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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 暖色口杯注射模設(shè)計(jì) 系 別: 汽車與機(jī)電工程系 專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí): 模具05（1）班 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 2007年12月20日 目 錄 引言..........................................2 1產(chǎn)品設(shè)計(jì)求.......................................3 2塑件的分析.......................................3 3材料的分析選用...................................3 4成型設(shè)備的選擇...................................4 5塑件注射工藝的選擇...............................5 6分型面的選擇.....................................5 7推出方式的選擇...................................5 8模架的選擇.......................................6 9校驗(yàn)?zāi)＜艿暮线m性.................................7 10澆注系統(tǒng)的選擇..................................8 11斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)....................................9 12支撐板設(shè)計(jì).....................................10 13導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).................................10 14冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì).................................10 15開合模過(guò)程.....................................11 16成型工藝卡.....................................12 參考文獻(xiàn)......................................13 暖色口杯注射模設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)與制造05（1）班 摘要：在生活快節(jié)奏的二十一世紀(jì)，人們對(duì)自己的生活用品等要求越來(lái)越高，淘汰也非常厲害。生活用品要求的提高也帶動(dòng)著模具行業(yè)。使模具的結(jié)構(gòu)、精度等要求都提高。本模具是一個(gè)“暖色口杯”的注射成型模具。它采用點(diǎn)澆口，需要進(jìn)行側(cè)向分型，模具結(jié)構(gòu)緊湊。使得本模具的設(shè)計(jì)一目了然。 關(guān)鍵詞：生活用品 模具 注射 CAD/CAM 造型 軟件 前 言 在科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，現(xiàn)在人們的環(huán)保意識(shí)很強(qiáng)，而本次設(shè)計(jì)的暖色口杯是人們必須的日常生活用品，所以塑件的選材就非常重要，必須無(wú)毒，因而選用了PP材料。在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。人們對(duì)產(chǎn)品要求其獨(dú)具個(gè)性，特別是一些生活用品，不僅要求它要實(shí)用，還要求它外觀漂亮，美麗的外觀以及產(chǎn)品的環(huán)保性吸引著每個(gè)人的眼球。 本次模具設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)加軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合。本設(shè)計(jì)開始采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，初步選擇注射機(jī)、模架。依照塑件的實(shí)際情況，選出合適的澆口位置和分型面，設(shè)計(jì)出推出方式。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 目前，口杯的樣式越來(lái)越多，外觀也越來(lái)越復(fù)雜。因而模具的要求也越來(lái)越高，設(shè)備也更先進(jìn)，制造工藝也比以前要更有難度。在這樣的市場(chǎng)中要有立足之地，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)人員是一個(gè)相當(dāng)大的考驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員必須多掌握幾種軟件。設(shè)計(jì)出來(lái)的東西要有創(chuàng)新才行。這樣才不會(huì)被淘汰。 一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求 零件名稱：暖色口杯 生產(chǎn)批量：小批量 要求設(shè)計(jì)模具一套 圖一（工件圖） 二、塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度以及表面質(zhì)量的分析 1） 結(jié)構(gòu)的分析 該塑件復(fù)雜曲面較多，口杯的杯體以及手柄都是曲線，并非圓弧。給模具的設(shè)計(jì)制造帶來(lái)了一定的難度。所以采用了PRO/E等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)難度。 2） 精度的分析 塑件的精度等級(jí)為6級(jí) 3） 尺寸的分析 該塑件為口杯，口杯尺寸不是很大。復(fù)雜曲線的尺寸比較難標(biāo)。塑件的厚度不均勻。 4） 表面質(zhì)量的分析 由于本次設(shè)計(jì)的塑件是人們的日常生活用品口杯，表面質(zhì)量是否光滑影響著人們對(duì)本產(chǎn)品的選購(gòu)。所以表面質(zhì)量及粗糙度等是非常重要的。 三、材料的分析及選用 本次的塑件材料為聚丙烯（PP），聚丙烯無(wú)色，無(wú)味，無(wú)毒。PP材料不吸水，光澤好，易著色，是很好的制造口杯的材料。它產(chǎn)品質(zhì)量輕，任性好，耐化學(xué)性好。PP為結(jié)晶聚合物，在通用塑料中，PP的耐熱性最好，能在沸水中煮，所以很適合制造口杯。PP成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔，凹痕及變形。但是PP尺寸精度低，剛性不足。脫模后容易變形，易老化，變脆。注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路。PP的這些性能可使它用于各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。 材料工藝分析： 表為PP塑料注射成型工藝參數(shù) 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 聚丙烯（PP） 結(jié)晶型高聚物 大于-15攝氏度 具有多面性，耐濕性很好，除了強(qiáng)氧化劑和非極性溶劑外，PP對(duì)化學(xué)侵蝕有很強(qiáng)的抵抗力 低溫時(shí)變脆,不耐模易老化，流動(dòng)性，成型性好， 結(jié)晶料，吸濕性好，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解 適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕`緣零件以及盆，桶，家具等等 密度ρ/(kg.dm) 導(dǎo)電性 吸水性 成型收縮率s 熔點(diǎn) t/℃ 成型溫度 t/℃ 0.90~0.91g/cm3 低 無(wú) 1.0-2.5% 164--170攝氏度 160-220℃ 抗拉屈服強(qiáng)度σt/Mpa 抗老化性 拉伸彈性模量Ｅt/Mp 抗 酸 堿 性 導(dǎo) 熱 性 抗 酸 堿 性 大于650MPa 良好 大于3700MPa 極 高 極 低 極 高 四、成型設(shè)備的選擇 經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，得出制件的體積V=98846 mm3 ,投影面積為7350mm2 采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu),考慮其尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機(jī)為XS-ZY-500型。 五、塑件注射工藝的選擇 根據(jù)查表和實(shí)際情況，PP材料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。在試模時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。 PP材料的成型工藝表： 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度t/℃ 80～120 注射壓力p/Mpa 70～120 時(shí)間 τ/h 1～2 料筒溫度t/℃ 后段中段前 段 180～200 200～220 160～170 成型時(shí)間τ/s 注射時(shí)間 0～5 保壓時(shí)間 20～60 噴嘴溫度t/℃ 170～190 冷卻時(shí)間 15～50 總周期 40~120 模具溫度t/℃ 40～80 螺桿轉(zhuǎn)速n/（r·） 30～60 六、分型面的選擇 分型面的選擇： 在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇非常重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。分型面應(yīng)該選擇在塑件的最大體積處。分型面的選擇，與制件的如何推出也有一定的聯(lián)系。所以分型面的選擇一定要使推出容易。 分型面如圖所示： 圖二 （分型面的選擇） 在此處選擇分型面，既降低了設(shè)計(jì)制造的難度，又不影響制件的使用性能，推出也最為容易。 七、推出方式的選擇 此模具的型芯在動(dòng)模，開模后塑件因制件的結(jié)構(gòu)作用會(huì)留在動(dòng)模一側(cè)。根據(jù)制件的結(jié)夠，推板推出制件，制件沒有推出的痕跡，推出也相對(duì)平穩(wěn)，推件板推出力的作用面積大而均勻。所以此制件的推出方式選擇推件板推出。 八、模架的選擇 （1） 選用模架 塑件為一口杯，見圖一。材料為PP，推出方式為推件板推出。 模具的設(shè)計(jì)要求：采用進(jìn)料方式（不會(huì)影響制件外觀），一模一腔，推件板推出。設(shè)備：XS-ZY-500 根據(jù)以上要求，參考標(biāo)準(zhǔn)模架形式，選用A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，如圖所示： （2） 確定型腔壁厚 查手冊(cè)可得聚丙烯的收縮率為s為0.4~0.7,取Scp=0.5塑件公差取自由公差MT6 塑件高度尺寸為80mm手冊(cè)型腔允許變形量[δ]＝Ｓt＝0.007Ｘ3＝0.021查手冊(cè)得型腔壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)值： P取55MPa E=2.11*104 C取0.031 按強(qiáng)度計(jì)算條件計(jì)算得：型腔底版厚度h=28.5mm 型腔側(cè)壁厚s=43.5mm （3） 計(jì)算型腔模板周界尺寸 一模一腔排列如下圖所示，計(jì)算模板長(zhǎng)度 L=A+B=2+105=107mm S=W+V=2+105=107mm 確定模板周界尺寸: 根據(jù)上步計(jì)算的結(jié)果的長(zhǎng)寬尺寸分別為107mm和107mm, 型腔側(cè)壁厚s=43.5mm(取50mm)，經(jīng)考慮型腔大小選用215x215mm 。 確定模板厚度及選擇框架尺寸: 根據(jù)型腔底版厚度h=28.5mm（取30mm），型腔深度85mm，查標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè)確定型腔板（Ａ板）厚為115mm 墊板的厚度=工件的內(nèi)腔高度+兩塊板厚度+5-10（安全高度） =80+20+10=110mm 九、校驗(yàn)?zāi)＜艿暮线m性 所選的注射機(jī)為XS-ZY-500型， 注射機(jī)XS-ZY-500型的主要參數(shù)如下： 標(biāo)稱注射量500cm 模具最大厚度450 模具最小厚度300 模板最大行程500 注射行程200 模板尺寸700X800 墊塊高度有100、125和160三種 1)、最大注射量校核： 經(jīng)計(jì)算得塑件的體積：V=98846mm，且一模一腔，滿足注射量500 cm的要求 2)、模具厚度與注射機(jī)裝模高度校核： Hm=40+115+110+85+45+40=435mm 而注射機(jī)Hmax=450mm，Hmin=300m 滿足Hmin≤Hm≤Hmax 經(jīng)上面計(jì)算注射機(jī)完全滿足裝模要求 3）、開模行程校核 查模具設(shè)計(jì)與加工手冊(cè)得XS-ZY-500注射機(jī)的最大開模S=500。 由公式： Smax≥H1+H2+（5~10） =85+85+（5~10） =180mm 式中：H1——塑件推出距離（MM） H2——塑件高度（MM） 由上式得知開模滿足要求 結(jié)論:根據(jù)校核XS-ZY-500注射機(jī)能夠滿足模具使用要求 十、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 主流道分流道設(shè)計(jì) 根據(jù)模具設(shè)計(jì)與加工手冊(cè)查得XS-ZY-550型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑：d0=φ3、φ5、φ6、φ8mm四種 噴嘴前端球面半徑：R=18mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=Ro+（1~2）mm D=do+（0.5~1）mm 取主流道球面半徑R=19mm 取主流道的小端直徑d=9mm 為了便于將凝料從主流道中撥出, 將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其錐角為(2~4)度。 表面粗糙度Ra為0.4μm。 2 成型零件（型心、型腔）重要尺寸的計(jì)算 1）、型腔尺寸計(jì)算： 類型 塑件上的尺寸 計(jì)算公式 制造公差△ 收縮率 計(jì)算結(jié)果 型腔尺寸 80 DM=(D+DScp%-3/4△)δmm 0.76 ０．４%～０．７% 11 0.36 24 0.44 59 0.64 45 0.56 型腔高度尺寸 85 HaM=(Ha+HaScp%-2/3△) δmm 0.88 2）、型芯尺寸計(jì)算： 型芯尺寸 74 dM=(d+dScp%+3/4△) δ mm 0.76 0.4%～0.7% 60 0.64 型芯高度 80 HaM=(Ha+HaScp%+2/3△) δmm 0.76 注：模具的制造公差δz一般取△/3，考慮到模具經(jīng)濟(jì)加工技術(shù) 十一、斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 由于本次的是口杯，設(shè)計(jì)的口杯需要進(jìn)行側(cè)向分型。所以必須設(shè)計(jì)一套斜導(dǎo)柱。斜導(dǎo)柱一般為200--250,最好為220. 斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)為：LZ=95*cos220=102mm 十二、支撐板的設(shè)計(jì) 支撐板需要具有高度的平行度和必要的硬度和強(qiáng)度，所以應(yīng)結(jié)合動(dòng)模成型部分受力狀況進(jìn)行厚度計(jì)算。計(jì)算得塑件在分型面上的投影面積大約為70cm2左右,所以取支撐板厚度為30mm。 十三、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定模或在上、下模合模時(shí)，正確地定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)起著定位、導(dǎo)向作用，還承受一定的側(cè)向壓力。 十四、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)系著模具制造出來(lái)的制件的質(zhì)量。而冷卻水道應(yīng)該盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；由于塑件的壁厚還算比較均勻，本次設(shè)計(jì)的水道孔邊至型腔表面距離為15mm。水道出入口的布置情況如下圖： 十五、開合模過(guò)程 開模時(shí)，塑件包緊在凸模13上隨動(dòng)模部分一起向下移動(dòng)，與塑件相連的主流道凝料從澆口套中拉出。與此同時(shí)，在斜導(dǎo)柱15的作用下，在斜滑塊9隨動(dòng)模后退的同時(shí)，斜滑塊在推見板的導(dǎo)滑槽內(nèi)分別向兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行動(dòng)側(cè)向分型。 動(dòng)模繼續(xù)向下移動(dòng)，當(dāng)推出機(jī)構(gòu)工作時(shí)，推桿20推動(dòng)推件板7把塑件從凸模13上脫下來(lái)。 合模時(shí)，推件板7靠推桿20復(fù)位，斜滑塊9由斜導(dǎo)柱15驅(qū)動(dòng)復(fù)位，同時(shí)在它們的外側(cè)由楔緊塊10鎖緊，以使其在注射塑料溶體時(shí)產(chǎn)生的成型壓力的作用下不發(fā)生位移。 暖色口杯的注射模具成型工藝卡： 工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 注射工藝卡片 資料編號(hào) 車間 模具教研室 共 頁(yè) 第 1 頁(yè) 零件名稱 暖色口杯 材料牌號(hào) PP 設(shè)備型號(hào) XS-ZY-500 裝配圖號(hào) 材料定額 每模件數(shù) 1 零件圖號(hào) 單件質(zhì)量 188g 工裝號(hào) 材料干燥 設(shè)備 溫度℃ 80～120 時(shí)間h 1～2 料筒溫度 后段℃ 180～200 中段℃ 200～220 前段℃ 200~220 噴嘴℃ 170～190 模具溫度℃ 40～80 時(shí)間 注射/s 0～5 保壓/s 20～60 冷卻/s 15～50 壓力 注射壓力MP 70～120 背壓MP 后處理 溫度℃ 烘箱 時(shí)間定額 輔助min 時(shí)間h 單件min 檢驗(yàn) 編制 校對(duì) 審核 組長(zhǎng) 車間主任 檢驗(yàn)組長(zhǎng) 主管工程師 總結(jié)： 經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足之處，對(duì)軟件的應(yīng)用操作不夠熟練等。同時(shí)，我也學(xué)到了不少知識(shí)。對(duì)AutoCAD、PRO/E軟件有了更多的了解。運(yùn)用起來(lái)也更加熟練了。對(duì)模具的結(jié)構(gòu)以及模架等等的選擇有了進(jìn)一步的了解。也鍛煉了我的自學(xué)能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我人生的一大財(cái)富。我會(huì)在今后的工作中，多加強(qiáng)一些不足的地方。使自己的專業(yè)知識(shí)更加鞏固。 參考文獻(xiàn)： 1《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》.史鐵梁主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003年8月 2《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》.李德群 唐志玉主編. 南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003年1月 3《模具設(shè)計(jì)與制造》.昱北主編. 北京：北京大學(xué)出版社，2005年8月 4《模具設(shè)計(jì)》.曾霞文主編.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006年8月 5《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》.屈華昌主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995年 6《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》.鄧明主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年1月 7《模具CAD/CAM實(shí)訓(xùn)教程》.李樹軍主編.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006年4月 8《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》.申開智主編.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006年2月 9《注塑模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用》.張國(guó)強(qiáng)主編.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年2月 10相關(guān)的模具設(shè)計(jì)制造網(wǎng)站: http://www.molds.cn/default.asp模具網(wǎng)http://www.molds.cn/default.asp中國(guó)塑料模具網(wǎng)http://www.dgmold.cn/Forum/ForumMain.aspx珠三角模具網(wǎng) http://dx.mouldbbs.com/中國(guó)模具論壇