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沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 塑料花盆注射模 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 1102 班 學生姓名 王曉宇 指導教師 陳慧珍 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 摘要 近些年來 在我國 模具工業(yè)的發(fā)展十分的快速 其中尤其是塑料注 塑模的制品 隨著模具制造業(yè)的發(fā)展 熱流道技術也得到了十分廣泛的 應用 它具有質料來源廣 價格對比下惠而不費 通性出色等表征 它在 電腦 手機 汽車 電機 家用產(chǎn)品等制造中具有極其重要的作用 注 射成形是成形熱塑件的顯要法門 據(jù)此它的動用層面廣闊 把塑料原料放入料筒中加熱熔化是注射成形的方法 采用一些加壓 工具 比如柱塞或者螺桿等等 使熔化的塑料經(jīng)過噴嘴在較高壓力的推 動下注入模具的型腔中 經(jīng)過冷卻以及凝固等階段 然后脫模 我們想 要的塑料制品就誕生了 我的畢業(yè)設計題目是花盆的注塑模 塑料花盆具有份量輕 色澤和 圖案豐饒 耐老化 強度較高 打造方便 價錢便宜等長處 完全可以 取而代之陶土花盆 也是花盆毫無疑問的發(fā)展方向 本文討論了塑料花盆注塑模的設計規(guī)劃過程 介紹了花盆注射模成 型工藝 以及注射模具的結構和工作的原理 規(guī)定了分型面 澆口結構 頂出機構 選取了注射機 籌劃了零件大小 歸因于該產(chǎn)品企劃為大批 量推出 就此模具要有相當高注塑速率 來保證成本加盟 出于塑件工 藝性能要求 注塑模中必須要有負責冷卻的東西 在我的模具設計中也 進行了統(tǒng)籌 關鍵詞 熱流道 注射模 花盆 模具設計 Abstract In recent years the rapid development of mold industry in china especially in the plastic injection molding products with the development of mold manufacturing hot runner technology has also been very wide range of applications It has a wide source of raw materials relatively low prices excellent performance characteristics It has a very important role in the manufacture of computers automotive electrical household products injection is the primary means of forming thermoplastic therefore its widely used Method of injection molding is the plastic material into the melted barrel with a plunger or screw as a heating tool to melt at high pressure through the muzzle into the mold cavity after cooling and sdification stages of heating Out from the mold a plastic products we want My praduaction design topic is a pot of injection mold plastic flower pot has the advantages of light weight rich color patterns aging resistance high strength convenient manufacture and low price Is the ideal substitute of clay pots pots is the inevitable direction of development The design process of the injection mould for the plastic flower pots are discussed in the paper the flower pot injection molding process and injection mold structure and working principle of determine the type face gate structure ejection mechanism choice of injection molding machine design the part size Because the product for mass production So the mold have a high injection efficiency to ensure investment Because the plastic process performance requirements of injection mold cooling system must be have In my design also have design Key words Hot runner Injection mold Flowerpot Mold design 目 錄 第一章 塑料花盆塑件的工藝分析 3 1 1 塑件成形工藝分析 3 1 2 模具結構的分析 4 1 3 塑件體積和質量計算 4 第二章 塑件成形工藝參數(shù)確定 5 第三章 注射模結構設計 6 3 1 確定成形方法 6 3 2 型腔數(shù)目和排列形式 6 3 3 分型面的設計 7 3 3 1 分型面設計 7 3 3 2 排氣槽設計 7 3 4 澆注系統(tǒng)設計 7 3 4 1 主流道設計 8 3 4 2 分流道設計 9 3 4 3 澆口設計 11 3 5 脫模機構設計 13 3 6 導向機構的設計 13 3 7 選擇模架 14 3 7 1 模架設計 14 3 7 2 模架周界尺寸選擇 15 3 7 3 塑料注射模具技術要求 15 第四章 成形設備的選擇 16 4 1 注塑機的選擇 16 4 1 1 一次性注入的塑料的體積 16 4 2 工藝參數(shù)的校核 16 4 2 1 最大注射量校核 16 4 2 2 鎖模力校核 17 4 2 3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 17 4 2 4 模具閉合高度校核 17 4 2 5 開模行程校核 18 第五章 結構尺寸計算 19 5 1 型腔尺寸計算 19 5 1 1 型腔徑向尺寸計算 19 5 1 2 型腔深度尺寸計算 20 5 2 型芯的尺寸計算 20 5 2 1 型芯徑向尺寸計算 20 5 2 2 型芯高度尺寸計算 21 5 3 模具冷卻 加熱系統(tǒng)計算 21 5 3 1 模具冷卻 21 5 3 2 模具加熱 24 第六章 模具工作原理及裝配 試模 25 6 1 模具的工作原理 25 6 2 模具的安裝試模 26 6 2 1 試模前的準備 26 6 2 2 模具的安裝及調試 27 6 3 3 試模 27 6 2 4 修模 27 6 2 5 檢驗 28 結 束 語 29 致 謝 31 參考文獻 32 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 前言 0 前 言 模具在國民經(jīng)濟中的地位 模具是一個國家工業(yè)生產(chǎn)比不可少的 寶貝 它也是是國民經(jīng)濟以及各工業(yè)部 門發(fā)展的基石 是衡量一個國家工業(yè)水平的標志 模具在鍛造 塑料產(chǎn)品加工 等 行業(yè)具有不可替代的作用 是工業(yè)發(fā)展的本 被人稱為 工業(yè)之母 和 磁力工業(yè) 其顯要程度非同小可 用模具生產(chǎn)出來的制品 有很多優(yōu)良特性 比如生產(chǎn)的效率大大提高 省錢 產(chǎn)品相似度高 強度非常高 這些優(yōu)點是其他任何一個制造方法沒有的 換句話說 低水準水平的模具 就也不會有高程度的工業(yè)產(chǎn)品 而模具業(yè)進化的強盛與否也直 接反饋出一個國家工業(yè)的興盛 塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位 塑料制品享有原料來源富饒 價錢便宜 通性完美等特點 它在微處理器 手機 汽車 電子 汽車 電滾子 電料 儀表 家電和通訊產(chǎn)品制造中具有很重要的作 用 采用極其大規(guī)模 注射成形是成形熱塑件的主要方法 故應用范圍很廣 注射成形是把我們準備 好的原材料放到料筒中加熱 使之熔化掉 從而成為流體 并且很粘 用加壓工具 使熔體經(jīng)過噴嘴 注入模具的型腔中 經(jīng)過冷凝等一些階段 脫模脫出 成為精良 的塑料制品 塑料注射成形工藝的最大性狀是復制 能夠復制出所需任何數(shù)額的可直接使用 或稍作處理即可使用的制品 是一種得宜盛產(chǎn)的工藝 雖然在設備上出資較大 然 而可以生產(chǎn)制品的數(shù)額非常大 算得上是一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式 因此得到廣泛 的應用和快速的發(fā)展 模具在我國的發(fā)展情況 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 前言 1 我國模具行業(yè)的發(fā)展情況 一直都是以一個前進的姿態(tài) 而且越來越受到人們 的重視 經(jīng)過如此多年的發(fā)展的長河 我國模具行業(yè)已經(jīng)步入了高速提高的時代 最近幾年的過程中 我國模具行業(yè)增長速度一直很可觀 十五期間 我國的模具行 業(yè)年增長速度達到高潮 現(xiàn)在我國大約有模具生產(chǎn)廠家 3 萬多家 從業(yè)人員 80 多萬 人 很好的推動了我國經(jīng)濟發(fā)展 眼下 我國模具業(yè)發(fā)展一如既往很好 雖然我國 模具行業(yè)的技術初步有些遲 與一些技術很高的發(fā)達國家存在著差距 但是近些年 我國通過引進外資 學習借鑒國外先進的經(jīng)驗 先進的技術 聘用高水平的人才 從而致使我國的設計和制造水平都有了長足的進步 我國模具工業(yè)雖然有了很大的發(fā)展 并且收獲了穩(wěn)定的進步 但是我們也還要 清醒地認識到 我們還不是站在世界的尖端 與我國制造業(yè)提高的最終要求相比差 距還是蠻大 我們的技術以及裝備還相對比較落后 勞動生產(chǎn)率較低 模具生產(chǎn)標 準化程度也達不到要求 生產(chǎn)出來的模具產(chǎn)品不夠高檔 產(chǎn)品的結構調整的任務很 繁重 專業(yè)人才稀缺 管理滯后的狀況依然顯著 可見 我國模具工業(yè)的發(fā)展情況 任重而道遠 但我深信 在黨中央的正確領導和指引下 我們一定可以提高水平 改進技術 取得很大進步 讓我國裝備制造業(yè)上升一個新臺階 把我國建設成為制 造業(yè)的強國而奮斗努力 畢業(yè)設計題目選定 接到進行畢業(yè)設計的通知 我選擇了陳老師的塑料模具設計 我便開始著手畢 業(yè)題目的選擇 聯(lián)想到家里面一直養(yǎng)花 而我又一直不喜歡家里的陶土花盆 因為 陶土的花盆又厚又重 顏色單一 為花兒換土的時候土會沾在壁上不易清理 據(jù)調 查 目前 塑料花盆雖然在市場上有賣的 但是主要還以陶土花盆的銷售為主 陶 土花盆有顏色單一 質量大 易碎 不易清潔 耐腐蝕性不高 制造成本高 難度 大等缺點 而塑料花盆在這些方面都彌補了陶土花盆的不足 是陶土花盆的理想替 代品 也是花盆的必然發(fā)展方向 因此 就考慮設計一種適用于家庭 辦公室等小 型品種花養(yǎng)植或盆景裝飾上的一途多用的花盆 于是就選擇了這個塑料花盆做為我 的畢業(yè)設計題目 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 塑料花盆塑件的工藝分析 2 第 1 章 塑料花盆塑件的工藝分析 1 1 塑件成形工藝分析 如圖 1 1 為塑料盆景花盆的二維圖 單位 m 圖 1 1 塑件圖 材料特性 硬聚氯乙烯 PVC 硬聚氯乙烯是氯乙烯單體經(jīng)聚合反映而制成的無定 型熱塑形樹脂加一定的添加劑 如穩(wěn)定劑 潤滑劑 填充劑等 組成 它的機械強度 較高 有較好的抗拉 抗壓和抗沖擊性能 耐磨強度好 耐化學腐蝕 化學穩(wěn)定性 好 價格低廉 但成型溫度與熱 分解溫度相似 能夠進行成型的溫度范圍很窄 成 形可能會有些困難 而且它不耐熱 主要用途 聚氯乙烯型材 異型材是中國消費的最大領域 它的應用可以用于制作 門窗和節(jié)能材料 管道 聚氯乙烯膜 熱合加工產(chǎn)品 塑料的雨衣 餐桌布 窗簾 玩具等 聚氯乙烯制品還可以用于一些包裝 塑料容器 還可以用于生產(chǎn)礦泉水飲 料瓶子 應用很廣泛 由于其生產(chǎn)成本低 市場具有一定的優(yōu)勢 成形特點 流動性差 所以加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并嚴格控制成形溫度及溶料的滯留 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 塑料花盆塑件的工藝分析 3 時間 成形溫度范圍小 受熱易分解 必須嚴格控制料溫 我設計的模具有冷卻裝 置 防止溫度過高 模具澆注系統(tǒng)盡量粗一點 不能太長 澆口截面大一些 不得 有死角 以免材料出不去 其表面應該做鍍鉻處理 塑件要求 應該避免的問題是塑件有毛邊 而且通孔處不能有銳邊 外表面要光滑 易清理 1 2 模具結構的分析 塑料的公差精度分為高精度 一般精度 低精度三種 我們在保證塑件的適用 性下以節(jié)約成本我們選擇最低精度 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求不高 所 以精度等級按照花盆注射模的要求我們選擇一般精度 選擇 IT6 級 1 3 塑件體積和質量計算 該產(chǎn)品材料為硬聚氯乙烯 由上得知其密度為 收縮率為3cmg45 1 3 取中間值 可計算得到花盆的體積和質量 4 0 2 3cmg4 1 0 通過計算得 塑件的體積 26V 塑件的重量 1 1 gM 4 12 8 3 塑料密度 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 塑件成形工藝參數(shù)確定 4 第 2 章 塑件成形工藝參數(shù)確定 硬聚氯乙烯成形的工藝參數(shù) 查資料得如表 2 1 表 2 1 硬聚氯乙烯工藝參數(shù) 模具溫度 C60 3 噴嘴溫度 175 前段溫度 9 中段溫度 80 6 料筒溫度 后段溫度 C15 注射壓力 MPa380 保壓壓力 64 塑化形式 螺桿式 噴嘴形式 通用式 注射時間 S5 2 保壓時間 401 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 5 第三章 注射模結構設計 3 1 確定成形方法 我們的塑件采用注射成形法生產(chǎn) 因為產(chǎn)品需要 塑料花盆要為大批量生產(chǎn) 這樣才能保證資金投入合理 因此我們設計的模具注塑效率要高 我們選用雙分型 面的注射模 自動脫模結構的設計 3 2 型腔數(shù)目和排列形式 根據(jù)塑料花盆的生產(chǎn)特點和要求 由于該塑件體積質量小 而且根據(jù)生產(chǎn)要求 大批量生產(chǎn) 因此我的模具選用一模兩腔結構 對稱分布排列 采用雙分型面的設 計 點澆口進料 這樣的設計滿足了花盆注塑模模具尺寸小 加工也比較方便的特 點 而且利于料充滿型腔 生產(chǎn)的塑件質量高 效率高 成本低 排列方法如下圖 3 1所示 圖 3 1 型腔排列示意圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 6 3 3 分型面的設計 3 3 1 分型面設計 熱固性塑料注射模的一個突出問題就是分型面溢料 我們可以采用減少接觸面 積 增加接觸壓力的方法 這是可以改善塑料溢邊問題的兩個主要方法 本塑件的分型面有多種選擇 如圖 a 中分型面選擇在軸線上 但是這種設計23 會使花盆表面留下不好的痕跡 影響我們產(chǎn)品花盆塑件表面粗糙度 而圖 b 中選23 擇在花盆的上端設計分型面 會使塑件可以在整體凹模型腔內成形外表面 所以綜 上所述我們選擇如圖 b 示的分型面 型腔周圍外部的平面凹下 0 6 1 0 分23 型面上不可以有凹陷 其表面硬度在 以上 30HRC 圖 3 2 分型面選擇示意圖 3 3 2 排氣槽設計 注塑過程中 由于熔融的塑料進入型腔時候會一瞬間排凈空氣 塑料原料由于 有水分在高溫下蒸發(fā)而產(chǎn)生的水蒸氣等等 因此合理的開設排氣槽可以大大的降低 注射壓力 從而改變注射時間 來降低生產(chǎn)成本 降低機器的能耗 提高我們的生 產(chǎn)效率 我們設置的排氣槽深度為 0 04 寬 7 這樣有利于排出氣體 3 4 澆注系統(tǒng)設計 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 7 塑料熔體在注射機的噴嘴射出以后 進入模具型腔以前流經(jīng)的一段路程總稱是 澆注系統(tǒng) 流道設計通常分為主流道 分流道 澆口和冷卻穴四部分組成 查資料 得雙分型面注射模使用的澆注點澆口澆注系統(tǒng) 3 4 1主流道設計 主流道熔體進入型腔的時候最先經(jīng)過的地方 是注塑機從噴嘴到型腔之間的進 料通道 熔體從噴嘴噴出后具有一定的動能 因為熔體在料筒內的時候已經(jīng)被壓縮 此時流入注射模的空腔內 其體積一定會增大 流速也將會略為減小 我們這里將塑 料花盆注塑模的主流道設計成錐形 便于凝料拔出 錐角大概在3 粗糙度小于 0 65 與噴嘴接觸的地方采用半球形 半徑應該略大于噴嘴頭半徑 由于花盆注 塑模的要求 我們設計成可拆卸的 所以對主流道的要求是耐摩擦 襯套頂端的距 離高出定模端面 并與注射機定位孔性成間隙配合 起到一個定位隙作用 m1 6 查資料 得主流道直徑計算公式 3 KV4D 1 式中 主澆道大頭直徑 m 流經(jīng)主澆道的熔體體積 3c 因熔體材料而異的常數(shù) 如表3 1 K 表 塑料種類與K值表13 塑料種類 PVC ESPACPOM 值 45 25 11 2 由表 3 1 K 取 4 得 mD32 64 主流道尺寸的確定 主流道位于塑料花盆模具的中心 且設在定模板上 與噴 嘴設置在同一軸線上 如下圖 3 3 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 8 圖 3 3 主流道襯套示意圖 表 主流道襯套中尺寸關系表23 16 d 20 D 25 SR 30 16 注射機噴嘴直徑 0 5 1 20 與注射機定位孔間隙配合 25 注射機噴嘴球面半徑 1 2 主流流道大頭直徑我們確定為 6mm 根據(jù)硬聚氯乙烯的物理特性 流動性較差 所以主流道如下選擇 錐度 6mR SmD13 d6 3 4 2 分流道設計 在主流道末端與澆口之間 有一段通道 我們叫它分流道 能讓塑料熔體從主流 道進入各個型腔的通道 可以改變熔體流向 使流態(tài)平穩(wěn) 設計的過程中最好盡量 使熔體壓力和熱量在分流道中損失小 分流道設計過程中注意的問題 分流道截面的形狀應根據(jù)要求進行選擇 分流 道的截面尺寸應根據(jù)塑件的大小和壁厚 以及種類 注塑速率來設計 根據(jù)設計題 目以及考慮現(xiàn)實要求 分流道表面粗糙度為1 6um 截面形狀設計如下圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 9 表 截面形狀的對比表3 根據(jù)表 3 3 所示截面形狀的對比 雖然圓形最佳 但我們充分考慮加工難度以 及經(jīng)濟條件 我們選擇第二佳的梯形截面 且平衡分布 根據(jù)經(jīng)驗 分流道斷面尺 寸要綜合考慮塑件的大小 一般花盆注塑模分流道直徑如果設置在在 以下m7 5 時 對流動性會有影響 當直徑大于 時 較為合適 m8 分流道計算經(jīng)驗公式 3 L2654 0b 2 h7 式中 b 梯形大底邊寬度 塑件的質量m L 分流的長度 h 梯形的高度 所以有 mb8106254 0 7 表 各種塑料的分流道推薦值3 塑料種類 PSEPVCPMAD10 213 60513 8 查資料得梯形分流截面?zhèn)让嫘苯浅Ｈ?5o 10o 底部以圓角相連 綜上所述 梯 形分流道的截面尺寸及圖形如 3 4 截面形狀 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 圓形 小 較難 小 最佳 梯形 較小 易 較小 良 U 形 較小 易 小 佳 矩形 大 易 大 不良 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 10 圖 3 4 分流道截面示意圖 3 4 3 澆口設計 澆口會使從流道流過來的料進入并充滿型腔 型腔被熔體充滿以后 澆口冷卻 并且封閉 澆口的設計不僅對熔體的流動性有關還和充模特征有關 而且與塑件成 形質量也有關系 在這里我們選擇點澆口形式 采用帶圓角的圓錐過渡式點澆口 因為這種結構更有利于熔料充滿型腔 澆口位置的選擇 盡量避免小澆口直接對著大型腔 縮短熔體流動的距離 保 證熔料能短時間的迅速地充滿型腔 澆口開在塑件壁厚處 應減少沖紋 氣泡 熔 痕 這樣有利于型腔氣體的排出 所以 我們塑件澆口選擇在花盆的底部中間 這 樣可以提高充模速度 點澆口的直徑計算公式 3 m Acnd4 3 式中 點澆口的直徑 系數(shù) 依塑料種類而異 查資料得n 9 0n 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 11 依塑件壁厚而異的系數(shù) 查資料得c 2 0c 型腔表面積A 表 塑料種類與 n 值表53 塑料種類 PVCSE PACPOM 值n9 06 8 07 0 表 點澆口經(jīng)驗直徑尺寸 63 m 厚度 塑料種類 小于 1 5 之 間3 5 1大于 3PE7 0 59 062 1 808617VC 18 A2926 查表得 與經(jīng)驗尺寸一致 所以點澆口取 md04 5 04 m1 由上可知 塑件采用點澆口成形 澆注系統(tǒng)平衡布置 如圖 3 5 所示 主流道為圓 錐形 上直徑與噴嘴相配合 下直徑為 錐角 6o 分流道采用梯形截面 高為8 寬為 點澆口直徑為 m5 81 圖 3 5 分流道示意圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 12 3 5 脫模機構設計 在注射模中 將冷卻固化后的產(chǎn)品從模具中沒有損壞的推出 我們稱其為推出 機構 塑件要求不變形 部粘連 部影響美觀 注射動作結束 塑件在模腔中冷卻 成形后 便可以從模具中取下 由于體積的收縮 當塑件被推出時 必須克服由外 力產(chǎn)生的摩擦力 還要克服大氣壓力 須有一個足夠大的脫模力 脫模力計算 3 cos1 fAPF 4 式中 脫模力 1N 型芯的脫模斜度 塑件包容型芯的面積 A2m 塑件對鋼的摩擦系數(shù) 取 0 2f 塑件單位面積上的包緊力 P 故 75 0cos s2 01 049 5731 F N6 因為本塑件結構簡單 選用一般的推桿推出機構 推板推出機構既可滿足要求 3 6 導向機構的設計 在模具各類機構中都可能設置導向機構 導向機構分為導柱及導套等 作用可 以保證各配件在工作的過程中起到定位效果 導向機構有兩種形式 分別是導銷和 導柱導套 而導銷主要用于移動式的小型壓模 不符合我們花盆注塑模的要求 所 以我們模具中采用導柱導套形式的導向機構 模具的配合形式及尺寸如下圖 3 6 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 13 圖 3 6 導柱和導套的配合形式 3 7 選擇模架 3 7 1 模架設計 模架一般都會采用標準模架以及的標準配件 這對縮短制造產(chǎn)品的時間 降低 制作成本是非常有利的 在實際投入生產(chǎn)過程中 一般會根據(jù)模具的價格 結構 以及設計制作加工的復雜難易程度來選擇 當然 遇到特殊情況的時候 或者客戶 有特殊的指定要求的情況時 我們要仔細研究分析各個模架圖 對模架的形狀 尺 寸 材料做出些許更改 標出訂購的與標準的不同之處 僅供客戶選擇挑選 注射模標準模架選擇的方法和步驟分為如下幾點 按照制件的型腔 型芯結構形式 脫模動作 澆注形式來確定模架結構型號 根據(jù)制件最大外形尺寸 之間方向 以 及模具零件的結構 動作范圍 來選擇模板的尺寸 尺寸要按照注塑機對模具的安 裝要求 來確定模架的系列 分析模板的受力部位 進行強度的計算 在在規(guī)定的 范圍內來選擇模板的厚度和長度 這樣就可以確定出模架的規(guī)格 模架選擇的注意事項 模架板面的尺寸確定以后 導柱 導套 推桿 緊固螺 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 注射模結構設計 14 釘孔的孔徑尺寸 推板 墊塊的尺寸都可以在標準尺寸中找出 根據(jù)制件推出距離 和調節(jié)模具的厚度 就可以確定墊塊的厚度和推桿的長度 綜上所述 動 定模均 采用兩塊模板 在中間設置一塊推件板 更加適合我們本次的花盆注射模設計情況 3 7 2 模架周界尺寸選擇 根據(jù)我們設計的花盆注塑模的實際尺寸要求 應該選擇中小型模架 中小型模 架的周界尺寸規(guī)格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 4 50 L 和 500 L 等模架規(guī)格 根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為 模具結構 應選擇為雙分型面 采用拉桿和限位螺釘?shù)淖⑸淠?來控制分型面打開距離 其開 距應大于 為了方便方便取出制件 四周尺寸我們選擇 250mm 250mm 上 m42 下模板的厚度我們選取為 42mm 墊板厚度為 65mm 3 7 3 塑料注射模具技術要求 塑料注射模具應優(yōu)選用標準模架和標準件 模具成形零件材料和熱處理要求 參照下表 3 7 內容選用 表 3 7 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度 模具材料 熱處理硬度 牌號 標準號 HBS HRC 45 GB699 216 260 40 45 4Cr GB3077 216 260 40 45 40CrNiMOA GB3077 216 260 40 45 3Cr2Mo GB1299 預硬狀態(tài) 35 45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246 280 45 55 3Cr13 GB1220 246 280 45 55 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 成形設備的選擇 15 第四章 成形設備的選擇 4 1注塑機的選擇 4 1 1一次性注入的塑料的體積 我們設計的花盆注塑模為一模二腔 一個花盆塑件的體積約 326cm 根椐我們所設計的澆注系統(tǒng) 可以計算出澆注系統(tǒng)體積約為 7 所以一次性注入的塑料的體積為 3152673c 查資料選定注塑機型號為 0S54G 注塑機的參數(shù)如下 表 4 1 注塑機最大注塑量 3cm20 噴嘴球面半徑 18SR 注塑機拉桿的間距 5 鎖模力 KN240 注塑壓力 2cm19 最小模厚 65 模板最大距離 20 模板行程 噴嘴前端孔徑 m4 4 2 工藝參數(shù)的校核 4 2 1 最大注射量校核 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 成形設備的選擇 16 花盆的重量以及體積 包括凝料和飛邊 應小于最大注塑量 根據(jù)查出的理論經(jīng) 驗值注我們可以得知實際注塑量是最大注塑量的 80 所以 選用的注塑機最大注塑量應 4 澆塑 件機 V8 0 1 式中 注塑機的最大注塑量 單位 機 3cm 注塑機的體積 單位 塑 料V 澆注系統(tǒng)體積 單位 澆 3c 故 5 1498 07 m 澆塑 件機 確定的注塑機注塑量為 滿足要求 3c 4 2 2 鎖模力校核 當熔體產(chǎn)生高壓注滿模具的型腔時候 分型面會產(chǎn)生向外張開的力 力的大小 要小于注射機產(chǎn)生的鎖模力 才可以保證注射的時候不產(chǎn)生溢料情況 根據(jù)公式 4 鎖 機FAP模 2 式中 熔融型料在型腔內的壓力 72 102 Mpa 80 模 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面和塑件和A 額定鎖模力鎖 機F 故 68 14 958 KN 鎖 機 P模 所以選定的注塑機為 滿足要求KN960 4 2 3 模具安裝尺寸的校核 根據(jù)要求 模具長 寬 拉桿間距 模具的長寬為分別為 250 250 注塑機拉桿間距 2906 250 250 62500 260 290 75400 滿足要求 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 成形設備的選擇 17 4 2 4 模具閉合高度校核 模具的實際厚度為 H 模 200 mm 注塑機的最小閉合厚度 H 最小 m150 得出 H 模 H 最小 所以設計合格 滿足要求 4 2 5 開模行程校核 注塑機的開模行程應滿足下式 4 12 621 aSm 3 式中 H 1 型芯的高度 H2 塑件高度 S 最大開模行程 a 中間板與定模板之間的距離 滿足要求 ma 2601372035210 521 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 成形設備的選擇 18 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 19 第五章 結構尺寸計算 5 1 型腔尺寸計算 查資料得硬聚氯乙烯的平均收縮率為 公差按照資料中所查的公差進行計 3 0 算 我們花盆注塑模模具的制造公差 我們取尺寸公差的 0 2 5 1 1 型腔徑向尺寸計算 對于塑件 塑件尺寸公差取 0 69m68 019 5 43kL塑 件模 具 1 式中 塑件的形狀尺寸塑 件 塑件平均收縮率k 塑件尺寸公差 模具的制造公差 68 0519 43029 18 模 具L m14 0 75 對于塑件 塑件尺寸公差取 0 4764 0 46 051 430 138 模 具L m09 9 4625 對于圓弧 塑件尺寸公差取 0 231R2 0 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 20 5 2 0sxk1h塑 件 2 0197 3 2 0 41 5 1 2 型腔深度尺寸計算 對于塑件高度 尺寸模具設計 塑件尺寸公差取 0 37m36 01 5 2kL塑 件模 具 3 式中 塑件最高方向最大尺寸塑 件 36 0517 320 142 3 模 具L m07 72 56 5 2 型芯的尺寸計算 5 2 1 型芯徑向尺寸計算 對于 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 5m6 082 5 43k1L塑 件模 具 4 式中 大塑件內形徑向的最小尺寸塑 件 6 051 430 182 模 具L 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 21 m12 0 7839 5 2 2 型芯高度尺寸計算 對于塑件 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 3232 056 5 k1L塑 件模 具 5 式中 大塑件內腔的深度最小尺寸塑 件 32 051 320 12 6 模 具L m06 064 795 對于塑件 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 15316 0 5 32kL塑 件模 具 6 16 05 320 13 模 具 m032 02 84 9 5 3 模具冷卻 加熱系統(tǒng)計算 5 3 1 模具冷卻 冷卻回路總表面積可按下式計算 5 WM360qA 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 22 7 式中 冷卻回路表面積 A2m 單位時間內注入模具中樹脂質量 Mhkg 單位質量樹脂在模具內釋放熱量 q KJ 冷卻水表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) mW2 模具成形表面溫度 M 冷卻水的平均溫度 W 2 3078 4265 13609A 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可用下式計算 2 0 8d 式中 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) KmW2 冷卻水在該溫度下密度 3g 冷卻水的流速 s 冷卻水孔直徑 d 與冷卻水溫度有關的物理系數(shù) 表 水的 值與溫度關系表24 平均水 溫 5 10 15 20 25 30 35 40 45 值 6 1 6 6 7 0 7 5 7 9 8 4 8 8 9 2 9 6 01 15036 92 80 KmW 2 冷卻回路總長度可用下式計算 5 dAL 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 23 8 式中 冷卻回路總長度 Lm 冷卻回路總表面積 A2 冷卻水孔直徑 d 計算得 L2590 無論我們選擇多大模具 我們選擇的孔 直徑不能大于 否則會造成冷m15 卻水不能成為流動 導致熱交換效率會大幅度降低 查資料得知一般孔的直徑根據(jù) 塑件厚度來確定 平均的壁厚為 時 水孔直徑可取 我們孔直徑取m2 2 m12 5 21Vc60Mq 9 式中 冷卻水體積流量 vqmin3 單位時間注射入樹脂質量 hkg 單位質量樹脂在模具內釋放的熱量 q KJ 冷卻水比熱容 c KgJ 冷卻水的密度 3m 冷卻水出口處溫度 1 冷卻水入口處溫度 2 2160 cMqv min7 0108 3495 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 24 圖 5 1 冷卻回路排布圖 5 3 2 模具加熱 模具中需有加熱裝置 由于我們選擇的材料硬聚氯乙烯 注射成形工藝要求模 具溫度大概要在 20 60 左右 因此模具中不用設置加熱裝置也可以滿足注射成形 需要 綜上所述 我們模具設計中不設有加熱裝置 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 結構尺寸計算 25 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章 模具工作原理及裝配 試 模 26 第六章 模具工作原理及裝配 試模 6 1 模具的工作原理 模具工作原理 A A 為第一分型面 B B 為第二分型面 首先我們模具開模 注射機的開模系統(tǒng) 帶動動模部分向后移動一部分 先將 A A 分型面打開了 導致中間板 7 也跟著動 模往后移動 這時候與拉料板 9 也分離開來 操作人員可以這時候取出凝料 如果動 模移動一定距離了 固定在中間板 7 上的限位銷 6 與定距拉板 3 后端接觸之后 中 間板就會停止移動 緊接著動模還是向后移 第二分型面 B B 打開 塑件緊緊包裹 在型芯 12 上 這時凝料就會在澆口處產(chǎn)生拉斷 然后在分型面之間脫落掉 或者也 可以人工取出 然后動模繼續(xù)向后移 當推桿接觸到推板 25 時 推出機構也開始工 作了 推桿 23 將花盆的塑件從型芯 12 上推出 塑件在 B B 分型面自行落下 這 樣就完成了 模具的組成 成形零件 型芯 12 中間板 7 澆注系統(tǒng) 澆口套 15 中間板 7 導向 導柱 19 導套 17 中間板 7 拉料板 9 上的導向孔 推出部分 推板 25 推桿固定板 24 推桿 23 分型部分 定距拉板 3 限位銷 6 銷釘 8 拉桿 4 限位螺釘 11 結構零件 動模座板 1 支承板 5 型芯固定板 16 定模座板 10 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章 模具工作原理及裝配 試 模 27 圖 6 1 模具工作原理圖 模具總裝圖的技術要求內容 對于模具系統(tǒng)的性能方面的要求 對模具裝配工藝方面的要求 模具使用方法 裝拆方法以及操作要求 模具要進行編號碼 采用油封 保管等等要求 有關試模及檢驗方面的要求 6 2 模具的安裝試模 6 2 1 試模前的準備 通過試沖對模具和之間進行綜合的檢測 找出出現(xiàn)問題的原因 根據(jù)出現(xiàn)的問 題以及生產(chǎn)過程中的缺陷進行分析和改進 從而進行調整使之處于正常運轉狀態(tài)的 方法叫做試模 試模是我們設計中不可缺少的重要一步試模結果的好壞 直接影響 到以后投入生產(chǎn)時的質量和效率 因此在試模過程中一定不能有絲毫的馬虎和懈怠 遵循合理的步驟和方法 詳細記錄各個參數(shù) 6 2 2 模具的安裝及調試 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章 模具工作原理及裝配 試 模 28 首先我們先將模具從制造的地方運到注塑機所在的地方 并安裝在指定注射機 的這個過程 我們叫模具的安裝 模具安裝到注射機上要注意以下幾個問題 模具安裝方向一定要滿足設計的要求 模具中如果有滑動機構 應該盡量不采用側面而采用水平面 當模具尺寸相差較大情況下 盡量使較長的尺寸跟水平面平行 模具如果有接線板一類危險的東西 要遠離操作面 我們采用螺釘或者壓板的形式固定 每側大概采用 4 8 塊 結構對稱 模具安裝完畢之后 首先要進行空走機操作 主要目的為了檢驗我們所安裝的 模具上機構是否可靠 定位裝置是否有效 要注意觀察以下幾點 合合模力要足夠大 合模后不能有間隙 定位要正確 機構運行要平穩(wěn) 凝料推出時一定要保證完整 冷卻水要暢通無阻 不能漏水 閥門控制要正常 6 3 3 試模 把設計好的模具安裝好 選用合理的原料 根據(jù)工藝參數(shù)調整好注射機 采用 手動操作的形式開始注射 首先我們采用低壓注射 這是為了安全方面考慮的 采 用低溫的條件下并且較長的時間條件下成形 但是如果型腔還沒有注滿 我們可以 開始增加壓力 如果提高壓力沒有效果不行 我們可以適當升高溫度 試模注射出 花盆樣件 試模過程中 應詳細記錄 包括其中出現(xiàn)的問題 將試模結果填入試模 記錄表 并保留試模的樣件 以便以后查證 6 2 4修模 在設計中我們都是查閱資料根據(jù)理論和經(jīng)驗值來選取的數(shù)值 但人無完人 總 要不斷的認識到自己的不足然后改正 因此我們必須在模具加工完成以后 做一次 試模試驗這是必須的 看成型的產(chǎn)品質量怎么樣 發(fā)現(xiàn)問題和毛病以后 進行改正 錯誤性的修模 塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類很多 原因也相當復雜 有模具材料選擇的方面的原 因 也有工藝條件不行的原因 也有設計過程中的誤差 幾個問題往往在一起 在 修模前 應當細致針對生產(chǎn)出來的花盆產(chǎn)品出現(xiàn)的不良現(xiàn)象原因 仔細再研究一下 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章 模具工作原理及裝配 試 模 29 找出造成塑件缺陷的原因 并且提出改進方法 6 2 5 檢驗 試模是設計中必不可少的一部分 能檢驗出我設計的模具是否合理 生產(chǎn)出來 的的花盆的樣件是否符合客戶心理的需求 能否完成批量生產(chǎn) 經(jīng)濟是否達標 我 們可以針對本次試模中發(fā)現(xiàn)的問題 對模具進行調整 然后繼續(xù)試模再發(fā)現(xiàn)問題的 所在 如此才能使樣件滿足客戶的要求 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 結束語 30 結 束 語 伴隨著我畢業(yè)設計的完成 我的大學生活也將宣告結束 這是我大學生涯里面 的最后一項內容 它對于我們而言具有非同尋常的意義 它對我們大學四年專業(yè)知 識的學習是一次檢驗 它考驗了我是否真的牢固的掌握了全部的知識點 通過此次 的畢業(yè)設計 也讓我深深的感受到了自己還有很多很多的不足 同時也讓我反思了 在我們科亞大學的學習生活中 我著實還是有很多懶惰散漫的行為 這對于我以后 的工作是一個警醒 在學校教務組織在網(wǎng)上選擇完畢業(yè)設計題目后 實話說自己的腦中真的是一片 空白 不知道自己應該從何下手 于是就在網(wǎng)上查找了一些關于花盆注射模的相關 資料 接著我又找到了我的指導老師陳老師 老師告訴我應該如何去做 首先她讓 我去市場買一個塑料花盆的樣品 然后測量出它的各個尺寸 然后讓我根據(jù)網(wǎng)上的 一些資料 了解那些零件都是起什么作用的 有了這些資料和老師給我的思路我便 有了 燈塔 就這樣我開始了我的設計 我們機械設計制造及其自動化專業(yè)開設了 機械制圖及AUTOCAD 機械設計 以及 計算機基礎 等課 數(shù)控機床 塑料模具設計與制造 等專業(yè)課 這些課 程對我順利進行畢業(yè)設計起到了很大的作用 比如 畢業(yè)設計中零件圖和裝配圖的 繪制與陳慧珍老師教授的 機械制圖及AUTOCAD 的學習是分不開的 模具的設計與 侯志敏老師教授的 機械設計 公差測量與配合 等課程都是密不可分的 在大二 的時候 學校里又安排我們進行金工實習 其中的鑄工實習讓我們更好了解模具的 構造 雖然與我的畢業(yè)設計有很大的不同 但對我模具的設計和制造也有很大的啟 發(fā) 通過本次學校的畢業(yè)設計 許多課本上學習不到的東西充實了我的頭腦 本次 的設計全面的鍛煉了我對所學知識的總體掌握和運用 使我對這四年來所學習的知 識有一個明確化 條理化 規(guī)范化的深刻理解 也讓我懂得了如何去應用自己頭腦 里所學的知識 而不是機械化的去學習 去生搬硬套這樣是不會有好結果的 以前 總是聽高中的老師告訴我們 大學的學習生活 教會給我們的不僅僅是知識 而更 多的是學習知識的這方面能力 這個觀點對于現(xiàn)在的我深有體會 做這個花盆畢業(yè) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 結束語 31 設計 也激發(fā)了我對未知知識的渴望和探索的精神 也教會了我怎樣去查閱在學校 課本上沒有的知識 人啊真的是要活到老 學到老 這次的畢業(yè)設計還提高了我對 日常辦公室軟件的應用能力 也提高了我在互聯(lián)網(wǎng)上尋找和篩選知識的能力 我想 這對于我來說一輩子都是一種財富 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝 32 致 謝 四年的大學生活轉瞬即逝 直到現(xiàn)在我的腦海里依然能清晰的浮現(xiàn)出我來到學 校時候的一點一滴 回首 有歡笑有淚水有感恩更有不舍 但更多的還是希望與憧 憬 在這大學四年里 我相信我和我的同學們都會遇到很多的挫折和失敗 慶幸的 是我們都在學校和老師的陪伴和教導下走了過來 本次畢業(yè)論文我最要感謝的就是我的指導老師 陳慧珍老師 在我們開始做設 計的時候 她已經(jīng)是一個準媽媽了 即使在這樣的情況下 她依然堅持時常給我們 開會指導 只要有同學向她提問她就一定耐心細致的講解 從我畢業(yè)設計最初的定 題 到資料的收集 到寫作 修改 到論文初稿 她都給了我無私的幫助 犧牲了 很多她自己的休息時間 在這里請允許我真誠的說一句感謝您陳老師 真的辛苦您 了 同時也要感謝和我共度四年美好青春的 2011 級化工科亞機械的全體老師和同學 們 感謝我們所有科亞機制授課的老師們 是你們日復一日的付出和努力才有了我 們今天順利的畢業(yè) 感謝同我朝夕相處機制的同學們 還有我親愛的機械十三個女 孩兒們 是你們共同組成了我四年的大學生涯 你們是我珍貴的財富 最后感謝百忙中審查我論文的老師 感謝大家 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻 33 參考文獻 1 編寫組編著 塑料模設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 2 齊衛(wèi)東主編 塑料模具設計與制造 北京 高等教育出版社 2004 3 塑模技術手冊編委會主編 塑料模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1997 4 成都科技大學等合編 塑料成型模具 北京 輕工業(yè)出版社 1983 5 編寫組編著 塑料模具設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1982 6 馮炳堯等編 模具設計與制造簡明手冊 上海 上?？茖W技術出版社 1985 7 李秦蕊主編 塑料模具設計 西安 西安工業(yè)大學出版社 1988 8 成都工學院四系編 塑料成型模具 內部 1977 9 李德群等編 塑料成型模具設計 武漢 華中理工大學出版社 1990 10 張如彥等譯 塑料注射成型與模具 北京 中國鐵道出版社 1987 11 李鐘猛編著 型腔模設計 西安 西北電訊工程學院出版社 1985 12 卜建新編著 側澆口點澆口并用的雙層型腔注射模 模具工業(yè) 1992 13 李大樹編著 分流道截面形狀和尺寸計算的探討 模具工業(yè) 1991 14 許發(fā)樾 模具標準應用手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 15 彭建聲 秦曉剛編著 模具技術問答 北京 機械工業(yè)出版社 1996 16 王永平編著 注塑模具設計經(jīng)驗點評 北京 機械工業(yè)出版社 2004 17 閻亞林編著 塑料模具圖冊 北京 高等教育出版社 2004 18 徐佩弦編著 塑料件設計 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 19 編寫組編著 塑料模具設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1985 20 陳錫棟 周小玉編著 實用模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2002 21 屈華昌編著 塑料成形工藝與模具設計 北京 高等育出版社 2001 22 成都科技大學等合編 塑料成形模具 北京 中國輕工業(yè)出版社 1994 23 機械電子工業(yè)部編著 模具結構與設計基礎 北京 機械工業(yè)出版社 1993 24 蔣繼宏等編著 注射模具典型結構 100 例 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 25 申開智編著 塑料成型模具 第二版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2003 26 王忠銀編著 型腔模具結構圖冊 長沙 湖南科學技術出版社 1988 27 葉偉昌編著 刀量模具設計簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995 28 趙允嶺 王偉民編著 計算工程制圖 開封 河南大學出版社 2003