脚盆模具说明书

《脚盆模具说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脚盆模具说明书（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、华东交通大学理工学院毕业设计说明书设计题目：脚盆模具（PP）设计编号： 学 院：华东交通大学理工学院系 别： 机电分院 专 业： 材料成型及其控制工程班 级： 1班学 号： 20060410210110 姓 名： 胡涛 指导教师： 完成日期： 年 月 日 答辩日期： 年 月 日摘 要脚盆为日用品,在我们的是常生活中都很常见,本设计以脚盆的模具设计为例,锻炼并提高了自己的设计能力。本设计主要包括以下内容。1产品结构分析，2根据产品特点设计合理的模具结构，3产品的注塑成艺分析，以及模具与成型机的相关参数的校核。 关键词:脚盆模具；PP性能；模具设计；中心推杆，气顶，注塑成型工艺Abstract目

2、录摘要关键词目 录 引言第一章.产品的工艺性分析 1.1塑件的原材料分析 1.2成型特性及条件 1.3塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 1.4结构分析 1.5尺寸精度分析1.6表面质量分析 第二章初选注射机的型号和规格 2.1计算塑件的体积和重量 2.2 初选注射机的型号和规格 2.3.塑件注射工艺参数的确定第三章注射模的结构设计 3.1分型面选择3.2确定浇注系统3.3.1主流道设计3.4确定型腔、型芯的结构 3.4.1型腔、型芯的结构设计 3.5型腔和型芯的工作尺寸计算 3.6型腔壁厚 3.6.1型腔底版厚 3.7确定推出机构类型 3.8确定模具的导向机构 第四章 模具主要部件及加工艺分

3、析4.1模具主要部件零件图 4.2主要部件的加工分析 第五章:注塑机校核 51.校核计算 小结谢辞参考文献 引 言近年来，中国塑料工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量位居世界第二。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通等领域发展迅猛，掀起了一股投资热潮。行业分析塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展方兴未艾。建筑、建材工业建筑业是国民经济的支柱产业，今后5-10年中国建筑业会有更大的发展，将成为中国市场新的消费

4、热点和经济增长点，并带动化学建材业的发展。由于国家已禁止使用铸铁管道，代之以塑料管材，预计2010年全国新建住宅室内排水管的80%及城市供水管的50%将采用塑料管。同时国家正在大力发展塑料门窗，预计2010年塑料门窗的普及率将达到30%-50%。20世纪80年代以来，中国塑料门窗及给排水管件，在引进设备和技术的基础上，经过技术消化与开发迅速发展起来。“十五”期间，塑料管道、塑料门窗、新型防水材料更成为化学建材产业的发展重点。塑料建材不仅能大量替代钢、木和传统建材，而且具有节能、节材、保护生态、改善居住环境、提高建筑功能与质量、降低建筑自重、施工便捷等优点，将在今后得到越来越多的应用，预测200

5、5年建筑用塑料制品将达到约400万吨。化学建材挤出模具是用于生产新型化学建材的关键工艺装备，主要包括塑料异型材挤出模具、塑料管件模具、低发泡成型挤出模具等。其技术性能的高低直接影响着新型化学建材的质量与产量。塑料异型材挤出模具主要用于生产塑料门窗型材。据资料介绍，塑料门窗在德国门窗市场的份额高达80%，其它西欧国家市场份额也达到30%40%，中国目前正在大力推广塑料门窗。管件模具是加工难度较大的注塑模，用于生产城市建筑中塑料给排水管件。预期塑料建材模具需求量将有较快增长，各种异型材挤出模具、塑料管材管件模具将成为模具市场新的经济增长点。汽车、摩托车工业汽车、摩托车工业是国民经济五大支柱产业之一

6、。2004年中国汽车产销量均已超过500万辆，业界人士甚至用“井喷”来形容。从产业经济发展规律看，中国的人均GDP水平正处于1000美元-3000美元阶段，经济学家称之为“经济起飞期”，这种内在强劲的经济内需使汽车模具潜在市场巨大。据估计，汽车、摩托车行业每年需要100多亿元的模具。而中国大型精密模具的制造能力不足，目前中高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。大中型内外饰件塑料模具也是需求的重点。发展科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具和大中型内外饰件塑料模具是今后的重要工作。随着中国汽车时代的到来以及中国摩托车出口的快速增长，以塑料替代木材和金属，会使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量大增

7、，尤其是新材料及新成型技术的出现，使得塑料制品在汽车工业中的消费量日益增加。在一定意义上说，汽车塑料制品的用量能反映一个国家汽车工业的发展水平。德国每辆汽车平均使用塑料制品已经达到了近300公斤，占汽车总消费材料的22%左右，是世界上采用汽车塑料零部件最多的国家。日本每辆汽车平均使用塑料100公斤，约占汽车材料消费总量的7.5%。如日本一家公司开发销售的新型汽车，除座椅外，车顶、装潢材料、仪表盘等内饰件全部采用塑料制造。当前，汽车塑料制品的应用趋势已由普通装饰件发展到结构件、功能件，塑料原料的使用也由普通塑料（多用于汽车内饰件）扩展到强度更高、耐冲击性更好的复合材料或塑料合金。可以说，随着塑料

8、材质及其成型技术与工艺的提高，塑料搭上飞驰的汽车，必然引来汽车塑料模具的大发展。家电与电子通信产品“十五”期间，预计中国家电业所需的模具量的年增长率约为10%。一台电冰箱约需350副模具，价值400万元；一台全自动洗衣机约需200副模具，价值3000万元。单从塑料模具来看，一台空调器需要20副塑料模具，价值150万元；一台彩电约需10套塑料模具，价值120万元。“十五”期间中国仅彩电的年生产量就将超过4000万台，按10万台需要一整套塑料模具、价格约120万元计，则仅彩电用塑料模具每年就有约4.8亿元的市场。目前市场对家电、电子消费品外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出了新要求，外壳设计成为重

9、要的一环。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将在今后得到市场的欢迎。在集成电路制造中，集成电路塑封模具是半导体集成电路产品生产中必备的关键工艺装备，电子封装直接影响着半导体器件和集成电路的电性能、热性能、光学性能、美观性能和机械性能，还影响其可靠性和成本，同时对系统小型化起到关键作用，而塑料封装就占集成电路封装市场的95%以上。作为集成电路的消费大国，中国目前年需半导体器件和集成电路塑封模具380万副左右，但现有生产能力不足150万副。预计今后10年中国半导体集成电路市场需求将以每年15%-20%的速度持续增长。模具市场的需求也呈线性增长趋势，到2005年需求

10、量将达到840万副左右，产业化发展需求极其迫切。加速发展高档模具海关统计资料显示，2003年中国共进口模具13.693亿美元，比上年增长7.65%，其中塑料橡胶模具进口金额高达7.79亿美元，占总进口额的56.6%；2003年出口模具3.368亿美元，比上年增长33.65%，其中塑料橡胶模具出口金额2.25亿美元，占总出口额的66.8%。可见，中国模具市场正处在高速增长期，尤其是塑料橡胶模具，更是有了长足的发展。从进出口对比可以看出，进口塑胶模具金额比出口金额高出246%。我国目前模具技术水平与市场预测 模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着

11、这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。 我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差10年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。 模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中，80%以上都要依靠模具成形，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。 随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。 分析：未来我国模具行业的发展趋势 据业内人士分析，未来我国模具发展趋势

12、包括10个方面： 一、模具日趋大型化。 二、模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度的模具也将上市。 三、多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。 四、热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。 五、随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。 六、标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。 七、快速经济模具的前景十分广阔。 八、随着车辆和电

13、机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 九、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。 十、模具技术含量将不断提高。第一章.产品的工艺性分析1.1塑件的原材料分析 PP名称：聚丙稀聚丙稀是常用塑料中最年轻的一种。聚丙稀的主要原料为丙稀。聚丙稀的结晶度一般为3070%，结晶度越高，密度就越大。聚丙稀分子量大的，熔融指数就小，其熔融指数的测定温度是23。聚丙稀非结晶部分密度为0.851g/cm，结晶部分为0.935g/cm。结晶度直接影响密度。聚丙稀的

14、平均分子量在8万以上，熔点为164170。性能：1物理，机械性能聚丙稀的强度和刚性都比低压聚乙稀好。聚丙稀与其它塑料相比，有更大的弯曲疲劳寿命。聚丙稀制品对缺口是敏感的，因此在产品设计时，应避免尖角存在，否则容易使应力集中。聚丙稀具有优异的成纤性，被人们称为“理想的纤维”。因此它的拉伸性能非常好。聚丙稀的耐磨耗性比硬聚乙稀差，但却优于聚苯乙稀，每1000次磨耗1530mg。2热性能 聚丙稀有良好的耐热性，它的熔点为164170，它的制品能耐100以上的温度煮沸消毒。在没有外力作用下，温度即使到150也不变形。在低负荷下亦可在110连续使用。聚丙稀在90时的抗应力松弛性能亦良好。聚丙稀低温使用温

15、度可达-15-20，其脆化温度为-35（聚乙稀的脆化温度为-60）。3电性能 聚丙稀是一种非常优良的电绝缘体，且因它不吸水，不受空气潮湿的影响，击穿电压也高。但是它是一种缓慢燃烧的材料，如果要求制品能够避免燃烧，则应用加有阻燃放剂的聚丙稀材料。聚丙稀的介电常数低，介电强度很高。4化学性能 聚丙稀对化学药剂的侵蚀和沾污的耐御性能良好，特别是抗环境应力开裂更优。在室温下，几乎没有可以使它溶解的溶剂。5耐环境性在常温下，聚丙稀塑料实际上完全不受水分侵蚀。聚丙稀在室外使用除要加抗氧剂外，还需加入光稳定剂。用途： 从经济观点和聚丙稀性能着眼考虑，它非常适用于汽车工业，中级负荷的轴承元件，密封板等制件。由

16、于聚丙稀塑料的电性能良好，它已成为电器工业和通讯工业不可缺少的材料。聚丙稀的识别： 聚丙稀是无色，无味，无毒带白色蜡状的粒状材料，外观似聚乙稀，但比聚乙稀更透明，更轻，比重0890.91，是最轻的塑料品种，浮于水。易燃烧，离火后可继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色有少量黑烟，熔融拉伸性极好，燃烧后熔融滴落，发出石油气味。 PP 聚丙烯化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。 由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度

17、、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、

18、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。 典型用途汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。1.2成型特性及条件 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 聚丙稀注射成形以螺杆式注射机为主。料温200250，注射压力4070MPa，模具温度为4060。 熔化温度：220275C，注意不要超过275C。 模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到1800

19、bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。1.3塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 产品图如下：1.4结构分析 如下图，可见产品结构简单，但产品外形较大,为密闭类壳体件1.5尺寸精度分析产品为日常用品，没有与之相配合使用的尺寸。

20、所以所有尺寸均为一般性尺寸要求，主要要保证产品的壁厚均匀。第二章 初选注射机的型号和规格2.1计算塑件的体积和重量查设计手册后得知ps的密度为0。9g/cm3,编辑产品密度，体积用UG软件查，产品三维图如下用软件查得产品体积为：1962049.628282368 mm3=1962cm3根据公式M= V=0。9x1962=1765.8(g)2.2 初选注射机的型号和规格由产品较重，较大采用一模一腔，产品的重量为1765g,在生产中，实际注射量应在额定注射量的80%以内，所以应该选择额定注射量在2206g以上的机型。所以根据国内常用的注塑机型，我们初步选用HTF530W1,它的具体参数如下图2.3

21、.塑件注射工艺参数的确定料筒温度 喂料区 3050（50） 区1 160250（200） 区2 200300（220） 区3 220300（240） 区4 220300（240） 区5 220300（240） 喷嘴 220300（240）括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35和65，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1熔料温度 220280料筒恒温 220模具温度 2070注射压力 具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar）； 一些薄壁包装容器除外可达到180MPa (1800bar)保压压力 避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（

22、约为循环时间的30）；约为注射压力的3060背压 520MPa（50200bar）注射速度 对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速 高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以计量行程 0.54D（最小值最大值）；4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆转速预烘干 不需要；如果贮藏条件不好，在80的温度下烘干1h就可以机器停工时段 无需用其它材料进行专门的清洗工作；PP耐温升第三章 注射模的结构设计3.1分型面选择 分型面选择为产品最大轮廓处，如下图：

23、分型面选择原则：1. 分型面的选择应便于脱模。2. 分型面一常为产品最大轮廓处。3. 分型面的选择应便于模具加工制造。4. 分型面的选择应有利于侧向抽芯。5. 不影响制品外观,尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。6. 分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求。7. 有利于澆注系統、排氣系統、冷卻系統的設計8. 有利于保证开模后产品留在动模侧。 3.2确定浇注系统 采用直浇口过料如下图3.3主流道设计主流道为圆锥形，其斜度为2 4，取3，浇口套选用T10A，热处理要求淬火50-60HRC。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度， 3.4确定型腔、型芯的结构 3.4.

24、1型腔、型芯的结构设计 为了模具设计结构简单，节省加工费用，搞高模具强度，本模具的型芯，型腔采用整体式，如下图： 型腔 型芯注，由于车床加工通孔方便，型腔可在底部做个镶块，也是另一种比较合理的方案。3.5型腔和型芯的工作尺寸计算 成型零件工作尺寸计算公式如下型腔径向尺寸计算公式为L+z =(1+)L +z型腔深度尺寸计算公式为H+z =(1+)H +z型芯径向尺寸计算公式为型腔深度尺寸计算公式为 其中为L+z模具型腔的径向尺寸；H+z为模具型腔的深度尺寸；为模具型芯的径向尺寸；为模具型芯的高度尺寸；本模个设计中,产品成形部分的工作尺寸按产品的收缩值计算,这种方法实用,且效率高本例型腔和型芯的工

25、作尺寸计算采用PP的收缩值来计算:查资料知道1.22。5,由于本产品较大,我们取收缩值为:1。8%所以型腔工作尺寸为产品的外侧尺寸乘以1+1。83%型芯工作尺寸为产品的内侧尺寸乘以1+31。8%3.6.型腔型芯壁厚计算型腔型芯辟厚的计算应该缩合考虑水路系统，并做相应该的调整。型腔型芯的外形尺寸如下3.6.1型腔侧壁的厚度计算根据经验公式：S=0.2L+17L=660mmS=6600.2+17=149 3.7确定推出机构类型 如下图，采用中心推干推出，由于产品属于密闭的壳体类产品,所以可以增加气顶以增强推出的合理性，因为产品较大且相对辟最不厚。3.8确定模具的导向机构 模具的导向机构主是导柱的导

26、套合模精度的导向，导套导柱的零件图分别如下。导柱导套说明：由本本模具的型芯是高出分型面很多，为伸进型腔高度很多的，所以为了合模时导柱在型芯进入型腔前进入导套，以确保有效的导向。所以导柱必须高于型芯30mm以上如下图第四章 模具主要部件及加工艺分析4.1模具主要部件零件图 本模具的主要模具零件图如下： 中心推杆 定模板（型腔） 动模板(型芯) 模脚4.2主要部件的加工分析 由上面的图可知，本模具的主要模具零件加工工艺方法有：车床加工，钻床加工，铰孔加，热处理。第五章 注射机与模具各参数的校核1、工艺参数的校核本产品选定的注塑机主要技术参数如下，以此做为模具校核的依据。1）注射量的校核（按体积）V

27、max=V 式中：Vmax模具型腔流道的最大容积(cm3)V指定型号与规格注射机的注射量容积(cm3)塑料的固态密度(g/cm3)注射系数取0.750.85，无定形料可取0.85，结晶形可取0.75。将以上各数代入式得：Vmax=V 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间产品的胶位体积为 1962cm3小于注塑机理论成型体积2497cm3所以符合要求。2、安装参数的校核模具的总高度为696如下图：注塑机要求的最大模具厚为830,最小模具厚度为350。 696大于最小模具厚度350且小于最大模具厚度830，所以符合要求。 小结 本模具结构相对简单，但成型工艺，推出

28、产品的方式有别于一般的模具，很有代表性，所以本次模具设计是一次专业知识的缩合运用，也是一次综合知识的延伸应该用。提高了自己的专业设计能力。 参考文献 1王桂平等编，塑料模具的设计与制造问答，北京：机械工业出版社，1999.42王鹏驹主编，塑料模具技术手册，北京：机械工业出版社，1999.93申树义等编，塑料模具设计，北京：机械工业出版社，1999.51郑大中等编，模具结构图册，北京：机械工业出版社，1992.64冯炳尧等编，模具设计与制造简明手册，上海：上海科学技术出版社，1998.75模具实用技术丛书编委会编，模具制造工艺装备及应用，北京：机械工业出版社，1999.96塑料模设计手册编写组编著，塑料模设计手册，北京：机械工业出版社，1999.87许发樾主编，模具标准应用手册，北京：机械工业出版社，1994.118许发樾主编，实用模具设计与制造手册，北京：机械工业出版社，20001.29张明善主编，塑料成型工艺及设备，北京：中国轻工业出版社，1998.1210李德群等编著，塑料成型模具设计，武汉：华中理工大学出版社，1990.7