注塑模具设计毕业论文茶杯盖注射模具设计

毕业设计（论文）题目：茶杯盖注射模具设计作 者 XXX 届 别 XXX 系 别 机 电 系 专 业 机 械 设 计 及 其 自 动 化 指 导 教 师 XXX 职 称 XXX 完 成 时 间 2009年 5月 6日 摘要塑料在当今世界上无处不用，因此塑料模具有很大发展，特别是注塑模。由此可知，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本课题主要是针对瓶盖的模具设计,通过对塑件进行工艺性分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性及具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是茶杯盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产茶杯盖的塑件产品，以实现自动化提高产量。通过本设计，可以对注塑模具有一个较深的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对 PROGRAM 的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率；通过画装配图、零件图，进一步系统深化 CAD 熟练程度，加深了对模具各个零件的认识。关键字: 塑料模具，注射机，型腔，浇注系统AbstractPlastic is everywhere in the world today with , Therefore has great development prospects of plastic , especially in Injection Molding ,so the study of plastic injection molds for understanding the production process and improve the quality of products have great significance.This topic mainly aims at bottle caps mold design, Through to models to carry on the technological analysis and the comparison , This topic embarks from the product mix technology capability and the concrete mold structure , To molds gating system, the mold formation parts structure, goes against the system, the cooling system, injection molding machines choice and the related parameter examination, has the detailed design, Simultaneously and simple establishment molds processing craft. Through the entire design process indicated that this mold can achieve this to model the processing craft which an institute requests. Is the teacup covers injection molds design according to the topic designs primary mission. Is also designs an injection mold to produce the teacup to cover models a product, realizes the automation to raise the outputThrough the design, injection mold can have a deeper understanding of the design notes that some of the details to understand the structure and working principle of mold.Through learning PROGRAM, you can create a simpler components parts store, and effective improve efficiency; through painting assembly drawing, part drawings, and further deepen the CAD system proficiency, a better understanding of the various parts of mold.Key Words: Plastic Mold, Injection Machine, Mold Cavity, Pouring System目录1 前言 .51.1 模具工业的地位 .51.2 塑料注射模具的现状及发展趋势 .62 茶杯盖制件分析 .82.1 茶杯盖的模具设计流程 .82.2 塑件分析 .92.3 茶杯盖的三维图 .103 茶杯盒盖的注塑模具设计 .113.1 方案的选择 .113.2 制件成型位置及分型面选择 .113.3 浇注系统设计 .113.3 脱模机构设计 .133.4 溢料 排气系统设计 .143.5 模具主要零件的结构设计 .153.5.1 凹模工作尺寸的计算 .153.5.2 凸模工作尺寸的计算 .163.5.3 前模仁的设计 .173.5.4 成型零件的设计 .183.6 导向与定位机构 .193.7 选择脱模方式 .203.7.1 脱模机构的设计 .203.7.2 脱模力计算 .213.8 侧抽芯机构的设计 .213.9.模架选用 .224.注射机的选择 .234.1 注塑机基本参数 .234.2 初选注塑机 .244.3 注射机的校核 .254.3.1 注射压力的校核 .254.3.2 锁模力的校核 .254.3.3 安装部分相关尺寸的校核 .254.3.4 模具外形尺寸校核 .264.3.5 模具厚度校核 .264.3.6 模具安装尺寸校核 .264.3.7 开模行程校核 .265.塑件的总装图 .276 参考文献 .27致谢词 .28附录 .29附 1: CAD 部件图 .29附 2: 英文翻译 .291 前言1.1 模具工业的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中 1。模具是一种重要的国工工艺装备，是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。模具是压力加工或其它成形加工工艺中，使材料变形制成产品的一种重要工艺装备，应用广泛。它在锻造、塑料加工、压铸等行业中起着重要作用 2。模锻件、冲压件、挤压和拉拔件等，都是使金属材料在模具中发生塑性变形而获得的；压铸零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金属材料的成形加工也多是依靠模具。少无切削加工是机械制造业发展的一个方向，而模具是利用压力加工实现无切削工艺的关键。模具成形有优质、高产、低消耗和低成本等特点，因此得到了广泛应用。据初步统计：依靠模具加工的产品和零件，电行业占 80%，机电行业占 70%以上。轻工、军工、冶金及建材等行业大部分产品和生产都离不开模具 3。1.2 塑料注射模具的现状及发展趋势1）注射模的现状塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础 2。而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大，其发展也非常迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。一般来说，国外的模具工业起步比较早，发展也比较靠前，技术也比较成熟,现在注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。例如：(1)混炼与注塑成型组合技术的应用，WP 公司将双螺杆聚合物玻纤混炼技术与活塞注塑成型技术组合，把多相体系共混与注塑组合成连续成型过程 2。(2)多工位、连续注塑技术的应用。德国 FOBOHA 公司 4 工位双机注塑成型 64 件双色塑料制品技术，4 个侧面各有 64 个阳模的结构居中并可转动，两侧各配有1 套阴模和 1 台注塑机，每次转动 90 度后合模，2 台注塑机同时注塑。如果注塑 2 种不同材料或双色制品，每转动一次，这套设备可注塑成型 64 个制品。意大利 PRESMA 公司的 10 工位 EVA 交联发泡注塑机组，由 1 台注塑机和沿圆周排列的 10 套注塑模具组成，这 10 个模具依次被移动到注塑机前进行注塑成型，被注塑后的模具在移动中需要完成定型、开模、取出制品、合模的工序，这些工序全部由电脑自动控制。这套交联发泡注塑机组将中型塑料制品注塑成型过程连续化，提高了注塑机的生产效率 2。法国 BILLION 公司双注塑、可旋转模具注塑技术，将 2 个阳模平行放置在 1 个可转动的支架结构上，2 台注塑机同时向各自对应的模具内注塑不同物料，然后开模，阳模支架整体向前移动后旋转 180 度，其中 1 个阳模上的双色制品被取出，进行下次注塑工作。这套双注塑设备提高了连续化程度和设备操作空间的紧凑性。(3)子母螺杆注塑成型技术的应用。INSHOT 公司推出的子母螺杆双色注塑技术，可以被称作是共注塑成型技术的一次重大突破。这台注塑成型设备主要是由 1 个机筒、2 个子母螺杆和2 套传动系统组成。将大螺杆的空腔作为小螺杆的机筒组成了子母螺杆，这两个螺杆各自的转动与移动由 2 个独立的传动系统控制，注塑模具的结构也相对简单，极大地降低了共注塑成型技术所需的设备成本。另外，国外在压塑成型和吹塑成型自动化和连续化生产技术方面也有很大的进展。如意大利萨克米公司的连续快速压苏瓶盖成型机，主要是由 1 台片材挤出机、自动切片机构、配有 64 套瓶盖压塑模具的快速旋转机构组成。挤出片材被切下落到阴模中，阳模与阴模合模，定型后开模，由一个搓动机构将阳模上的瓶盖取出。这台设备每分钟最快可制成 1200 个塑料瓶盖，生产效率之高是目前在国内难以见到 2。相比而言，国内相塑料模具就比国外落后得多，目前大多用的是单型腔，简单型腔的模具达 70以上，仍占主导地位，一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造，但是有很多精密的模具都要靠进口。不过，我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的发展，模具工业有了很大的发展，1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右，年均增速均为 13%。模具制造水平也有了很大的提高，在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星模具有限公司制造多腔VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50%80%相比，差距较大 2。2）注射模具国内外的发展状况近年来,随着塑料工业突飞猛进地向前发展,模具设计和制造工业也发生了根本的变化.高效率、自动化、大型、超小型、高精度、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。据统计,汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表、自行车、电冰箱、电风扇等，分别有 60%、85%和 92%以上的零件用模具进行成型加工。模具生产的费用将占产品成本的 10%-30%且逐步提高。因此日本称模具是进入“富裕社会的原动力” 德国称为“金属加工中的帝王”工业发达国家的模具工业已成为独立的行业，把模具技术水平作为国家机械制造工艺水平的重要标志之一。而国内塑料塑件在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的生产效率。因此，在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用，出现了金属材料塑料化的趋势。作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件。成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点，因此，世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具 2。近几年来，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势：1)在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术；2)高速铣削加工将得到更广泛地应用；3)在塑料模具中推广应用热流道技术、注射成型和高压注射成型技术；4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；5)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6)虚拟技术将得到发展；7)模具自动加工系统的研制和发展。广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向集成化的方向发展。2 茶杯盖制件分析2.1 茶杯盖的模具设计流程一般来说，现在国际上比较经典的塑料模具设计步骤如下：（1）首先了解塑料制品所用塑料的品种、塑料的特性、收缩率及塑料流动特性等。（2）对塑料制品进行工艺分析，着重分析塑料制品的结构合理性及成型条件等。（3）根据塑料制品的重量和塑料制品投影