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1、 成 績(jī) 華北科技學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院 《模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目 塑料油壺蓋注射模具設(shè)計(jì)—側(cè)澆口模具 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)老師 教師評(píng)語

2、 設(shè)計(jì)時(shí)間：2015年12月14日至2015年12 月25日 目錄 《模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 第一章 總論 3 第一節(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 第二節(jié) 基本資料 3 第二章 塑料成型的工藝方案論證 4 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析 4 1. LDPE材料工藝分析 4 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 6 第二

3、節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定 7 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 第一節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 2、型腔布局 9 3、確定模具總體結(jié)構(gòu)類型 9 4、澆注系統(tǒng) 10 第二節(jié) 成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2、工作尺寸計(jì)算 12 第三節(jié) 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 13 第四節(jié) 推出機(jī)構(gòu) 15 第四章 裝配圖零件圖 15 1、裝配圖 15 2、零件圖 15 設(shè)計(jì)心得………………………………………………………………………………………………………………15 參考資料………………………………………………………………………………………………………………17 第一章 總論 第一節(jié) 設(shè)

4、計(jì)內(nèi)容 1、塑件分析，確定塑件設(shè)計(jì)要求，明確塑件的生產(chǎn)批量，計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量； 2、確定成型方法、成型工藝條件，包括成型時(shí)間、成型溫度、成型壓力； 3、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括分型面設(shè)計(jì)，模具型腔數(shù)確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)計(jì)，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，拉桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)； 4、模具總體尺寸的計(jì)算； 5、模具裝配圖和成型零件圖的繪制。 第二節(jié) 基本資料 1、成型方法與設(shè)備：在SZ120/630型塑料注射機(jī)上注射成型； 2、塑件材料：低密度聚乙烯； 3、成型收縮率在1.5%～3%； 4、生產(chǎn)批量：30萬件/年；

5、5、塑件圖：二維圖 三維圖 6、 塑件外形尺寸φ4430 第二章 塑料成型的工藝方案論證 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析 1. LDPE材料工藝分析 低密度聚乙烯（LDPE）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。LDPE是樹脂中的聚乙烯家族中最老的成員，二十世紀(jì)四十年代早期就作為電線包皮第一次商業(yè)生產(chǎn)。LDPE綜合了一些良好的性能：透明、化學(xué)惰性、密封能力好，易于成型加工。這決定了LDPE是當(dāng)今高分子工業(yè)中最廣泛使用的材料之一。 （1）化學(xué)性能 乙烯是聚乙烯制品的基本結(jié)構(gòu)單元。它是從煉油廠氣、液化的石油氣或液態(tài)烴中獲得的無色氣體。因?yàn)樗窃S多其它工業(yè)化學(xué)品和聚

6、合物的成分，所以不斷地存在乙烯供應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)。這種獲得乙烯的競(jìng)爭(zhēng)具有戲劇性地影響著聚乙烯的價(jià)格和有效價(jià)值。例如：1990年，國內(nèi)乙烯生產(chǎn)能力約為465億磅，其中 51％用于象聚乙烯這樣的聚合物的生產(chǎn)。 常規(guī)的LDPE可用兩種方法生產(chǎn)：管式法或釜式法。兩種制法都是將高純度乙烯通入高壓（103到276MPa）高溫（300到500F）含有引發(fā)劑的反應(yīng)器中。引發(fā)劑或是氧氣或是一種有機(jī)過氧化物。反應(yīng)終止的實(shí)現(xiàn)是通過加入鏈終止劑或靠?jī)蓚€(gè)分子鏈的連結(jié)。 與其它聚乙烯（HDPE和LLDPE）制法獲得的線性結(jié)構(gòu)不同，通過高壓手段制得的聚合物是分支結(jié)構(gòu)。這種分支結(jié)構(gòu)賦與常規(guī)LDPE優(yōu)異的透明性、曲撓性及易于擠出的

7、性能。為滿足不同應(yīng)用而特制的LDPE樹脂是通過分子量、結(jié)晶度及分子量分布MWD的平衡與控制而得到的。 分子量是表示構(gòu)成聚合物的所有分子鏈的平均長(zhǎng)度。為了方便，熔融指數(shù)（MI）被選作塑料工業(yè)分子量大小的量度。熔融指數(shù)用克/10分鐘給出，它與分子量的大小成反比。對(duì)于LDPE，熔融指數(shù)反映了樹脂的流動(dòng)性能和涉及成品大形變的性質(zhì)。降低MI（增大分子量）在增加大部分強(qiáng)度性能的同時(shí)，降低了LDPE的流動(dòng)性和制造過程中樹脂流向薄壁的能力。LDPE中的結(jié)晶度是樹脂中存在的分支短鏈數(shù)量的函數(shù)。對(duì)于LDPE，結(jié)晶度正常浮動(dòng)范圍為 30—40％。 增加 LDPE的結(jié)晶度將增大 LLDPE的剛度、抗化學(xué)腐蝕性、透

8、氣性能、拉伸強(qiáng)度、耐熱性；同時(shí)，降低了LDPE的沖擊強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和抗應(yīng)力開裂性。分子量分布（MWD）或聚合度分布性定義為重均分子量與數(shù)均分子量的比值。塑料工業(yè)中，MWD值3—5的樹脂被認(rèn)為是具有窄的分子量分布，MWD值6—12為中等分子量分布，MWD值在13以上視為寬分子量分布。MWD主要反映與流動(dòng)相關(guān)的性能。具有相等平均分于量的樹脂，寬分子量分布的在加工過程顯示了比窄分子量分布的樹脂具有更好的流動(dòng)性。WD對(duì)最終使用性能有些影響。但是，MWD的影響一般都被分子量的變化影響掩蓋。 （2）加工性能 LDPE級(jí)別可以滿足大部分熱塑性成型加工技術(shù)的要求。包括：薄膜吹制、薄膜鑄制、擠壓貼膠、電線電

9、纜貼膠、注射成型、吹塑成型。 LDPE可單獨(dú)使用或與聚乙烯家族其它成員共混使用。廣泛應(yīng)用于包裝。建筑、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)。擠出薄膜。LDPE最大的銷路是制作薄膜（＜12毫?xí)r）。吹塑或鑄壓工藝生產(chǎn)出的單一和復(fù)合LDPE薄膜占LDPE國內(nèi)消費(fèi)總量的 55％以上。LLDPE制做的薄膜表現(xiàn)了良好的光學(xué)性能、強(qiáng)度、曲撓性、密封性以及緩慢的氣味擴(kuò)散性和化學(xué)穩(wěn)定性。LDPE用來包裝面包、農(nóng)產(chǎn)品、快餐食品、紡織品、經(jīng)久性消費(fèi)品及一些工業(yè)制品。LDPE也可用作非包裝薄膜，比如：一次性尿布、農(nóng)用薄膜和縮水膜。 擠壓貼膠。它是LDPE的另一個(gè)主要市場(chǎng)。由于LDPE分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它是聚乙烯樹脂家族中唯一能夠滿

10、足擠壓貼膠加工工藝要求的樹脂。貼膠提供了有助于成品包裝密封的防護(hù)層，必不可少的優(yōu)良的拉伸性能、持久的覆蓋性和低的氣味擴(kuò)散性。典型的熔融指數(shù)范圍為3—15克／1O分鐘。LDPE貼膠可覆蓋在很多基質(zhì)上面，如：紙、板，布料和其它高分子材料。LDPE貼膠是保證基質(zhì)熱密封性和防濕性的一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的手段。使用LDPE貼膠的市場(chǎng)有盛牛奶的盒子，無菌防腐包裝，食品包裝。膠帶和紙制品。 LDPE復(fù)合擠壓廣泛作為高阻隔復(fù)合層壓板的一種組分。重要的要求就是防濕和密封。滿足不同的要求，樹脂的性能隨之不同。它可用于無菌包裝、藥品與日用品的包裝。 模塑。在聚乙烯樹脂家族的競(jìng)爭(zhēng)中，吹塑成型與注射成型使用常規(guī)LDPE已

11、經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定。LDPE樹脂由于它的抗曲撓性和加工特性而被用于模塑成型。樹脂熔融指數(shù)范圍為0.5—2.0克／10分鐘，密度變化范圍 0.918—0.922克／立方厘米。LDPE模塑應(yīng)用于制做要求擠壓性能的醫(yī)用和日用消費(fèi)瓶以及封密件。1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 產(chǎn)品如下圖： 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)為，外側(cè)有12個(gè)防滑筋，內(nèi)側(cè)有內(nèi)螺紋M323.5。 該零件尺寸均為一般重要性尺寸，這些尺寸精度為MT7級(jí)（GB/T

12、1486—1993）便可，螺紋主，大徑，小徑要控制好，保證以后好裝配。 （1）、計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量 塑件的體積V=19.7cm3，LDPE的密度為0.91g/cm3 ，則質(zhì)量M==0.9119.7=17.97g。 （2）初步確定模具型腔數(shù)量 塑件的生產(chǎn)批量為300,000件，屬于大批量生產(chǎn)，且塑件精度要求不高，因此，應(yīng)采用一模多腔，為使模具尺寸緊湊，確定型腔數(shù)目為一模兩腔。 第二節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定 LDPE的注射成形工藝參數(shù)如下： 1、溫度（℃） 噴嘴溫度 220～240 料筒溫度 后段160～170，

13、中段180～190， 前段200～220 模具溫度 20～40 2、壓力（M Pa） 注射壓力 60～100 保壓壓力 40～50 背壓壓力 3-7 ，螺桿轉(zhuǎn)速75-120 3、時(shí)間（S） 注射時(shí)間 15～16 保壓時(shí)間 15～30 冷卻時(shí)間 15～30 成形周期 40～60 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、確定分型面 確定分面選擇原則如下： （1）分型面的選擇應(yīng)便于脫模,此為必要條件。 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的精

14、度要求 （3）有利于塑料充模成型,有利于排氣。 （4）分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。 （5）不影響制品外觀,尤其對(duì)外觀有明確要求的制品,更應(yīng)該注意分型面。 （6）分型面的選擇應(yīng)便于模具加工制造。 （7）有利于保證開模后產(chǎn)品留在動(dòng)模側(cè)。 由于圖a，b的分型面會(huì)導(dǎo)致塑件表面產(chǎn)生毛邊，使塑件表面質(zhì)量下降，故本模具的分型面為產(chǎn)品底面，如圖c所示。 圖a 圖b 圖c 2、型腔布局 由于采用一模兩腔模具結(jié)構(gòu)，型腔間隔15mm布置。 兩腔中心距 = 44 + 15 = 59mm 3、確定模具總體結(jié)構(gòu)類型 由于塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，且表面沒有特殊要求，考慮到模

15、具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，優(yōu)先采用兩板模結(jié)構(gòu)，即總體結(jié)構(gòu)類型為單分型面注射模。 4、澆注系統(tǒng) 型腔布局為一模兩腔，塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此，采用側(cè)澆口。澆注系統(tǒng)組成為主流道、分流道、澆口。 （1）主流道 圓錐形，錐角a=3，表面粗糙度Ra0.63um。主流道進(jìn)口端直徑D1=4.5mm（由注塑機(jī)噴嘴尺寸決定），長(zhǎng)度L由裝配決定。設(shè)計(jì)成澆口套形式，節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，便于拆卸和更換。 （2）分流道 選用常用的梯形截面分流道，長(zhǎng)度取13mm，截面上底邊長(zhǎng) ==2mm 查表取b=6mm，H=2b/3=4mm，下底邊長(zhǎng)a=3b/4=34/4=4.5mm

16、(3)澆口 采用側(cè)澆口，已知材料為L(zhǎng)DPE，查表得n=0.6，塑件壁厚3mm，簡(jiǎn)單塑件，則澆口厚度h=n t =1.8mm，寬b=3 h=5.4mm，長(zhǎng)度L=(2～3)mm，取L=2mm 第二節(jié) 成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔和型芯結(jié)構(gòu)的基本形式：整體式與組合式。 考慮到塑件大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼，為節(jié)省貴重鋼材，型腔圖和型芯都宜于采用組合式結(jié)構(gòu)，此外，組合式結(jié)構(gòu)還可減少熱處理變形、利于排氣、便于模具的維修。 型芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選擇通孔臺(tái)肩式，其為最常用的方法。型腔尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適于采用整體嵌入式，為裝拆方便，選通孔臺(tái)肩式。 2、工作尺

17、寸計(jì)算 對(duì)于標(biāo)注公差的型芯、型腔尺寸按相應(yīng)公式進(jìn)行尺寸計(jì)算 查表可知LDPE的收縮率S min=1.5%，S max =2% 則其平均收縮率 S cp=(S min + S max)/2 =(1.5%+2%)/2 =1.75% 型腔徑向尺寸 基本尺寸44 尺寸偏差0.66，換算為44.66-1.32 LM=(LS +LSScp?3Δ/4) +δ z =(44.66+44.661.75%?3/41.32)+(1.32/4) =44.45+0.33 基本尺寸38 尺寸偏差0.57，

18、換算為38.57-1.14 LM=(LS +LSScp?3Δ/4) +δ z =(38.57+38.571.75%?3/41.14)+(1.14/4) =38.39+0.29 型腔深度尺寸 基本尺寸30 尺寸偏差0.57，換算為30.57-1.14 HM=(HS +HSScp?2Δ/3)+δ z =(30.57+30.571.75%?2/31.14)+(1.14/4) =30.34+0.29 經(jīng)計(jì)算Ds中=29 Ds小=26，查得螺紋中徑公差Δ中=0.31，δ 大=0.04，δ 中=0.03，δ 小=0.04 螺紋型芯 中

19、徑 dm中=[（1+Scp）Ds中＋Δ中]－δ中 =[（1+1.75%）29＋0.31]－0.03 =29.82－0.03 大徑 dm大=[（1+Scp）Ds大＋Δ中]－δ大 =[（1+1.75%）32＋0.31]－0.04 =32.87－0.04 小徑 dm小=[（1+Scp）Ds?。ぶ衇－δ小 =[（1+1.75%）26＋0.31]－0.04 =26.77－0.04 型芯高度尺寸 基本尺寸27 尺寸偏差0.50，換算為27.5+1.0 h m=(hs+hsSc

20、p+2Δ/3)- δ z =(27.5+27.51.75%+2/31.0)-0.25 =28.65-0.25 基本尺寸3 尺寸偏差0.24，換算為2.76+0.48 H m=(h s +hsScp+2Δ/3)-δ z =(2.76+2.761.75%+2/30.48)-(0.48/4) =3.13-0.12 型芯徑向尺寸 基本尺寸 23 尺寸偏差0.44，換算為22.56+0.88 lm=(ls+lsScp+3Δ/4)- δ z =(22.56+22.561.75%+3/40.88)-(0.88/4) =23.61 -0.22 型芯圓角R1

21、 LM=(LS＋LS S cp)－δ z =(1+11.75%)－0.01 =1.02－0.01 型腔圓角R3 LM=(LS＋LS S cp)+δ z =(3+30.55%)+0.01 =3.02+0.01 第三節(jié) 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 此設(shè)計(jì)中模架標(biāo)準(zhǔn)采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。 （1）確定模架組合形式 采用推板推出機(jī)構(gòu)，定模和動(dòng)模均由兩塊模板組成，則應(yīng)選擇A4型。 （2）計(jì)算型腔模板周界 長(zhǎng)度L=40＋14＋44＋15＋44＋14＋40=211 寬度N=40＋14＋44＋1

22、4＋40=152 （3）選取標(biāo)準(zhǔn)的型腔模板周界尺寸 首先確定模架寬度，N=152最接近于標(biāo)準(zhǔn)尺寸180，則選180L；然后從L系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選擇接近于L=211的230。最終確定的模架規(guī)格為180230。 （4）確定模板厚度 A板 定模板：用來嵌入型腔鑲塊，因型腔鑲塊采用通孔臺(tái)肩式，則A板厚度大于等于型腔鑲塊厚度 型腔鑲塊厚度=型腔深度+底板厚度=30＋18=48，選取標(biāo)準(zhǔn)中A板厚度HA=50mm。 B板 動(dòng)模板，用來固定型芯，采用通孔臺(tái)肩式， B板厚度=（0.5～1）型芯高度，型芯高度27mm，則B板厚度HB標(biāo)準(zhǔn)化取HB=25mm C板 墊塊，形成推出機(jī)構(gòu)的

23、移動(dòng)空間， 厚度=推板厚度H6＋推桿固定板厚度H5＋塑件推出距離，保證把塑件完全推離型芯。 此模架推板厚度=20mm，推桿固定板厚度=15 mm，塑件推出距離=型芯高度+（5～10）=24+5=29mm，則C板厚度=20＋15＋29=64，選標(biāo)準(zhǔn)HC=70mm。 （5）選定模架 第四節(jié) 推出機(jī)構(gòu) 采用推件板推出機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是作用面積大，推出力大，脫模力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，塑件上無推出痕跡。 注意事項(xiàng)： 1、導(dǎo)柱長(zhǎng)度要足夠，以保證推出塑件時(shí)推板留在模具上。 2、推板與型芯的間隙為0.5mm，不會(huì)擦傷型芯。 第四章 裝配圖零件圖 1、裝配圖 盡可能按1:1比例繪制，視圖表達(dá)

24、清晰合理（剖視＋動(dòng)模方向視圖）， 整體性為主（過模具中心的階梯剖），輔以局部性（局部剖或虛線），明細(xì)表、技術(shù)要求或使用說明書寫完整，標(biāo)注模具外形尺寸（合模狀態(tài)）、重要的裝配尺寸。 2、零件圖 繪制成型零件和需要加工的結(jié)構(gòu)零件的零件圖，符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)心得 本學(xué)期的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，課程設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)。它是對(duì)這一學(xué)期中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)概括，更是一次檢驗(yàn)，讓我們每個(gè)人都能清楚自己學(xué)習(xí)的效果。確定了自己的課程設(shè)計(jì)題目后，開始可以說腦中是一片空白，很茫然，不知所措無從下手。于是就互聯(lián)網(wǎng)上查找相關(guān)的資料，掌握了第一手資料。接著我又到圖書館查找相關(guān)的專業(yè)書籍，尋找塑

25、料注塑模具的設(shè)計(jì)思路和一些塑料注塑模具設(shè)計(jì)與制造的實(shí)例進(jìn)行參考。這些實(shí)例和思路就為我的課程設(shè)計(jì)創(chuàng)造了“骨架”，接下去就要為這個(gè)“骨架”添加“血肉”，最后使它生動(dòng)完整。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了一些難題。通過翻閱相關(guān)的書籍，在網(wǎng)絡(luò)上尋找答案和經(jīng)過指導(dǎo)老師的悉心指教和幫助后最終才得以解決。本次課程設(shè)計(jì)，也讓我學(xué)會(huì)了齊心協(xié)力、共同協(xié)作、努力創(chuàng)新，自始至終都抱著一顆堅(jiān)定的信念。此次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多知識(shí)，歷經(jīng)兩周的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次設(shè)計(jì)過程中，任老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。從課題到手以及資料的查詢到最后論文的撰寫過程中給予了我很多指導(dǎo)，并且隨時(shí)與我保持聯(lián)

26、系，隨時(shí)了解我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，在我碰到問題的時(shí)候都及時(shí)的給我改正和補(bǔ)充,讓我學(xué)到了知識(shí)，掌握了研究方法。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)我的嚴(yán)格要求將使我終身受益。最后，由衷的感謝老師能在百忙之中查閱我的設(shè)計(jì)。 參考資料 ① 楊占堯，塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008。 ② 楊占堯，塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. ③ 付宏生，模具識(shí)圖與制圖，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006. ④ 楊占堯，塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，2008. ⑤ 廖月瑩，塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編，大連：大連理工大學(xué)出版社，2007. ⑥ 李學(xué)鋒，模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005. ⑦ 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組，塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. ⑧ 張維合，塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 ⑨ 張維合，注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 ⑩ 沈言錦，塑料模課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，湖南：湖南大學(xué)出版社，2008