桂林西瓜霜瓶盖模具设计说明书++工艺灯模具设计与制造

桂林西瓜霜瓶盖模具设计说明++工艺灯模具设计与制造 课题名称 工艺灯模具设计与制造 系 别 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫时间: 2010 年 3 月 1 日, 2010 年 4 月 23 日(共8周) 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 摘 要 根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑料制件尺寸。本模具采用一模一件，点交浇口进料，注射机选XS–ZY–500型号，设置冷却系统，采用Pro/E三维造型，AutoCAD绘制二维总装图及零件图，选择模具合理的加工。附上说明书，系统的运用简要的文字、简明的示意图和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。 关键词:ABS;顶出机构;盖板;注射模;点交浇口 -2- 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 目 录 1、塑件设计分析 .............................. 错误～未定义书签。1 1.1 塑件模型建立 ............................. 错误～未定义书签。1 1.1.1 模型3D图 .............................. 错误～未定义书签。1 1.1.2 模型2D图技术条件 ........................................ 1 2、塑件参数分析与设计 .......................................... 1 2.1 选择 ................................................... 1 2.2 估算塑件体积与重量 ....................... 错误～未定义书签。3 2.2.1 塑件的体积计算 ......................... 错误～未定义书签。3 2.2.2 塑件的重量计算 ......................... 错误～未定义书签。3 2.3 塑料注射成型工艺 ........................................... 2 2.4 塑件收缩率 ................................................. 2 2.5 塑件的壁厚 ................................................. 2 2.6 塑件的拔模斜度 ............................................. 2 2.7 分型面设计 ................................................. 3 2.8 圆角 ..................................... 错误～未定义书签。5 3、成型零件设计与加工工艺制订 .............................. 3 3.1 确定型腔数量以及排列方式 ................................... 3 3.2 型腔侧壁厚度及底板厚度的计算 ............................... 3 3.3 型芯型腔的设计及工作尺寸的化处理 ..... 错误～未定义书签。7 3.3.1 型芯尺寸的标准化 ....................... 错误～未定义书签。8 3.3.2 型腔尺寸的标准化 ....................... 错误～未定义书签。8 -3- 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 3.3.3 螺纹型芯工作尺寸的标准化 ............... 错误～未定义书签。8 3.3.4 螺纹型芯和螺纹型环螺距工作尺寸的标准化 . 错误～未定义书签。8 3.4加工工艺方案制订 .......................... 错误～未定义书签。9 3.4.1 型腔加工工艺方案 ....................... 错误～未定义书签。9 3.4.2 型芯加工工艺方案 ....................... 错误～未定义书签。9 4.1.1模架类型选择的前提条件 .................................... 5 4.1.2模架系列的选择 ............................................ 5 4.2 注塑设备选择 ............................ 错误～未定义书签。10 4.3 注塑机重要参数校核 ...................... 错误～未定义书签。10 4.3.5 装模部分有关尺寸的校核 ................................... 6 4.3.6 流动距离比的校核 ......................................... 7 5、浇注系统设计 ................................................ 7 5.1 主流道设计 ................................................. 7 5.2 浇口套设计 ................................................. 8 5.2.1浇口套高度 ................................................ 8 5.2.2 浇口套的固定形式 ......................................... 8 5.3 分流道设计 ................................................. 9 5.3.1 分流道的形状 ............................................. 9 5.3.2 分流道的布局 ............................................. 9 5.3.3 分流道的长度与直径 ...................................... 10 5.4 浇口设计 .................................................. 10 5.4.1 侧浇口的尺寸 ............................................ 10 -4- 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 5.4.2 浇口位置选择 ............................................ 10 5.5 冷料穴和拉料杆的设计 .................... 错误～未定义书签。17 6、脱螺纹机构与推出机构的设计 ............... 错误～未定义书签。17 6.1 推出方式 .................................................. 10 6.2 脱螺纹机构与推出机构设计 ................ 错误～未定义书签。18 6.3 推出机构的校核 .......................... 错误～未定义书签。18 6.4 推出机构的复位 .......................... 错误～未定义书签。18 7、排气系统设计 ............................................... 10 8、冷却系统设计 ............................. 错误～未定义书签。18 8.1 冷却管道的工艺计算 ...................... 错误～未定义书签。18 8.1.1 冷却管道的直径计算 .................... 错误～未定义书签。19 8.1.2 求冷却水管道的孔数 .................... 错误～未定义书签。19 8.2 冷却水道的结构设计 ...................... 错误～未定义书签。20 8.2.1 冷却形式 .............................. 错误～未定义书签。20 8.2.2 定模冷却水道结构设计 .................. 错误～未定义书签。20 -5- 桂林西瓜霜瓶盖的塑料模具设计 1.1.2 模型2D图技术条件 本模型2D图在软件AutoCAD 2004上进行绘制，图中条杆均布36条。如图2所示。 图2 塑件模型2D图 1)塑件精度等级与尺寸公差:塑件采用采用的精度等级为MT5级精度，尺寸的公差标注如图2所示。 R2)塑件表面质量:塑件内、外表面要求一般，无斑点和熔接痕，粗糙度可取a1.6。 ,m 2、塑件参数分析与设计 2.1 材料选择 3gcm/材料说明:聚丙烯(PP)是一种线形烯烃类聚合物，密度低，为，无色，无味，无毒，流动性好，而且其透明性与聚乙烯相比更高，透气性更低，因此在注射时应有一定的脱模斜度，以保证其排气。另外，其弹性、屈服强度、硬度及抗拉、抗压强度等都高于聚乙烯;而且耐热性好，但是在氧、热、光的作用下极易降解、老化。另外聚丙烯在成型加工时成型收缩率较大。 材料主要性能:流动性好，透明性与聚乙烯相比更高，透气性更低。而且耐热性好， 1 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 成型加工时成型收缩率较大。 材料用途:用来制作机械零件、输送管道(水、蒸汽、各种酸碱等)、盖和箱壳及各种绝缘零件。此外还可用于医药工业中等。 3V=15.85/0.90517.51cm,。 总 2.3 塑料注射成型工艺 见桂林西瓜霜瓶盖成型工艺卡，表1(附录中) 2.4 塑件收缩率 根据以上选用的材料为PP，查教材(附录B，P386)可知，PP的收缩率为1.0%,2.5%，这里选择中间值，为0.0175。 2.5 塑件的壁厚 由于塑件为小型塑件，制件取1 mm。 2.6 塑件的拔模斜度 PP流动性好，透明性与聚乙烯相比更高，透气性更低，因此在注射时应有一定的脱模斜度，以保证其排气，防止塑件表面在脱模是划伤、擦毛。通过用Pro/ENGINEER ::Wildfire 4.0中的拔模检测功能检测可知塑件拔模斜度平均为(见图3)，约为32.975 :已经大于拔模斜度要求的，因此完全符合了拔模要求，塑件斜度已经够了，不30'30'1 需要再另外拔模。 2 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 图3 塑件拔模检测结果 2.7 分型面设计 根据分型面的设计原则:分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处的原则下，选择的分型面位置如图4所示: 图4 分型面位置 3、成型零件设计与加工工艺方案制订 3.1 确定型腔数量以及排列方式 对塑件外形分析可得，该塑件浇口类型是侧浇口的，因此可以设计一模多腔，得以提高生产效率，在此采用一模四腔。型腔的分布如图5所示: 图5 型腔布局方式 3.2 型腔侧壁厚度及底板厚度的计算 型腔侧壁厚度与底板厚度计算的说明:因为此制件的型腔是整体组合式的而且是圆形的，所以型腔侧壁及底板厚度的计算应按照“整体式圆形型腔侧壁和底板厚度”的计算方法来计算。计算前综合考虑如下几点: 1)防止产生溢料:由教材P133表7.3可得此制件材料PP不发生外溢的型腔配合面的允许变形值为; ,,,0.0250.04,,,, 3 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 ,i2)保证塑件尺寸精度:因为塑件的径向尺寸是，故根据公式,得,19.1,,,31，，,，，，i，， ; ,,0.10,, 3)保证塑件顺利脱模:根据公式，可得。综tStS,，,,tS,,，,11.75%0.0175,,,,合以上几点可初步定为。 ,,0.0175,, 4)(模具材料暂时先选用45钢，可得。详见《塑料注射成型模具设计》P208) ,,180,, 3.2.1 整体式圆形型腔侧壁厚度(s)的计算 前提条件: p,80%p注射 70120，MP ,，,0.876a2 (注射压力查书P60表4.1，因为书P84表5.2没PP材料的注射压力值);钢的弹性模 5EMP,，2.0610量 a 1)按刚度条件计算。根据公式: 43ph1,,， ,,,,,maxmax32Els 437639，，，，,,由计算得:?;此外: ,,,,max3522.06101，，，，s，， 44phph1133s,,1.151.15 ,,ElE,,,, 47639，，，3(其中取0.0175)。 ,42,,1.15,,5,2.0610，，,, 校核:将s=42代人?可得成立。 0.01730.0325, 2)按强度条件计算。根据公式: ,,,,,,, sRrr1,,,,,,2p,,,,,, 则 : ,,,52.8,,52.8R,,,, 1,,,22276,，,,,,, 4 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 ,,52.8180计算可得:。经过以上计算所得的值与书P141表s,,1,,40.5441,,,,2180276,，,, 7.9中的相应值比较后，又根据“比较取大值”的原则，可得此型腔侧壁厚度值为s=42mm.。 4、模架和注塑设备选择 4.1 模架选择 4.1.1模架类型选择的前提条件 此模具的模架选择按照以下前提条件来选: 1)根据此制件的结构，和以下两方面: (1)考虑到其脱模而选择“齿轮机构”来脱螺纹; (2)对制件外观分析后可以确定它是采用侧浇口的。 )分型面选择单分型面。 2 3)因这个制件壁厚较薄，为1mm，为防止制件在用推杆推出时被不同程度的损伤，影响制件的质量，故采用推件板的推出方式。 4)根据经济性及实用性这两方面: (1)考虑到此型芯不是很大，而且又可减少些不必要的材料浪费; (2)便于型芯的更换及加工修理，因此型芯及型腔均采用组合式中的“整体组合式”。 综合以上几点可以看出选择B型模架是比较合适的。 4.1.2模架系列的选择 根据已经确定的型芯、型腔的各个工作部分的尺寸以及型腔的布局方式，可计算出如下结果: (1)型腔宽度尺寸: WsD'2()2,，侧壁厚度(分型面上型腔部分直径)+c mm =242+219.33+30.66153，，, (2)型腔长度尺寸: LW'', mm (因为我采用的是一模四腔的，型腔部分是圆柱形的。) ,153 (3)模架中A板厚度: AhH,，()'型腔底板厚度(型腔深度) mm =6+39.08=45.0846, (4)考虑到模架装模高度，防止模架高度过高，故将B定为B=10mm (5)根据我自己的模具装配图构思好后分析得，垫块高度尺寸计算公式为: 5 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 C(垫块高度)=推出行程(型芯高度)+安全距离 5+10=mm 37.64+()取平均值,452 但是把A、B、C三者与模架标准比较可知，故A值应取50。 454650,, WL最后，考虑到型腔固定板中药布置冷却水道，标准模架中的和应增大。结合以上33计算与《塑料模具课程设计应用标准指导书》P63的表4-4相对照，确定此模架标准为 ，，B 3030-353580 GB/T 12555-2006。 注:考虑到此塑件不大，成型面积也不大，因此，考虑各方面因素的基础上，加工 成刚好符合强度要求的板材厚度，以节省模具材料，降低制造成本。 PS，PE n=0.6 POM、PC、PP n=0.7 =0.7(此制件材料是PP) n', PVAC、PMMA、PA n=0.8 PVC n=0.9 pnAAN()87322，,F计算可得<2540000N(额定锁模力)成立，校核通过。 1jn 4.3.4 开模行程校核 当其与模具厚度无关时，最大开合模行程s: sH510,，，H，，12 ，故成立，校核通过。符号说明如下: ,，，,37.6473.367.5118.5mmsmm,,260118.5H—— 推出距离(脱模距离)，mm; 1 H—— 包括浇注系统在内的塑件高度，mm; 2 s—— 注射机最大开模行程，mm。 4.3.5 装模部分有关尺寸的校核 主要有以下几点校核: 1)喷嘴尺寸: d()d0.51注射机喷嘴,，mm，，0 = 2+13,,mm RR=喷嘴球面半径()+()mm 120 =12+1.5=13.5mm 2)定位孔尺寸:因为此制件是小制件，故模具也算是小型的，故定位孔尺寸h= 810mm 6 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 HAHBHChH，，，，，，，3)模具闭合厚度:根据，而此时165<= Hmax>Hm>Hmin4321 成立，故校核通过。 25501010，，，=175<406，，，，10451015 4)安装螺孔尺寸:因模具重量较轻，故用压板固定。 5)拉杆空间:因为此模具外形总尺寸为小于注射机的拉杆空间WL，290350，mm ,故校核通过。 290368，mm 4.3.6 流动距离比的校核 校核公式如下: LLLLLL356124,,，，，，， tttttt123456 92242420415380.1,，,49Mp ，当注射压力为时，流动距离比为,，，，，，,77.3a38，53111，， 2 140,100(查教科书P96表6.1)，而当计算出来的流动距离比大于表中数值时，注射成 型时，在同样的压力条件下模具型腔有可能充填不足，但此时算出来是77.3，小于这个 范围内的数值，故校核通过。 5、浇注系统设计 5.1 主流道设计 综合考虑注射机的注射行程、PP的流动距离比(书P96表6.1)、以及参考“书P66 的a图”，决定选择“书P97图6.12的a图”。主流道尺寸分布见下图7: ,2 1 图7 主流道尺寸分布图 各尺寸结果如下: 粗糙度; ,mRa=0.4 SR注射机喷嘴球面半径:=SR18mm ; 0 7 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 R浇口套内主流道始端球面半径:SR=+()mm=19mm; 120 d喷嘴孔直径:=mm(喷嘴孔直径查书《塑料„设计》P81表5.1)。; ,41 主流道小端直径: d=喷嘴孔直径+1(mm) 2 ==,5mm;但是考虑到实际上其不需这么大，并结合浇口套标准规定，将其定为,41， ,3mm。 主流道大端直径D:根据主流道的锥度及浇口套确定后，再根据公式: 4VD, ,K =4mm; 浇口套内主流道始端球面深度: H=()SR 1/32/5 =mm。平均并四舍五入得H取5mm; 4.55.4 圆角: Dr= 8 =1mm; 。 ,,:24 符号说明如下: V —— 流经主浇道的熔体容积(包括各个型腔、各级分浇道、主浇道以及冷料穴的容 3积(cm)); K —— 因熔体材料而异的常数，本制件为 PP材料，其K=4; 5.2 浇口套设计 5.2.1浇口套高度 计算公式如下: HA定模座板厚度定模板厚度，，，，，4 =25+50=75mm，由此再查书《塑料模课程设计应用标准指导书》P44表3-22可得本塑 件选用的浇口套型号为16×50 GB/T 4169.19-2006。 5.2.2 浇口套的固定形式 本次设计中,浇口套的端部加一个与注塑机喷嘴孔相配 的定位圈,然后再用螺钉将定位圈固定在定模座板上，这样，浇口套便可以被定位圈说 8 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 限位住，不会错位了。 5.3 分流道设计 5.3.1 分流道的形状 分流道的截面形状常用的有圆形，梯形，和矩形, 其中圆形截面的分流道效率最高,也就是分流道流过相同的塑料流量,其分流道的内表面积最小。这样可以减少注塑过程中散热面积,即熔料的温度降低最小，同时使得摩擦力变小，减少压力损失。其缺点就是制造起来比较麻烦,因为它必须将分流道分设在模板的两侧,在对合时容易产生错口现象。当分型面为平面时候,常采用圆形截面流道,本次设计中,分型面基本为平面。另外，每一节流道要比下一节流道大10,20,(D,d+d×10,20,)，根据设计原理及要求可得本制件采用“圆形分流道”较好。综上所述,采用圆形截面的分流道。圆形截面分流道的直径值d=5mm。 5.3.2 分流道的布局 此模具为一模四腔,分流道的布局对塑件的成型影响较大。由于前面已经将型腔的布局确定,设计分流道的布局既要跟型腔的布局协调,同时还应该考虑以下布局要点: 分流道和型腔的分布原则:排列紧凑,间距合理,最好采用轴对称或者中心对称,使其平衡,并尽量缩小成型区域总面积。 最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心重合;在可能的情况下,分流道的长度尽可能的缩短,以减少压力损失,避免模体压力过大而产生不利影响。 在多型腔模具中,各型腔的分流道长度应该尽量相等,以达到注塑时压力传递的平衡。 综合考虑以上因素，分流道的布局如图8所示: 9 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 图8 分流道布局形式 5.3.3 分流道的长度与直径 根据分流道的布局,大概的可以测量出分流道的长度为。 25mm 5.4 浇口设计 5.4.1 侧浇口的尺寸 选择原则: 侧浇口多为扁平状,可以缩短浇口的冷却时间,从而缩短成型周期; 易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观; 可根据塑胶件的形状特点灵活地设置浇口的位置; 浇口位于分型面上,易于加工; 适用一模多腔的模具,提高注塑效率。 因为塑件深度不大，其型腔深度也不深，而且又考虑到PP(聚丙烯)透明性较好，适合采用侧浇口;此制件外观要求不高对塑件排气影响不大。所以采用侧浇口。浇口各尺寸如下:浇口宽为(近似取1.5mm)，浇口深为0.5 mm(取制件壁厚的1.5~1.8mm )，浇口长为1mm。 1/32/3 5.4.2 浇口位置选择 根据塑件外形分析之后可知，浇口位置选择在下表面稍稍偏上位置。 6.1 推出方式 因这个制件壁厚较薄，为1mm，为防止塑件在用推杆推出时被不同程度的损伤，影响制件质量，而且塑件壁较薄，内腔较规则。另外，推件板推出塑件后与动模板分开一段距离，清理较为方便，有利于排气。故采用推件板的推出方式。 7、排气系统设计 通常有三种方式排气。 利用配合间隙排气:对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.03~0.05mm，视成型塑料的流动性性能的好差而定。 在分型面上开设排气槽:分型面少年宫开设排气槽是注射模排气的主要形式。 10 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 利用排气塞排气:如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔处镶入排气塞;排气塞也可以用烧结金属块制成。 这里利用间隙排气，在注射模具时，让型芯和模板之间留0.03~0.05mm的配合间隙。 综上所述可得，在此设计中选择第一种，即利用配合间隙排气。 11