注塑模論文茶杯側(cè)分型注塑模具設(shè)計

1、麗水職業(yè)技術(shù)學院機電信息分院畢 業(yè) 設(shè) 計茶杯側(cè)分型注塑模具設(shè)計 學生學號： 學生姓名： 導師姓名：班級 專業(yè)名稱 模具設(shè)計與制造 提交日期 答辯日期 答辯委員會主席評 閱 人 2010 年 月摘 要 本設(shè)計的詳細設(shè)計過程，包括分析、說明、與計算過程。主要闡述了此模具設(shè)計的全過程。包括塑件的工藝性能分析、注射成型模具設(shè)計、模具成型零件的設(shè)計與計算。本設(shè)計詳細介紹了模具設(shè)計的各個步驟，并繪制了塑件零件圖和模具裝配圖。通過此次的設(shè)計使我對CAD運用的更加嫻熟。本次設(shè)計是對畢業(yè)生在大學三年中所學知識的一次全面的素質(zhì)與能力的綜合檢驗。關(guān)鍵字：茶杯塑料注塑模 AutoCAD2004 塑料件工藝分析目錄一

2、、引言1二、塑件工藝分析22.1塑件分析22.2塑件材料分析3三、成型零件的設(shè)計33.1分型面與型腔數(shù)目的確定43.2型腔設(shè)計43.3型芯設(shè)計5四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計64.1模架與注塑機的選擇64.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計64.3側(cè)分型機構(gòu)設(shè)計7抽芯距的確定74.3.2斜導柱的設(shè)計84.3.3滑塊與導滑槽的設(shè)計94.4推出機構(gòu)的設(shè)計94.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計104.6注塑機的校核114.7總裝圖及工作過程11五、小結(jié)13致謝13參考文獻14一、引言模具技術(shù)是工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它的發(fā)展對振興我國民族工業(yè)有著重大而深遠的意義。近幾年來我國模具工業(yè)的發(fā)展速度很快。 在各類模具中，注塑模具占有相當大的比例，得到了

3、各行各業(yè)的廣泛應用。尤其在日常消費品中的應用，塑料制品已成為我們的必須品。這些塑料制品需要用到大量的模具，目前，注塑模具的主要發(fā)展方向是高精密化和高效益化，因此，對注塑模具設(shè)計和注塑模具制造以及注塑成型都提出了更高的要求。近年來，由于市場的激烈競爭，各企業(yè)都在不斷創(chuàng)新產(chǎn)品，不斷變化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對模具設(shè)計人員技術(shù)水平的要求也越來越高。隨著人民生活水平的不斷提高，由模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在我們的日常生活中的使用越來越廣泛。模具制造業(yè)的發(fā)展前景看好。同時，世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移將給我國的模具制造業(yè)來機遇和挑戰(zhàn)，我們應該抓住這個機遇，學習先進技術(shù)，不斷優(yōu)化技術(shù)，使我國的模具制造技術(shù)不斷提升。本設(shè)計就是取自我們經(jīng)常用的

4、杯子，杯子在生活中用的很多。該模具的要求較高，以適合大批量生產(chǎn)。由于模具采用的側(cè)分型結(jié)構(gòu)，型腔采用對開瓣合式，所以模具的制造精度，裝配精度就要有較高的等級。這給模具的設(shè)計和制造增加了難度。二、塑件工藝分析圖1-1茶杯零件圖2.1塑件分析（1）塑件表面質(zhì)量分析該塑件要求外形美觀，色澤均勻。內(nèi)外表面光滑沒有斑點，無明顯熔接痕，粗糙度可取Ra0.4um。內(nèi)表面的粗糙度可以相對大點。（2）塑件尺寸精度分析本次設(shè)計的塑件為生活用品杯子，對于尺寸精度要求一般等級，無特殊要求。可按GB/T14486取MT3。（3）塑件結(jié)構(gòu)分析 從圖紙上分析該塑件為帶手柄的圓柱形，符合最小壁厚要求。 塑件型腔較大（67mm）

5、，且塑件外壁有手柄，塑件不易取出，需用側(cè)向分型結(jié)構(gòu)。2.2塑件材料分析塑料是以高分子合成樹脂為基本原料，加入一定量的添加劑組成，在一定的溫度、壓力下可塑制成具有一定結(jié)構(gòu)形狀，能在常溫下保持其形狀不變的材料。本塑件采用聚碳酸酯為材料，相關(guān)的特性及工藝性能如下：塑料品種聚碳酸酯（PC）結(jié)論結(jié)構(gòu)特點線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型透明材料使用溫度小于130，耐寒性好，脆化溫度-1001、 熔融溫度高且熔體粘度大，塑件宜采用螺桿式注射機成型，宜用敞開式噴嘴，并加熱，嚴格控制模具溫度，模具應用耐磨鋼，并淬火。2、 水敏性強，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降。3、 易產(chǎn)生應力集中要嚴格控制成型條件；

6、塑件壁不宜厚，避免尖角、缺口和金屬嵌件造成應力集中，脫模斜度宜取20。性能特點透光率高，介電性能好，吸水性小，水解性強（含水量不得超過0.2%），且吸水后會降解。力學性能很好，耐熱、耐寒，抗沖擊、抗蠕變性能突出。是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料?；瘜W穩(wěn)定性有一定的化學穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等。成型特點熔融溫度高，熔體粘度大；流動性差（溢邊值為0.06），所以成型要求較高的溫度和壓力；流動性對溫度變化敏感，冷卻速度塊；成型收縮率小恒為0.5%0.8%。三、成型零件的設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫

7、模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。3.1分型面與型腔數(shù)目的確定塑件采用一模兩件成型，型腔的數(shù)目為兩個。型腔布局在模具中心的兩側(cè)，利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計。分型面采用圖2-1的方案。圖2-1分型面采用這種方案，模具的結(jié)構(gòu)為雙分型面?zhèn)认蚍中偷慕Y(jié)構(gòu)，這樣利于塑件手柄部分的脫模。且模具結(jié)構(gòu)較為簡單，利于制造和維護保養(yǎng)。3.2型腔設(shè)計型腔是模具的重要成型零件，材料為Cr2MOV，它決定了塑件的外形，表面的質(zhì)量。由于該塑件帶有手柄，為了方便塑件脫模和模具的加工，型腔將用于側(cè)向分型，型腔的

8、結(jié)構(gòu)為組合式。型腔的尺寸為300mm×80mm×110mm，中心距為100mm。圖2-1 型 腔 圖3.3型芯設(shè)計型芯是成型塑件的內(nèi)表面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)。材料采用Cr2MOV，結(jié)構(gòu)采用組合式型芯結(jié)構(gòu)，型芯鑲嵌于型芯固定板中。用通孔臺肩式，型芯用臺肩和模板連接。圖2-2 型芯圖四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1模架與注塑機的選擇(1) 注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點，標準化的工作已經(jīng)基本完成，為制造注射模具提供了便利條件。本塑件采用側(cè)向分型和直接澆口的形式，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇A4型模架。(2) 模具閉合高度及外形大小的確定定模座板=35mm，導柱固定板=30mm，型腔板=110mm，型芯固定

9、板=60mm，支撐板=30mm，墊塊=180mm，動模座板=35mm。該模具外形尺寸大小為650mm×650mm。 （3）根據(jù)所選的模架及模具的結(jié)構(gòu)，初選注塑機為XS-ZY-1000注射機。4.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機噴嘴到型腔之間的進料通道。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖3-3所示。XS-ZY-1000機噴嘴球面半徑R0=18mm，噴嘴孔直徑d0=3mm根據(jù)模具主流道和注射機噴嘴的關(guān)系：R=R0+(12)mm 所以取 R=20mmd=d0+0.5mm所以取 d=3.5mm圖3-3 澆注系統(tǒng)4.3側(cè)分型機構(gòu)設(shè)計斜導柱側(cè)分型機構(gòu)是利用斜導柱

10、等零件把開模力傳遞給側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運動完成抽芯或分型動作。側(cè)分型機構(gòu)如圖3-4所示：圖3-4 側(cè)分型示意圖抽芯距的確定 將側(cè)型芯或側(cè)型腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離成為抽芯距，為了安全起見，側(cè)向抽芯距通常比塑件的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺的高度大23mm。如圖是側(cè)向分型時的示意圖其抽芯距是S=S1+23=45mm。圖3-4-1 抽芯距示意圖4.3.2斜導柱的設(shè)計斜導柱工作端的端布分可以設(shè)計成錐臺形或半球形。由于半球形制造困難，所以選用錐臺形（如圖所示），設(shè)計時應注意斜角應大于斜導柱傾斜角；一般=+（2°3°），以免端部錐臺也蒼與側(cè)抽芯

11、，導致滑塊停留位置不符合原設(shè)計要求。圖3-4-2 斜導柱斜導柱傾斜角的確定圖斜導柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導柱的傾斜角，它是決定斜導柱抽芯機構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。的大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距和受力情況等起著決定性的影響。一般設(shè)計時<25°，12°22°根據(jù)本設(shè)計實際情況，斜導柱的傾斜角取20°。斜導柱尺寸的確定斜導柱的直徑受彎曲力的影響，由于計算比較復雜，通常為了方便用查表的方式確定斜導柱的直徑。根據(jù)抽芯力及傾斜角查表取斜導柱的直徑D=20mm。斜導柱的總長度與抽芯距、斜導柱的直徑與傾斜角以及斜導柱的固定板厚度等有關(guān)。如圖3-4-2S為抽

12、芯距，L為斜導柱的工作長度，La為安裝固定部分，H為固定板厚度。 則 L=S/cos=45/sos70=131.57mmLa=H/sin =30/sin70 =31.93mmL1為斜導柱倒角部分取L1=6.5mm則斜導柱總長度為：Lz=L+La+L1 =170mm圖3-4-2 斜導柱計算示意圖4.3.3滑塊與導滑槽的設(shè)計滑塊是斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)中的一個重要部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或型腔，注射成形時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要靠它的運動精度。本例采用組合式的結(jié)構(gòu)，即，側(cè)向型腔和滑塊分開加工，然后裝配在一起。側(cè)型腔與滑塊的連接形式采用燕尾槽的，滑塊嵌入側(cè)型腔，用圓柱銷定位。成形塊在側(cè)向分型

13、抽芯和復位過程中，要求必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復移動，這一過程在導滑槽內(nèi)完成。滑塊與導滑槽的配合形式采用T形槽。由于型芯滑塊比較大，所以導滑槽采用兩個壓板條把型芯滑塊壓住，并起到導滑的作用?；瑝K與導滑槽之間的配合部分按H8/f7間隙配合，非配合部分0.5mm1mm的間隙。滑塊材料選用CrWMn鋼，熱處理要求硬度HRC50。導滑槽材料為45鋼，熱處理要求硬度HRC40。配合部分的表面粗糙度Ra0.8。由于側(cè)型腔的尺寸較大，所以選擇滑塊的寬度為125mm，一般滑塊的長度為寬度的1.5倍以上，所以選擇滑塊的長度為200mm。圖3-4-3滑塊與導滑槽從圖中可以看出，導滑槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計成局部蓋板式，導滑部

14、分便于磨削加工，精度容易保證，而且裝配方便。4.4推出機構(gòu)的設(shè)計將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)一般由推出、復位和導向零件組成。本設(shè)計的塑件為薄壁容器、殼形塑件以及表面要求較高，結(jié)合塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點，采用推件板推出機構(gòu)。采用該機構(gòu)脫模時推出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力大。使模具的工作更加可靠。具體的形式采用推件板鑲?cè)雱幽０鍍?nèi)。推桿端部用螺紋與推件板連接，以防止推件板載推出過程中脫落，并且推桿與動模板作導向配合。推出機構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型做準備，還必須使推出機構(gòu)復位，以便恢復完整的型腔。如圖所示裝置為彈簧復位，即利用壓縮彈簧的回復力使推出機構(gòu)復

15、位，其復位先與合模動作完成。圖3-5 推出機構(gòu)4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般塑料熔體的溫度為200 300，而塑件固化后從模具中取出的溫度為80 120 以下，為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道。導柱固定板的水道直徑為10mm，其他地方為15mm。模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則： 冷卻水通道的設(shè)置動定模和型腔的四周應均勻地布置冷卻水道，冷卻水道應盡量的多、截面尺寸應盡量的大。型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、尺寸有關(guān)。不可只布置在模具的動模和定模邊，否則開模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進一步冷卻時會發(fā)生翹曲變形。 冷卻水孔的布

16、置 理想情況下，管壁間距離不得超過水孔直徑的5 倍，水道孔邊距型腔表面不得太近也不能太遠，一般為1015mm。 水道出入口的布置 在澆口出加強冷卻，出入口的溫差應盡量小，如果出入水溫度相差過大，會使模具溫度分布不均勻。 冷卻水道應暢通無阻水道不應有存水和產(chǎn)生回流的部位，應暢通無阻，要避免過大的壓降。圖3-6冷卻水道4.6注塑機的校核（1）計算成型塑件的體積：塑件和流道的總體積為V=265000mm3(pro/E軟件計算)，符合符合注塑機的額定的注射量。（2）計算成型塑件的重量：查手冊得密度為：1.021.05 g/cm3 所以重量為 M=272.95g（3）鎖模力的校核：P鎖=P腔×

17、S ，S為塑件在分型面上的投影面積,S=1600mm2(pro/E軟件計算)P腔=P成×K ，P成是成型壓力（P成=120Mpa），K損耗系數(shù)，取1/3即 P鎖=120×1/3×1600=64Mpa，符合注塑機的鎖模力要求。（4）模具安裝部分的校核該模具外形尺寸為650mm×650mm，閉合高度為480mm。XS-ZY-1000型注塑機最大安裝尺寸為900mm×1000mm，允許模具的最小厚度為Hmin=300mm，最大厚度Hmax=700mm，所以模具符合HminHHmax的安裝條件。（5）模具開模行程校核該模具的開模行程為:S=200mm,

18、 符合XS-ZY-1000的最大開模行程S=700mm。經(jīng)驗證XS-ZY-1000型注射機能滿足使用要求，故可以采用。4.7總裝圖及工作過程根據(jù)前面所完成的設(shè)計，結(jié)合所選擇的模架繪制模具總裝圖如圖3-8所示。1支撐板、2墊板、3導套、4支撐釘、5推件板、6推桿、7推板固定板、8推板、9彈簧、10導柱、11導套、12螺釘、13動模座板、14定模座板、5螺釘、16型腔固定板、17型芯、18襯套、19定位環(huán)、20型腔、21導、柱固定板、22導套、23螺釘、24契緊塊、25斜導柱、26滑塊、27螺栓圖3-8 總 裝 圖斜導柱側(cè)分型機構(gòu)注射模的工作過程如圖所示。開模時動模部分向后移動，開模力通過斜導柱2

19、5驅(qū)動側(cè)型腔20，迫使滑塊26在動模板的導滑槽內(nèi)向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成側(cè)分型動作。這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直到注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構(gòu)開始工作，推桿推動推件板將塑件從型芯上推出。合模時，復位彈簧9使推出機構(gòu)復位，斜導柱使滑塊向內(nèi)移動復位，最后由楔緊塊鎖緊。五、小結(jié)經(jīng)過三個月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計總算是完成了。這是就業(yè)前的一次理論與實踐的訓練也是自己在大學三年中所學知識的一次總的檢驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計，不但使自己在專業(yè)知識方面得到了鞏固和加強，而且還豐富了自己在模具設(shè)計方面的經(jīng)驗，使自己在模具設(shè)計方面有了一個質(zhì)的飛躍。從而能夠運用自己所學的知識和技能去解決實際問題。為日后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。本設(shè)計是在閱讀大量技術(shù)術(shù)文獻的基礎(chǔ)上，詳細介紹了模具設(shè)計的各個步驟，并繪制了塑件零件圖和模具裝配圖。從塑件的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、都作了比較詳細的說明，這也是大學三年中所學的理論知識的綜合運用過程。致謝走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學生活已近尾聲，三年的努力與付出，隨著本次論文的完成，將要劃下完美的句號。從課題選擇到具體的寫作過程，老師給了我很多的指點給予我很大的幫