膠帶墊圈的注塑模設(shè)計（全套含CAD圖紙）,膠帶,墊圈,注塑,設(shè)計,全套,cad,圖紙 摘 要 文章主要寫了對于膠帶墊圈的分析與制作。我按著一般注塑模的制作過程，首先運用UG、CAD、Moldflow等軟件對于膠帶墊圈的零件外形、零件尺寸進行分析與確定。然后根據(jù)分析所得的數(shù)據(jù)對模具型腔與型芯、模具澆注系統(tǒng)，塑料模的模架等進行選擇。然后設(shè)計推出機構(gòu)與冷卻系統(tǒng)，最后模具的圖紙繪制等等。 關(guān)鍵詞：膠帶墊圈；UG；冷卻；龍記大水口模架 目 錄 前 言 1 1 工藝分析 2 1.1 塑件分析 2 1.1.1 脫模斜度 2 1.1.2 外觀要求 3 1.2材料分析 3 1.2.1 聚丙烯（pp）的基本特性和用途 3 1.2.2 成型 3 1.2.3聚丙烯（PP）注射成型工藝 3 2 模具模架結(jié)構(gòu)形式的選擇 4 2.1 分型面 4 2.2型腔數(shù)量的分布 4 2.2.1影響型腔數(shù)量的主要因素 4 2.2.2 型腔布局原則 5 2.3 模架的選用 6 3注塑機的選擇 8 3.1零件質(zhì)量和體積的測算 8 3.2選擇注塑機 8 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 4.1 澆注口位置的選擇 9 4.2主流道和分流道的設(shè)計 9 5 頂出機構(gòu) 11 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 13 總 結(jié) 13 致 謝 14 參考文獻 15 前 言 自從20世紀90年代以來，我國雖然在塑料模具設(shè)計與制造方面取得了顯著的進步。但是對于模具的標準化程度和應(yīng)用水平與工業(yè)發(fā)達國家相比還存在很大的差距。尤其是對于現(xiàn)代模具設(shè)計與制造技術(shù)能力的塑料模上面的人才有著很大的空缺。由于塑料種類和加工方法很多,塑料成型機和塑料制品的結(jié)構(gòu) 尺寸又不一樣。所以,塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高,塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。 塑料模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具。他一般由動模和定模兩部分組成,動模安裝在注射成型機的移動模板上,定模安裝在注射成型機的固定模板上。注塑時模具裝夾在注塑機上,熔融的塑料先注入成型模腔內(nèi),并在模腔內(nèi)冷卻和定型。然后動模和和定模分開,經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開模具,最后模具再閉合進行下一次注塑,整個模具的注塑過程是循環(huán)進行的。 塑料模包括注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、熱成型模具等。 此次設(shè)計是在學(xué)習(xí)了兩年多的模具設(shè)計的知識的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，是將書本上面的知識與實踐相結(jié)合，爭取設(shè)計出一個相對而言比較合理的塑料模具，能夠?qū)⒗碚摵蛯嵺`充分的結(jié)合在一起。 該注塑模機構(gòu)套用了龍記的大水口CI模板，整體結(jié)構(gòu)簡單，運水冷卻系統(tǒng)布置對稱，且易于安裝，受力均勻。這次畢業(yè)設(shè)計包括兩個部分。第一個部分是模具機械設(shè)計，包括注塑機的選用、澆注系統(tǒng)的設(shè)計與選擇、動模與定模的構(gòu)架選用、脫模頂出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計。而第二部分就包括繪圖軟件的應(yīng)用，通過UG和CAD等軟件來完成模具的三維制圖和二維制圖。 在本次設(shè)計中，接受了老師的指導(dǎo)。同時也很感謝健雄學(xué)院的各位導(dǎo)師的教誨。 這次的說明書是自己在經(jīng)過三年的學(xué)習(xí)后、在與同學(xué)們的探討中和老師的指導(dǎo)下完成的，因為自己在模具這個行業(yè)中缺乏實踐經(jīng)驗和專業(yè)知識，所以在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)很多不足之處，敬請諒解，并懇請得到斧正。 1 工藝分析 1.1 塑件分析 圖1-1 膠帶墊圈 塑件材料為聚丙烯（PP）塑料膠帶墊圈，制造要求是可以大批量生產(chǎn)。 外形尺度為如圖所示塑料件壁厚為1mm，如圖1-1。 1.1.1 脫模斜度 根據(jù)資料得聚丙烯(PP)的成型收縮率為1.0～2.5％,脫模斜度型腔為25′～45′,型芯脫模斜度為20′～45′。選擇塑件的內(nèi)側(cè)脫模斜度為30′，外表面脫模斜度為35′。 表1-1常用塑料的脫模斜度 塑料名稱 脫模斜度 凹模 型芯 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚 25′～ 45′ 20′～ 45′ 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35′～ 40′ 30′～ 50′ 聚苯乙烯、有機玻璃、ABS、聚甲醛 35′～ 1°30′ 30′～ 40′ 熱固性的塑料 25′～ 40′ 20′～ 50′ 1.1.2 外觀要求 膠帶墊圈要求尺寸基本正確,表面光潔無毛刺、缺口,澆口可以設(shè)計在在側(cè)面。 1.2材料分析 1.2.1 聚丙烯（pp）的基本特性和用途 膠帶墊圈的材料選用的是聚丙烯（PP），聚丙烯的比重僅0.9～0.91g/cm3。 。機械性能方面，如屈服強度、抗拉強度、壓縮強度、硬度等均優(yōu)于低壓聚乙烯。聚丙烯的耐熱性、剛性較好，可在100℃的溫度下使用,如果不受外力,即使溫度升高到150℃也不會變形。但是耐磨性不夠高;成型收縮率大(通常在2％左右);低溫呈脆性;室外老化性差。 聚丙烯可用作各種機械零件,如接頭、泵葉輪、法蘭、汽車自行車零件等 1.2.2 成型 聚丙烯成型收縮范圍大,易發(fā)生縮孔,凹痕及變形;聚丙烯熱容量大,注射成型模具必須設(shè)計能充分冷卻的回路;聚丙烯適宜成型的溫度為80℃所以模具溫度應(yīng)保持在80℃左右,溫度過低會造成制品表面光澤差，易產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。 1.2.3聚丙烯（PP）注射成型工藝 注塑機：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 （r/min)：30～60 噴嘴：直通式、170～190℃ 料筒溫度 （t/℃）：前段180～200、中段200～220、后段160～170 模具溫度 （t/℃）：40～80 注射壓力 （M/Pa）：70～130 時間 （s）：保壓時間20～50、注射時間0～5、保壓時間20～60、冷卻時間15～50、成型周期40～120。 2 模具模架結(jié)構(gòu)形式的選擇 2.1 分型面 分型面是開模后取出塑件的那個平面，而注塑?？梢源嬖谝粋€或者多個分型面。根據(jù)此次塑件外形，我選擇了一個分型面。單分型面塑料模具被稱為二板式注塑模，是注塑模中一種很普遍的結(jié)構(gòu)形式。 在選擇分型面有以下幾種要求： 分型面應(yīng)該選擇應(yīng)當符合脫模的基本要求,就是塑料件能從模仁內(nèi)取出，分模面位置應(yīng)設(shè)在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。 保證塑件質(zhì)量精度和外觀要求,分模線不影響膠件外觀,分模面應(yīng)盡量不要破壞膠件光滑的外表面。 分型面選擇能有利于模具的加工。 合理安排澆注系統(tǒng),特別是澆口位置。 綜上所述，我選擇的分型面如圖2-1 圖2-1分型面 2.2型腔數(shù)量的分布 2.2.1 影響型腔數(shù)量的主要因素 制品重量 (包括澆注系統(tǒng)凝料)與注塑機的額定注塑量(各型腔塑料制品總量+澆注系統(tǒng)凝料)≤注塑機額定注塑量*80％(用于校核)。 注意;算出來的數(shù)值不能四舍五入,只能向大取整數(shù)。 1) 由注塑機的額定鎖模力確定:各產(chǎn)品(包括凝料)在分型面上的投影面積*型腔平均壓力≤注塑機額定鎖模力*80％(用于校核)。 注意:型腔平均壓力需要查表2-1塑料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力得到 2) 塑料件的生產(chǎn)批量是根據(jù)客戶提供的生產(chǎn)批量，決定型腔的個數(shù)。 3) 每增加一個腔，其成型制品的尺寸精度就下降5% 4) 模具中型腔的數(shù)量越多，其制造費用越高，制造難度也越大，模具質(zhì)量很難保證。 5) 型腔數(shù)量增多后，分流道長度必然增加，這樣會導(dǎo)致注射壓力及熔體熱量會有很大的損失。 型腔數(shù)量越多，故障發(fā)生率就越高而任何一腔出了問題，都必須立即修理，否則將會破壞模具原有的壓力平衡和溫度平衡。 表2-2:型料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力。 條件 型腔平均壓力/MPa 舉例 易于成型的制品 25 聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均勻用品、容器類 普通制品 30 薄壁容器類 高粘度、高精度制品 35 ABS、聚甲醛等機械零件、高精度制品 粘度和精度特別高制品 40 高精度的機械零件 2.2.2 型腔布局原則 保證模具的壓力和溫度平衡。型腔壓力分為兩個部分，一是指平行于開模方向的軸向壓力；二是指垂直于開幕方向的側(cè)向壓力。保證模具的壓力和溫度平衡，可采用將制品堆成排位或?qū)桥盼弧? A對稱排位 一模一件，制品形狀完全對稱或近似對稱一模出多件，制品相同，腔數(shù)位雙數(shù)一模出多件，制品不同，腔數(shù)均為雙數(shù)。 B對角排位 一模出兩件，制品相同，但制品不對稱，俗稱鴛鴦模；一模出兩件，制品大小形狀不同；一模出多腔（兩腔以上），各腔大小形狀不同，盡量采用較大的和較大的對角擺放，較小的和較小的對角擺放。 一模多腔中，相同制品要從相同的位置進膠。目的就是保證各制品收縮率一致，使其具有互換性。 進料平衡原則是指熔體在基本相同的條件下，同時充滿各型腔，以保證制品的精度。 采用平衡式。主流到到各型腔的分流道長度相等。適用于制品相同或近似。 按大制品靠近主流道、小制品遠離主流道排位，再調(diào)整流道、澆口尺寸。適用于各制品不同或差異較大。 注意;當各種大小制品質(zhì)量之比大于8時，應(yīng)同客戶協(xié)商調(diào)整。 澆注系統(tǒng)的分流道越短，流道凝料越少，模具排氣負擔(dān)越輕，熔體在分流道內(nèi)的壓力和溫度損失越少，成型周期也越短?？谧g通過計算流程比，檢查是否滿足注射工藝要求。 成型零件的尺寸越小，模架的尺寸就越小，模具的制造成本就越低，與之匹配的注射機就越小。小型的注射劑運轉(zhuǎn)費用低，且運轉(zhuǎn)數(shù)度快。 綜上所述：因為我做的膠帶墊圈的尺寸以及結(jié)構(gòu)簡單,尺寸精度要求不是太高,制作簡單而且單個利潤很低,所以需要大批量制造,所以我選擇了一模六腔，布局如下圖2-3. 圖2-3型腔布局圖 2.3 模架的選用 根據(jù)上面的論述，選擇模架型號為龍記大水口模架CI類型，如圖2-3所示。 A板厚 50mm，B板厚60mm，C板厚80mm。 圖2-3 龍記大水口模架 3注塑機的選擇 3.1零件質(zhì)量和體積的測算 由UG建模測量得，單個塑件體積為995.78mm3 注塑件總體積V1=995.78×6=5974.68mm3 (一模六穴，有六個塑件） 注塑件總質(zhì)量M1=ρV1=0.9×5.97468=5.377212g (密度（g/cm3） 0.9-0.91) 并且在計算澆注系統(tǒng)中的凝固的廢料時，查資料得，取塑件總體積的60%： 澆注凝固體積V2=V1×60%=9957.8mm3 該模具一次澆注所需要的材料（PP）總體積和總質(zhì)量 V=V1+V2=15932.48mm3 M=ρV=0.9×15932.48=14.339232-g 3.2選擇注塑機 根據(jù)上面的計算每次注塑的材料總量15.932cm3，同時由參考資料得實際注塑量符合注塑機理論注射量的0.8倍。同時由moldflow驗證選擇的聚丙烯材料選用的注塑機應(yīng)該選擇螺桿式。驗證算出注塑機的理論注射量為 V=19.95，所以我初步?jīng)Q定選用注射機型號為XS-ZY-125，該注射機技術(shù)參數(shù)如下表3-1所示 表3-1注射機參數(shù) 一次注射量（cm3） 125 螺桿直徑（mm） 42 注射壓力（MPa） 119 注射 方式 螺桿式 鎖模力（kN) 900 最大注射面積（cm2） 320 最大開模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300 模具最大厚度（mm） 200 動定模板尺寸（mm） 420×450 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 4.1 澆注口位置的選擇 注塑件的澆注口可以設(shè)計在側(cè)邊，且在上面第二章中，型腔為一模六穴的結(jié)構(gòu)。所以我設(shè)計的產(chǎn)品澆注口如圖4-1所示。 圖4-1 澆注口示意圖 4.2主流道和分流道的設(shè)計 主流道的截面形狀一般為圓形，有正圓錐行主流道和倒圓錐形主流道兩種形式。 正圓錐形主流道的對面可設(shè)置拉料鉤，將主流道凝料拉出。由于熱固性塑料塑性差，截面尺寸不宜太小，否則會使料流的阻力增大，不容易充滿型腔，造成欠壓。 倒圓錐形主流道常于端面鍥形槽的壓柱配合使用，開模時，主流道與加料室中的殘余廢料由壓柱帶出便于清理，這種流道即可用于一模多腔，又可用于單型腔模具或同一塑件有幾個澆口的模具。 主流道分流道可參考圖4-2流道示意圖： 圖4-2流道示意圖 5 頂出機構(gòu) 我選擇的推桿為圓形推桿，因為圓形推桿和圓形頂桿孔都易于加工。每個型芯部分都有兩個圓形推桿，斜對角放置。斜對角放置推桿有利于防止推出塑件時由于塑件沒有完全冷卻硬化，推出塑件時推出力集中于一側(cè)受力不平衡，而導(dǎo)致塑件上面有過分的推出痕跡。而導(dǎo)致塑件變形，也破壞了塑件的表面的光潔。推出塑件時推出機構(gòu)在塑件的中間的扇形部位厚度約為2mm此處塑件的剛度硬度都優(yōu)與塑件的外壁。推桿的直徑為3mm，高度為115mm。而此模胚的推出行程至少在20mm大于參考文獻上所說的推桿推出塑件5～10mm。推桿底部為直徑是5mm，高度是3mm。如圖5-1和5-2所示： 圖5-1頂出機構(gòu) 圖5-2頂出機構(gòu)示意圖 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。 因為我選用的材料是聚丙烯PP，而聚丙烯成型的適宜溫度為80℃。因此我采用常溫水來對模具進行冷卻。型腔和型芯的成型表面都為正方形，而且模仁設(shè)計為一模六穴結(jié)構(gòu)。所以我選擇參數(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)型冷卻水路，循環(huán)水路的水道距離塑件比較近而且水路的尺寸截面比較大為6mm。足夠使型芯或型腔的表面溫度趨于均勻，可以有效防止塑件的不均勻收縮。我做的塑件壁厚均勻，冷卻水道距離型腔表面的距離最近的為10mm，符合參考數(shù)據(jù)所說的一般水道孔邊道型腔表面距離為10～15mm。剛開始我設(shè)計的冷卻水道有的在型芯的下面阻礙了推出機構(gòu)的運動，所以我將冷卻水道的距離往外便宜了幾毫米使之偏離型芯。冷卻水路設(shè)計時沿著塑料的收縮方向設(shè)置，澆注塑料是塑料向著內(nèi)部不收縮，塑料也是可以從型芯和型腔中央的流過，而冷卻水道設(shè)計在塑料流過的下面將近3mm所以不擔(dān)心會產(chǎn)生熔接痕。型腔和型芯的冷卻回路如下列圖所示5-1所示： 圖5-1冷卻回路 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計已然臨近結(jié)束 ，因此我們班也已經(jīng)要面臨分開。但這也是必然的結(jié)果，因為學(xué)校只是我們?nèi)松械囊粋€驛站，并不是人生的終點。而我們終究要出去，到社會的大舞臺去鍛煉。我們在學(xué)校里面我們在專業(yè)上，總是以老師的標準要求自己。就算有是什么不懂的，或者是感覺有什么矛盾的地方，我們也并沒有刨根問底。因為沒這個必要，只要有數(shù)量，質(zhì)量并不重要。所以最后一次了我們應(yīng)該好好的鍛煉一下自己，鞭策自己，因為這是我們?nèi)陮W(xué)習(xí)成果的體現(xiàn)，它展現(xiàn)了我的整個大學(xué)生涯。 這段時間由于我們的所有事情都得自己做，所以每一個尺寸以及每一個標注都得考慮，而就這段時間我所遇到的困難，更多的就是感覺自己對于專業(yè)知識上的不足，還有實踐經(jīng)驗的缺失。在設(shè)計的過程中還要不斷地向老師求教一些課上所講的內(nèi)容，去查閱相關(guān)文獻上的一些數(shù)據(jù)拓展一下注塑模的相關(guān)知識，感覺寫作說明書的整個進度相較于其他同學(xué)都是比較慢的。 大三剛開學(xué)我們要做沖壓模的時候我們總是要來回修改，并沒有統(tǒng)一的思路，沒有統(tǒng)籌思考我們是因該先做什么后做什么?？偸窃谧龅较旅嬖O(shè)計的時候，才會想到前面有東西做對或者是沒有做，然后又回過頭去再重新修改。而在這些來來回回的修改中我也得到了一些哲理，做事要統(tǒng)籌先制定計劃，不能立刻就做。如果這樣的話會導(dǎo)致前后不能銜接。而且做事要嚴謹，因為可能是你前期的一個小小的不嚴謹，從而導(dǎo)致后面所做的一系列的工作都是無用功。還有堅持，不管我們?nèi)绾握J真與嚴謹，因為我們實際操作與實踐經(jīng)驗的缺乏。我們在設(shè)計過程中總會難免遇到前后矛盾的內(nèi)容，所以我們需要不斷地來回修改直到內(nèi)容大致符合要求為止。不能夠遇到困難就退縮，一定要迎難而上，或許你的下一個想法就是正確的做法。 從開始塑料件的尺寸確定、材料分析到分型面的選擇、注射機的選擇再澆道的排布、成型零件的設(shè)計以及最后模具的總的裝配。每一次都需我們不斷地來回使用UG和CAD軟件。每次在做的過程中，讓我更多的認識到了自己知識和經(jīng)驗的缺乏。雖然我也在很努力去搜集更多更權(quán)威的資料，更加用心的去編寫去完善這篇設(shè)計論文，但還是有許多的不足之處，希望評委老師能不吝賜教，讓我能更多的認知到自己的不足，讓我能學(xué)習(xí)到更多。 這次設(shè)計讓我能深刻地認識到自己專業(yè)知識匱乏所帶來的影響，在模具以及以后的工作中我要不斷的完善自己，使自己更加優(yōu)秀。同時我也要感謝這十幾天里老師的指導(dǎo)，和同學(xué)的幫助讓我有信心能順利完成此次設(shè)計，為大學(xué)三年畫上一個完美的句號。 致 謝 最后感謝這十多天以來給予我指導(dǎo)的老師，感謝那些幫助我的那些朋友和同學(xué)，正因為有你們的幫助我才能順利的完成此次設(shè)計。沒有你們的幫助，我是不可能做到比現(xiàn)在這樣更好的。謝謝！ 附錄 1. 圖1-1 膠帶墊圈 2. 表1-1 常用塑料的脫模斜度 3. 2圖2-1 分型面 4. 表2-2 型料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力。 5. 圖2-3 型腔布局圖 6. 圖2-3 龍記大水口模架 7. 表表3-1 注射機參數(shù) 8. 圖4-1 澆注口示意圖 9. 圖4-2 流道示意圖 10. 圖5-1 頂出機構(gòu) 11. 圖5-2 頂出機構(gòu)示意圖 12. 圖5-1 冷卻回路 參考文獻 [1] 歐麥嘉，周澤宇。 現(xiàn)代注塑模設(shè)計與制造。 北京：電子工業(yè)出版社，2007。 [2] 陳志剛。 塑料成型工藝及模具設(shè)計。 北京：機械工業(yè)出版社，2007。 [3] 申開智。 塑料成型模具。 北京：中國輕工業(yè)出版社，2005。 [4] 鄒繼強。 塑料制品及其成型模具設(shè)計。 北京：清華大學(xué)出版社，2005。 [5] 洪慎章。 實用注塑成型及模具設(shè)計。 北京：機械工業(yè)出版社，2006。 [6] 宋玉恒．塑料注塑模具設(shè)計手冊．　北京：航空工業(yè)出版社，1994． [7] 王孝培．塑料成型工藝及模具簡明手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2000． [8] 高佩福．實用模具制造技術(shù)．　北京：中國輕工業(yè)出版社，1999． [9] 王樹勛．注塑模設(shè)計．　廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005． [10] 儲建忠．塑料模設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐．　浙江大學(xué)出版社，2015． 15