沐浴露瓶蓋注塑模具設(shè)計,沐浴,瓶蓋,注塑,模具設(shè)計 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 綜合畢業(yè)實踐說明書 論文 標(biāo)題 沐浴露瓶蓋注塑模具設(shè)計 系 別 專 業(yè) 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 1 2011年 5 月 15 日 2 摘 要 針對沐浴露瓶蓋的設(shè)計過程是創(chuàng)造性勞動的過程 沐浴露瓶蓋的設(shè)計按科學(xué)程序 進(jìn)行 此論文設(shè)計包括課題調(diào)研 擬定設(shè)計方案 總體設(shè)計 零部件設(shè)計 技術(shù)資料 校核 裝配圖繪制 根據(jù)沐浴露瓶蓋的工藝要求 對塑件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析 對于不規(guī)則實體 可以利 用UG NX4實現(xiàn)體積計算 對于復(fù)雜塑件可利用UG NX4進(jìn)行三維數(shù)據(jù)建模 進(jìn)行結(jié)構(gòu) 分析 塑件體積與重量計算 并對塑件進(jìn)行了注射模設(shè)計 模具一模四腔 點澆口 三板模 模外定距分型 具有結(jié)構(gòu)緊湊 工作可靠 操作方便 生產(chǎn)效率高等特點 型腔壓力梯度均勻 不會出現(xiàn)滯流 溢料等質(zhì)量缺陷 流體外表溫度分布較均勻 表 面質(zhì)量能夠得到保證 關(guān)鍵詞 模具一模四腔 點澆口 三板模 模外定距分型 校核 3 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 1 塑件三維圖形分析 5 1 1三維數(shù)據(jù)圖形 5 1 2 塑件成型分析 6 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 6 2 1 塑件原材料的成型特性分析 6 2 2 PP成型性能 6 3 塑件的材料成型工藝及結(jié)構(gòu)工藝性 7 3 1注塑材料成型工藝 7 3 2 塑件的尺度精度分析 7 3 3 塑件表面質(zhì)量分析 8 3 4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 8 4 塑件的生產(chǎn)批量 8 5 初選注射機(jī) 8 5 1 計算塑件體積或重量 9 5 2 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 9 5 3 確定注射成型的工藝參數(shù) 9 5 4 確定模具溫度及冷卻方式 9 5 5確定成型設(shè)備 10 6 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 10 6 1 分型面的選擇 10 6 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 11 6 2 1 主流道和定位圈的設(shè)計 11 6 3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 13 7 模具設(shè)計方案論證 13 7 1 型腔布置 13 4 7 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 14 7 2 1 凹模設(shè)計 14 7 2 2 凸模設(shè)計 14 7 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計 15 7 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 15 8 主要零部件的設(shè)計計算 15 8 1 成型零件的成型尺寸 15 8 2 模具型腔壁厚的確定 16 8 2 1 按強(qiáng)度條件計算 17 8 2 2 型腔底板厚度的計算 17 8 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 19 8 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 20 8 4 1 模具結(jié)構(gòu)特點 20 8 4 2 模架材料的選用 21 9 成型設(shè)備的校核計算 21 9 1 注射機(jī)注射壓力校核 21 9 2 注射量的校核 21 9 3 鎖模力的校核 21 9 4 安裝尺寸的校核 22 9 5 推出機(jī)構(gòu)的校核 22 9 6 開模行程的校核 22 結(jié)束語 23 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26 5 沐浴露瓶蓋注塑模具設(shè)計 引言 由于洗發(fā)水行業(yè)的高速發(fā)展 使PET瓶的需求不斷擴(kuò)大 因而其沐浴露瓶蓋的需求 數(shù)量十分龐大 雖然沐浴露瓶蓋體積不大 但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 有螺紋結(jié)構(gòu) 同時還有 一些嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo) 如密封性能 開啟扭矩 線上封蓋性能等 因此 要生產(chǎn)出合 格的沐浴露瓶蓋 對模具有很高的精度要求 特別是1模多腔模具 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制 作精度高 目前少有國產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)模具 多數(shù)模具從國外高價進(jìn)口 為此 我們采用熱 流道技術(shù) 使用優(yōu)質(zhì)模具材料以及新型表面處理技術(shù) 借助CAD UG技術(shù) 針對沐浴露 瓶蓋4腔注塑模具進(jìn)行設(shè)計研制 采取數(shù)控機(jī)床加工 使得沐浴露瓶蓋4腔注塑模具實 現(xiàn)了國產(chǎn)化 論文設(shè)計的模具是針對國產(chǎn)注塑機(jī)的生產(chǎn)能力而設(shè)計的 生產(chǎn)能力為23 000只 時 1模4腔 模具設(shè)計使用壽命為100萬次 本文設(shè)計模具的生產(chǎn)對象是沐浴露瓶蓋 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 蓋子內(nèi)有一圈密封環(huán)和內(nèi)螺紋 沐浴露瓶蓋性能上要求密封和滿足一定 的開啟力矩由于沐浴露瓶蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜 保證順利脫模是模具設(shè)計中的關(guān)鍵 為保證足 夠的型腔數(shù) 在充分利用塑件特性的基礎(chǔ)上 制品的內(nèi)螺紋脫模采用直接推出強(qiáng)制脫 模 模具成型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了考慮塑件成型和塑件脫模的可靠性外 還要考慮模 具零件的加工性能 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須保證其有足夠的強(qiáng)度與剛度 足夠的位置精 度與尺寸精度 足夠的硬度與耐磨性 良好的拋光性能與耐腐蝕性 而且還要有良好 的加工性能與熱處理性能 動模型芯設(shè)計成整體嵌入式 分成4個型芯 螺紋型芯 中型芯小型芯 頂桿型芯 其中螺紋型芯與中型芯相對固定 其余型芯之間都有相對運(yùn)動 注塑成型瓶蓋時 需 要2次脫模運(yùn)動才能順利完成整個工作過程 6 1 塑件三維圖形分析 根據(jù)沐浴露瓶蓋的三維圖圖樣可以看出沐浴露瓶蓋是復(fù)雜且不規(guī)則的圖形 則復(fù) 雜的塑件可通過計算三維建模幫助理解其幾何形狀 1 1三維數(shù)據(jù)圖形 如圖形所示塑件是一種沐浴露瓶蓋 形狀不規(guī)則 外觀比較嚴(yán)格 材質(zhì)為 PP GF20 生產(chǎn)類型批量生產(chǎn) 年生產(chǎn)量為 100萬件 塑件緊固時 不宜松動 小蓋折合處成型 時不宜太薄或太厚 應(yīng)具有足夠的耐折和易折性 中間連接薄片不應(yīng)太長 要保證小 蓋扣上后表面無拱形 吻合性好 圖 1 圖 2 圖 3 7 1 2 塑件成型分析 塑件除表面要求沒有缺陷 飛邊 內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外 塑件的所有尺寸都未 注公差 根據(jù)常用材料塑件公差等級 GB T 14486 1993 進(jìn)行選取 可選聚丙烯PP的 未注公差尺寸等級為ITl0級 塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型較困難 原因如下 內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體位置將決定與洗發(fā)水瓶身裝配后沐浴露瓶蓋和洗發(fā)水瓶身的外觀 瓶蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)與瓶I I內(nèi)接1 3處較薄 且直徑和高度應(yīng)保證裝配后能伸進(jìn)瓶 口并脹緊內(nèi)壁 起到密封作用 瓶蓋是采用脹形 內(nèi)肋 鎖扣在瓶口外肋上 瓶蓋內(nèi)肋所在的圓壁其對稱處有開 口 起瓶蓋鎖扣時圓壁彈性脹開的作用 瓶蓋內(nèi)肋在模具型芯上加工困難 模芯圓柱面 對稱處有凸起 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 1 塑件原材料的成型特性分析 注塑成型的材料 即塑料 它原材科為樹脂 也可以是加有各種添加劑混臺物 性能和注塑條件息息相關(guān) 在進(jìn)行模具設(shè)計時需要確定注塑材料后根據(jù)此材料的各種 物理 化學(xué) 力學(xué)性能束確定各種物理參數(shù)大小 保證生產(chǎn)出臺格產(chǎn)品 塑料總體具 有如下性能 具有良好的收縮性 流動性 熱性能和冷卻速度 好的吸濕性 沐浴露瓶蓋材料分析 塑件材料為PP 聚丙烯 外觀似聚乙烯 但比聚乙烯更透 明更輕 是無色 無味 無毒 密度僅為0 9 0 91g cm 它不吸水 光澤好 易著色 熔點為164 170 比容小 強(qiáng)度 剛性 硬度 耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯 可在 100 左右使用具有優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的高頻絕緣體 不受濕度影響 其缺點低溫 變脆 低溫使用溫度達(dá) 15 低于 35 時會脆裂 不耐磨 易老化 PP適用于制作 一般的機(jī)械零件 耐腐蝕性零件和絕緣零件 2 2 PP成型性能 1 結(jié)晶體 吸濕性小 可能發(fā)生熔體破裂 長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解 2 流動性極好 溢邊值0 03mm左右 但成型收縮范圍和收縮值大 易發(fā)生 縮孔 凹痕 變形 方向性強(qiáng) 3 冷卻速度快 澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱 并注意成型溫度 料溫度 方向性明顯 低溫高壓時尤其明顯 模具溫度低于50 時 塑件無光澤 易產(chǎn)生熔接 8 不良 流痕 90 以上易發(fā)生翹曲變形 4 塑件壁厚須均勻 避免缺口 尖角 以防應(yīng)力集中 3 塑件的材料成型工藝及結(jié)構(gòu)工藝性 3 1注塑材料成型工藝 注塑材料成型工藝條件包含溫度控制 壓力的控制和時間 而這三者對塑料制品 質(zhì)量具有非常重要影響 降低溫度時 需要提高壓力以保證塑料進(jìn)入型腔 溫度過低 熔料難以注滿型腔 溫度過高塑料易于降解 注射壓力過高產(chǎn)品易產(chǎn)生飛邊 壓力過 低注塑易出現(xiàn)短射 設(shè)計過程中必須結(jié)合實際特點來確定三者之間關(guān)系 完成一次注 射成型周期過程中在保證質(zhì)量的前提下 盡量縮短成型周期的時間 其中以注射時間 和冷卻時間最為重要 它們對制品質(zhì)量有很大的直接作用 注射時間中的保壓時間就 是對型腔中材料的壓力時間 在整個注塑時間占有較大的比例 保壓時間的大小對制 品的尺寸精度具有決定性影響 通常依賴澆口和流道的結(jié)構(gòu)形式以及模溫和料溫的因 素 冷卻時間主要決定于之間的厚度和塑料的性能等因素 冷卻時間的終點以模件脫 模時不引起變動為宜 3 2 塑件的尺度精度分析 該塑件的尺寸精度元特殊要求 所有尺寸均為自由尺寸 可按MT5級精度查取公差 塑件上主要尺寸的公差要求見下表 表 3 1 沐浴露瓶蓋塑件主要尺寸的公差要求 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 76 65 38 37 23 1 外 型 尺 寸 26 內(nèi) 型 尺 寸 22 9 續(xù)表 3 1 小 25 20 6 10 8 3 8 26 3 3 塑件表面質(zhì)量分析 對該塑件表面要求外觀光潔 色彩艷麗 不允許有成型斑點和熔接痕 Ra為 0 4 m 而內(nèi)便面沒有特殊要求 內(nèi)表粗糙度Ra可取值為3 2 m 3 4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖形上看 該塑件外形為不規(guī)則形狀 圓角過渡且無尖角存在 壁厚均勻 且符合最小壁厚要求 0 85mm 最小壁厚 塑件壁厚1mm 塑件型腔較大 有尺寸不等的孔 9 7 6 6 他們均符合最小孔徑要 求 在塑件一側(cè)有一個 6的孔 中間內(nèi)部有內(nèi)凸 要考慮側(cè)向分型抽芯裝置 為使塑件順利脫模 可在塑件內(nèi)部增設(shè)30 1 的拔模斜度 在塑件內(nèi)有內(nèi)凸 且內(nèi)凸有M26 1 5的螺紋孔 查 塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯 編 中表6 1可知螺紋牙型強(qiáng)度足夠 在推薦選用的范圍內(nèi) PP為軟塑料 螺紋可強(qiáng)制 脫模成型 但要注意為了防止螺紋孔最外圍的螺紋崩裂或變形 螺紋結(jié)末端應(yīng)有 0 2 0 8mm的臺階 始末的螺紋應(yīng)漸變結(jié)束 有l(wèi) 8mm的過渡長度 該塑件頂部有 3 8mm的臺階 在端部臺階未流出 在設(shè)計型芯時應(yīng)注意該處結(jié)構(gòu) 綜上所述 該塑件可來用注射成型加工 4 塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu) 注射模具材料使用均有重要的影響 該塑件產(chǎn) 量達(dá)100萬件 生產(chǎn)類型屬于批量生產(chǎn) 可以考慮采用一模多腔 快速脫模以及成型周 期不宜太長的模具 同時模具造價要適當(dāng)控制 5 初選注射機(jī) 10 5 1 計算塑件體積或重量 通過三維造型可獲得不規(guī)則瓶蓋的體積為 PP的密度為 341 6cm 3 90 cmg 所以塑件的質(zhì)量 gw79 541690 5 2 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 型腔數(shù)量的確定 型腔數(shù)量主要是根據(jù)塑件的質(zhì)量 投影面積 幾何形狀 有無抽 芯 塑件精度 批量大小以及經(jīng)濟(jì)效益來確定 這些條件相互制約的 在確定設(shè)計方 案時須進(jìn)行協(xié)調(diào) 以保證滿足其主要條件的要求 由于該模具為不規(guī)則模型 塑件內(nèi)側(cè)有內(nèi)凸 一側(cè)有短形連接 外表面有高光潔 要求 不易采用太多型腔數(shù)目 所以考慮采用一模四腔 型腔平衡布置在型腔板四方 以方便側(cè)抽實現(xiàn) 澆口排列和模具平衡 5 3 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點和PP的成型性能 查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工 藝參數(shù) 表 5 1 沐浴露瓶蓋 PP材料 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 溫度 80 100 注射時間 20 60 預(yù)熱和干燥 1 2h 高壓時間 0 3 后段 160 180 冷卻時間 20 90 中段 180 200 成型時間 S 總周期 50 160 料筒溫度 前段 200 220 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 48 噴嘴溫度 模具溫度 80 90 注射壓力 MPa 70 100 后處理 5 4 確定模具溫度及冷卻方式 PP為非結(jié)晶型塑料 流動性中等 因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡可能降低模溫 以縮短冷卻時間 從而提高生產(chǎn)率 所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻 成型模 11 具溫度控制在80 90 5 5確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工 使用一模四腔分布 因此可計算出一次注射成型過 程所用塑料量為 g23 4 0769 5 4 廢 料wW 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮塑料品種 塑件結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)批量及注射工藝 參數(shù) 注射模具尺寸大小等因素 參考設(shè)計手冊初選 XS ZY 300型螺桿式注射機(jī) 表 5 2 XS ZT 300型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 序號 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量 cm 3 320 2 注射壓力 MPa 125 3 鎖模力 kN 1400 4 動 定模模板最大安裝尺寸 mm mm 520 620 5 最大模具厚度 mm 355 6 最小模具厚度 mm 130 7 最大開模行程 mm 340 8 噴嘴前端球面半徑 mm 12 9 噴嘴孔直徑 mm 4 10 定位圈直徑 mm 125 6 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 6 1 分型面的選擇 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處 這樣的設(shè)計不影響注塑件外觀質(zhì)量和美觀 尤 其是對外觀有明確要求的塑件 更要注意分型面對外觀的影響 考慮方面主要是有利 于保證塑件精度要求 有利于模具加工要求 特別是型腔加工 有利于澆注系統(tǒng) 排 氣系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)置要求 便于塑件的脫模 盡量使塑件開模時留在動模一邊 有 的塑件需要定模推出的例外 盡量減小塑件在合模平面上的投影面積 以減小所需鎖 模力的要求 能便于注塑件中的嵌件安裝 長型芯應(yīng)置于開模方向要求 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法 都必須首先確定分型面 因為模具 12 結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇 為保證塑件能順利分型 主分型面應(yīng)首先考慮 在塑件外形的最大輪廓處 為保證塑件取出方便 且毛刺飛邊的清除也較容易 因此 選擇圖形下表面為分型面 圖 4三維分型面 6 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)由塑件的型腔 流道 澆口杯和冷料穴組成 從注塑機(jī)噴嘴至模具型腔 的熔融樹脂流路稱之為流道 澆口杯主要作為承儲流動的塑料物體作用 考慮到塑件的外觀要求較高 外表面不允許有成型斑點和熔接痕 以及一模四腔 的布置 PP對剪切速率較為敏感等因素 澆口采用方便加工修整 凝料去除容易且不 會有塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口 模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模 模具制造成本比較 容易 控制在合理的范圍內(nèi) 6 2 1 主流道和定位圈的設(shè)計 主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計包括主流道板設(shè)計 澆口選擇 噴嘴選擇等 這里以主流道板的 設(shè)計為例進(jìn)行說明 對主流道板的設(shè)計應(yīng)滿足以下要求 保證均勻地填充每個型腔 保證熔體在流動過程中壓力損失盡量小 在熔體流動過程中 保持恒定的溫度 以防 止熔體黏度改變 甚至因溫度過高而發(fā)生降解 排除 死角 以防止熔體在流道內(nèi)滯 留 盡量低的能量損耗 主流道板和模具間良好的絕熱 以利于控制溫度 盡量短的 預(yù)熱時間 主流道板和噴嘴之間無泄漏 易于清洗 以便于換色 耐用 更換加熱元 件方便 13 圖 5主流道分析圖 主流道采用交口套 因塑件為大批量生產(chǎn) 主流道采用了交口套 澆口采用點澆 口 為了使?jié)沧⒛媳阌趶慕豢谔字腥〕?主流道末端放置成一個燕尾槽形狀作為拉 料用 澆口采用直接點澆口 截面形狀為柱形 查詢資料得XS ZY 300型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端球面半徑sR 0 12mm噴 嘴孔直徑d 0 4mm 定位圈直徑 125mm 為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸避免溢料 主流道與噴嘴的關(guān)系為 因此取主流道球面半徑sP 14mm 主 210 sRSP5 0 d 流道的小端直徑d 4 5mm 圖 6交口套 定位圈是安裝模具時做定位用的 查資料得XS ZY 300型螺桿式注射機(jī)的定位圈直 徑為 125mm 一般定位圈高出定模板表面5 10mm 由于交口套與定位圈均屬于注射 模的通用件 所以設(shè)計者應(yīng)盡量采用推薦的交口套和定位圈 查詢 塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編 中表8 15可得出此論文中所需要的定位圈 14 圖 7 定位圈 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況 從塑件的底部側(cè)中部進(jìn)料去除凝料時不會 在塑件的外壁留下澆口痕跡 不影響塑件的外觀 在生產(chǎn)沐浴露瓶蓋時要求設(shè)計的分流道能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充 狀態(tài) 使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔 并且流動過程中壓力損失及熱量損失 盡可能的小 能講塑件熔體均衡地分配到各個型腔 6 3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻系統(tǒng)是直接影響注塑制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素 模具冷卻裝置的設(shè)計 與使用冷卻介質(zhì) 冷卻方法有關(guān) 本模具設(shè)計是用純水來冷卻 純水冷卻展為普遍 因為水的熱容量大 傳熱系數(shù)大 成本低廉 水濘就是在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開設(shè) 冷卻水回路 使純水或者冷凝水在其中循環(huán)帶走熱量 維持所需的溫度 冷卻回路的 設(shè)計應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳導(dǎo)的熱量 使模具成型表 面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi) 而且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動 暢通 無滯流位 但在冷卻水回路開設(shè)時 受到模具上備種孔 頂桿孔 型芯孔 鑲件 接縫等 的限制 所以要按理想情況進(jìn)行設(shè)計較團(tuán)難 必須根據(jù)模具的具體特點靈活地 設(shè)置冷卻回路 因此在本設(shè)計造型中我使用的是直流循環(huán)式的冷卻回路 考慮到動定 模很小無法在其上開設(shè)冷卻回路且此設(shè)計的散熱要求不是很高 因而將冷卻水道分布 設(shè)置在定模板和動模板中 這樣便有足夠的空間來進(jìn)行鉆孔擴(kuò)大水道的散熱面積 使 冷卻的效果達(dá)到最佳 另外水道連接口采用可移動式的水連接套拆卸和安裝都很方便 成本也很低廉 冷卻澆注系統(tǒng)的冷卻一般采用不對稱的形式 下面簡單介紹常采用的結(jié)構(gòu)形式 1 型腔冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 常常采用環(huán)形冷卻水槽的形式 這種結(jié)構(gòu)有很好的密封性 2 型芯的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 其根據(jù)塑件的深度和寬度不同而異 一般采用噴射式循 環(huán)水路 其冷卻水通過模具帶走熱量 是高效的 最常用的方法 本課題冷卻系統(tǒng)設(shè) 計在模具中凸模板 凹模板上 當(dāng)模具溫度升高時可對模具進(jìn)行冷卻 從而可提高塑 件品質(zhì) 延長模具使用壽命 7 模具設(shè)計方案論證 7 1 型腔布置 型腔結(jié)構(gòu)的確定及模具結(jié)構(gòu)形式的 15 確定 型腔的排列涉及模具尺寸和澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的平衡 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè) 計 鑲件及型芯的設(shè)計以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 以上這些問題又與分型面及澆口的 位置有關(guān) 所以在具體設(shè)計過程中 要進(jìn)行必要的調(diào)整 以達(dá)到比較完善的設(shè)計結(jié)構(gòu) 對于一模多件的模具型腔布置 在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短 模具結(jié)構(gòu)緊湊 模具能正常的前提下 盡可能使模具型腔對稱 均衡 取件方便 本課題的模具采用 一模四腔 型腔平衡與布置在型腔板四側(cè) 結(jié)構(gòu)型式為 X 如圖 8所示 圖 8 分流道分析圖 7 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸 他的質(zhì)量接觸直接影響塑件的質(zhì)量 該塑 件的材料為 PP工程材料 對表面粗糙度和精確度的要求較高 因此要求成型零件有足 夠的強(qiáng)度 剛度 硬度和耐磨性 應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作 還應(yīng)進(jìn)行熱處理已使用具 備 50 55HRC 的硬度 7 2 1 凹模設(shè)計 采用整體嵌入式凹模 放在定模板一側(cè) 主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材 方便熱處 理 方便日后更換維修方便考慮的 注意 凹模壤塊的尺寸大小設(shè)計除了要考慮壁厚和強(qiáng)度校核外 還要留有足夠的 冷卻水道位置 7 2 2 凸模設(shè)計 磨 配 長 度 16 圖 9 小型芯 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)采用組合式 可節(jié)省貴重模具鋼材 減少加工工作量 成型塑 件內(nèi)壁大型芯在動模板上 成型塑件的孔的小型芯在定模板上 方便型芯的制作安裝 塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷卻水道的排布 根據(jù)論文計算表 4 得出小型芯尺寸如 圖所示 7 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計 由于塑件基本對稱且無單向側(cè)壓力 所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便滿足合模導(dǎo)向機(jī)閉模 合模后的定位 注意 導(dǎo)柱要比主型芯高出 6 8 7 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)沐浴露瓶蓋的形狀特點 其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出 推桿推出機(jī)構(gòu)簡單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時會在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡 但不影響塑件外觀 所以采用推桿推出機(jī)構(gòu) 圖 10 推桿 17 8 主要零部件的設(shè)計計算 8 1 成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸平均按平衡值法計算 查有關(guān)手冊得PP得收縮率為 1 2 故平均收縮率 根據(jù)塑件尺寸公差要求 模具 015 2 1 cpS 制造公差取 成型零件尺寸計算表 3 z 表 8 1 塑件成型零件尺寸計算 類別 模具零件 名稱 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型 腔 計 算 定模鑲件 075 1scpmLS 續(xù)表 8 1 075 1scpmLS 0 scp 內(nèi)鑲塊 075 1scpmLS06 cp 大型芯 075 1scpmLS 小型芯 小型芯 型 芯 計 算 小型芯 075 1scpmLS 18 8 2 模具型腔壁厚的確定 塑料模在注射成形過程中 型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓力 要求型腔具有一 定的強(qiáng)度和剛度 對于小零件模具的型腔 常常在彎曲變形前其內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng) 力 所以一般應(yīng)按強(qiáng)度計算及剛度計算 塑料模具型腔的成型過程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 本模 具的凹模采用的是整體嵌入式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側(cè)壁厚度 S和型腔底 板厚度 T 8 2 1 按強(qiáng)度條件計算 1 1 WS 1ph3 2強(qiáng) 式中 P 型腔內(nèi)最大熔體壓力取 MPa30 h 型腔深度 mh1 W 抗彎截面系統(tǒng) 由 h l決定 配套教材 塑料成型工藝與模具設(shè)計 得 068 型腔的邊長比 58 063 lb 模具強(qiáng)度計算許應(yīng)力 一般中碳鋼 160MPa預(yù)硬化塑料模具鋼 MPa30 可根據(jù)文中以上所給的數(shù)據(jù)帶入公式計算得出 mWphS 18 3305 68112 強(qiáng) 8 2 2 型腔底板厚度的計算 1 2 2a pbT 強(qiáng) 式中 由型腔長度與型腔寬度之比 l b所決定的系數(shù) 查配套教材 塑料成 型工藝與模具設(shè)計 表 4 7 得 0 404 P 型腔內(nèi)最大熔體壓力 取 MPa30 19 b 型腔寬度 mb23 模具強(qiáng)度計算許應(yīng)力 一般中碳鋼 160MPa預(yù)硬化塑料模具鋼 MPa30 可根據(jù)文中以上所給的數(shù)據(jù)帶入公式 1 2計算得出 mpbaT19 2304 2 強(qiáng) 根據(jù)以上剛度計算 得出型腔壁厚要求為 型腔側(cè)壁厚度 型腔底板S8 3 厚度 mT19 2 圖 11 定模座板 圖 12 動模座板 8 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 推出機(jī)構(gòu)主要推出零件 推出零件固定板和推板 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與部件等組成 開模時 動模部分向左移動 開模一段距離后 當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸模具推板后 推 桿 拉料桿與推桿固定板機(jī)推板一起靜止不動 當(dāng)動模部分繼續(xù)向左移動 塑件就由 推桿從凸模上推出 20 采用推桿推出機(jī)構(gòu) 由于該塑件的脫模力不是太大 推桿的布置空間足夠 所以 無法用繁瑣的計算方法確定推桿的尺寸大少 可以根據(jù)經(jīng)驗選取 d 8mm的國際推桿 GB T469 1 2006 注意保證推出距離略大于型芯的突出長度 2 3mm 即推出距離大 于 23mm 21 圖 13 推板 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模具尺寸可將推板的厚度以及推板長度 寬度計算得出 推板 300 180 20 8 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 圖 14 標(biāo)準(zhǔn)模架 綜合考慮本塑件采用一模四腔平衡布置 點澆口一次分型結(jié)構(gòu) 型腔的壁厚要求 塑件尺寸大小 冷卻水道的布置等多項因素 估算型腔模板的概略尺寸 查表選取標(biāo) 準(zhǔn)模板的尺寸為 選用點澆口標(biāo)準(zhǔn)模架 m503250 8 4 1 模具結(jié)構(gòu)特點 1 采用平衡式分流道布置 為使塑料熔體均衡地進(jìn)料 在同一時刻 以相同的壓 22 力和溫度充滿型腔 用平衡式分流道布置 2 主流道采用澆口套 因塑件為大批量生產(chǎn) 主流道采用了澆口套6 3 澆口采用點澆口 為了使?jié)沧⒛媳阌趶臐部谔字腥〕?主流道末端設(shè)置成一 個燕尾槽的形狀 作為拉料用 澆1 2采用直接點澆口 截面形狀為圓柱形 在第1次 開模時 塑件和凝料是連接在一起的 經(jīng)過第2次開模 塑件和凝料分離 經(jīng)過后續(xù)處 理將凝料取出 4 具有模外定距分型與三板模結(jié)構(gòu) 如圖5所得到保證 示 將視圖順時針旋轉(zhuǎn) 90 即定模在右 動模在左為工作位置 模具設(shè)計為2次脫模 第1次在定模座板9與 流道12之間脫模 第2次在定模板15與動模板16之間脫模 由于是2次脫模 形成了流 道板12 定模板15與動模板16的三板模結(jié)構(gòu) 第2次脫模時 當(dāng)模具向左開模到一定的 距離時 由于定距銷14的作用 動模繼續(xù)分離的同時 利用彈簧固定柱1上的彈簧和推 桿2組成的定模頂出裝置使沐浴露瓶蓋的小蓋頂出 這樣使塑件都跟著動模運(yùn)動 當(dāng)分 離到一定的距離后 此時推桿27把留在動模上的塑件推脫 推桿固定在模具的推桿固 定板26上 由注塑機(jī)頂出裝置推動 實現(xiàn)零件的脫落 并依靠彈簧力的作用使復(fù)位桿 24復(fù)位 實現(xiàn)了模外定距分型功能 8 4 2 模架材料的選用 1 模架材料導(dǎo)向與定位選用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱導(dǎo)套 選用材料為GCrl5鋼 模腳選用45 鋼 其它模板全部采用進(jìn)口模具不銹鋼 2 型芯材料型芯材料的選用主要考慮塑料產(chǎn)品性質(zhì)要求 模具使用壽命和產(chǎn)品 表面質(zhì)量要求 鑒于本沐浴露瓶蓋用于大眾實用 表面要求光潔 因此 型芯材料要 耐腐蝕 不銹 表面拋光要達(dá)到鏡面 且要求模具的設(shè)計使用壽命達(dá)到100萬次以上 因此采用進(jìn)口高級鏡面模具鋼制作模具的型腔 型芯等零件 而其中關(guān)鍵的螺紋型芯 與中心頂桿 為了模具溫度調(diào)控的需要 選用了導(dǎo)熱性能好 強(qiáng)度 熱處理后硬度 耐 磨性 較高以及抗蝕性極好的鈹銅合金 23 9 成型設(shè)備的校核計算 9 1 注射機(jī)注射壓力校核 9 2 注射量的校核 9 3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力 注射機(jī)鎖模力的校 核關(guān)系式為 kpAF 式中 F 注射機(jī)鎖模力查 塑料膜設(shè)計手冊 附錄表 8得 SZY 300型螺桿式注 射機(jī)的鎖模力為 1400KN K 壓力損耗系數(shù) 一般去 1 1 1 2 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 本塑件 P 30Mp A 塑件及澆注系統(tǒng)的分型面上的投影面積之積 本模具 計21037 mA 算得 KNkp 1402 931037 102 26 故注射機(jī)的鎖模力足夠 滿足鎖模要求 9 4 安裝尺寸的校核 本模具根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 模具的外形尺寸為 250mm 300mm 模具閉合 高度為 查詢資料得 SZY 300型注射機(jī)動 mCBAH28050110 定模板最大安裝尺寸為 允許模具的最小厚度 最大厚m625 mH265in 度 即模具的外形尺寸不超過注射機(jī)動 定模模板最大安裝尺寸 模具35max 閉合高度滿足 的安裝條件 故該模具滿足 SZY 300型螺桿式注射機(jī)的maxinH 安裝要求 9 5 推出機(jī)構(gòu)的校核 各種型號注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離各不相同 設(shè)計模具時 必須了 解注射機(jī)推出桿的直徑 推出形式 是中心推桿還是兩側(cè)雙桿推出 最大推出距離 及雙桿中心桿距等 以確保模具推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)相適應(yīng) 24 SZY 300型螺桿式注射機(jī)的推出形式注射機(jī)上為中心及上 下兩側(cè)設(shè)有推桿 機(jī) 械推出 由于該模具推力不大 在 SZY 300型螺桿式注射機(jī)上采用中 25 頂桿推 出 塑件實際同一處距離為 55mm 23 10 mm 滿足推出距離要求 9 6 開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限的 取出制品所需的開模距離必須小于注射機(jī)最大開模 距離 本模具為單分型面注射模 SZY 300 型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程與模厚無 關(guān) 校核關(guān)系為 10 521 HS 式中 S 注射機(jī)的最大開模行程 查 塑料膜設(shè)計手冊 附錄 8得 SZY 300型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程 S 340mm H1 塑件托模所需的推出距離 該塑件的脫模推出距離為 55mm H2 塑件的高度 不包括系統(tǒng)高度 該塑件高度為 23mm 計算得 m34081023510 21 以上分析證明 SZY 300 型螺桿式注射機(jī)嫩滿足要求 故可以采用 圖 15 裝配圖 25 結(jié)束語 到今天為止 畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號 在自己努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下 我比較好地完成了這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù) 通過這次畢業(yè)設(shè)計 我對模具設(shè)計過程有了 一定了解 學(xué)到了很好有用的本領(lǐng) 畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面揚(yáng)學(xué)知識檢驗 而且也是 對自己能力提高 主要收獲和體會如下 1 本論文從建模 模具結(jié)構(gòu)的分析 注塑件的夾具體的設(shè)計和利用UG CAD軟件 進(jìn)行模擬等幾方面進(jìn)行了參數(shù)分析和建立模型 有利于提高自己在設(shè)計零件方面的模 具基本知識 特別是CAD軟件的應(yīng)用使自己更加了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與CAD軟件的使用 2 通過對沐浴露瓶蓋的結(jié)構(gòu)分析比較成功的對其進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)以及二維結(jié)構(gòu)分析 更好的對本文設(shè)計注射模做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備 3 通過試驗總結(jié)出模具生產(chǎn)重點體現(xiàn)在 1 注重注塑件的結(jié)構(gòu)分析確定合理的建模方案 2 建模分析重點在澆道 澆口直徑 冷卻系統(tǒng)的內(nèi)容上 隨著工業(yè)化飛速發(fā)展 無屑加工應(yīng)用越來越廣泛 尤其是注塑產(chǎn)品的應(yīng)用有極其 廣闊的發(fā)展空間 但我國的模具生產(chǎn)還處在起步階段 對精度高的模件還缺少應(yīng)有的 加工和分析軟件 特別是CAD軟件還不普及 我應(yīng)當(dāng)努力結(jié)合實際工作崗位去鉆研其本 質(zhì)的內(nèi)容 發(fā)揮教學(xué)的先進(jìn)性起到自己應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù) 促進(jìn)在模具制造業(yè)中軟件 技術(shù)的普及和應(yīng)用 26 致 謝 在論文完成之際 我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師陳青云表示衷心的感謝 并致以崇高的敬意 在論文工作中 遇到了許多知識性的問題 一直得到陳青云老師的親切關(guān)懷和悉 心指導(dǎo) 使我受益匪淺 從而順利的完成畢業(yè)論文 陳青云老師以其淵博的學(xué)識 嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 求實的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象 我將終生難 忘 再一次向她表示衷心的感謝 感謝她為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍 以及學(xué)習(xí) 生 活上的無私幫助 值此論文完成之際 謹(jǐn)向陳青云老師致以最崇高的謝意 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束 回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷 面對現(xiàn)在的收獲 我感 到無限欣慰 為此 我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 在我即將完成學(xué)業(yè)之際 我深深地感謝我的家人給予我的全力支持 最后 衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師 27 參考文獻(xiàn) 1 馮炳曉 實用模具設(shè)計與制造簡明手冊 M 上海 上?？萍汲霭嫔?1985 2 陳孝康 實用模具設(shè)計手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 3 甘永利 形狀和位置公差檢測 M 北京 國防工業(yè)出版社 1995 4 薛彥成 公差配合與測量技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 5 譚嶺 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 6 陳勇 模具材料及表面處理 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 7 周文玲 互換性與測量技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 8 許發(fā)樾 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 9 姜奎華 沖壓工藝與模具設(shè)計 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 10 王孝培 使用沖壓技術(shù)手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 11 翁其金 沖壓工藝與模具設(shè)計 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 12 駱志斌 模具工實用技術(shù)手冊 M 南京 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 2000 13 史鐵梁 模具設(shè)計指導(dǎo) M 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