化妆品瓶盖注塑模设计【含CAD图纸、说明书】
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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985图书分类号:密 级:毕业设计说明书化妆品瓶盖注塑模设计DESIGN OF INJECTION MOULD FOR COSMETIC BOTTLE CAP学生姓名学 号班 级指导教师专业名称学院名称年5月26日压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985 毕业设计原创性声明本人郑重声明: 所呈交的毕业设计,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外,本设计说明书不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名: 日期: 年 月 日 毕业设计版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用毕业设计的规定,即:本校学生在学习期间所完成的毕业设计的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交设计说明书的纸本复印件和电子文档拷贝,允许说明书被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布说明书的全部或部分内容,可以将说明书的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本说明书。论文作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 毕业设计说明书摘要模具是一种工业产品,结构是一种特定的形式,再通过一定的方法让注进去的材料成型,它也是一种生产工具,能够大批量的生产出那些工业产品零部件等等,这些零件都有指定的形状和规定的大小尺寸。绝大多数的工业产品都得利用模具来成型,大的有飞机、汽车这些交通工具,小的有茶杯、螺丝钉这些小配件。用模具来生产制造时必须要精度很高、一致性也要高、生产率高效,其它工业上的任何加工方法都比不了。产品的质量好不好、效益高不高以及新产品的开发能力如何很大程度上都是由模具来决定的。所以模具得到一个荣誉称号就是“工业之母”。本次设计的题目是化妆品瓶盖注塑模设计。在对其进行设计之前我通过资料和查看,对该产品了解深刻。主要设计的内容有:对产品的性能掌握,对塑件的体积进行了估算,选择了较为合适的注塑机,对模具的设计和制造参数进行明确。本次设计的零件因为有内存有螺纹,设计脱模机构采用旋转脱模。另外本次设计的零件和采用的模具都不大,最后选择手动脱模。关键词 化妆品;瓶盖;注塑模;设计;手动脱模IIAbstractMold is an industrial product, structure is a specific form, and then a certain method to make the injection of material molding, it is also a production tool, can produce large quantities of those industrial products parts and so on, these parts have the specified shape and the size of the specified size. The vast majority of industrial products have to be moulds, large aircraft, automobiles, and small accessories such as cups and screws. When molds are used for manufacturing, they must have high accuracy, high consistency and high productivity. The quality of products is not good, the efficiency is not high, and the development ability of new products is largely determined by the mold. Therefore, the mold is awarded an honorary title the mother of industry.The theme of this design is cosmetic bottle cap injection mold design. Before I design it, I know the product deeply through information and check. The main contents are as follows: Mastering the performance of the product, estimating the volume of the plastic parts, selecting a more suitable injection molding machine, and making clear the design and manufacturing parameters of the mold.The design of the parts because of memory has thread, design demoulding mechanism using rotary demoulding. In addition, the design of the parts and the use of mold are not large, and finally choose manual demoulding.Keywords cosmetics bottle cap injection mold design manual demoulding. 毕业设计说明书目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 注射成型技术的概述11.2 注射成型机的组成21.3 注射成型机型号规格的表示法21.4 国内模具技术的研究现状31.5 注塑模具的发展趋势41.6 本课题研究的背景及意义42 化妆品瓶盖工艺性分析62.1 塑件材料的选择62.2 塑件成型工艺条件分析72.3 塑件材料成型性能分析72.4 注塑模工艺条件分析82.5 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析82.5.1塑件结构的分析82.5.2塑件尺寸及精度的分析102.5.3塑件表面粗糙度的分析102.6 计算塑件的体积与质量102.7 塑件注射机的选择与确定112.7.1注射成型机的选择112.7.2注射成型机的确定142.8 塑件注塑工艺参数确定143 注塑模结构设计153.1 分型面的选择与确定153.2 型腔排列方式的选择与确定153.3 浇注系统的设计163.3.1主流道的设计173.3.2主流道衬套的设计173.3.3分流道设计183.3.4浇口设计183.4 排气结构的设计183.5 螺纹脱模结构的设计183.6 成型零件结构设计203.6.1型腔的结构设计203.6.2型芯的结构设计213.7 模具加热与冷却水道设计224 模具及其他零件的选择与确定244.1 模架的选择244.2 导柱的选择与确定244.3 弹簧的选用255 模具相关尺寸的计算及注塑机的校核265.1 型腔、型芯工作尺寸计算265.1.1凹模的径向尺寸计算265.1.2凹模的深度尺寸计算265.2 凸模工作尺寸的计算275.3 模具闭合高度的确定285.4 脱模力的计算285.5 注塑机有关参数校核28结论30致谢31参考文献3251 绪论1.1 注射成型技术的概述对我们国家的经济发展来说,模具加工行业是非常重要的,所以现在大力发展模具行业才是振兴我们国家工业的有效途径。模具可以使用的行业是比较多的,比方能够生产汽车上的零部件,生产电器,电机等等。通过模具加工出来的产品精度等级是很高的,并且加工产品还非常复杂,所有的产品都非常一致,生产率非常高,能耗低,这些都是别的生产办法所不能比的。模具可以产生的经济效益是非常好的,通过模具加工出来的产品价值是模具自身价值几十倍,甚至更多。一个国家的工业水平什么样,从模具行业就能够体现。主要的塑料化学成分是树脂,树脂达到了一定的度数,压力达到了一定的需要之后,塑料固体就成为了塑料液体了,之后塑料熔体就能够进行流动了。模具是什么形状,塑料熔体流动之后就成为模具的形状了,固化之后就成为我们需要生产的产品了。塑料产品的好处是非常多的,在工业上,生活里面经常会用到,这种材料的密度不大,质量小,比强度非常大,绝缘性是很好的,稳定性也很好,耐磨性,隔音性都是非常不错的。还有,好多塑料能够防水,防潮,不透气,防辐射等等。以前的塑料是用来对金属,母材这些原料进行替代的,到现在,塑料已经变为很多行业必须要使用的原材料。用塑料来加工产品的办法是非常多的,用的比较多的就是注射,挤压等等。进行生产的时候,生产办法用的最频繁的就是注射。基本上只要是塑料是热塑性的,他们在进行生产的时候,注射生产就可以实现了,但是有一种塑料是不能用注射来进行生产的,就是含有氟的塑料。在进行注射生产的时候,时间都是比较短的,生产一次就可以将产品生产出来,生产的产品还非常复杂,精度还非常高,可以进行全自动生产,所以在生产塑料产品的时候,注射加工占到总量的三成。不过注塑机在购买的时候还是比较贵的,生产模具花费的钱也是比较多的,生产一件产品或者是生产少量的产品是不划算的。要想对注射模进行了解,要对注塑加工办法进行了解,一开始对注射机要进行了解,要想进行注射加工必然会用到注射机,将塑料颗粒放到注射机的料筒里面去,施加给它一定的压力和一定的温度,颗粒就变为液体,通过注射机将这个塑料液体注射到模具里面去。根据注射机的外部结构来进行分类,有立式的,有卧式的,还有直角式的。注射加工的时候用的那个模具就是注射模,它的品种非常多,注射模是什么结构跟塑料产品的类型,塑料产品是不是复杂,还有注射机是哪一种类型等等有很大的关系,注射模有定模,动模。定模在注射机的固定板上进行安装,在注射机的移动板上将动模装上去。对产品进行注射加工,注射模,产品原料,还有注射机就都有关联了。注射加工的关键就在于塑料熔体,熔体进到模具里面去,对模具进行冷却,产品就固化了,这样塑料产品就按照要求加工好了。定下来注射机,还有模具的结构,产品加工出来质量能不能符合要求跟注射成型工艺有很大关系。对产品进行注射加工有三大要求:温度,压力,时间。在进行加工的时候,特别是产品的精度要求高的,想确定一个最合适的成型条件不是那么容易的,对产品加工的时候影响的东西是非常多的,产品的形状,模具的结构,原材料,还有温度等等。设计塑料模的时候要用到CAD和CAE,这些都是将来发展的方向,注塑加工要经历两个过程,一个是研发阶段,还有一个是生产阶段。以前进行注塑加工之前,设计模具都是根据设计人员的经验来进行的,装配好模具之后,还要进行试模,有情况出现之后,要对模具的数据进行更改,将模具的设计进行更改,这样一来模具的成本就变高了,产品的研发时间也就变长了。1.2 注射成型机的组成图纸1-1展示的就是注射机的组成部分:1、注射装置让塑料颗粒匀称的进行塑化成为液体,在一定的速度还有压力的作用下,这些塑料熔体注射到模腔里面去。2、合模装置也就是锁模装置。确保注射模关,还有打开的时候可靠性高,这样模具打开,关闭还有顶出就可以进行工作。3、液压和电器控制系统确保注射机在生产的时候按照事先设定好的工艺流程进行,并且对产品的加工程序是非常准确有效的。图1-1 往复螺杆式注射成型机组成 1合模装置 2注射装置 3液压传动系统 4电器控制系统1.3 注射成型机型号规格的表示法在对注射机的型号还有规格进行表示的时候,方法是不一样的,我们国家还没有同意起来,要知道注射机是什么规格,正常我们看注射量,或者也可以看注射量还有合模力。1、注射量表示法要晓得注射机的具体大小,只要看注射量的具体数据来进行了解。2、合模力表示法要晓得注射机的具体大小,只要看注射机的合模力的最大数值,就可以清楚了。3、合模力与注射量表示法世界上,好多国家在对注射机的具体大小进行表示的时候,一般用的是合模力,还有注射力。合模力在这个式子里面在分母的位置上,注射量在这个式子里面在分子的位置上,注射机要是不一样,那么要想来对比他们,必须有一个基础是一样的,选定的这个注射量的基础是注射压力都是一百兆帕。这样的表示可以将注射机的相关性能都体现出来。1.4 国内模具技术的研究现状现在对一个国家来说,模具行业发展的什么样,对这个国家的经济有很大影响,通过模具加工的零件,精度非常高,质量也非常好,还有科技含量也非常高。我们国家的工业从上个世纪末开始,发展就是非常快了,在这样的背景下,模具的技术要求也就变高了,每年的增长都超过百分之十五。现在,我们国家专门生产模具的单位超过一万七千家,专门进行模具工作的人也超过了五十万。模具一半都是冲压模,然后还有一小部分是塑料模,接着还有一些是压铸模等等。模具行业在我们国家的变化也是非常大的,刚开始是国有制的,现在变成了私营,还有合资等等。在我国,从一开始到现在已经发展了五十多年了,在这么长的时间里面,模具的发展是相当快的,不仅可以生产体积庞大的模具,还能生产精密度非常高的模具。现在是新世纪,全球经济一体化,看一些国外的模具市场,不管是资金还是技术,都进到了一个更高的高度,我国已经加入WTO了,很多国外的单位在我们国家开办了工厂,他们对于产品的要求是非常高的,所以在这样的情况下,我们的模具技术提高了很多,因为只有这样,才能生产出符合要求的产品。进入到本世纪,全球对于机器还有生活日用品的要求更高了,这样一来塑料产品行业的发展就更好了。注塑加工使用用的地方是越来越多,并且使用的领域鄂式越来越广,这样的话注塑模的技术要求也就更高了在本世纪,汽车,家电,工业设备,医疗器材等等发展的都是非常快的,这些领域很多零部件都要通过注塑模来生产,所以现在我们国家的注塑模技术水平提高了很多,并且发展的也非常快。现在我们国家生产的塑料产品最大的已经达到五十吨了,有的还更大;从精密塑料模具方面看,精度数据到了3um;我们国家现在可以生产精度等级只有0.5的小模数齿轮模具。在进行加工的时候,很多单位都已经实现了数控加工,生产的塑料产品精度等级已经到了0.5um,并且在加工的时候使用CAE这样的软件。不过我们国家的注塑模水平跟发达国家对比,落差还是非常大的。最近这些年,我们国家对模具行业进行了一些政策的支持,这个行业的发展是很快的,每年的增长速度在13%,2010年我们国家模具行业的产值达到了245亿,到2015年的时候,我们过埃及模具行业的总产值达到了360亿元,这个里面塑料模大概占到了三成,将来的模具行业里面,塑料模的使用是越来越多,我们国家的塑料模从开始发展到现在,大概有五十多年的历史,发展是非常快的,并且水平也提高了很多。一些档次比较差的塑料产品人们已经不需要了,现在高档塑料产品在市场上的销售行情是非常不多的,并且在生产高档塑料产品的时候次品率就没有那么高了,废料自然也就少了很多,这样一来对环境的污染也改善了很多。1.5 注塑模具的发展趋势现在生产塑料产品的时候,要想产品质量达到要求,有三点是必不可少的,合理的注塑加工工艺,注塑模非常先进,还有注射机器的精度是非常高,效率是非常高的。2004年开始,我们国家的注塑模发展的是非常快的,注塑模具体积要是非常大的话,那么可以生产的零件是非常大的,比方说洗衣机的外壳,电视机的外壳等等;有一些注塑模精度非常高的,我们国家的技术水平已经到了国际领先水平。这些都告诉我们注塑模现在的技术水平已经是非常高的,在国民经济中起的作用越来越大。现在看一个国际的生产力水平怎么样,塑料产品的生产跟使用情况是非常重要的。国民经济究竟发展到什么状况,只要看加工塑料产品的技术水平,还有工业发展是快还是慢有很大的关系。对注塑模进行设计的时候,对注塑模进行加工的时候,我们国家的水平是比不上国外的。我们国家对注塑模的发展给了很好的技术支持和政策支持,总的来说,注塑模的发展方向,注射模的研究更加深,让行业更加标准,并且对注塑模的设计还有加工技术进行更深的研究,还有更好的发展。1.6 本课题研究的背景及意义模具在现代化的生产行业里面用的频率很高,不管是生产汽车,还是加工各种电器,很多的都是通过模具制造出来的,工业发展这么迅速,在这样的大背景下,模具的很多要求就变得更多了,结构的话,看来也不是那么容易的。用模具生产的零件,精度比之前高很多,复杂程度也高很多,并且加工出来的产品没有差异,另外生产效率相对之前也提高了很多,耗费的能源没有那么高,这些好处都是别的加工方式没有的。塑料行业现在发展很快,在进行生产加工的时候,不管是强度还是精度,跟以前相比提高了很多,现在在很多地方都可以看到塑料加工产品,这一点是其他的加工方式实现不了的。在进行注塑生产的时候,最重要的就是注塑模具,质量好了,加工的产品就好,质量差,加工的产品就不行;注塑模的精度对产品生产时间影响很大,产品质量还受到加工效率的影响,另外加工出来的东西是不是满足要求,可以生产多少,这些都关系到产品的造价,并且关系到单位在市场上的销路。注塑模的种类很多,组成有两个,动模还有定模,跟注塑模关系比较大的有需要生产产品的种类,构造是不是复杂,另外注射机的种类等等。在固定板的上头把模具的定模装上去,在模具的移动板上头把动模装上去,模具关起来,注射机就跟它一起进行加工额。设计这个模具,要晓得下面几点注意的: 1、要生产的东西什么样要知道,东西不同,设计就不一样,缺点尽量掩盖下去,优点要发挥出来。2、生产需要的东西,快要生产出来的时候工艺要求要着重注意。生产的这个东西,它在充模的时候要容易点,方便将空气排出去,方便进行补缩,这样一来加工的塑料产品才能在最快时间进行冷却,并且冷却还是匀称的,之后固定成型的时候也是匀称的。3、塑料产品的结构不能复杂,这样模具的结构也就不会复杂了,在进行计量的时候,不能有侧向分型装置,不过一定要有简化脱模装置。在模具里头的零件,在加工产品的时候,对于产品的工艺要求,能够完全符合。有的产品使用的地方比较特殊的,那么对于一些特殊的要求也要进行考虑。电脑行业发展的这么快,对模具进行设计的时候可以用电脑来进行,特别是设计模具零部件的时候用电脑来设计,完成了设计,数据就被传送到了生产的设备上头,这样一来机电一体化也就可以实现了。2 化妆品瓶盖工艺性分析塑件的工艺性包括了塑料的外形结构、塑件的尺寸大小、塑件的精度等级数以及塑件表面的质量等这些方面,我们设计模具之前要对这些方面好好地研究和整理,这样才能把塑件制品需要何种外形结构以及何种精度等级给准确地定下来。这次设计的塑件结构不太复杂,产品生产的数量比较大,一般会希望模具的制作费用不高,成型起来简单,精度等级不用很高。因为要在分开的型腔里面成型,那么设计模具的时候定位、工艺都要准确合理,这样注射模具运转才好,寿命也能提升。化妆品瓶盖的设计图见下图2-1。图2-1 化妆品瓶盖塑件图2.1 塑件材料的选择塑料这一种材料成分都是高分子,塑料里面的主要材质都是树脂。在一定的温度和压力下,塑料是可以流动的。塑料要做成特定的几何形状和规定的大小,模塑成型也就是成型固体化以后要保证塑料的形状不发生变化。塑料的优点有很多,现代工业和日常生活就大范围的用得到,主要优点是密度比较小,质量又轻,比强度高,绝缘性也足够好,介电损耗很低,化学方面有很高的稳定性,可以减摩耐磨,减振隔音效果好等等很多。再补充一下有些塑料还能防水防潮、禁止透气、防止辐射、耐得住瞬时烧蚀等等这些特殊功能。塑料一开只能代替部分金属、木材、皮革或者无机材料,发展到现在已经成为各种部门不能缺少的一种化学材料,一个国家的经济上来观察,塑料加工出来的产品,现在已经是很多行业都在用的,并且用的是非常多的。塑件的性能有一定的条件,原材料的价格要足够经济,此次塑料件材料决定选ABS的,这也是一种效果很好的热塑性塑料。使用的ABS材料,做出来的产品表面光滑好看没有缺点。这种材料的综合性能相对好,能承受的冲击强度也很高,尺寸大小稳定,成型起来又很容易,也比较耐热耐寒以及耐腐蚀。目前来看,这种塑料是范围用得最广数量上最多的一种。ABS材料没有毒,没有味道,颜色是轻微的黄色,冷却成型之后欧的塑料外表看起来有光泽,不会透明。ABS除了上面说到的一些化学稳定性以及一些电气的性能。ABS对水、无机盐、碱、酸类等物质也有耐受的作用,如果处在大多数的醇类、烃类试剂里面,ABS虽然不会被溶解掉,不过长时间的跟烃接触,ABS会软化溶胀,而且它的稳定性比较好,加工成型起来很容易,再加上调色变成任何想要的颜色。不过也有缺点,就是不太耐热,能够连续工作的温度大约是,产生热变形的温度大概是;它的耐气候性也比较差,紫外线照过之后就会容易变得又硬又脆。该材料运用非常广泛,具体如下:1、光学照明用来加工一些比较大的某外壳、还能加工一些防护玻璃,车子后视镜等等,还能够加工飞机上的一些透明材料。2、电子电器聚碳酸酯这种材料是一种绝缘性比较好的材料,可以用来加工一些绝缘插件,管座,绝缘套管等等。还能用来加工一些精度非常高的零部件,比方说光盘,电话,计算机等等。这种材料还能够用来加工电容器,录音带,还有录像磁带等等。3、机械设备它可以用来加工各种机械上的零部件,比方说齿轮,齿条,轴承,蜗杆,蜗轮,螺栓这些机械的壳体,罩盖,还有一些机械框架等等。4、医疗器材可以用来生产医疗器材,比方说医疗上使用的杯,筒、套,还有一些牙科上用的器材,并且还能用来加工成为一些医疗上的人工脏器。5、其它方面它还能用来加工建筑行业使用的阳光房玻璃等等;在防止行业还能用爱来加工防止纱管,机器上的轴瓦等等;在日用品方面,能够用来加工玩具,奶瓶买手机外壳等。2.2 塑件成型工艺条件分析ABS材质是没有颜色的,也没有固定的形状,光学性是非常好的。ABS这种材质的韧性是非常好的,冲击强度的大小在600900J/m,要想出现热变形的话,只要这个温度超过了一百三十度,那么玻璃纤维只要变得厉害了,这样这个度数就加大了十度。ABS耐水解性不好,不能来回承受太高温度的蒸汽。ABS的性能不好的地方就是耐水解稳定性不好,缺口敏感不好,对刮痕的承受性是非常不好的,长时间暴露在紫外线里面会出现发黄的情况。跟别的树脂一样,ABS会被一些有机溶剂侵蚀。ABS,它的阻燃性是非常不错,而且它的耐磨性能也是很好,抗氧化性也是相当不错。2.3 塑件材料成型性能分析1、注射的时候温度要根据原料的分子量,加工产品的结构还有大小,注射机的种类来进行调整。2、在进行注射加工的时候最好用多级的方式,也就是慢-快-慢的注射加工。3、据加工产品的结构还有大小来确定注射压力的大小,柱塞式的注塑机压力在100-160MPa,螺杆式注塑机的压力在70-140MPa。4、成型花费的时间看加工产品的壁厚是多少,注射量是多少,正常来说充满的模具的时候花费的时间是比较短的,保压维持的时间很长,降低温度花费的时间以脱离模具不会导致加工产品脱离模具的时候出现形状的改变。5、模具是多少度跟加工产品的结构,壁厚多少来进行确定,所以要将模具的温度稍微变高一些,这么说从模具里面将产品拿出来的时候,就更加的容易了,那么说生产产品的质量相对来说就是非常好了。6、产品加工好了之后:因为产品的形状非常复杂,产品要是有金属嵌件,温度非常低或者非常高的时候,对产品要进行后期处理,这样可以将内应力变得更小或者将内应力消除掉。方法:将加工的产品放到烘干箱里面去,之后开始温度就提升上去,烘干箱的温度就升高到100-105,将这个温度保持10-20min,之后继续将温度升高到120125将这个温度保持30-40min,之后慢慢的让它冷到60以下,之后将产品从里面拿出来。2.4 注塑模工艺条件分析1、干燥处理要是保存的恰当的话,就不需要进行干燥处理。2、熔化温度:能够达到270310。注射压力最大可以达到1800pa。3、注射速度一般注塑速度非常高的的时候,可以让里面的压力变得非常低。要是加工产品有任何不好的地方,那么在温度非常高的时候,注塑的速度要稍微低一点。流道跟浇口:针对冷流道,流道的直径在47mm。流道的还有主入口最好都是圆形的。浇口不管是什么类型都能拿来用,一般浇口的直径大小在11.5mm,就算是最小的浇口,直径在0.7mm。浇口要是在边缘上,最小的浇口的深应该是壁厚的1/2。浇口的宽是多少,基本上是壁厚数值的2就可以了。ABS使用的流道系统可以是热流道的。2.5 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.5.1塑件结构的分析1、脱模斜度因为注射加工产品在降温的时候会出现收缩,在脱离模具之前会将型芯紧紧的包住。要想从模具里面拿出来简单一些,避免因为脱模力太大造成产品的损伤,跟脱模方向平行的加工产品的外面的面要有脱模斜度,这个斜度有多大,跟产品的外形,壁厚,还有收缩率大小有很大关系。要是脱模斜度太小的话,会让加工产品非常小,并且还会导致加工产品的表面出现破坏;要是脱模斜度太大的话,尽管从模具里面拿产品的时候便利了,不过产品的大小精度就没有那么高了,而且会将原材料浪费很多。一般塑料产品脱模斜度范围在0.51.5,塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.35130/,型芯脱模斜度为30/1。2、塑件的壁厚模具的结构来说塑料产品的壁厚是非常关键的,塑料产品有多厚对于注射机生产的影响是很大的,它跟注射加工的时候塑料熔体的流动,模具温度降低,产品固化花费的时间,还有塑料产品的质量,塑料产品使用的原材料,还有生产效率,成本这些关系都很大。正常只要使用要求满足了,那么塑料产品的厚度尽可能的小一点。因为要是产品的壁太厚的话会导致使用的原材料加大,这样造价也就变高了,在模具里面降低温度花费的时间也就边长了,另外还会导致产品出现气泡,凹下去的现象。不过塑料产品要是壁非常薄的话,那么刚度就不好,在从模具里面脱离出来,进行装配,还有用的时候都会出现形状的改变,塑料产品在用还有装配的时候准确性就没有那么好。在确定壁厚的时候塑料产品每一个地方的应力都要一样,防止塑料产品的收缩不一样,导致产品表面不符合要求。塑料产品的壁厚范围在14,用的比较多的数是23。文章中加工的塑料产品,壁的厚度是非常均匀的,壁厚的数值是一毫米到两毫米。3、塑件的圆角要想避免塑料产品转角的地方应力太集中,在加工产品的时候充模性能变得更好,那么就要将对应地点的模具跟塑料产转角的地方,还有里面连接的地方,过度的时候用圆角。没有什么特别的需求的时候,塑料产品每一个连接角的地方都有一个圆角,圆角的半径在0.51mm的圆角。设计塑料产品的时候,要想让应力没有都集中在一起,让塑料产品的强度更高一些,将脱模的效果更好一些,所以过度的时候用的是圆弧。根据塑件圆角都取R=0.5mm。4、孔有好多的通孔在塑料产品上,还有好多盲孔在塑料产品的上面,用型芯把这些孔生产出来,在这些孔非常复杂的时候,会让熔体在流动的时候不顺畅,这样加工模具就跟更加困难,生产花费的钱就会变多,所以塑料产品上要想有孔,那么这些孔的结构要简单一些。因为型芯可以分流塑料熔体,那么在孔周边会有熔接痕出现,这样孔的强度就没有那么高,所以对孔涉及的时候,孔间距,还有孔道加工产品最边缘的地方的距离都要比孔的直径还要大,孔周围的壁厚数值要大一点,这样塑料产品的强度,还有刚度才能符合要求。设计塑料产品的时候,要想塑料产品的强度没有任何影响,孔跟孔之间,相距的要大一些,不然的话会有破裂的情况出现。按照孔边距跟孔的直径的关系,孔的直径确定是36mm时,孔边距的最小数值是b=23mm,而塑件b=(14-48)/8=7mm因此足够。论文里面的塑料产品有侧边的孔,所以设计的时候,这个模具不能复杂,可以自动化进行,将塑料产品从模具里面拿出来的时候,更加容易,这样加工产品的质量才能符合要求。5、旋转阻滑纹因为这个塑料产品是用来进行传动的,并且它上面有阻滑纹,塑料产品的直径是24mm,半径大小在1.2mm。齿高h=0.4r=0.96mm,齿距p=4r=4.8mmb,因此符合要求。前面分析了这个塑料产品的形状,分析了脱模时候的斜度,分析了工艺圆角等等,这样一来塑料产品对于加工工艺是能够满足的。而塑件的尺寸精度为IT9级也合理。2.5.2塑件尺寸及精度的分析塑料产品的外形有多大主要在于塑料产品的流动性能,还有注射机的规格,机器,还有工艺条件达到要求,并且塑料熔体的流通性好,就可以用来加工体积大的塑料产品,反过来说加工的塑料产品体积就很小。为了不浪费材料,节省能源,只要对加工产品的使用要求满足了,那么在设计塑料加工产品的结构的时候,尽可能的紧凑一些,这样加工产品的体积就没有那么庞大了。这个塑料产品的原材料用的是ABS,流动性是非常好的,加工的产品体积有大有小。在设计模具的时候,结构,还有加工精度都跟加工产品有很大关系。要想加工模具的时候简单一些,加工成本少一些,只要产品的要求达到了,那么塑料产品的体积设计的小一点。因为塑料跟金属完全不一样,那么在确定精度等级的时候不能按照金属的等级来进行。按照现在我们国家的成型水平,塑料产品的公差在确定的时候根据塑料产品的大小,还有公差数值标准来进行。2.5.3塑件表面粗糙度的分析加工的产品,对面的质量要求越是高,那么表面粗糙度数值也就更小。进行生产的时候,产品的面上不能有疤痕,不能有云纹等等,要想满足需要,那么模具的型腔的粗糙度要更小才行,一半就是模腔的表面粗糙度Ra 0.010.63um。在用模具的时候,因为型腔有损耗,那么表面粗糙度变得越来越大,所以要进行抛光复原。在这篇文章里面,加工产品,外表面表面粗糙度数值是0.2,里面表面表面粗糙度数值是0.8-1.6。2.6 计算塑件的体积与质量要想将注塑机的型号定下来,将模具的腔室数量定下来,那么就要将塑料产品的质量算出来,查看资料之后就知道:1、体积:V=43458mm3.2、密度ABS密度为1.05g/cm33、质量M=Vp=44.8g.2.7 塑件注射机的选择与确定2.7.1注射成型机的选择1、根据注射机的外部形状来进行划分(1)立式注射成型机下面图纸2-2里面,展示的注射机是立式的,这个机器的注射部分跟合模部分轴线是同一条,在进行布局的时候,它是垂直于水平方向上的。立式机器的好处在于:占据的面积不大,拆还有装都比较方便,加工出来产品安放起来比较方便。不好的地方在于:加工产品顶出来之后要用手把它拿出来,没法全自动化生产;因为机器自身是很高的,机器稳定性是一点都不好,加物料还有修机器都没有那么方便。现在来说,主要是用在注射量比60cm还要小的小注射机上。图2-2 立式注射成型机示意图1、注射缸 2-注射装置 3-调模装置 4-合模装置(2)卧式注射成型机2-3这个图纸里面展示的注射机是卧式的,跟立式的注射机进行比较,卧式机的好处是:机身没有多高,不管是使用还是后期修理都非常方便;机器的重心没有多高,所以稳定性是非常好;加工好的产品可以自己掉出来,这样整个加工过程就可以全自动进行。所以卧式注射机使用的是非常多的,大型,中型,小型机器都有卧式的,现在我们国家注射机很多用的都是卧式。图2-3 卧式注射成型机示意图1合模装置 2注射装置 3机身(3)角式注射成型机图纸2-4展示的就是,它的好处,不好的地方在于立式,卧式两种注射机中间。它一般生产的产品是成型中心没有浇口的,通过卧式或者是立式的机器对产品进行加工,设计的这个模具腔室肯定有很多,有可能是型腔是偏到旁边去的。不过,这些对于模板大小要求都很高。加工产品的时候用角式注射机,因为熔体顺着分型面进到型腔里面,所以上面说的这些问题就不考虑了。图2-4 角式注射成型机示意图l合模装置 2注射装置 3机身(4)多模注射成型机这种注射机是一种工位非常多,使用起来比较特别的机器,按照注射量,还有设备使用不一样,图2-5里是它的排列形式图2-5 多模注射成型机示意图1注射装置 2合模装置 3转盘轴2、按注射机的加工能力分类通过注射机来进行生产,看它的生产能量怎么样,只要看注射量,还有看合模力,就算是世界上其他国家,也是这样来评断的。根据生产能力来划分,有超小,小,中,大,超大这几种注射机,表2-1就是他们的注射量和合模力的数据。表2-1 按注射机加工能力的分类表类别合模力/kN注射量/cm超小型20040030小型400300060500中型300060005002000大型800020 0002000巨型20 0003、按驱动系统分类(1)电动注射成型机在这个时候,进行注射加工的机器,都是全电动的,在2010年全电动的注射机占到整个注射机产量的28%,电动液压复合式38%,全液压仅为34%。这种全电动的注射机动力来源是交流伺服电机,配合滚珠丝杆,齿形带还有齿轮,这样机器就可以进行工作了。电动注射机没有使用传统的注射成型机,这样液压系统可以完成的工作通过电动机就实现了。电动注射机从进到市场以后,它的好处是:1)节能。拿他来和液压的注射机相比较,在转换能效的时候,电动注射机的效果是非常好的,能耗可以节约一大半;2)使用起来精度非常高,边角料没有多少。3)加工产品的时间没有多少。因为动力传动效率是非常高的,所以轴运动都是同一时间的,并且每一个动作都是独立的,这样空循环时间也就缩短了很多,这样一来加工时间也就没有那么长。4)没有任何污染。因为没有用液压的传动轴,电动注射机没有必要对液压油进行冷却,这样冷却水也就没有多少。5)因为没有油压惯性的影响,噪声是没有多大的。6)后期维修还有用起来花不了多少。花钱买全电动的注射机是非常贵的,全液压的注射机花钱就没有那么多了,并且长时间用了之后,效果怎么样,还不知道。(2)无拉杆注射成型机这种注射机是没有动模板,没有定模板的,这种注射机之前人们不是很喜欢它,觉得它的锁模力小,不过改进之后,现在在复合成型领域用的比较多,前景也是不错。(3)PET注射成型机PET电动注射机,这个机器的模腔达到了一百四十四个,它最大的好处是可以保持压力,要用保压模具才能把压力保持好,用了分离模具之后,就可以进行塑化,进行注射,进行保压。它的动力来源是电动机,从技术上来看,这是一个提升。针对PET,它的塑化效率是非常高的,注射速率,压力都是比较低的,冷却起来要非常快,这个系统的螺杆进行旋转,还有注射,保压的时候完全分离就可以达到要求了。(4)根据注射机的使用进行划分塑料产品现在研发的是更多了,并且好多地方都用了塑料产品,注射机在很多地方都用了,注射机的类型有通用的,专用的。在我们国家,注射机有热固性的,还有热塑性的。2.7.2注射成型机的确定按照加工产品的结构,还有加工产品的大小,确定模具的结构是一个模具四个腔室。因为它的外部大小,要分析这个塑料产品的原材料,要对注射加工时候压力数值进行了解,查看资料之后,确定注射机的型号是:螺杆式注射机XS-ZY-250。2.8 塑件注塑工艺参数确定ABS塑件的工艺参数见下表2-2表2-2 ABS注塑工艺参数注射机类型螺杆式保压力(MPa)3070螺杆转数(r/min)2060注射时间(s)35喷嘴形式直通式保压时间(s)1530喷嘴温度()180260冷却时间(s)1030模具温度()4085成型周期(s)3070注射压力(MPa)60100结合本次设计的实际情况,选择的工艺参数看下方:1、后段温度1602、中段温度:170;3、前段温度:190;4、喷嘴温度:180;5、注塑压力:132Mpa;6、注塑时间:7s;7、保压:30-70Mpa;8、保压时间:3s;9、冷却时间:50s;333 注塑模结构设计3.1 分型面的选择与确定把模具可以分成两个或者几个能够分开的主要部分,只要它们的接触面分开,就可以取出塑件和浇注系统里的凝固材料料,成型之后就要接触封闭起来,以上接触表面就叫做分型面,这个面决定了模具的结构如何,每种塑件的分型面只能选一种,当然也可以有几种选择。塑件是不是能完美的成型很大程度是取决于分型面如何的。选分型面的注意点:1、首先就是要确保塑件的外观,不要出现质量问题;2、要放在塑件外表最大轮廓的地方;3、塑件在开模之后得留在动模的一边;4、分型面的印记不能流到塑件的外表,还得保证想要的尺寸,尺寸精度;5、最后生产出来的塑件尽量达到使用要求;6、尽可能的减少塑件在合模方向上的投影面积大小;7、长型芯的话就的放在开模方向;8、浇注系统尤其是浇口也要安排到位,要方便排气,方便进行操作;9、不能让模具更加复杂,要让整个结构更加简单。本次选择和确定的分型面在塑件的下端面位置。见图3-1。这样能够保证零件的外表面和内表面都比较的光滑,整体凹模型腔内成型。另外,在对螺纹进行脱模的时候还能够保证。图3-1 分型面3.2 型腔排列方式的选择与确定型腔的排列大多可以分成圆形的、H形的、直线型的和复合型的等等。在设计的时候要满足下面几点:1、型腔是对称排布的,让出来的制品的质量保持稳定均衡。2、这塑件的结构不算复杂,要让型腔排列的更加紧凑些,让整体的外形尺寸更小点。3、模具型腔的总体布局和浇口的位置决定了分流道的长度,分流道一定要尽可能的可能的短。4、模具会受到偏载,就会发生溢料的现象,浇口开口的地方要对称着型腔来分布。这次塑件是大批量的进行生产,结合产品的精度条件、物件外观的粗糙度,生产效率、生产成本、产品质量等各方面,初步确定是一模四腔(也就是一个模具能够加工4件塑件)的排布形式。见图3-2。图3-2 型腔排列方式3.3 浇注系统的设计注射模里面从主流道的头上到型腔之间的熔体流动的通道就叫做浇注系统,这个系统可以划分成普通流道和无流道凝料的浇注系统两大类。这次我们选普通流道的浇注系统,整个系统有主流道,分流道、冷料穴,浇口来组成的。对浇注这个部分进行设计的时候,要对这几个方面进行考虑:1、塑料产品加工特征这个部分可以将塑料熔体加工成为塑料产品,并且产品质量能够符合要求。2、模具成型数据的型腔数:设计浇注部分,首先要将模具的结构定下来,看是一个腔室还是好多个腔室,之后才能设计浇注部分。3、塑料产品的体积和外形因为产品没有多大,还有壁厚比较薄,另外对技术也有要求等等,这些情况都考虑进去,对分型面进行确定的时候,首先要把浇注部分的结构定下来,把进料口有多少个定下来,只有这样,产品才能加工出来,另外还要避免成型零部件受到塑料熔体太大的冲击,导致加工的产品质量不符合要求,这个时候就需要的成型零部件可以进行维修。4、塑料产品的外表设计浇注系统的时候,首先将进料斗去除掉,修正进料,那么料进去的时候就很容易了,并且对产品的外表面没有任何影响。5、冷料向模具进行注射加工的时候,肯定会有空下来的时间,喷头上必然会有一些冷料在上面,这些冷料一定要弄掉,不然掉到型腔里面去之后,产品的质量就不能达标了,在对浇注部分进行设计的时候,要注意冷料保存的地点。3.3.1主流道的设计浇注系统里面从注射机喷嘴与模具开始接触的地方开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道就叫做主流道。想要凝料拔出来特别顺利,主流道的小端直径D要比注射喷嘴直径d稍微大一点,设成圆锥形是方便主流道里面的凝料拔出来。通过查XS-ZY-250型注塑机参数取:1、喷嘴前端孔径:4mm;2、喷嘴前端球面半径:12mm;3、模具主流道与喷嘴关系:(1)主流道球面R=19mm;(2)主流道最小端r=4.5mm;3.3.2主流道衬套的设计主流道小一头的入口一直跟喷嘴不停地接触,是易损耗的零件,这里对材料的要求比较高,所以这里把主流道那里装上方便拆下来换的主流道的衬套,也叫做浇口套。一般我们会选碳素工具钢,比如T8A、T10A等,需要进行热处理的硬度是50HRC55HRC。这次模具的流道衬套他的材料确定为T8A,在完成热处理加工之后的硬度在53-57HRC。考虑到我们设计的模具不大。采用定位环和衬套做成一个整体。见下图3-3图3-3 主流道衬套3.3.3分流道设计分流道是什么形状,还有分流道有多大,跟加工产品的体积,厚度,还有是不是复杂有很大的关系。这个塑料产品是比较小的,而且也不是多复杂,并且这个壁厚还是比较匀称的。要想生产起来容易一些,这个分流道的截面是半圆形的。查有关手册得R=5mm3.3.4浇口设计浇口也就是送料进去的地方,它连接着分流道跟型腔两部分。一是掌握着塑料熔体流入型腔;二是当注射的压力停了之后可以封住型腔,还没固化好的塑料就不会倒流回头。最常用的是直接浇口,点浇口,点式浇口,侧浇口,扇形浇口,圆盘式浇口,环形浇口这几种形式。浇口的位置结构来选,选得是否合适跟塑件的质量息息相关。1、浇口的位置如何来选因为这个加工产品的外表要求是很高的,浇口在的地方,还有浇口有多大,对这个产品的外表不能有任何影响。并且要让这个模具的构造不能复杂,那么说,加工这个产品的模具,浇口选择的是点浇口。2、确定浇口尺寸的大小点浇口的尺寸为d=1mm,l=1mm,=15。3.4 排气结构的设计注射模设计里不能忘记排气。如果说排气效果不是很理想,那么在型腔里面,对气体进行压缩的时候,压力就会非常大了,这样一来,型腔里面的塑料熔体要想填满型腔,就没有那么容易了,并且还有,空气被压缩,那么温度就会变高,这样的话,塑料有可能被烧,在冲模的时候速度非常快,还有温度太高,并且塑料的粘度小,注射压力很大,塑料产品壁厚很厚的时候,气体就会进到加工塑料产品的里面去,这样这个产品就会出现气孔这些不好的情况。要想注射加工更加快一些,那么要求的排气系统要非常好才行。经常可以用下面几种方法来排气,配合之间的空隙来排气,在分型面上面开排气槽来排气,推杆之间的运动间隙来排气。如果设计的模具尺寸不大,就选间隙排气法,不要再加排气槽,只要不溢出物料就行,塑料熔体的粘度也会有影响。在这个型腔里面都是塑料熔体的时候,那么要把型腔里面的所有气体都排出去,这样塑料产品才不会有气泡出现,也不会有接缝这些情况出现;有的时候气压太大了,塑料会出现点燃的情况。不过,因为论文里面加工的产品是很小的,排气只要通过分型面的缝隙就可以了。3.5 螺纹脱模结构的设计1、螺纹具体的技术数据:(1)螺纹外面的直径大小:D=16mm;(2)螺纹牙跟牙之间的距离:P=3mm;(3)螺纹的牙的长度:L=12mm;(4)规格:M16x3。向右边转动的螺纹,头数是一个.(5)型腔有四个2、将螺纹型芯转动多少圈算出来U=L/P + UsU-螺纹的型芯转动多少圈Us-安全系数,在这里确定0.251用上面的公式就可以把螺纹型芯转动多少圈算出来U=12/3+0.5=4.5圈3、设计齿轮论文里面写的模具是一副螺纹转动进行脱模的,这个模具的型腔有四个,模具是很小的,如果脱螺纹的时候使用机动的,或者是自动的话,那么模具的总价格就是相当高了,这样想装上去是有难度的,所以用的还是比较简单的,脱螺纹的办法用手摇的。论文里面脱模的时候用的是标准直齿圆柱齿轮装置。(1)设计出来标准的直齿圆柱齿轮通过前面的分析,两个进行咬合的直齿轮,他们的中心距大小是35。3-4图纸里面就是我们确定的模架:图3-4 齿轮简图1)确定模数:查看上面的图纸,并且对它进行分析,装在螺纹型芯上面的直齿圆柱齿轮,它的半径大小是27mm,齿轮要是用在工业上,它的模数是2,那么论文里面确定模数也是2.2)确定齿数:在传动中心距确定下来的时候,齿数多了,那么传动的时候稳定性就越好,噪声就越小。不过齿数多了,那么模数也就小了,齿轮的厚度也就比较薄了,要想让它进行弯曲的时候强度变低一些,所以对齿轮的弯曲强度满足的时候,确定的齿数应该要大一些,确定的模数要小一些。为了不出现碰撞,齿数一般是要大于17的,螺纹的型芯,它的齿数要小一些,最少也要有14个,并且数量应该是双数。确定齿数是18,那么就可以知道大齿轮的齿数是32。那么传动比的大小是i=32/18。.。齿宽b=(6-10)m,确定是12mm.(2)设计锥齿轮:1)将模数的大小定下来:按照上面所说的,模数是2。2)将齿数定下来通过前面直齿轮的传动比确定锥齿轮的传动比是32/18,那么齿轮的齿数,大锥齿轮的齿数是32,小的锥齿轮的齿数是18那么.锥之间的距离是锥角锥角因为脱模是手动进行的,承受的力比较小,所以说强度,弯曲疲劳强度就没有必要校核了。3.6 成型零件结构设计3.6.1型腔的结构设计凹模也就是代表型腔,成型制品的外形轮廓就是依靠这类模具零件的,跟加工的产品是什么结构,有多大,用在什么地方,还有模具怎么生产关系都不小,一般可以分成四种,有整体的,嵌入的,镶拼的还有瓣合的。论文里面的凹模的结构是整体的,从结构上看一点都不复杂,并且可靠性是很好的,不会出现形状的改变,加工的产品它的面也是非常漂亮的,并且注射模里面的成型零件是没有那么多的,这样一来,这个模具也就没有那么大了。在生产模具的时候,还是有一定难度的,要用到数控的技术,有的还会用到电火花来进行生产。因为塑料产品的结构是没有那么简单的,那么对它进行热处理,所以这个结构用的是整体的。这样便于加工和制造。型腔的设计图3-5如下:图3-5 型腔简图3.6.2型芯的结构设计按照塑料产品的构造,设计的时候分成两部分,一个部分是中空结构跟螺纹型芯进行装配,将两个型芯都结合起来,这样就加工给出,图纸里面3-6展示出来,还有一种是螺纹型芯,图纸里面3-7展示。图3-6 中空型芯图3-7 螺纹型芯3.7 模具加热与冷却水道设计模具的温度会直接关系到产品的质量和生产效率。塑料的性能不一样,
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