饮料杯注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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任务书一、课题来源、目标及意义饮料杯是生活中常见的物品,使用广泛,成本较低,可大批量生产,且精度要求不是很高,很适合作为模具毕业生的研究项目。在研究该项目主要是为了更好地学习塑料模具设计过程及一些相关软件,例如UG三维建模,CAD二维绘图等,通过此次毕业设计,我们将对塑料模有进一步的了解。对于本次设计,我们将综合运用所学的知识,通过对塑件的分析,选择合适的材料,完成材料的工艺分析、模具结构及尺寸的计算,型芯型腔的尺寸计算、绘制塑件的零件图、模具装配图的等。此次设计,让我们对塑料模设计有了更深的认识,在以后的工作中,我们将会更全面地考虑到模具设计的要点,为我们将来的工作积累了一定的经验。二、毕业设计(论文)内容及要求本次设计将通过对塑件件材料的分析与计算,对各个参数进行校核,设计出一副合理,经济、适用的塑料模具。本次设计对于学生的能力有很大的提高,意义较大,熟悉型芯型腔尺寸的确定;绘制型芯型腔等主要零件的零件图;推出方式的选择;根据注射压力选择压力机;模具装配图的绘制。三、毕业设计(论文)进程安排序号设计(论文)各阶段名称计划时间1毕业设计辅导,学生进行相关准备工作,选题并审批。 年11 月15日 前2教师下发任务书,学生完成开题报告,教师审核。 年11 月28日 前3学生上交开题报告,开始设计。教师指导 年11 月29日至 年12 月12日4学生完成毕业设计,并上报周记5次,教师指导 年12 月12日至 年3月1日 5学生提交毕业设计材料(电子稿与纸质稿)。 年3 月3日前6毕业设计答辩。 年 月 日四、参考书及参考文献1林清安Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具设计,清华大学出版社 20112叶久新、王群主编塑料制品成型及模具设计湖南科学技术出版社 20123褚建忠 甘辉塑料模具设计基础及项目实践浙江大学出版社 20154张维合 注塑模具复杂结构100例化学工业出版社20105冯亚生 崔春雪注塑模具与制造技术化学工业出版社20136塑料模具设计北京航天航空大学出版社20107高军 郝滨海 李辉平模具设计及CAD化学工业出版社20068池成忠注塑成型工艺与模具设计北京化学工业出版社 2010.8指导教师(签字): 院(系)主任(签字): 开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值饮料杯是生活中常见的物品,使用广泛,成本较低,可大批量生产,且精度要求不是很高,很适合作为模具毕业生的研究项目。在研究该项目主要是为了更好地学习塑料模具设计过程及一些相关软件,例如UG三维建模,CAD二维绘图等,通过此次毕业设计,我们将对塑料模有进一步的了解。对于本次设计,我们将综合运用所学的知识,通过对塑件的分析,选择合适的材料,完成材料的工艺分析、模具结构及尺寸的计算,型芯型腔的尺寸计算、绘制塑件的零件图、模具装配图的等。此次设计,让我们对塑料模设计有了更深的认识,在以后的工作中,我们将会更全面地考虑到模具设计的要点,为我们将来的工作积累了一定的经验。二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段(途径)此次设计的是简单的饮料杯,首先考虑到所选的材料是否符合制作要求,然后根据材料的性能及塑件的尺寸,运用塑料模设计基础知识确定模具结构及尺寸,之后确定型芯型腔尺寸,绘制主要零件图,装配图等。在整个设计过程中,我们将会遇到很多问题,其中研究的关键问题是型芯型腔的结构及尺寸计算,压力机的选择。 通过老师对塑料相关知识的讲解和查阅很多有关塑料模具设计的书籍、文献,我相信,我们会攻克我们所遇到的困难。三、论文的主体框架和主要内容概述想要设计出一套完美的设计,必须掌握本设计塑件成型工艺及模具设计的基础知识,设计一套完整的塑料模设计一般按以下的步骤来完成: 1、塑件分析:1)结构分析2)材料分析2、成型工艺分析:针对塑件做出工艺卡片3、模具结构设计与草图绘制:1)型芯型腔结构形式 2)推出方式的选择3)草图绘制4、模具尺寸计算:1)型芯型腔尺寸确定: 2)基本尺寸计算3)开模行程5、模具图纸的绘制:1)模具装配图的绘制)2)零件图的绘制以上5点基本上包括了设计一套模具所需的步骤和要求。同时,在之后的设计过程中,我们将通过查阅大量资料、手册、标准等,结合教材上的知识也对塑料模具的组成结构(推出机构)有了系统的认识。(根据论文目录去写)四、论文工作进度与安排起讫日期工作内容达到要求毕业设计辅导,学生进行相关准备工作,选题并审批。选题审批完成教师下发任务书,学生完成开题报告,教师审核。完成开题报告学生提交开题报告并开始设计,教师指导。开题报告审核完成,并已开始设计老师指导,我们自己更改并定稿。毕业设计最终稿完成提交毕业设计材料(电子稿与纸质稿)。材料上交完成毕业设计答辩。五、指导教师意见 指导教师:年 月 日六、所在专业负责人审查意见 专业负责人:年 月 日七、参考文献阅读清单(要求8篇以上)序号题 目(及作者)出处(书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等)1Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具设计 林清安清华大学出版社 20112塑料制品成型及模具设计叶久新、王群 湖南科学技术出版社 2012 3塑料模具设计基础及项目实践 褚建忠 甘辉浙江大学出版社 20154注塑模具复杂结构100例张维合化学工业出版社20105注塑模具与制造技术冯亚生 崔春雪化学工业出版社20136塑料模具设计 蔡玉俊北京航天航空大学出版社20107模具设计及CAD高军 郝滨海 李辉平化学工业出版社20068注塑成型工艺与模具设计池成忠北京化学工业出版社 2010.8摘要本课题主要主要是针对饮料杯的模具设计。塑料成型是塑料加工中最普遍的方法,作为塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具,在质量、精度、制造周期,以及注射过程中的生产效率等方面影响着产品的质量、产量、成本。产品的更新换代对模具设计水平有了更高的要求。本设计以饮料杯的注塑模具设计为主要内容,材料选用ABS,详细介绍了注射模的设计的一般流程,注塑模具的设计一般包括:注塑机的选用,浇注系统的设计,成型零件的设计,抽芯机构的设计,冷却系统的设计及注塑机参数的校核。关键词:ABS 饮料杯 产品工艺分析目录前言11.塑件分析21.1功能分析21.1.1尺寸精度分析21.1.2表面质量分析32.成型分析42.1成型工艺参数42.2确定成型方法53.模具结构设计63.1型腔布置63.2分型面选择63.3浇注系统的选择73.4确定推出方式83.5模架类型的选择83.5.1模具系统结构分析93.6冷却系统设计93.7模具工作原理94.模具尺寸计算与注塑机选择104.1型芯型腔结构形式104.2型芯型腔尺寸计算114.3模具结构及尺寸计算124.3.1模具结构形式124.3.2尺寸计算134.4成型设备选择15总结16致 谢17参考文献18I前言随着社会的经济技术不断地向前发展,对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关,对塑料制品的要求就是对模具的要求。而我作为一名模具设计与制造专业的学生,本身的学习和研究方向就是模具设计及其制造,这个PA66注塑模具的设计不仅仅能够把我大学所学的知识用到实处,也对我们进入岗位研究创新有非常巨大的意义。注塑成型制品在整个塑件制品所占的数量最多,模具结构也多样、复杂,根据老师给我们的指导以及对塑料形状和材料特性的分析,我们顺利的进入了完成注射机的选择、分型面的选择、浇口的选择、型芯的设计、型腔的设计、模架的选择、冷却系统的设计等一系列工作。1.塑件分析 图1-1 饮料杯图产品名称:饮料杯产品材料:ABS产品数量:较大批量生产塑件尺寸:如图1所示塑件重量:15克塑件颜色: 黑白拼色1.1功能分析1.1.1尺寸精度分析此塑件为一个小饮料杯,塑件结构相对简单,需较大批量生产。塑件的尺寸精度为MT7,尺寸精度要求不高,相对比较容易成型。1.1.2表面质量分析该塑件为饮料杯,使用的材料为ABS,塑件壁厚为1mm,顶部直径为40mm,底部直径为30mm,最打高度为50mm,内壁深度为49mm,塑件要求外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹,因此表面质量公差等级为Ra3.2,塑件允许最大脱模斜度为0.5度。2.成型分析2.1成型工艺参数查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:适用注射机类型:螺杆式密度1.011.07g/cm3;收缩率 0.30.8%;预热温度 8085,预热时间23h;料筒温度 前段180200 中段165180 后段150170;喷嘴温度 170180;模具温度 5080;注射压力 60100MPa;成型时间: 注射时间2090s,保压时间05s,冷却时间20120s 。材料ABS的使用性能综合性能较好,冲击韧度较高,尺寸稳定,耐化学性、电气性能良好;易于成形和机械加工,与有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。材料ABS的加工特性无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。吸湿性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等,溢边料0.04mm左右(流动性比PS(聚苯乙烯),AS(苯乙烯-丙烯睛共聚体)差,但比PC(聚碳酸酯)、PE(聚氯乙烯)好)比PS(聚苯乙烯)加工困难,宜取高温料、模温(对耐热、高抗冲击和抗冲击型树脂,料温更宜取高)。料温对物性影响较大、料温过高易分解,(分解温度为250 左右,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑件,模温宜取50 60,要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高,一般用柱塞式注塑机时料温为180230,注射压力为100140MPa,螺杆式注塑机则取160220,70100MPa为宜。模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹,(但在热水中加热可消失)。脱模斜度宜取2以上。2.2确定成型方法拟采用一模两穴,为保证塑件表面质量,使用点浇口成型,塑件采用注射成型法生产。3.模具结构设计3.1型腔布置塑件形状较简单,重量较轻,生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具,因此采用一模二腔,平衡布置,这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。其布置如图3-1所示。 图3-1型腔布置图 3.2分型面选择 图3-2分型面图 如图所示,通过以上两图比较,后者有利于型腔的加工,取件方便,对塑件成型影响较小,因此选用后者分型面。3.3浇注系统的选择塑件采用点浇口成型,其浇注系统如图3所示。点浇口直径为0.8mm,点浇口长度1mm,头部球R1.52mm.分流道采用半圆截面流道,其半径R为33.5mm。主流道为圆锥形,锥角a为6,上部直径与注射机喷嘴相配合,下部直径68mm.图3-3 浇注系统图3.4确定推出方式由于塑件形状为圆形且质量相对较小,使用推件板推出推出力均匀,而使用推杆推出结构简单、便于更换,推出可靠,因此选择推杆推出。由于是一模两穴,采用两根推杆,为保证推杆强度,选用阶梯式推杆(如图3-4),推杆截面为圆形,又因为塑件截面是圆形,所以推出点选在圆心,使推杆截面圆心与塑件截面圆心重合,这样塑件被推出时受力较均匀,不易变形。 图3-4推出方式3.5模架类型的选择 塑料注射模架一般可分为两大系列1)两板式模具(单分型面)。不适用于带有前模滑块的模具和点浇口的模具,除了这两种结构外,其他所有结构和进胶方式都可使用。2)三板式模具(双分型面)。分为细水口、简化细水口和假三板式三种形式。细水口模架通常用在塑料产品批量较大、对模具要求较高的模具上。简化型细水口模架通常用在500mm以下的中小型模具上。根据型芯型腔布局及各个机构位置布置要求,选用FCI型细水口模架。本模具采用一模两穴点浇口,无推板,无推件板,有水口板,细水口模架. 型芯采用组合式,型腔采用嵌入式.在A板、B板之间间隙排气,有弹簧、拉料杆。3.6冷却系统设计模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板(中间板)上的两条10mm的冷却水道完成。型芯的冷却如图8所示,在型芯内部开有12mm的冷却水孔,中间用隔水板2隔开,冷却水由支撑板上的10mm冷却水路孔进入,沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部,翻过隔水板,流入另一侧,再流回支撑板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯,最后由支撑板上的冷却水孔流出模具。3.7模具工作原理开模:动模后退,在开闭器作用下,A板随动模板一起后退,A板和水口板分开,浇口被拉断,动模继续后退,限位拉杆勾住A板,在限位拉板作用下,水口板朝动模运动方向运动,带动浇注系统运动,浇口从拉料杆和浇注系统中脱落,水口板在限位螺钉作用下停止运动,当推出机构撞上面板,停止运动,相当于推出机构将塑件推出,开模结束。合模:动模前进迫使推出机构复位,碰上A板,B板撞上A板,合模结束。4.模具尺寸计算与注塑机选择4.1型芯型腔结构形式 图4-1型芯型腔结构图4.2型芯型腔尺寸计算 (1)型腔径向尺寸1)设塑料平均收缩率为Sen,塑件外形基本尺寸为Ls,其公差值为 2)尺寸为Ls-/2 ;型腔基本尺寸为Lm,其制造公差为Sz,则型腔平均尺寸为Lm+Sz/2. 考虑平均收缩率及型腔磨损为最大值的一半(即Se/2) 整理并忽略二阶无穷小量/2Sen腔基本尺寸为 Sz和Sen是影响塑件尺寸的主要因素,应根据塑件公差来确定,成型零件制造公差Sz一般取(1/3-1/6) ;磨损量一般取小于Se,故式(6-4)中取Se。标注制造公差后,得Lm=Lx+ScD-X 式中 x修正系数。对中、小型塑件,Sz = /3 ,Se= /6。 大尺寸和精度较低的塑件,Sz /3 ,Se /6 ,式(6 -6)中前面的系数x将减小,该系数值在1/23/4间变化。(2)型芯径向尺寸 1)设塑件内型尺寸为ls,其公差值为,则其平均尺寸为ls+/2;型芯基本尺寸为lm,制造公差为Sz,其平均尺寸为lmSz/2。同上面推导型腔径向尺寸类似。2)型腔深度与型芯高度尺寸按上述公差带标注原则,塑件高度尺寸为H0 x-,型腔深度尺寸为H+Szm 0。型腔底面和型芯端面均与塑件脱模方向垂直,磨损很小,因此,计算时磨损量Se不予考虑,则有 Hm=Hx+HxScd-(/2+x/2)标注公差后,得 对中、小型塑件,Sz=1/3,故得 同理可得型芯高度尺寸为 对中、小型塑件,Sz=1/3,则为 详细尺寸可由以上公式算出,具体数值参照附录4.3模具结构及尺寸计算4.3.1模具结构形式图4-3-1 模具结构图1-面板;2-水口板;3-导柱;4-导套;5-动模板;6-小拉杆;7-开闭器8-底针板;9-面针板;10-浇口套;11-水口板;12-型腔;13-型芯14-推杆;15-模脚;16-底板4.3.2尺寸计算 图4-1 模架图A:镶件侧边到模板侧边的距离;B:定模镶件底部到定模板底面的距离;C:动模镶件底部到动模板底面的距离;D:产品到镶件侧边的距离;E:产品最高点到镶件底部的距离;H:动模支承板的厚度;具体尺寸由以上数据得普通塑件模具模架与镶件大小的选择,可参考下表 表4-1 由以上可得出模具外形尺寸为:长300mm,宽250mm,高345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度,具体尺寸如下图4-2模具外形图 4.4成型设备选择选用G54-S200/400型卧式注射机,有关参数为:额定注射量 200/400cm3;注射压力 109MPa;锁模力 2540KN;最大注射面积 645cm2;模具厚度165406mm;最大开合模行程 260m;喷嘴圆弧半径 18mm;喷嘴孔直径 4mm;总结通过对饮料杯成型模具的设计,对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解,掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法,对独立设计模具具有了一次新的锻炼。 在设计过程充分利用了各种可以利用的方式,同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解,在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例,新的工具的利用,大在提高了工作效率。 以计算机为手段,专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸,金属材料数据库及加工参数,通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。 模具CAD技术是模具传统设计方式的革命,大大提高了设计效率,尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。致 谢大学三年的学习生活即将结束,毕业设计作为其中的最后一个环节,也是对以往所学的知识的综合运用和检验,经过大学三年的课程学习和实习,在老师们的引领下,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业的基础知识,对模具设计、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,而我对模具的认识也是如此,经过一段时间的努力,我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯上划上一个圆满的句号,为将来奠定鉴定的基础。在此,对关心指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!参考文献1林清安 Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具设计 清华大学出版社 20112叶久新、王群 塑料制品成型及模具设计 湖南科学技术出版社 20123褚建忠 甘辉塑料模具设计基础及项目实践 浙江大学出版社 20154张维合 注塑模具复杂结构100例 化学工业出版社20105冯亚生 崔春雪 注塑模具与制造技术 化学工业出版社 20136塑料模具设计 北京航天航空大学出版社 20107高军 郝滨海 李辉平 模具设计及CAD 化学工业出版社 20068池成忠 注塑成型工艺与模具设计 北京化学工业出版社 201015 2013 届学生毕业设计(论文)选题审批表姓名选题教师姓名 学号专业技术职务高级中级初级系专业申报课题名称饮料杯注塑模具设计课题类别设计论文其它课题来源生产实践科研实验室建设自拟课题简介本设计将运用注塑成型工艺及模具设计的基础知识,通过查阅资料,参考有关文献,确定了加工工艺及模具的结构尺寸,选择了合适的材料,运用所学的软件操作知识,最终设计出符合要求的图纸。设计(论文)要求(包括应具备的条件)条理性好,文字通顺,论文格式正确,方案正确。课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难一般易是否是新拟课题是否所在项目团队主任审定意见 负责人(签名): 年 月 日 注:1.该表作为学生毕业设计(论文)课题申报时专用,由选题教师填写,经所在专业有关人员讨论,负责人签名后生效;2.该表的填写针对1名学生毕业设计(论文)时选择使用,如同一课题由2名及2名以上同学选择,应在申报课题的名称上加以区别(加副标题),并且在设计(论文)要求一栏中加以体现;3.课题简介一栏主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、主要内容、意义;4.“设计(论文)要求(包括应具备的条件)”一栏:主要指本课题技术方面的要求,而“条件”指从事该课题必须具备的基本条件(如仪器设备、场地、文献资料等);5.课题一旦被学生选定,此表须放在学生“毕业设计(论文)材料袋”中存档。包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘要本课题主要主要是针对饮料杯的模具设计。塑料成型是塑料加工中最普遍的方法,作为塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具,在质量、精度、制造周期,以及注射过程中的生产效率等方面影响着产品的质量、产量、成本。产品的更新换代对模具设计水平有了更高的要求。本设计以饮料杯的注塑模具设计为主要内容,材料选用ABS,详细介绍了注射模的设计的一般流程,注塑模具的设计一般包括:注塑机的选用,浇注系统的设计,成型零件的设计,抽芯机构的设计,冷却系统的设计及注塑机参数的校核。关键词:ABS 饮料杯 产品工艺分析目录前言11.塑件分析21.1功能分析21.1.1尺寸精度分析21.1.2表面质量分析32.成型分析42.1成型工艺参数42.2确定成型方法53.模具结构设计63.1型腔布置63.2分型面选择63.3浇注系统的选择73.4确定推出方式83.5模架类型的选择83.5.1模具系统结构分析93.6冷却系统设计93.7模具工作原理94.模具尺寸计算与注塑机选择104.1型芯型腔结构形式104.2型芯型腔尺寸计算114.3模具结构及尺寸计算124.3.1模具结构形式124.3.2尺寸计算134.4成型设备选择15总结16致 谢17参考文献18III前言随着社会的经济技术不断地向前发展,对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关,对塑料制品的要求就是对模具的要求。而我作为一名模具设计与制造专业的学生,本身的学习和研究方向就是模具设计及其制造,这个PA66注塑模具的设计不仅仅能够把我大学所学的知识用到实处,也对我们进入岗位研究创新有非常巨大的意义。注塑成型制品在整个塑件制品所占的数量最多,模具结构也多样、复杂,根据老师给我们的指导以及对塑料形状和材料特性的分析,我们顺利的进入了完成注射机的选择、分型面的选择、浇口的选择、型芯的设计、型腔的设计、模架的选择、冷却系统的设计等一系列工作。1.塑件分析 图1-1 饮料杯图产品名称:饮料杯产品材料:ABS产品数量:较大批量生产塑件尺寸:如图1所示塑件重量:15克塑件颜色: 黑白拼色1.1功能分析1.1.1尺寸精度分析此塑件为一个小饮料杯,塑件结构相对简单,需较大批量生产。塑件的尺寸精度为MT7,尺寸精度要求不高,相对比较容易成型。1.1.2表面质量分析该塑件为饮料杯,使用的材料为ABS,塑件壁厚为1mm,顶部直径为40mm,底部直径为30mm,最打高度为50mm,内壁深度为49mm,塑件要求外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹,因此表面质量公差等级为Ra3.2,塑件允许最大脱模斜度为0.5度。2.成型分析2.1成型工艺参数查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:适用注射机类型:螺杆式密度1.011.07g/cm3;收缩率 0.30.8%;预热温度 8085,预热时间23h;料筒温度 前段180200 中段165180 后段150170;喷嘴温度 170180;模具温度 5080;注射压力 60100MPa;成型时间: 注射时间2090s,保压时间05s,冷却时间20120s 。材料ABS的使用性能综合性能较好,冲击韧度较高,尺寸稳定,耐化学性、电气性能良好;易于成形和机械加工,与有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。材料ABS的加工特性无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。吸湿性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等,溢边料0.04mm左右(流动性比PS(聚苯乙烯),AS(苯乙烯-丙烯睛共聚体)差,但比PC(聚碳酸酯)、PE(聚氯乙烯)好)比PS(聚苯乙烯)加工困难,宜取高温料、模温(对耐热、高抗冲击和抗冲击型树脂,料温更宜取高)。料温对物性影响较大、料温过高易分解,(分解温度为250 左右,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑件,模温宜取50 60,要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高,一般用柱塞式注塑机时料温为180230,注射压力为100140MPa,螺杆式注塑机则取160220,70100MPa为宜。模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹,(但在热水中加热可消失)。脱模斜度宜取2以上。2.2确定成型方法拟采用一模两穴,为保证塑件表面质量,使用点浇口成型,塑件采用注射成型法生产。3.模具结构设计3.1型腔布置塑件形状较简单,重量较轻,生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具,因此采用一模二腔,平衡布置,这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。其布置如图3-1所示。 图3-1型腔布置图 3.2分型面选择 图3-2分型面图 如图所示,通过以上两图比较,后者有利于型腔的加工,取件方便,对塑件成型影响较小,因此选用后者分型面。3.3浇注系统的选择塑件采用点浇口成型,其浇注系统如图3所示。点浇口直径为0.8mm,点浇口长度1mm,头部球R1.52mm.分流道采用半圆截面流道,其半径R为33.5mm。主流道为圆锥形,锥角a为6,上部直径与注射机喷嘴相配合,下部直径68mm.图3-3 浇注系统图3.4确定推出方式由于塑件形状为圆形且质量相对较小,使用推件板推出推出力均匀,而使用推杆推出结构简单、便于更换,推出可靠,因此选择推杆推出。由于是一模两穴,采用两根推杆,为保证推杆强度,选用阶梯式推杆(如图3-4),推杆截面为圆形,又因为塑件截面是圆形,所以推出点选在圆心,使推杆截面圆心与塑件截面圆心重合,这样塑件被推出时受力较均匀,不易变形。 图3-4推出方式3.5模架类型的选择 塑料注射模架一般可分为两大系列1)两板式模具(单分型面)。不适用于带有前模滑块的模具和点浇口的模具,除了这两种结构外,其他所有结构和进胶方式都可使用。2)三板式模具(双分型面)。分为细水口、简化细水口和假三板式三种形式。细水口模架通常用在塑料产品批量较大、对模具要求较高的模具上。简化型细水口模架通常用在500mm以下的中小型模具上。根据型芯型腔布局及各个机构位置布置要求,选用FCI型细水口模架。本模具采用一模两穴点浇口,无推板,无推件板,有水口板,细水口模架. 型芯采用组合式,型腔采用嵌入式.在A板、B板之间间隙排气,有弹簧、拉料杆。3.6冷却系统设计模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板(中间板)上的两条10mm的冷却水道完成。型芯的冷却如图8所示,在型芯内部开有12mm的冷却水孔,中间用隔水板2隔开,冷却水由支撑板上的10mm冷却水路孔进入,沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部,翻过隔水板,流入另一侧,再流回支撑板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯,最后由支撑板上的冷却水孔流出模具。3.7模具工作原理开模:动模后退,在开闭器作用下,A板随动模板一起后退,A板和水口板分开,浇口被拉断,动模继续后退,限位拉杆勾住A板,在限位拉板作用下,水口板朝动模运动方向运动,带动浇注系统运动,浇口从拉料杆和浇注系统中脱落,水口板在限位螺钉作用下停止运动,当推出机构撞上面板,停止运动,相当于推出机构将塑件推出,开模结束。合模:动模前进迫使推出机构复位,碰上A板,B板撞上A板,合模结束。4.模具尺寸计算与注塑机选择4.1型芯型腔结构形式 图4-1型芯型腔结构图4.2型芯型腔尺寸计算 (1)型腔径向尺寸1)设塑料平均收缩率为Sen,塑件外形基本尺寸为Ls,其公差值为 2)尺寸为Ls-/2 ;型腔基本尺寸为Lm,其制造公差为Sz,则型腔平均尺寸为Lm+Sz/2. 考虑平均收缩率及型腔磨损为最大值的一半(即Se/2) 整理并忽略二阶无穷小量/2Sen腔基本尺寸为 Sz和Sen是影响塑件尺寸的主要因素,应根据塑件公差来确定,成型零件制造公差Sz一般取(1/3-1/6) ;磨损量一般取小于Se,故式(6-4)中取Se。标注制造公差后,得Lm=Lx+ScD-X 式中 x修正系数。对中、小型塑件,Sz = /3 ,Se= /6。 大尺寸和精度较低的塑件,Sz /3 ,Se /6 ,式(6 -6)中前面的系数x将减小,该系数值在1/23/4间变化。(2)型芯径向尺寸 1)设塑件内型尺寸为ls,其公差值为,则其平均尺寸为ls+/2;型芯基本尺寸为lm,制造公差为Sz,其平均尺寸为lmSz/2。同上面推导型腔径向尺寸类似。2)型腔深度与型芯高度尺寸按上述公差带标注原则,塑件高度尺寸为H0 x-,型腔深度尺寸为H+Szm 0。型腔底面和型芯端面均与塑件脱模方向垂直,磨损很小,因此,计算时磨损量Se不予考虑,则有 Hm=Hx+HxScd-(/2+x/2)标注公差后,得 对中、小型塑件,Sz=1/3,故得 同理可得型芯高度尺寸为 对中、小型塑件,Sz=1/3,则为 详细尺寸可由以上公式算出,具体数值参照附录4.3模具结构及尺寸计算4.3.1模具结构形式图4-3-1 模具结构图1-面板;2-水口板;3-导柱;4-导套;5-动模板;6-小拉杆;7-开闭器8-底针板;9-面针板;10-浇口套;11-水口板;12-型腔;13-型芯14-推杆;15-模脚;16-底板4.3.2尺寸计算 图4-1 模架图A:镶件侧边到模板侧边的距离;B:定模镶件底部到定模板底面的距离;C:动模镶件底部到动模板底面的距离;D:产品到镶件侧边的距离;E:产品最高点到镶件底部的距离;H:动模支承板的厚度;具体尺寸由以上数据得普通塑件模具模架与镶件大小的选择,可参考下表 表4-1 由以上可得出模具外形尺寸为:长300mm,宽250mm,高345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度,具体尺寸如下图4-2模具外形图 4.4成型设备选择选用G54-S200/400型卧式注射机,有关参数为:额定注射量 200/400cm3;注射压力 109MPa;锁模力 2540KN;最大注射面积 645cm2;模具厚度165406mm;最大开合模行程 260m;喷嘴圆弧半径 18mm;喷嘴孔直径 4mm;总结通过对饮料杯成型模具的设计,对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解,掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法,对独立设计模具具有了一次新的锻炼。 在设计过程充分利用了各种可以利用的方式,同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解,在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例,新的工具的利用,大在提高了工作效率。 以计算机为手段,专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸,金属材料数据库及加工参数,通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。 模具CAD技术是模具传统设计方式的革命,大大提高了设计效率,尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。致 谢大学三年的学习生活即将结束,毕业设计作为其中的最后一个环节,也是对以往所学的知识的综合运用和检验,经过大学三年的课程学习和实习,在老师们的引领下,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业的基础知识,对模具设计、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,而我对模具的认识也是如此,经过一段时间的努力,我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯上划上一个圆满的句号,为将来奠定鉴定的基础。在此,对关心指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!参考文献1林清安 Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具设计 清华大学出版社 20112叶久新、王群 塑料制品成型及模具设计 湖南科学技术出版社 20123褚建忠 甘辉塑料模具设计基础及项目实践 浙江大学出版社 20154张维合 注塑模具复杂结构100例 化学工业出版社20105冯亚生 崔春雪 注塑模具与制造技术 化学工业出版社 20136塑料模具设计 北京航天航空大学出版社 20107高军 郝滨海 李辉平 模具设计及CAD 化学工业出版社 20068池成忠 注塑成型工艺与模具设计 北京化学工业出版社 201017
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