，防止塑件表面在脫模是劃傷、擦毛。通過用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中的拔模檢測(cè)功能檢測(cè)可知塑件拔模斜度平均為（見圖3），約為已經(jīng)大于拔模斜度要求的，因此完全符合了拔模要求，塑件斜度已經(jīng)夠了，不需要再另外拔模。</p><p>　　圖3 塑件拔模檢測(cè)結(jié)果</p>&

19、lt;p><b>　　2.7 分型面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則：分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處的原則下，選擇的分型面位置如圖4所示：</p><p><b>　　圖4 分型面位置</b></p><p>　　3、成型零件設(shè)計(jì)與加工工藝方案制訂</p><p>　

20、　3.1 確定型腔數(shù)量以及排列方式</p><p>　　對(duì)塑件外形分析可得，該塑件澆口類型是側(cè)澆口的，因此可以設(shè)計(jì)一模多腔，得以提高生產(chǎn)效率，在此采用一模四腔。型腔的分布如圖5所示:</p><p><b>　　圖5 型腔布局方式</b></p><p>　　3.2 型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計(jì)算</p><p>　　型腔

21、側(cè)壁厚度與底板厚度計(jì)算的說明：因?yàn)榇酥萍男颓皇钦w組合式的而且是圓形的，所以型腔側(cè)壁及底板厚度的計(jì)算應(yīng)按照“整體式圓形型腔側(cè)壁和底板厚度”的計(jì)算方法來計(jì)算。計(jì)算前綜合考慮如下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）防止產(chǎn)生溢料：由教材P133表7.3可得此制件材料PP不發(fā)生外溢的型腔配合面的允許變形值為；</p><p>　　2）保證塑件尺寸精度：因?yàn)樗芗膹较虺叽缡?，故根?jù)公式得； </

22、p><p>　　3）保證塑件順利脫模：根據(jù)公式，可得。綜合以上幾點(diǎn)可初步定為。</p><p>　　4）（模具材料暫時(shí)先選用45鋼，可得。詳見《塑料注射成型模具設(shè)計(jì)》P208） </p><p>　　3.2.1 整體式圓形型腔側(cè)壁厚度（s）的計(jì)算 前提條件：</p><p>　?。ㄗ⑸鋲毫Σ闀鳳60表4.1，因?yàn)闀鳳84表5.2沒P

23、P材料的注射壓力值）；鋼的彈性模量</p><p>　　1）按剛度條件計(jì)算。根據(jù)公式：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　由計(jì)算得：①；此外：</p><p>　　(其中取0.0175)。</p><p>　　校核：將s=42代人①可得成立。</p><

24、;p>　　2）按強(qiáng)度條件計(jì)算。根據(jù)公式：</p><p><b>　　則 ：</b></p><p>　　計(jì)算可得：。經(jīng)過以上計(jì)算所得的值與書P141表7.9中的相應(yīng)值比較后，又根據(jù)“比較取大值”的原則，可得此型腔側(cè)壁厚度值為s=42mm.。</p><p>　　4、模架和注塑設(shè)備選擇</p><p><b&

25、gt;　　4.1 模架選擇</b></p><p>　　4.1.1模架類型選擇的前提條件 此模具的模架選擇按照以下前提條件來選：</p><p>　　1）根據(jù)此制件的結(jié)構(gòu)，和以下兩方面：</p><p>　　（1）考慮到其脫模而選擇“齒輪機(jī)構(gòu)”來脫螺紋；</p><p>　　（2）對(duì)制件外觀分析后可以確定它是采用側(cè)澆口的。<

26、;/p><p>　　2）分型面選擇單分型面。</p><p>　　3）因這個(gè)制件壁厚較薄，為1mm，為防止制件在用推桿推出時(shí)被不同程度的損傷，影響制件的質(zhì)量，故采用推件板的推出方式。</p><p>　　4）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性這兩方面：</p><p>　　（1）考慮到此型芯不是很大，而且又可減少些不必要的材料浪費(fèi)；</p><

27、;p>　?。?）便于型芯的更換及加工修理，因此型芯及型腔均采用組合式中的“整體組合式”。</p><p>　　綜合以上幾點(diǎn)可以看出選擇B型模架是比較合適的。</p><p>　　4.1.2模架系列的選擇 根據(jù)已經(jīng)確定的型芯、型腔的各個(gè)工作部分的尺寸以及型腔的布局方式，可計(jì)算出如下結(jié)果：</p><p>　　（1）型腔寬度尺寸：</p><

28、p><b>　　mm</b></p><p>　?。?）型腔長(zhǎng)度尺寸：</p><p>　　mm (因?yàn)槲也捎玫氖且荒Ｋ那坏?，型腔部分是圓柱形的。)</p><p>　　（3）模架中A板厚度：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　（4）考慮到模

29、架裝模高度，防止模架高度過高，故將B定為B=10mm</p><p>　?。?）根據(jù)我自己的模具裝配圖構(gòu)思好后分析得，墊塊高度尺寸計(jì)算公式為：</p><p>　　C（墊塊高度）=推出行程（型芯高度）+安全距離</p><p><b>　　=mm</b></p><p>　　但是把A、B、C三者與模架標(biāo)準(zhǔn)比較可知，故A值

30、應(yīng)取50。</p><p>　　最后，考慮到型腔固定板中藥布置冷卻水道，標(biāo)準(zhǔn)模架中的和應(yīng)增大。結(jié)合以上計(jì)算與《塑料模具課程設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)書》P63的表4-4相對(duì)照，確定此模架標(biāo)準(zhǔn)為B 3030-353580 GB/T 12555-2006。</p><p>　　注：考慮到此塑件不大，成型面積也不大，因此，考慮各方面因素的基礎(chǔ)上，加工成剛好符合強(qiáng)度要求的板材厚度，以節(jié)省模具材料，降低制造成

31、本。</p><p>　　PS，PE n=0.6</p><p>　　POM、PC、PP n=0.7 =0.7（此制件材料是PP）</p><p>　　PVAC、PMMA、PA n=0.8</p><p>　　PVC n=0.9</p><p&

32、gt;　　計(jì)算可得<2540000N（額定鎖模力）成立，校核通過。</p><p>　　4.3.4 開模行程校核 當(dāng)其與模具厚度無關(guān)時(shí)，最大開合模行程s：</p><p>　　，故成立，校核通過。符號(hào)說明如下：</p><p>　　—— 推出距離（脫模距離），mm；</p><p>　　—— 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；<

33、/p><p>　　s—— 注射機(jī)最大開模行程，mm。</p><p>　　4.3.5 裝模部分有關(guān)尺寸的校核 主要有以下幾點(diǎn)校核：</p><p><b>　　1）噴嘴尺寸:</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　R=噴嘴球面半徑（）+（）mm&l

34、t;/p><p>　　=12+1.5=13.5mm</p><p>　　2）定位孔尺寸:因?yàn)榇酥萍切≈萍?，故模具也算是小型的，故定位孔尺寸h=</p><p>　　3）模具閉合厚度：根據(jù)，而此時(shí)165<= 成立，故校核通過。</p><p>　　4)安裝螺孔尺寸：因模具重量較輕，故用壓板固定。</p><p>　　

35、5）拉桿空間：因?yàn)榇四＞咄庑慰偝叽鐬樾∮谧⑸錂C(jī)的拉桿空間,故校核通過。</p><p>　　4.3.6 流動(dòng)距離比的校核 校核公式如下：</p><p>　　，當(dāng)注射壓力為時(shí)，流動(dòng)距離比為140～100（查教科書P96表6.1），而當(dāng)計(jì)算出來的流動(dòng)距離比大于表中數(shù)值時(shí)，注射成型時(shí)，在同樣的壓力條件下模具型腔有可能充填不足，但此時(shí)算出來是77.3，小于這個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)值，故校核通過。<

36、/p><p><b>　　5、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1 主流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　綜合考慮注射機(jī)的注射行程、PP的流動(dòng)距離比（書P96表6.1）、以及參考“書P66的a圖”，決定選擇“書P97圖6.12的a圖”。主流道尺寸分布見下圖7：</p><p>　　

37、圖7 主流道尺寸分布圖 </p><p><b>　　各尺寸結(jié)果如下：</b></p><p><b>　　粗糙度；</b></p><p>　　注射機(jī)噴嘴球面半徑：=SR18mm ；</p><p>　　澆口套內(nèi)主流道始端球面半徑：SR=+（）mm=19mm；</p><p&g

38、t;　　噴嘴孔直徑：=mm（噴嘴孔直徑查書《塑料…設(shè)計(jì)》P81表5.1）。；</p><p><b>　　主流道小端直徑：</b></p><p>　　=噴嘴孔直徑+1（mm）</p><p>　　==mm；但是考慮到實(shí)際上其不需這么大，并結(jié)合澆口套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將其定為mm。</p><p>　　主流道大端直徑D：根據(jù)主流

39、道的錐度及澆口套確定后，再根據(jù)公式：</p><p><b>　　=4mm；</b></p><p>　　澆口套內(nèi)主流道始端球面深度：</p><p><b>　　H=（）SR</b></p><p>　　=mm。平均并四舍五入得H取5mm；</p><p><b>

40、;　　圓角：</b></p><p><b>　　r=</b></p><p><b>　　=1mm；</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　符號(hào)說明如下：</b></p><p>

41、　　V —— 流經(jīng)主澆道的熔體容積（包括各個(gè)型腔、各級(jí)分澆道、主澆道以及冷料穴的容積（））；</p><p>　　K —— 因熔體材料而異的常數(shù)，本制件為 PP材料，其K=4；</p><p>　　5.2 澆口套設(shè)計(jì) </p><p>　　5.2.1澆口套高度 計(jì)算公式如下：</p><p>　　=25+50=75mm，由此再查書《塑料模

42、課程設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)書》P44表3-22可得本塑件選用的澆口套型號(hào)為16×50 GB/T 4169.19-2006。</p><p>　　5.2.2 澆口套的固定形式 本次設(shè)計(jì)中,澆口套的端部加一個(gè)與注塑機(jī)噴嘴孔相配的定位圈,然后再用螺釘將定位圈固定在定模座板上，這樣，澆口套便可以被定位圈說限位住，不會(huì)錯(cuò)位了。</p><p><b>　　5.3 分流道設(shè)計(jì)</

43、b></p><p>　　5.3.1 分流道的形狀 分流道的截面形狀常用的有圓形，梯形，和矩形, 其中圓形截面的分流道效率最高,也就是分流道流過相同的塑料流量,其分流道的內(nèi)表面積最小。這樣可以減少注塑過程中散熱面積,即熔料的溫度降低最小，同時(shí)使得摩擦力變小，減少壓力損失。其缺點(diǎn)就是制造起來比較麻煩,因?yàn)樗仨殞⒎至鞯婪衷O(shè)在模板的兩側(cè),在對(duì)合時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)口現(xiàn)象。當(dāng)分型面為平面時(shí)候,常采用圓形截面流道,本次設(shè)

44、計(jì)中,分型面基本為平面。另外，每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大10～20％（D＝d+d×10～20％），根據(jù)設(shè)計(jì)原理及要求可得本制件采用“圓形分流道”較好。綜上所述,采用圓形截面的分流道。圓形截面分流道的直徑值d=5mm。</p><p>　　5.3.2 分流道的布局 此模具為一模四腔,分流道的布局對(duì)塑件的成型影響較大。由于前面已經(jīng)將型腔的布局確定,設(shè)計(jì)分流道的布局既要跟型腔的布局協(xié)調(diào),同時(shí)還應(yīng)該考慮以下布

45、局要點(diǎn):</p><p>　　分流道和型腔的分布原則：排列緊湊,間距合理,最好采用軸對(duì)稱或者中心對(duì)稱,使其平衡,并盡量縮小成型區(qū)域總面積。</p><p>　　最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心重合；在可能的情況下,分流道的長(zhǎng)度盡可能的縮短,以減少壓力損失,避免模體壓力過大而產(chǎn)生不利影響。</p><p>　　在多型腔模具中,各型腔的分

46、流道長(zhǎng)度應(yīng)該盡量相等,以達(dá)到注塑時(shí)壓力傳遞的平衡。</p><p>　　綜合考慮以上因素，分流道的布局如圖8所示：</p><p>　　圖8 分流道布局形式</p><p>　　5.3.3 分流道的長(zhǎng)度與直徑 根據(jù)分流道的布局,大概的可以測(cè)量出分流道的長(zhǎng)度為。</p><p><b>　　5.4 澆口設(shè)計(jì)</b><

47、;/p><p>　　5.4.1 側(cè)澆口的尺寸 選擇原則：</p><p>　　側(cè)澆口多為扁平狀,可以縮短澆口的冷卻時(shí)間,從而縮短成型周期；</p><p>　　易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀；</p><p>　　可根據(jù)塑膠件的形狀特點(diǎn)靈活地設(shè)置澆口的位置；</p><p>　　澆口位于分型面上,易于加工；&l

48、t;/p><p>　　適用一模多腔的模具,提高注塑效率。</p><p>　　因?yàn)樗芗疃炔淮?，其型腔深度也不深，而且又考慮到PP(聚丙烯)透明性較好，適合采用側(cè)澆口；此制件外觀要求不高對(duì)塑件排氣影響不大。所以采用側(cè)澆口。澆口各尺寸如下：澆口寬為(近似取1.5mm)，澆口深為0.5 mm（取制件壁厚的），澆口長(zhǎng)為1mm。</p><p>　　5.4.2 澆口位置選擇

49、</p><p>　　根據(jù)塑件外形分析之后可知，澆口位置選擇在下表面稍稍偏上位置。</p><p><b>　　6.1 推出方式</b></p><p>　　因這個(gè)制件壁厚較薄，為1mm，為防止塑件在用推桿推出時(shí)被不同程度的損傷，影響制件質(zhì)量，而且塑件壁較薄，內(nèi)腔較規(guī)則。另外，推件板推出塑件后與動(dòng)模板分開一段距離，清理較為方便，有利于排氣。故采

50、用推件板的推出方式。</p><p><b>　　7、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通常有三種方式排氣。</p><p>　　利用配合間隙排氣：對(duì)于簡(jiǎn)單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯、活動(dòng)鑲件以及雙支點(diǎn)固定的型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03~0.05mm，視

51、成型塑料的流動(dòng)性性能的好差而定。</p><p>　　在分型面上開設(shè)排氣槽：分型面少年宮開設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要形式。</p><p>　　利用排氣塞排氣：如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又沒有活動(dòng)型芯或推桿，可在型腔處鑲?cè)肱艢馊?；排氣塞也可以用燒結(jié)金屬塊制成。</p><p>　　這里利用間隙排氣，在注射模具時(shí)，讓型芯和模板之間留0.03~0.05