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洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 摘要 本設(shè)計題目為洗發(fā)水瓶蓋注塑模設(shè)計 體現(xiàn)了蓋類零件的設(shè)計要求 內(nèi)容及 方向 有一定的設(shè)計意義 通過對該零件模具的設(shè)計 進一步加強了設(shè)計者注塑模的 基礎(chǔ)知識 為設(shè)計更復雜的注塑模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗 本設(shè)計運用塑料成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識 首先分析了塑件的成分及性能 要求 為選取澆口的類型做好了準備 然后估算了塑件的體積 便于選取注塑機及確 定型腔數(shù)目 最后分析了塑件的特征 確定模具的設(shè)計參數(shù) 設(shè)計要點 及推出裝置 的選取 通過分析洗發(fā)水瓶蓋的工藝性 可知工件分型比較復雜 塑件采用順序脫模法進 行脫模分型 由于瓶蓋的結(jié)構(gòu)比較復雜 所以采用點澆口澆注系統(tǒng) 脫模后不在修正 澆口的痕跡 但采用這種澆口時 常常要在模具上增加一個分型面 以便澆口凝料脫 模 關(guān)鍵詞 工藝分析 塑件成型 澆注系統(tǒng) 模具結(jié)構(gòu) THE PLASTIC FORMING AND MOLD DESIGN PROCESS OF SCREW CAP PARTS Abstract This design topic covers the note mold design for the thread manifested has covered kind of components the design request the content and the direction had certain design significance Through to this components mold design further strengthened the designer to pour the mold the elementary knowledge for designed the more complex injection molding mold to complete the upholstery to absorb a more profound experience Through the foundation knowledge firstly the composion and the perfourmance of thr part is analyzed to choose the type of the gat advantagely Secondly the volume of the part is estimated to choose the injection molding machine and to detemine the mould quantity conveniencely Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly Through the analysis interrupted box thread bottle cap technology capability may know the box thread is the semicircle thread the models to use pulls out the core organization to carry on the drawing of patterns Because bottle cap s on part request is strict therefore uses the runner gating system after the drawing of patterns not in revision runner trace But when uses this kind of runner must increase a profile frequently on the mold so that the runner can congeal the material drawing of patterns Keywords process analysis plastic parts moulding casting system molding structure 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設(shè)計任務書 系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模 具 設(shè) 計 與 制 造 學 生 姓 名 崔二偉 學 號 111304326 設(shè)計 論文 題目 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 4 月 13 日 指 導 教 師 韓艷艷 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應達到的目的 本課程題目來源于生活實際 在完成該課題后 應對注塑工藝生產(chǎn)較為熟悉 能 熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用 能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的 編制 能夠運用繪圖軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 從而熟悉軟件和模具設(shè)計流 程 2 本畢業(yè)設(shè)計課題任務的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要 求等 原始數(shù)據(jù)如圖 批量生產(chǎn) 材料 LLDPE 一模一腔 工作要求 1 模具設(shè)計 編寫設(shè)計說明書一份 2 繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖 3 編寫主要零件的機械加工工藝過程卡 所在專業(yè)審查意見 負責人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模 具 113 學生姓名 崔 二 偉 學 號 111304326 指導教師 韓 艷 艷 2014 年 4 月 16 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 02 零件名稱 定模板 零件號 00 03 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 S40c 46HRC 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走刀長度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 1 銑上平面 35 立銑刀 游標卡尺 0 5 2 1mm 200mm min 1800r min 一次 1 銑下平面 35 立銑刀 游標卡尺 0 5 2 1mm 200 min 1800r min 一次 2 銑兩端面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1mm 60 min 1000r mi 一次 2 銑兩端面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1mm 60 min 1000r mi 設(shè) 計 者 崔二偉 指 導 教 師 韓艷艷 共 1 頁 第 1 頁 零件號 03 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 03 定模板 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 鋸床 虎鉗 直尺 02 鍛造 空氣錘 游標卡 尺 03 熱處理 熱處理 爐 火鉗 游標卡 尺 04 銑削 銑床 虎鉗 銑刀 游標卡 尺 05 磨削 磨床 磁力夾 具 砂輪 游標卡 尺 06 鉗工 虎鉗 鉆刀 鉸刀 攻絲刀 游標卡 尺 07 銑削與鉆孔 銑床鉆床 虎鉗 銑刀 鉆 頭 游標卡 尺 08 熱處理 加熱爐 油槽 游標卡 尺 09 研磨 萬能磨 床 虎鉗 砂輪 游標卡 尺 編制 崔二偉 校對 審核 批準 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 04 型芯 工序號 工 序 名 稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 量 具 工 時 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下料 鍛造 熱處理 車削 鉗工 鉸孔 擴孔 熱處理 仿形磨 研磨 鋸床下料 鍛床鍛造 退火 硬度小于 240HB 車外形尺寸 留單邊余量 0 3 0 4mm 劃線 去毛刺 鉸中心孔 擴中心孔 淬火 回火 硬度 48 52HRC 磨光表面以及內(nèi)表面 鉗工研磨到尺寸要求與表面粗糙度要求 下料車間 鍛造車間 熱處理車間 模具車間 模具車間 模具車間 模具車間 熱處理車間 模具車間 模具車間 鋸床 空氣錘 熱處理爐 車床 鉆床 熱處理爐 磨床 鋼尺 鋼尺 硬度測量議 游標卡尺 游標卡尺 硬度測量議 0 5 2 10 5 2 2 5 12 2 2 編制 崔二偉 校對 審核 批準 河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學生姓名 崔二偉 學 號 111304326 指導教師 韓艷艷 課題名稱 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負責人 2014 年 月 日 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 1 目錄 1 緒 論 3 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 3 1 2 1 國外模具現(xiàn)狀 4 1 3 1 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 5 1 4 1 洗發(fā)水瓶蓋模具設(shè)計的設(shè)計思路 6 1 4 2 洗發(fā)水瓶蓋模具設(shè)計的進度 7 2 洗發(fā)水瓶蓋工藝分析 8 2 1 洗發(fā)水瓶蓋 8 2 1 1 材料分析 8 2 1 2 成型特性 9 2 2 洗發(fā)水瓶蓋的結(jié)構(gòu)分析 9 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 9 3 凸凹模設(shè)計 10 3 1 分型面 10 3 2 凹模 10 3 2 1 制件質(zhì)量 體積 10 3 2 2 布局 10 3 2 3 收縮率 11 3 2 4 型腔板 11 3 3 選擇模架 12 3 4 型芯 14 3 5 型芯 型腔選材 15 4 設(shè)計脫模方式及澆道 16 4 1 設(shè)計脫模方式 16 4 2 拉廢料方式及尺寸 16 4 3 澆注系統(tǒng) 17 4 3 1 概述 17 4 3 2 主流道 18 4 3 3 分流道 18 4 3 4 澆口 18 5 注塑機 19 6 完善澆注系統(tǒng) 21 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 6 1 設(shè)計主流道襯套 21 6 2 設(shè)計定位環(huán) 22 7 冷卻系統(tǒng) 23 7 1 設(shè)計原則 23 7 2 冷卻水道 23 8 完善非標準零部件的設(shè)計 24 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 25 9 1 本模具的總裝圖 25 9 2 本模具的工作原理 25 10 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 錯誤 未定義書簽 10 1 凹模的加工工序卡見附表 1 錯誤 未定義書簽 10 2 凹模的加工工藝過程卡見附表 2 錯誤 未定義書簽 11 結(jié)論 26 致 謝 28 參考文獻 29 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 3 1 緒 論 目前 我國塑料技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?主要原因是我國在塑料 ?；A(chǔ)理論及成形工藝 模具標準化 模具設(shè)計 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè) 發(fā)達的國家尚有相當大的差距 導致我國模具在壽命 效率 加工精度 生產(chǎn)周期等 方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 截至 2007 年 11 月底 中國規(guī)模以上模具制造企業(yè)共有企業(yè) 1603 家 從業(yè)人員達 到 29 萬人 我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三 僅次于日本和美國 中商情報網(wǎng)研 究數(shù)據(jù)顯示 2003 2007 年間中國模具產(chǎn)業(yè)年均復合增長率 CAGR 高達 45 4 中 商情報網(wǎng)分析師預測到 2012 年中國模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可以達到 1500 億元 當今世界正進 行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整 一些模具制造逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移 中國正成為世界模具 大國 近年來 外資對我國模具行業(yè)投入量增大 工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的 趨勢進一步明朗化 我國模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機遇的同時 也將面臨巨大的挑 戰(zhàn) 目前我國一些大型 精密 復雜 長壽命的中高檔模具每年仍需大量進口 在總 量供不應求的同時 一些低檔模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術(shù)含量不 太高的中檔模具也有供過于求的趨勢 目前存在的一些問題 高級模具人才嚴重不足 科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 專業(yè)化 標準化 商品化程度低 協(xié)作能力差 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 小企業(yè)多 多為作坊式 目前模具制造企業(yè)的生產(chǎn)模式總的可以分為以下幾種 大承包 包料 包加工 包工人工資 小承包 不包料 不包加工 包工人工資 自產(chǎn) 不包料 不包加工 不包工人工資 個體戶型 1 2 國外模具現(xiàn)狀 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 據(jù)中國工業(yè)報報道 高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用 歐美許多模具企業(yè)的 生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的 將高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造 已成為快速 制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證 高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造 CAD CAE CAM 的廣泛應用 顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 為了縮短制模周期 提高市場競爭力 普遍采用高速切削加工技術(shù) 快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應用 我國塑料模具現(xiàn)狀分析 整體來看 中國塑料模具無論是在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和能力等方面都有 了很大進步 但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求 世界先進水平相比 差距仍很大 一些大型 精密 復雜 長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口 在總量供不應求的同時 一些低檔塑料模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料 模具也有供過于求的趨勢 加入 WTO 給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn) 同時帶來更多的機會 由于中國 塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主 產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯 有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的 1 5 1 3 加入 WTO 后 國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大 而中國中低檔模具的出口量 則加大 在高精模具方面 加入 WTO 前本來就主要依靠進口 加入 WTO 后 不僅為 高精尖產(chǎn)品的進口帶來了更多的便利 同時還促使更多外資來中國建廠 帶來國外先 進的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗 對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用 從市場情況來看 塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型 精密 復雜 長壽命模具 并大力開發(fā)國際市場 發(fā)展出口模具 隨著中國塑料工業(yè) 特別 是工程塑料的高速發(fā)展 可以預見 中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè) 的整體發(fā)展速度 未來幾年年增長率仍將保持 20 左右的水平 近年來 港資 臺資 外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速 這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料 因此未能計入上述數(shù)字之中 1 3 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 近年來 中國塑料模具制造水平已有較大提高 大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量 達到 50t 以上的注塑模 精密塑料模具的精度已達到 2 m 制件精度很高的小模數(shù)齒 輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產(chǎn) 多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模 高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達 6m min 以上的高速塑料異型材擠出模 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 5 具及主型材雙腔共擠 雙色共擠 軟硬共擠 后共擠 再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共 擠等各種模具 在生產(chǎn)手段上 模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高 CAD CAE CAM 技 術(shù)的應用面已大為擴展 高速加工及 RP RT 等先進技術(shù)的采用已越來越多 模具標準 件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高 熱流道模具的比例也有較大提高 另外 三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提 高 有些企業(yè)已實現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造 經(jīng)過近幾年的發(fā)展 塑料模具的開發(fā) 創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的 發(fā)展趨勢 1 在模具的質(zhì)量 交貨周期 價格 服務四要素中 已有越來越多的用戶將交 貨周期放在首位 要求模具公司盡快交貨 這已成為一種趨勢 2 大力提高開發(fā)能力 將開發(fā)工作盡量往前推 直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開 發(fā)中去 甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā) 變被動為主動 3 隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高 模具的制造正在從過去主要依靠鉗工 的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù) 這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變 也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念 的上升 4 模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展 5 隨著人類社會的不斷進步 模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展 6 發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉(zhuǎn)移 其表現(xiàn)方式為 一是遷廠 二是投 資 三是采購 存在的主要問題 中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比 主要存在以下問題 1 發(fā)展不平衡 產(chǎn)品總體水平較低 2 工藝裝備落后 組織協(xié)調(diào)能力差 3 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱 創(chuàng)新能力明顯不足 4 供需矛盾短期難以緩解 5 體制和人才問題的解決尚需時日 1 4 洗發(fā)水瓶蓋模具設(shè)計的設(shè)計思路 傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計流程如圖 1 所示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 圖 1 傳統(tǒng)注塑模具設(shè)計流程圖 在進行設(shè)計之前 設(shè)計者應該明確自己要設(shè)計的事項 要以設(shè)計任務書為依據(jù)設(shè) 計模具 根據(jù)設(shè)計書的內(nèi)容 設(shè)計者應熟悉塑件的幾何形狀 明確使用要求 然后對塑件進行成型工藝性的檢查 以確認塑件各個細節(jié)是否符合注塑成型的工 藝條件 這可以利用一些塑料 CAE 分析軟件輔助分析 在對工藝性分析之后 利用 CAD 軟件進行塑件的型芯型腔造型 確定其收縮率和 分型面 將塑件的型芯型腔設(shè)計完畢之后 根據(jù)塑件的參數(shù) 選取合適的模架 接下 來的工作就是對模具的澆道系統(tǒng) 冷卻或加熱系統(tǒng) 模具其它構(gòu)件的設(shè)計 根據(jù)前面 的設(shè)計 選擇合理的注射機 最后繪制模具的設(shè)計圖 隨著 CAD CAM 技術(shù)在模具領(lǐng)域的發(fā)展 傳統(tǒng)的模具設(shè)計正在發(fā)生著重大變化 每 個公司也有自己實際的一套操作手冊 但總的來說 設(shè)計的基本過程和內(nèi)容 均與傳 統(tǒng)的設(shè)計基本相同 1 5 洗發(fā)水瓶蓋模具設(shè)計的進度 1 了解目前國內(nèi)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 所用時間 5 天 2 確定加工方案 所用時間 5 天 3 模具的設(shè)計 所用時間 30 天 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 7 2 洗發(fā)水瓶蓋工藝分析 2 1 洗發(fā)水瓶蓋 其二維視圖 如圖2 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 圖2 洗發(fā)水瓶蓋原始尺寸 2 1 1 材料分析 洗發(fā)水瓶蓋大多數(shù)是以聚烯烴為主要原料的 聚烯烴是聚乙烯PE 聚丙烯PP和聚1 丁烯及其他烯烴內(nèi)聚合物的總稱 線形低密度聚乙烯LLDPE 注塑而成 LLDPE 是聚 乙烯的一種 線性低密度聚乙烯在結(jié)構(gòu)上不同于一般的低密度聚乙烯 因為不存在長支鏈 LLDPE的線性度取決于 LLDPE和 LDPE的不同生產(chǎn)加工過程 LLDPE 通常在更低溫度 和壓力下 由乙烯和高 級的a烯烴如丁烯 己烯或辛烯共聚合 而生成 共聚過程生成 的LLDPE聚合物具有比一般LDPE 更窄的分子量分布 同時具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同 的流變特性 LLDPE 的熔融流動特性適應新工藝的要求 特別是用薄膜擠出工藝 可 產(chǎn)出高質(zhì)的 LLDPE產(chǎn)品 LLDPE應用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場 增強了抗伸 抗穿透 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 9 抗沖擊和抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜 它的優(yōu)異的抗環(huán)境應力開裂性 抗低溫 沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對管材 板材擠塑和所有模塑應用都有吸引力 LLDPE 最新的應用是作為地膜用于廢渣填埋和廢液池的襯層 2 1 2 成型特性 LLDPE收縮率為1 6 溢邊值為 0 05 流動性極好 模具溫度對塑件的結(jié)晶狀況 有較大的影響 模溫高 強度高 但收縮率也會增大 一般LLDPE 取30 50 提高注塑壓力有利于熔融熔料的充模 由于LLDPE的流動性很好 因此除薄壁細長 制品外 應該精良選擇較低的注塑壓力 一般注塑壓力為50 100MPa 2 2 洗發(fā)水瓶蓋的結(jié)構(gòu)分析 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 1 洗發(fā)水瓶蓋壁厚0 8毫米 符合注塑成型壁厚最好1 3毫米的原則 壁厚也 比較均勻 在瓶蓋頂端上部有配合洗發(fā)水流出的凸蓋 與下部的瓶蓋孔相配合 上部 分的蓋設(shè)計比較煩瑣 不容易成型脫模 洗發(fā)水瓶蓋外表面光滑無劃痕擦傷 上下部 分配合一致 瓶蓋內(nèi)部設(shè)計有加強筋 可以提高瓶蓋的力學性能 有助于瓶蓋耐用 這樣的洗發(fā)水瓶蓋更美觀漂亮 方便使用洗發(fā)水 2 尺寸精度分析 該零件沒有標注尺寸公差 屬于自由公差 且壁厚比較均勻 易于成型 所以模具制作精度要求不是特別高 易于加工制作 3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面要求除了要求沒有缺陷 毛刺 無其它特殊要 求 不比較容易實現(xiàn) 3 凸凹模設(shè)計 3 1 分型面 模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面 叫做分型面 在模具制造不良或鎖 模力不足的情況下 模內(nèi)熔融塑料會通過分型面濺出 在塑件上形成較厚的飛邊 經(jīng) 修整后會留下明顯的殘痕 模具設(shè)計的第一步 就是選擇分型面的位置 設(shè)計分型面的原則 塑件脫模方便 模具的結(jié)構(gòu)簡單 型腔排氣順利 確保塑件質(zhì)量 無損塑件外觀 合理利用設(shè)備 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 由于制件結(jié)構(gòu)復雜 綜合以上因素考慮 選擇制品的閉合凹凸配合處端面面板 處做為分型面 分型面將制品一半留在定模內(nèi) 不影響塑件外觀 從上到下注塑 氣 體可從分型面排出 不會影響塑件質(zhì)量 3 2 凹模 3 2 1 制件質(zhì)量 體積 計算過程 0 94g ml 單個瓶蓋體積V 2 43ml 單個瓶蓋質(zhì)量 vm 2 43 0 940 2 29g 3 2 2 布局 根據(jù)要求本套模具采用一模兩腔的形式 模具型腔布局要求對稱平衡 保證注塑 機受力均勻 制品在模具中的位置 直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復雜程度 模具分型面的 確定 澆口的位置 制品的尺寸精度和質(zhì)量等 設(shè)計時應遵守一下基本要求 1 制品或制品組件 含嵌件 的正視圖 應盡量相對于注塑機的軸線對稱布 置 以便于成型 2 制品的方位應便于脫模 開模后模具應留在動模部分 這樣便于利用成型設(shè) 備脫模 3 當用模具相互的垂直的活動成型零件成型孔 槽 凸臺時 制品的位置應著 眼于使成型零件的水平位移最簡單 使抽芯操作方便 3 2 3 收縮率 LLDPE的收縮率為1 6 瓶蓋高H為23 考慮收縮率后為23 21 0 1 壁厚L為0 8 由于壁厚不是很嚴格 故可以不考慮收縮率 公差取0 0 1 d的實際尺寸25 考慮收縮率后應為25 40 公差0 0 1 h為5 可以不考慮收縮率 故5 1mm 手紋半徑為0 5mm 相隔0 5mm 可以不考慮收縮率 0 5 0 1mm 小l為1 4 可以不考慮收縮率 尺寸 取1 4 0 1 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 11 3 2 4 型腔板 本套模具采用一模兩腔 制品的形狀比較復雜 分型比較困難 故采用兩板式型 腔板 兩個型腔板是在成型模具的凹模板上加工型腔 有較高的強度和剛度 但加工 較困難 需要用電火花 立式銑床加工 僅適合于形狀簡單的中小型模具 由上述表達 可得到的數(shù)據(jù) D1 33 5 0 1 h 14 2 0 1 R 0 5 0 1 通過尺寸鏈計算 得到 L 35 5 0 1 有經(jīng)驗數(shù)據(jù)法 低壁厚度h1 可由表1確定 表1 型腔低壁厚度t h的經(jīng)驗數(shù)據(jù) B mm B L B 2L 102 300 th 0 13 0 15 b 型腔為不規(guī)則形 由于L 36 5 b 36 5 故b L B 應介于 102 300之間 故 th 0 13 0 15 b t h 0 14b 0 14 36 5 6 公差上偏差去0 下偏差取 0 5 側(cè)壁t c 可由經(jīng)驗公式t c 0 20L 17 型腔壓力P m 49MPa 由于聚烯烴一般注塑壓力為50 100 MPa 但考慮到LLDPE的流動性好 故可取 Pm 49MPa 故t c 0 20L 17 0 20 36 5 17 25mm 考慮冷卻水道的影響加8mm 因為冷卻水道直徑優(yōu)先取大于8mm的圓形水道 tc t c 2 25 2 12 5mm 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 考慮冷卻水道的影響和拉料頂桿孔的影響加兩個8mm和2 2mm 取33mm 故型腔板至少長度為L 189mm 寬度B 102 5mm 高度H 30 2mm 3 3 選擇模架 前面已經(jīng)設(shè)計了型腔 型腔的整體尺寸為B L 102 5 189mm 高 H 30 2 標準化 在國標中應選擇B L 125 160mm H 25 上偏差 0 20 下偏差 0 05mm 在第一節(jié)中已 經(jīng)分析了本套模具采用點澆口的形式 根據(jù)經(jīng)驗應有兩個分型面 一個分型面脫廢料 一個分型面脫制件 本套模具采用強制脫模為中小型模具 優(yōu)先采用脫件板脫模 尺 寸為B L 125 160 H 12 5mm上偏差 0 20 下偏差 0 05 根據(jù)以上信息 可選擇中小 型模架中的派生型P8 如圖3 圖3 模架 由于模座要比模板稍大一些 故可以選擇160 160 B L 厚度選擇h1 16mm 上偏 差 0 20 下偏差 0 05 頂板及固定板在寬度方向上要小于型腔板 墊板的寬度將選擇20mm 故兩版的寬度 應小于85mm 查相應表格 得B L 73 160 h2 h3 12 5mm h4確定高度為12 5上偏差 0 20 下偏差 0 05 B L 125 160mm 墊板h5 B L 125 160 高H為12 5 上偏差 0 20 下偏差 0 05 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 13 型芯固定板 B L 125 160 高H為20 上偏差 0 20 下偏差 0 05 墊塊 選擇20 160 確定高度C 因為塑件高度為14 2mm h2 h3 25mm 共39 2mm 應大于39 2mm 根據(jù)標準化表格選擇50mm 因為要保證足夠的頂出空間 查表 得此模架的編號為P9 125160 32 Z1 3 4 型芯 此型芯由于要成型瓶蓋內(nèi)部的密封閉合結(jié)構(gòu) 形狀復雜 可以先采用電火花技術(shù) 制造一個小電極 采用電火花放電 然后用cnc銑床加工成型 圖4 型芯結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)經(jīng)驗及有關(guān)資料確定如下 L1 27 0 1mm L2 25 4mm L3 31 9 0 1mm L4 67mm L5 69 5mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 h2 5mm h3 14 2mm h4 5mm 配合尺寸 h6 5mm h7 12mm h8 8mm 高度H 46 7mm 3 5 型芯 型腔選材 成型零件材料選用要求如下 1 機加工性能好 2 拋光性能好 3 耐磨性和抗疲勞性能好 4 具有耐腐蝕性能 5 熱處理性能好 選用成型零件材料 取決于模具的壽命及模具制品的精度要求 型腔 型腔與塑件的摩擦不強烈 考慮只是批量生產(chǎn) 故壽命不是很長 再加上價格因 素 采用我國上海五鋼公司生產(chǎn)的塑料模具鋼SM50鋼比較合適 其含碳量范圍由原來 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼50鋼 0 47 0 53 縮小到0 49 0 52 p s含量也降到 0 025 氣體 雜質(zhì)和宏觀缺陷少 鍛壓比大 對于熱處理工藝和操作是 很有利 的 適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高 使用壽命不需要很長的模具 鋼 但該鋼的焊接性能 冷卻變形性能差 型芯上面的制件與芯摩擦力大 故需要耐磨材料 型芯材料需要易加工的材料 并且熱處理變形小 且價格中等偏下的材料 SM55鋼屬碳素塑料模具鋼 其化學成化與高強中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼55鋼相近 但鋼的 潔凈度更高 碳含量波動范圍更窄 力學性能更穩(wěn)定 該鋼經(jīng)熱處理后具有高的表面 硬度 強度 耐磨性和一定的韌性 一般在正火或調(diào)質(zhì)處理后使用 該鋼價格便宜 切削加工性能中等 該鋼焊接性和冷變形性均勻低 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 15 4 設(shè)計脫模方式及澆道 4 1 設(shè)計脫模方式 在注塑成型的每一循環(huán)中 塑件必須由模具型腔中取出 完成取出塑件這個動作 的結(jié)構(gòu)就是頂出機構(gòu) 也成為脫模結(jié)構(gòu) 在本套模具中采用順序脫模 故驅(qū)動方式為 機動脫模 利用注塑機的開模動力 定模與動模分開 同時型芯與工件分離 工件附 著在定模上 開模達到一定的位置時 壓板打開 使掛鉤脫開定模板 定模板與上模 板分開 點澆口與制件分離 塑件脫落 拉料桿拉住澆道凝料脫落 然后動模板繼續(xù) 閉合 動模板與定模板接觸 然后推動定模板與上模板接觸閉合 掛鉤重新勾住定模 板鎖緊 壓板重新壓住掛鉤 這種順序脫模方式生產(chǎn)率效率高 工人勞動強度低等優(yōu) 點 4 2 拉廢料方式及尺寸 當模具采用脫件板脫模機構(gòu)時 不能采用其他拉下主流道凝料的形式 應采用端 頭為球形的拉料桿 球形拉料桿的球頭和細徑部分伸到冷料井內(nèi) 被料井中的凝料包 圍 動定模打開時將主流道凝料拉向動模一側(cè) 頂出行程中 脫件板將塑件從主型芯 上脫下的同時也將主流道凝料從球頭上脫下 這里應該注意 球形拉料桿應安裝在型 芯固定板上 而不時頂桿固定板上 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖5 拉料桿 其形狀如圖5 d 2 2mm d1 1 2mm d2 2mm d3 4 4mm h1 2mm h2 5mm H 57mm 4 3 澆注系統(tǒng) 4 3 1 概述 所謂澆注系統(tǒng)是紙模具中從注塑機開始到型腔為止的塑料溶體的流動通道 其作 用是使塑料溶體平穩(wěn)且有序的填充到型腔中 并在填充和凝固過程中把壓力充分傳遞 到各個部分 以獲得組織緊密 外形清晰的塑料制件 澆注系統(tǒng)一般有主流道 分流 道 澆口和冷料穴四部分組成 其結(jié)構(gòu)如圖6 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 17 圖6 流道 其設(shè)計原則 排氣良好 流程短 防止型芯和嵌件變形 整修方便 防止制件翹曲變形 合理設(shè)計冷料穴和益料槽 澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取最小值 4 3 2 主流道 表 各種塑料主流道進出口值 主流道注塑量 10g 進 出端值 D1 D2 聚乙烯 3 4 5 制件2 39 2 4 78g 故D1 3mm D2 4 5mm R 1mm Lz 28 5mm D5 5mm h 3mm 4 3 3 分流道 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 采用梯形截面 形狀如圖7 圖7 梯形主流道截面 差表格得 h 3 5mm b1 5mm R 0 5mm L1 36 75 L2 36 75 5 41 75 4 3 4 澆口 澆口尺寸應盡量小 以減小在塑件上留下痕跡 取D4 1mm D3 3mm 5 注塑機 計算所用塑料的質(zhì)量和體積 1 制品的質(zhì)量為m1 2 29 2 4 58g 澆注系統(tǒng)的凝料質(zhì)量為m 主流道體積 V1 mlLztdD261 0 3 42 1 2 分流道體積 V2 2SL1 1 461ml 澆口體積 Vb 0 038ml 廢料總體積 V V1 V2 V3 1 76ml 廢料總質(zhì)量 m V 1 65g 澆注系統(tǒng)總體 V V V制 6 62ml 澆注系統(tǒng)總質(zhì)量 m m m1 6 23g 2 模具的整體尺寸為 長 寬 高 220 205 169 5 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 19 開模行程 Smax H1 H2 5 10 mm H1 制品所用的脫模距離 mm H2 制品高度 取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度mm H1 13 8mm H2 14 2mm 34 5mm Smax 13 8 14 2 34 5 62 5mm 3 選擇注塑機SZ 60 450臥式注塑機 部分參數(shù)如下 理論注射容量 立方厘米 78 106 螺桿 柱塞 直徑 mm 30 50 注塑壓力 MPa 170 125 注射速率 g s 60 75 塑化能力 g s 5 6 10 螺桿轉(zhuǎn)速 Hmin 14 200 鎖模力 KN 450 拉桿內(nèi) 間距 mm 280 250 移模行程 mm 220 鎖模形式為雙曲肘 最大 最小模具厚度 mm 300 100 噴嘴求半徑 SR20 模具定位孔直徑 mm 55 以上參素均符合本套模具的 要求 可以使用 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 6 完善澆注系統(tǒng) 6 1 設(shè)計主流道襯套 由于注塑機注塑時 主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞 所 以一般不將主流道直接開在定模上 而是將它單獨開設(shè)在一個嵌套中 然后將此嵌套 嵌如定模內(nèi) 該嵌套稱為主流道襯套 澆口套 采用主流道襯套以后 不僅對主流道 的加工和熱處理以及襯套自身的選擇的等工作帶來很大的方便 而且在主流道損壞后 也便于修磨和更換 設(shè)計主流道襯套時應注意一下事項 對于小型注塑模 可將主流道與定位環(huán)設(shè)計成一個整體 但多數(shù)情況下應分開 設(shè)計 主流道襯套應選用優(yōu)質(zhì)鋼材 如T8A 熱處理硬度為53 57HBC 襯套的長度應與定模部分的厚度一致 主流道出口處端面不得突出在分型面上 否則不僅會造成益料 而且還會壓壞模具 主流道襯套由A B兩種形式 本套模具制品比較小 型腔少可采用A型 其結(jié)構(gòu) 如圖6 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 21 圖8 稱套 根據(jù)方便程度 設(shè)計的尺寸為d 10mm dh 20 Lb 35mm L1 12 5mm SR 20mm Lb長度考慮了與定位環(huán)的長度10mm 材料選用T8A 熱處理硬度為53 57HRC 6 2設(shè)計定位環(huán) 定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合 其作用時為了使主流道與噴嘴 和料筒對中 定位環(huán)與注塑機定模板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合 如 H11 h11或H11 b11 對于小型模具 定位環(huán)與定位孔的配合長度可取8 10mm 定位環(huán)形狀如圖7 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖9 定位環(huán) 由于目前我國對于定位環(huán)還沒有國標 故根據(jù)注塑機噴嘴設(shè)計 d 20 mm 01 mp35 選擇固定螺釘 M6固定螺釘 7 冷卻系統(tǒng) 7 1 設(shè)計原則 在保證模具材料有足夠強度的前提下 冷卻水道盡可能設(shè)置在靠近型腔表面 在保證模具材料的機械強度的前提下 冷卻水道應盡可能緊密 冷卻水道的直徑應優(yōu)先采用大于8cm 冷卻水道在模具中的流速 以盡可能高一些為好 但就其流動狀態(tài)來說以湍流 為佳 制品較厚的部位應特別加強冷卻 充分考慮所用的模具材料的熱傳導率 7 2 冷卻水道 本套模具由于是小型模具 故可采用直徑為8mm冷卻水道 在凹模布置如圖8 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 23 圖10 冷卻系統(tǒng) L1 115mm L2 8mm L3 0 1mm L4 100mm 8 完善非標準零部件的設(shè)計 1 上模座 綜合螺釘孔 銷釘孔及稱套孔 其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00 01 2 上墊板 在上面開有螺釘孔 導套孔 銷釘孔及稱套孔 其結(jié)構(gòu)見附圖00 02 3 型腔 根據(jù)以上所塑凹模的設(shè)計圖見附圖00 03 4 推板 推板的尺寸及形狀見附圖00 04 5 壓板形狀見附圖00 05 6 擺鉤形狀見附圖00 06 7 支撐桿形狀見附圖00 07 8 掛板形狀見附圖00 08 9 下模座 其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00 09 10 頂板 其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00 10 11 推桿固定板 其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00 11 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 12 下墊板 結(jié)構(gòu)及各項細節(jié)見附圖00 12 13 型芯固定板 開有螺釘孔 導柱孔 銷釘孔及型芯孔 其結(jié)構(gòu)見附圖00 13 14 型芯 設(shè)計其他結(jié)構(gòu)時改變了型芯的部分結(jié)構(gòu) 其具體結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00 14 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 9 1 本模具的總裝圖 9 2 本模具的工作原理 模具工作原理 模具安裝在注塑機上 定模部分固定在注塑機的定模板上 動模部 分固定在注塑機的動模板上 合模后 注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔 經(jīng)保 壓 冷卻后塑件成型 開模時 動模后退 由于壓板擺勾的作用 I I 和 II II 暫不分 開 所以首先模具在 III III 面分開 瓶蓋與動模板上的型芯分離 瓶蓋附著在定模 板型腔上 動模繼續(xù)后退 壓板打開 擺勾松開定模板 使定模板與上墊板分開 在 II II 分型面開始分型 然后 I I 面最后分開 由于動模部分設(shè)有拉料桿 因此流道凝料 保留在動模座板上 動模運動到一定距離 頂板受到注塑機的作用 停止運動 動模 運動停止 合模時 借助注塑機的閉合運動分型面 III III 先閉合 接著 II II 分型面 閉合 接著 I I 閉合 完成一個模具行程 模具被鎖緊 進而進行下一次注塑 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 25 10 結(jié)論 大學三年的學習即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié) 是對以前所學的 知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗 就我個人而言 通過這次畢業(yè)設(shè)計 使我學 習到了許多知識 對模具的設(shè)計與制造有了極為深刻的認識 是一次由理論向?qū)嵺`的 飛躍 回顧一個多月的設(shè)計生活 讓我感慨頗深 主要體會有以下幾點 1 扎實的基礎(chǔ)課 專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ) 由于以前所學的課程難免有些理解不深 遺忘等 而本次設(shè)計又或多或少的用到 了這些知識 從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程 并加深了對這些課程的理解 真正有一種溫故而知新的感覺 如機械制圖中的各種線型的特點應用 材料力學中的 應力校核 熱處理中各種材料與熱處理性能 公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用 模具的加工與制造技術(shù) 塑料模具的設(shè)計與制造步驟 模具材料的正確選用等 2 理論與實踐相結(jié)合的重要性 以前的學習中 基本上是純理論的學習 雖然有金工實習 畢業(yè)實習等實踐的體 味 但卻停留在表面上 沒有進行過真正的設(shè)計 從而使理論與實踐嚴重脫節(jié) 而現(xiàn) 在我們是在經(jīng)歷了金工實習 畢業(yè)實習后的一次真正的練兵 我認真回顧了以前所見 所學的塑料模知識 在腦海里反復了思考了塑料模的步驟 然后開始到圖書館查數(shù)據(jù) 作設(shè)計 在作設(shè)計的過程中 我才真正感覺到眼高手低的含義 同時也 窺一斑而知 全豹 自己的學習中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺 但是在老師們的幫助下以及自己的 努力下 我終于克服了重重困難 使設(shè)計得以順利的進行 通過向老師們請教 我了 解到設(shè)計要面向企業(yè) 面向市場的原則 畢業(yè)設(shè)計正是對實踐能力的一次強有力的訓 練 是我們獨立工作的前湊 將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 3 對模具設(shè)計中的安全性 經(jīng)濟性加深了認識 在設(shè)計工作中 要不斷對安全性進行分析 從操作者的角度進行設(shè)計 在設(shè)計中 需要考慮到模具的成本問題 經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提 成本的高直接決定了產(chǎn)品 的競爭力 故在設(shè)計中盡可能的選用標準件 4 計算機成為設(shè)計中重要的輔助工具 由于工件形狀復雜 在設(shè)計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度 后經(jīng)同學 指點 迷津 通過 Pro E 繪圖和計算才得以解決 另外在繪零件和裝配圖時采用計算機也更 方便快捷 采用計算機處理 精度高 方便快捷 在本次設(shè)計時 要求機械繪圖 電 子文文件文本 從而對 AUTO CAD 的學習有了很大的進展 對 WORD WPS 等各種文字處 理工具有了更為熟練的操作 而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢 計算機終將 成為設(shè)計的必備工具 這對提高學生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義 洗發(fā)水瓶蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 27 致 謝 首先感謝本人的導師韓艷艷老師 他對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議 還有丁海 原國森等老師淵博的知識 誠懇的 為人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設(shè)計的過程中 特別是遇到困難時 老師給了我鼓勵和 幫助 在這里我向他們表示真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學習及實踐環(huán)境 使我學到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 同時感謝 我們所有的材料工程系的老師們 你們是優(yōu)秀的 老師們 你們辛苦啦 感謝和我在一起進行課題研究的同窗好友張家新 胡滿意 胡杰 侯紅斌 尹紅 濤等 是你們在宿舍 教室和我一起討論交流 使我學到了許多新的知識 一并感謝你 們 最后 我非常慶幸在三年的的學習 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學 并感激師友的教誨和幫助 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 清華大學出版社 2 王孝陪主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000 3 模具制造手冊編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1996 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上?？?學技術(shù)出版社 1998 5 賈潤禮 程志遠主編 實用注塑模設(shè)計手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 唐志玉主編 模具設(shè)計師指南 國防工業(yè)出版社 1999 7 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1995 8 黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 1999 9 彭建聲主編 簡明模具工實用技術(shù)手冊 機械工業(yè)出版社 1993