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1、 洗面奶頂蓋的塑料模具設(shè)計(jì) 摘 要 模具是由各種不同零件構(gòu)成后用來生產(chǎn)成型制品的工具，因此，模具被稱為“工業(yè)之母”。塑料模是用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分為注塑模、壓縮模、傳遞模幾類。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：洗面奶頂蓋的塑料模具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)塑件的形狀、尺寸及精度要求來進(jìn)行其塑料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文通過一些公式計(jì)算和UG、CAD等相關(guān)軟件的運(yùn)用，計(jì)算出此模具應(yīng)采用一模兩腔，頂桿脫模等設(shè)計(jì)來符合注塑模的最終結(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞：塑料模；洗面奶頂蓋；一模兩腔；注塑模 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 零件分析 2 1.1 塑件分析 2 1.2 零件結(jié)

2、構(gòu)分析 2 1.2.1 開模方向 2 1.2.2 收縮率 3 1.2.3 零件壁厚 3 1.2.4 脫模斜度 3 2 模具的結(jié)構(gòu)形式選擇 4 2.1 選擇分型面 4 2.2 型芯型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.3 模架的選擇 5 3注塑設(shè)備的選擇 6 3.1 零件體積和質(zhì)量的計(jì)算 6 3.2 選擇注射機(jī) 6 4 脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 4.1 設(shè)計(jì)思路 7 4.2 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 5.1 澆口位置的選擇 9 5.2 澆口流道設(shè)計(jì) 9 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 6.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 6.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 6.3 動(dòng)定模的

3、尺寸確定 11 6.3.1 動(dòng)模板尺寸 11 6.3.2 定模板尺寸 12 6.3.3 其他板塊的尺寸 12 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 總 結(jié) 15 致 謝 16 參考文獻(xiàn) 17 前 言 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展和工程性塑料在強(qiáng)度與精度等方面的不斷改進(jìn)，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，塑料制品在生活中所占的比例正迅猛增加。一個(gè)性能良好的塑料件往往能取代多個(gè)傳統(tǒng)的金屬工件，塑料產(chǎn)品的用量也正在上升。 當(dāng)機(jī)器進(jìn)行操作時(shí)，動(dòng)模與定模通過閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)與型腔結(jié)構(gòu)。操作結(jié)束后，通過動(dòng)模與定模的分離來取出塑料零件。 塑料模具的結(jié)構(gòu)種類基本是一致的，主要由澆注系統(tǒng)、成型系

4、統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)組成。其中澆注系統(tǒng)和成型系統(tǒng)是塑模中最復(fù)雜，變化最大，加工精度要求最高的部分，因?yàn)槠渑c塑料部分直接接觸,并隨塑料和制品的變化而變化。 根據(jù)塑料制品成型加工方法的不同，通?？蓪⑺芰夏７譃?大類型：注塑模、壓鑄模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、熱成型模具。我們這次所采用的注塑模，是用于塑料制件注塑成型的模具。注塑模主要用于熱塑性塑料制品成形近年來也越來越多地用于熱固性塑料制品成型。這是一類用途寬，占有比重大。技術(shù)較為成熟的塑料模具。因材料或塑件結(jié)構(gòu)或成形過程不同，有熱固性塑料注塑模、結(jié)構(gòu)泡沫注塑模和反應(yīng)成形注射模以及氣輔注塑模等。

5、 1 零件分析 1.1 塑件分析 圖1-1 洗面奶頂蓋 塑件為洗面奶頂蓋，材料為聚丙烯（PP），要求可以批量生產(chǎn)。 外形尺寸：底部半徑40mm，頂部半徑38.96mm。壁厚為5mm。 聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)為典型的主體規(guī)整結(jié)構(gòu)，為結(jié)晶聚合物，其分子量為10~50萬，密度為0.9~0.91g/cm成型收縮率：1.0~～2.5%成型溫度：160~220℃。特點(diǎn)：無毒無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100左右使用。具有良好的電性能高頻絕緣性不受濕度的影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸見有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作

6、用，可用于食具。 成型熱性： 1）吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。 2）流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形。 3）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)影緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓是容易取向，模具溫度低于50時(shí)塑件不光滑易產(chǎn)生熔接痕，90以上易發(fā)生翹曲變形。 4）塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 1.2 零件結(jié)構(gòu)分析 1.2.1 開模方向 由零件圖分析可知，零件表面質(zhì)量較為重要；由模具結(jié)構(gòu)分析可得，零件外表面應(yīng)在定模上。在產(chǎn)品的分型面設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，所以開模方向應(yīng)沿零件的Z軸。 1.2.2 收縮率 PP的收縮率為

7、1.0%～2.5%。在設(shè)計(jì)本產(chǎn)品時(shí)，結(jié)合產(chǎn)品的工藝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料的特性，在本設(shè)計(jì)中，零件的收縮率為1.5%。 1.2.3 零件壁厚 本零件的壁厚為5mm，是根據(jù)零件的工作要求，擺放位置和PP的化學(xué)和流動(dòng)特性決定的。 1.2.4 脫模斜度 根據(jù)產(chǎn)品的外形，結(jié)合產(chǎn)品的工作條件、工藝特點(diǎn)，為提高產(chǎn)品的工作效率和表面質(zhì)量，脫模斜度設(shè)為1。 2 模具的結(jié)構(gòu)形式選擇 2.1 選擇分型面 分型面是開模后取出塑件的那個(gè)平面，而注塑?？梢源嬖谝粋€(gè)或者多個(gè)分型面。單分型面塑料模具被稱為二板式注塑模，是注塑模中一種很普遍

8、的結(jié)構(gòu)形式。在選擇分型面是應(yīng)考慮到一下因素： 1)方便模具脫出模仁; 2)確保零件的質(zhì)量不受影響; 3)對(duì)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)沒有影響; 4)選在零件的形狀最大處; 5)保障零件的外觀與尺寸精度; 6)利于模具的加工; 根據(jù)以上信息，選擇的分型面為圖 圖2-1 分型面 2.2 型芯型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模可分為定模與動(dòng)模兩部分，而零件按作用也可分為成型零件與結(jié)構(gòu)零件，本次設(shè)計(jì)所選用的零件為成型零件。成型零件具體包括由型芯，型腔，成型桿，鑲塊等構(gòu)成。。 型芯型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素： 制品重量與注塑機(jī)的額定注塑量、由注塑機(jī)的額定鎖模力確定、制品的生產(chǎn)批量、制品

9、精度與顏色、經(jīng)濟(jì)效益、成型工藝、保養(yǎng)和維修。 零件的底部直徑為40mm，因此，型芯尺寸選為長(zhǎng)度180mm，寬度80mm，厚度為20mm。型腔布局選擇對(duì)稱排位，一模出多件，制品相同，腔數(shù)位雙數(shù)。 圖2-2 型芯布局 圖2-3 型腔布局 2.3 模架的選擇 綜合以上因素，選擇的模架型號(hào)為龍記（LKM）大水口CI。如圖所示 圖2-4 模架 A板厚度為70mm，B 板厚度為70mm。 3注塑設(shè)備的選擇 3.1 零件體積和質(zhì)量的計(jì)算 根據(jù)UG建模測(cè)量得，單個(gè)塑件體積為19.56cm 。 塑件總體積V1=39.12 cm 。 塑件總質(zhì)量M1=ρV1=306.34g。

10、并且在計(jì)算澆注系統(tǒng)中的凝固的廢料時(shí)，查資料得，，去塑件總體積的60%。 澆注凝固體積V2=V160%=23.47cm。 該模具一次澆注所需要的材料總體積和總質(zhì)量。 V=V1+V2=62.59 cm。 M=ΡV=1.129.648=68.85g。 3.2 選擇注射機(jī) 根據(jù)上面的計(jì)算得到該模具一次注塑所需的材料總量62.105cm3，同時(shí)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)要與注塑機(jī)理論注射量的0.8倍相匹配，達(dá)到實(shí)際注塑的需求。注塑機(jī)的理論 注射 量為 V=77.63。所以我初步?jīng)Q定選用注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125，該注射機(jī)技術(shù)參數(shù)如下表3-1。 表3-1 注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿

11、轉(zhuǎn)速（r/mim） 30～60 噴嘴 直通式 噴嘴溫度（℃） 170～190 模具溫度（℃） 40～80 注射壓力（MPa） 70～120 保壓壓力（MPa） 50～60 注射時(shí)間（s） 0～5 保壓時(shí)間（s） 20～60 冷卻時(shí)間（s） 15～50 成型周期（s） 40～120 4 脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在塑料模具中，為使產(chǎn)品、流道、和廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行所設(shè)置的相關(guān)機(jī)構(gòu)（如側(cè)向分型抽芯、推桿、拉料桿、推塊、推管及為脫模所做的皮紋、拋光等）稱為脫模系統(tǒng)。 4.1 設(shè)計(jì)思路

12、 目的：合理設(shè)計(jì)模具的頂出機(jī)構(gòu)，保證成型后的制品及澆注系統(tǒng)凝料安全無損壞地被推出模具。 1)確定頂出方向。 2)確定頂出距離。 3)估算頂出力 4)選擇頂出方式。 5)設(shè)計(jì)頂出零部件。 4.2 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一般情況下，在產(chǎn)品成型后，要將產(chǎn)品從模具中取出，可以利用注射機(jī)上的推出機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品推出。推桿應(yīng)布置在制品包緊力大的地方，推桿不能太靠邊，要保持1～2mm的厚度。而圓推桿的直徑應(yīng)盡量取大些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，盡量避免使用1.5mm以下的推桿，否則容易導(dǎo)致推桿直徑過小而斷裂。 圖4-1 頂出機(jī)構(gòu) 圖4-2 頂出機(jī)構(gòu)

13、 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 澆口位置的選擇 塑件任務(wù)說明上表示，澆注口可以設(shè)計(jì)在側(cè)邊，由于模具是一模兩腔，澆口不允許設(shè)在產(chǎn)品外表面，初定為潛伏式澆口，為了平衡澆注系統(tǒng)，因此，澆口選擇在模具的中心位置，盡量選擇產(chǎn)品邊緣位置，保證潛水式澆口盡可能縮短。所以產(chǎn)品澆注口如圖5-1所示。 圖5-1 澆注口示意圖 5.2 澆口流道設(shè)計(jì) 澆注道分為主流道和分流道兩部分。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。還有主流道要盡可能短，減少熔料在主流道中的熱量和壓力損耗。 由于采用潛伏式澆口，模具的分流道設(shè)計(jì)在定模板的分型面處，加工比較方便。由于該塑件尺

14、寸較小，精度較高，因此分流道采用平衡式排布，有利于絨里哦啊平衡式流動(dòng)，保證各型腔產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，因此，該流道設(shè)計(jì)的是直徑為8mm,長(zhǎng)度50mm的圓形截面?？蓞⒖紙D5-1、5-2 圖5-2 流道示意圖 由于采用普通的圓形澆道，模具的分流道設(shè)計(jì)在定模板的分型面處。 冷料穴的設(shè)計(jì)則是比較簡(jiǎn)單，因?yàn)闈驳赖姆植家脖容^簡(jiǎn)易，所以為了防止塑件冷料流入型腔，冷料穴設(shè)計(jì)在主流道末端，排布在型芯鑲塊上，這樣保證了系統(tǒng)在制作過程中能夠得到很好的冷卻輔助。 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

15、產(chǎn)品塑件的外表面是通過型腔進(jìn)行成型，再依據(jù)該產(chǎn)品的外觀要求，把型腔設(shè)計(jì)成鑲塊，做成一個(gè)單獨(dú)件。再用螺釘固定在動(dòng)模板上，整塊型腔板全部嵌入在動(dòng)模板里，如圖6-1所示。 圖6-1 型腔整體結(jié)構(gòu)圖 6.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)樗芗姆中兔娴膯栴}，型芯件內(nèi)也存在著一部分的塑件外表面。而型芯的設(shè)計(jì)也如型腔一樣，同樣是整體嵌入式，整體嵌入在動(dòng)模板中。其結(jié)構(gòu) 示意圖 如下。 圖6-2 型芯整體結(jié)構(gòu)圖 6.3 動(dòng)定模的尺寸確定 6.3.1 動(dòng)模板尺寸 動(dòng)模板的尺寸在長(zhǎng)和寬的方向上是一樣的，動(dòng)模板內(nèi)型腔的尺寸比之型腔較厚，而且在注射時(shí)動(dòng)模板所承受的壓力較大?？紤]到這點(diǎn)，厚度取用70mm。

16、 6.3.2 定模板尺寸 在設(shè)定定模板尺寸時(shí)，要考慮到定模板開框后模仁鑲嵌并留余量，加上要在定模板內(nèi)鋪設(shè)冷卻水路。所以定模板厚度取用70mm。 6.3.3 其他板塊的尺寸 圖6-3動(dòng)定模板示意圖 圖6-4 模架圖 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PA66熔化溫度和模具溫度分別為260℃～290℃和60℃～120℃。因此模具溫度選為80℃，在采用常溫水來對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 型腔和型芯的成型表面都為方形，且模仁設(shè)計(jì)為一模兩腔結(jié)構(gòu)。型腔和型芯的冷卻回路如下列圖所示 。 圖7 冷卻系統(tǒng)回路圖

17、 總 結(jié) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)眼看快要完成了，過程充滿了艱辛與困難，但同樣的，我也通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)到了很多以前遺漏的知識(shí)，填補(bǔ)了許多的空白區(qū)。 以前老師布置小組作業(yè)時(shí)，我經(jīng)常偷懶，在小組進(jìn)行問題討論時(shí)，總是出不了多少力，總想著反正還有其他人在做，自己就在一旁貪玩。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求每個(gè)人自己獨(dú)立出一份報(bào)告書，我一下子慌了，但沒辦法，畢業(yè)設(shè)計(jì)總得要自己完成，再?zèng)]有人能夠讓我偷懶了。 這次我所選擇的是注塑模，是我們這學(xué)期所學(xué)的主要內(nèi)容，選擇的零件是洗面奶頂蓋，是我們身邊比較常見的。設(shè)計(jì)一開始，在模具的型芯型腔選擇上就遇到了問題，多虧了同學(xué)與老師們的幫助，才能讓我

18、繼續(xù)完整地做下去，而以前在CAD、UG上遇到的問題也在這次的設(shè)計(jì)中逐漸得到了解決。在這次設(shè)計(jì)中，我表現(xiàn)出的更多的還是專業(yè)上的不足，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、沖模分析、成型零件的結(jié)構(gòu)選擇以及頂出機(jī)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這些本應(yīng)都是課本上的知識(shí)，卻因?yàn)槠綍r(shí)沒有好好的溫習(xí)而遺漏了許多。但同樣的，挑戰(zhàn)也就意味著機(jī)遇，正是因?yàn)橛辛诉@次的設(shè)計(jì)，給我一個(gè)充分鍛煉自己的機(jī)會(huì)，以往忘記的知識(shí)被一點(diǎn)點(diǎn)地拾起。 這篇設(shè)計(jì)論文的每一個(gè)步驟，我都很認(rèn)真的在制作。但也正是我的認(rèn)真，讓我更大程度上的認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的缺乏。雖然我也在很努力去搜集更多更完善的資料，去更加用心的去編寫這篇設(shè)計(jì)論文，但還是有許多的不足之處，希望老師能

19、批評(píng)指導(dǎo)，讓我更清楚的認(rèn)識(shí)到自己的不足，讓我能學(xué)到更多。 致 謝 大學(xué)三年的時(shí)光，過得很快又很慢，但無論怎樣，我在這里都過得很充實(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年的一個(gè)收尾，我竭盡全力想要把它做好，但過程中難免遇到困難，感謝在這段時(shí)間里各位老師與同學(xué)們對(duì)我的幫助，在我遇到困難時(shí)對(duì)我伸出援助之手，沒有你們，我很難完成這樣一份畢業(yè)設(shè)計(jì)書。謝謝你們讓我做的更好。 參考文獻(xiàn) [1] 翁其金. 塑料模塑成型技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [2] 馮秋官. 機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖. 北京

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