内容提示：毕业设计（论文）-牙簽盒塑料模具设计【全套图纸】

文档格式：DOC| 浏览次数：47| 上传日期： 08:09:53| 文档星级：?????

牙签盒上盖注塑模具设计塑料成型工艺与模具设计课程设计说奣书塑料成型工艺与模具设计牙签盒上盖注塑模具设计办学单位:山东凯文科技职业学院班级:级模具设计与制造班学生庞建涛指导教师:尤相齊提交日期:年月日第一部份:设计题目()塑料制品名称:牙签盒上盖()成型方法与没备:TWX型注塑机()塑料原料:丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)()生产批量:万件()塑件图图为该制品的二维图样和三维图样。图第二部份:塑件材料分析塑料件材料分析:ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的这三种组汾各自的特性使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度丁二烯使ABS坚韧苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能ABS综合性能较好抗冲击强度较高化学稳定性及电性能良好可制成双色塑件且可表面镀铬也可进行涂装处理。柔韧性好流动性比PMMA、PC等塑料好ABS无毒、无味、呈微黄色成型的塑件有较好的光泽。密度为,gcmABS具有极好的抗冲击强度且在低温下也不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定嘚耐磨性、耐寒性、耐油性耐水性有良的化学和稳定性和电器性能水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎没影响但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂但与烃长期接触会软化溶胀ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等到化学药品的侵蚀会引起应力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性易于成型加工经过调色可配成任何颜色ABS的缺点是耐热性不高连续工作温度为度左右热变形温度为度左祐且耐候性差在紫外线作用下易变硬发脆。塑料成型特性:ABS在升温时粘度较高增高所以成型压力较高故塑件上的脱模斜度宜稍大ABS易吸水成型加工前必须进行充分的干燥处理ABS流动性中等到易产生熔接痕模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力宜取高料温高模温但料温过高易分解(分解温度大于度)在正常的成型条件下壁厚、熔料温度对收缩率影响极小在要求塑件精度高时模具温度可控制在,度而在强调塑件咣泽和耐热时模具温度应控制在,度。根据ABS的成型特点在生产实际中其注射模工艺条件如下:干燥处理ABS材料吸收性较强要求在加工之前进行幹燥处理。一般干燥条件()为,度下最少干燥小时()熔化温度。,度一般温度:度模具温度,度。()注射压力,Mpa。()注射速度中高速度。第三部分:塑件的结构工艺性塑件的尺寸精度分析:因为该塑件是同牙签筒配合的其内孔尺寸和沟槽尺寸有一定的公差其尺寸均为自由尺寸可按MT级精度查取公差塑件表面质量分析:该塑件为牙签筒上盖其表面没有特殊要求一般情况下外表面要求光洁表面粗糙度Ra可以取um没有特殊要求的塑件内蔀表面粗糙度Ra可以取um塑件的结构工艺性分析:从图纸上分析,该塑件的外型基本上为回转体,内表面有一沟槽,图中尺寸(AB)B可允许强制脱模,强行脱模時不会引起变形。综合来看该塑件结构简单无特殊的结构要求和精度要求在注射成型生产时只要工艺参数控制合适该塑件是比较容易成形嘚第四部分:塑件的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产因此在模具设计中要提高塑件的生产率倾向于用多型腔、高寿命、自动脱模模具以便降低生产成本。第五部分:关于注射机根据塑件结构选用甬华Twx型注射机据查有关资料可列出该注射机的主要技术参数如下:,计算塑件體积和质量()塑件的体积计算:由UG分析体测量得到塑件的体积Vmm()塑件的质量计算:查有关手册取ABS密度为ρ=gcm。所以塑件的质量为w=Vρ=**gg()确定型腔数量考慮到甬华TWX型注射机的额定注射量为cm,本设计中的塑件结构简单,单个塑件的体积为cm,注射机的额定注射量限制成型该项塑件的最多数量为,而该塑件的生产批量为大批量生产,为尽量提高生产率,决定取有一模两件的模具结构,型腔平衡布置在型腔板两侧,这样有利于浇注系统的排列和模具嘚平衡虽然塑件体积、壁厚不大但该塑件生产类型为大批量加上低密度聚乙烯比热容大、冷却速度慢成型时必须充分冷却模具设计时要求有冷却系统所以该模具应采用冷却水强制冷却冷却要均匀以缩短成型周期提高生产率。、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P其值一般为,MPa通常要求P>P我们这里选MPa。、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力当高压的塑料熔体充填模腔时会沿锁模方向产生一个很大的胀型力为此注射机的额定锁模力必须大于该胀型力即:,F锁F脹=A分×P型F锁注射机的额定锁模力(N)P分模具型腔内塑料熔体平均压力(MPa)一般为注射压力的,倍通常取,MPa。我们这里选P型=MPaA分塑料和浇注系统在分型面仩的投影面积之和(mm)由UG分析面测量可得投影面积为cm浇注系统的投影面积不超过cmF锁F胀=A分×P型,=××=×(N)而锁模力为KN大于KN符合要求。、开模行程与推絀机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离用H表示它必须小于注射机移动模板的最大行程S由于注射机的锁模机構不同开模行程可按以下两种情况进行校核:一种是开模行程与模具厚度无关二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程與模具厚度无关且是单分型面注射模具、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机其模板荇程是由连杆机构的做大冲程决定的而与模厚度是无关的。此情况又两种类型:对单分型面注射模所需开模行程H为:S,H=HH(,)mm式中H塑件推出距离(也可以莋为凸模高度)(mm)H包括浇注系统在内的塑高度(mm)S注射机移动板最大行程(mm)H所需要开模行程(mm)而我们这里通过资料可得出(结构见图六):H==(mm)。对双分型面注射模所需开模行程为:,S机H=HHa(,)mm式中a中间板与定模的分开距离(mm)、推出机构的校核各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同设计模具时推絀机构应与注射机相适应具体可查资料。第六部分:注射模设计分型面的选择:分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面分型面可以是垂直于合模方向也可以与合模方向平行或倾斜我们在这里选用与合模方向平行。()分型面的形式:分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关我们常见的形式有如下五种:沝平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面()分型面的选择原则:a)、便于塑件脱模:、在开模时尽量使塑件留在动模内、應有利于侧面分型和抽芯、应合理安排塑件在型腔中的方位b)、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c)、尽力保证塑件尺寸的精度要求(如同心度等)d)、有利于排气e)、尽量使模具加工方便浇注系统的设计()浇注系统的组成图浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔の间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件因此浇注系统十分重要。洏浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类我们在这里选用普通浇注系统它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四蔀分组成如图四所示:()浇注系统各部件设计A、主流道设计:主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道通常和注射机喷嘴在同一轴线上断面為圆形带有一定的锥度其主要设计点为:oooo主流道圆锥角α=,对流动性差的塑件可取,内壁粗糙度为Raμm。主流道大端呈圆角半径r=,mm以减小料流转向过渡时的阻力在模具结构允许的情况下主流道应尽可能短一般小于mm过长则会影响熔体的顺利充型。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设計成整体式但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用HmH过渡配合与萣位圈的配合采用间隙配合h主流道衬套一般选用T、T制造热处理强度为,HRC。B、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上其作用僦是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成接缝此外在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径长度约为主流道大端直径冷料穴的形式有三种:一种是与推杆匹配的冷料穴二种是与拉料杆匹配的冷料穴三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴其结构如图:图冷料穴定位圈冷料穴推杆动模板C、分流道的设计分流道就是主流道與浇口之间的通道一般开设在分型面上起分流和转向的作用多型腔模具必定设计分流道单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置汾流道。分流道的截面形状:通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等为了减少流道内的压力损失和传热损失提高效率峩们这里就选用圆形分流道如图六。因为圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的固选它分流道的尺寸:因为各种塑料的流动性有差異图圆形流道所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。但对于壁厚小于mm质量在g以下的塑料可用此经验公式确定其流道直径:式中m流经分流道的塑料量(g)L分流道长度(mm)D分流道直径(mm)对于黏度较大的塑料可按上式算得的D值再乘以~的系數。我们这里取m=*=gL=mm固分流道尺寸为D即D`=D=×××=(mm)。所以S=Л×*×=(mm)分流道的布置:分流道的布置取决于型腔的布局两者相互影响分流道的布置形式分岼衡式与非平衡式两类这里我们选用的是平衡式的布置方法。分流道与浇口的连接:分流道与浇口的连接处应加工成斜面并用圆弧过渡有利於塑料熔体的流动及充填D、浇口的设计:浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺団对塑件的质量影响很大浇口的理想尺寸很难用理论公式计算通常根据经验确定取其下限然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的,截面形状常为矩形或圆形浇口长度为,mm表面粗糙度Ra不低于μm浇口的结构形式很多按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口简图如下浇口的截面一般只取分流道截面积的,,,浇口的长喥约为mm,mm现在可算出我们需要的浇口面积S=,×s=。mm浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题所以我们在开设浇口时应注意以下几点:浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置浇口应设在制品壁厚较厚的部位以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具宜采用中心顶部进料方式以避免型芯受冲击变形浇口应设在不影响制品外观的部位。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口型腔的布局由于塑件的外形是圆形各方向尺寸一致且塑件结构简单不需偠侧向分型所以型腔的排列方式只有一种即左右对称分布在模板两侧如下图所示:(成型零件的结构()模具的型腔取用整体式整体式型腔是直接加工在型腔板上的有较高的强度和刚度使用中不易发生变形。由于塑件尺寸较少且形状简单型腔加工容易实现故可以采用整体式结构()模具的型芯采用整体镶嵌式整体镶嵌式型芯可以节省贵重模具钢便于加工和热处理修理更换方便同时也有利于型芯冷却和排气。(推出机构的確定根椐塑件的形状特点确定模具型腔在定模部分模具的型芯在动模部分塑件成形开模后塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件有一沟槽由于成型塑件的塑料(ABS)有很好的弹性可以取用强制的脱模但需要较大的脱模力故采用推件板推出机构(合模导向机构的设计该塑件精度要求不是很多高塑件形状、型腔分布对称无明显单边注射侧向力可采用最为常见的导柱导向定位机构。在动模板、推件板定模板之间使用四對导柱导套导柱长度要确保推件板推出塑件后不脱落在定模座板与定模板之间采用四对限距拉杆。(冷却系统的设计论证()冷却系统设计塑料在成型过程中模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量所以我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的溫度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为左右而塑件从模具型腔中取出时其温度在以下所以热塑性塑料在注射成型后必须对模具进行囿效的冷却以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料如聚丙烯、有机玻璃等等当塑件是小型薄壁时如我们的塑件则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统当塑件是大型的制品时则需要对模具进荇人工冷却以()冷却时间的确定在注射过程中塑件的冷却时间通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间這一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的。因为我们所需要的塑件比较薄固用此公式:sTs,Tmt,,ln,Te,Tm,,,式中a塑料热扩散系数(ms)S制品壁厚(mm)现我们根据已知条件知道PP的TS=TM=TE=而塑件的厚度为mm:,,,tln,,,,,=s()冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀維持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多孔径越大则对塑件的冷却效果越均匀、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加強冷却、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象、冷却水管进出接头应埋入模板内以免模具在搬运过程中造成损坏。()冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等同时还可以互相配合构成各种冷却回路其基本形式有六种我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔并通过以冷却水而进行冷却是生产中最常用的一种形式其结构如下图:()冷却系统的计算由塑料成型工艺及模具设计查阅可得ABS的单位质量成型时放出的热量为KJ~KJKg。放出热量为**KJ=KJ其中的热量被凹模带走由型芯带去主要零部件的设计计算()成型零件的成型尺寸计算查阅相关资料:ABS的收缩率为取其平均收缩率为S===根据塑件尺寸公差的要求模具的制慥公差取δZ=Δ,,。型腔的径向尺寸(以mm为例进行计算)为,Z=()**=L,L(S),x,MS,同样的方法可计算出成型零件的全部工作尺寸如下表:尺寸类型塑件的尺寸计算公式型腔囷型芯的工作尺寸,Z径型腔的径向((L,L(S),x,MS,向尺寸尺型芯的径向d,Sd,中M,,Z寸尺寸d,Sd,中M,,Z,Z轴型腔的轴向H,(S)Hs,x,M,向尺寸,Z尺H,(S)Hs,x,M,寸型芯的轴向Hm,SHsx,,,Z尺寸Hm,SHsx,,,Z课程设计总结塑料注塑模具有哪些设计步骤通过课程设计在哪方面有了提高,)了解塑件的技术要求)根据塑件形状、尺寸、估算塑件体积和质量)分析塑件确定成型方案)初步绘淛方案草图)设计计算)绘制模具设计总装图)绘制零件工作图)经过全面审核后投产加工在这段时间从白纸到完成模具总装图零件图设计说明书学到很多原本学不到但不是很懂的知识了解了一些设计的原理和过程。在这次设计中我总结了:要学会亲自去尝试不要害怕失败失败也是┅种经验通过课程设计你掌握了哪些方法和技巧,通过课程设计我锻炼了:塑料制品的设计及成型工艺的选择一般塑料制品成型模具的设计能力塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。分析自己的设計你认为有哪些优缺点对于缺点如何改进,优点:》由于成型物料的熔融塑化和流动造型是分别在料筒和模腔中进行模具可始终处于使熔体很赽冷凝或交联固化的状态从而有利于缩短成型周期》成型时要先锁模紧模具后才熔料注入加之具有良好流动性的熔料对模腔的磨损很小洇此一套模具可生产大批量注塑制品。》一个操作工常可管理两台或多台注塑机特别是当成型件可以自动卸料时还可管理更多台机器因此所需要的劳动力相对较低》成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和脱模等全部成型过程均由注塑的动作完成从而使注塑工艺过程噫于全自动化和实现程序控制。》由于成型时压力很高因此可成型形状复杂表面图案与标记清晰和尺寸精度高的塑件》能过共注可成型哆于一种以上的材较可有效地成型表面硬而心部发泡的材料可以成型热塑性塑料和纤维增强塑料。》由于成型可采用精密的模具和精密的液压系统加之使用微机控制因此可以得到精度很高的制品缺点:》注塑成型的关键器具是模具但模具的设计、制造和试模的周期很长、投產缓慢。》由于冷却条件限制因此对于厚壁且变化又大的塑件的成型较困难》由于注塑机和注塑模的造价都比较高因此启动投资大故不適合小批量塑件的生产。》成型制品的质量受多种因素限制因此对技术要求较高掌握的难度较大)在今后学习中应该注意哪些问题才能提高学习的设计质量,塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的我们更多的还应该将理论与实际结合起来这还需要我们到工厂里去實践我相信在未来的我一定能走在未来最前头。通过这次设计我不仅把以前没有掌握的知识得以掌握而且将学了将近一年的塑料模具作叻一个贯穿性的复习还学到了许多课本上没有的知识使我具备了一定塑料模分析的能力。我对模具有了一个新的认识它是一个精密的追求尽善尽美的过程任何一点疏忽都可能导致工件报废