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瓶盖
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设计
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瓶盖注塑模设计
33页 14000字数+说明书+工序卡片+任务书+6张CAD图纸
工序卡片.doc
工艺规程封面.doc
工艺过程卡片.doc
瓶盖注塑模型腔.dwg
瓶盖注塑模型芯.dwg
瓶盖注塑模复位杆.dwg
瓶盖注塑模设计说明书.doc
装配图.dwg
目 录
前 言2
摘 要3
设计任务书
1 绪 论
1.1 塑料模设计的要点…8
1.2 注射模设计的原则9
1.3 注射模的设计程序及要点9
1.4 模具的发展及前景10
2 塑件工艺分析
2.1塑件成型工艺分析14
2.2塑件结构工艺性14
2.3注射成型原理、特点及应用15
3 设计计算内容及步骤
3.1塑件设计15
3.1.1 塑料品种15
3.1.2外观要求15
3.1.3壁厚及制件体积计算15
3.1.4脱模斜度15
3.2成型工艺设计16
3.3模具结构设计16
4 设计计算
4.1模具结构设计计算16
4.2成型零件的工作尺寸计算17
4.3型腔及模板的刚度及强度计算19
4.4浇注系统设计计算20
4.4.1浇注系统的作用20
4.4.2浇注系统设计原则21
4.5脱模阻力计算22
4.6模具冷却水道设计计算22
5 注射机的选择
5.1最大注射量校核23
5.2注射压力校核24
5.3锁模力校核24
5.4开模行程及顶出行程校核24
5.5模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核25
6 模具主要零件加工工艺规程
6.1模具型芯工艺规程25
6.2模具型腔工艺规程26
7 模具装配工艺设计
7.1 模具总装图27
7.2 模具的安装试模29
总结
致谢
主要参考文献
图2-1制件：瓶盖
制件说明：
用途：塑料制品的瓶盖
要求：制品要保持光滑，有良好外观
材料：聚乙烯
收缩率: 计算收缩率0.1~0.2
2.1塑件成型工艺性分析
简称：PE
学名：聚乙烯
聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂为无毒、无味，呈白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为0.91-0.96g/cm3,为结晶型塑料。
聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。
高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高，密度较低，相对分子质量较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性及通明性，成形加工性能也较好。中、低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高，密度大相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高，但柔软性、耐冲击性及透明性、成形加工性能都较差。
- 内容简介：
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机械工程系2009届毕业生毕业设计任务书二OO八年十月姓名： 张栋祥 班级： 专业： 模具 学号： 设计题目： 进度安排： 1、制定冷冲压(塑料成型)工艺，填写冲压过程工艺卡。(2008.10-11) 2、完成一套模具的结构设计，绘制装配图一张。(2008.11-12) 3、完成重要零件的零件图绘制任务。(2008.12-2009.2) 4、填写凸模（或凹模）的工艺过程卡，重要工序的工序卡若干张。(2009.3-4) 5、整理资料，书写设计说明书。(2009.4-6) 指导老师（签名）： 2008年 10 月 20日瓶盖注射模专业 模具设计与制造 班级 姓名 张栋祥指导老师 工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号20复位杆13工序名称磨外圆材料45设备名 称磨床型 号M1420夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量砂轮1游标卡尺02001粗糙度量块1套编 制校 核审 查共 3 张第 3 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号15复位杆13工序名称车外圆材料45设备名 称车床型 号C6140夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量车刀901游标卡尺02001编 制校 核审 查共 3 张第 2 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号10复位杆13工序名称车外圆材料45设备名 称车床型 号C6140夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量车刀901车刀451游标卡尺02001编 制校 核审 查共 3 张第 1 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号10型芯11工序名称车型面 材料Cr12MoV设备名 称车床型 号C6140夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量车刀901车刀451游标卡尺02001编 制校 核审 查共 3 张第 1 张、工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号15型芯11工序名称车型面 材料Cr12MoV设备名 称车床型 号C6140夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量车刀901游标卡尺02001编 制校 核审 查共 3 张第 2 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号20型芯11工序名称磨型面 材料Cr12MoV设备名 称磨床型 号M1420夹具名称三爪卡盘刀 量 辅 具名 称规 格数 量砂轮1游标卡尺02001粗糙度量块1套编 制校 核审 查共 3 张第 3 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号15型腔9工序名称铣外形材料Cr12MoV设备名 称铣床型 号X6132夹具名称台虎钳刀 量 辅 具名 称规 格数 量盘铣刀1游标卡尺05001编 制校 核审 查共 3 张第 1 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号45型腔9工序名称镗型腔材料Cr12MoV设备名 称镗床型 号夹具名称台虎钳刀 量 辅 具名 称规 格数 量镗刀1游标卡尺05001编 制校 核审 查共 3 张第 3 张工 序 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号工序号30型腔9工序名称钻孔材料Cr12MoV设备名 称钻床型 号ZX7050夹具名称台虎钳刀 量 辅 具名 称规 格数 量游标卡尺05001钻头20、25钻头2编 制校 核审 查共 3 张第 2 张工 艺 规 程零（部）件名称 注射模复位杆 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 张栋祥 指 导 教 师 2009 年 5 月 20 日工 艺 规 程零（部）件名称 型芯 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 指 导 教 师 2009 年 5 月 23 日工 艺 规 程零（部）件名称 型腔 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 指 导 教 师 2009 年 5 月 23 日工 艺 过 程 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号复位杆13材料45毛 坯 种 类圆柱形毛坯毛 坯 尺 寸35152每一毛坯可制零件数1件工序序号工序名称工 序 内 容设 备夹 辅 具 名 称刀 具 名 称 规 格量 具 名 称 及 规 格05备料取毛坯的尺寸为3515210粗车3410车床三爪卡盘90车刀游标卡尺 0-200mm2114115精车3310车床三爪卡盘90车刀游标卡尺 0-200mm20.214020磨外圆达到尺寸要求磨床砂轮螺旋测微器 0-25mm 螺旋测微器 25-50mm25检验编 制校 核审 查共 1 张第 1 张工 艺 过 程 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号注射模型腔9材料Cr12MoV毛 坯 种 类长方体毛坯毛 坯 尺 寸47041090每一毛坯可制零件数1件工序序号工序名称工 序 内 容设 备夹 辅 具 名 称刀 具 名 称 规 格量 具 名 称 及 规 格05备料取毛坯尺寸为4704109010锻造将毛坯锻造成4614018115铣平面铣六面保证尺寸铣床盘铣刀游标卡尺 0-500mm20磨平面磨两大平面及相邻的侧面并保证垂直磨床25钳工划线划刃口轮廓线及孔线30钻孔钻20、25钻床20、25钻头35镗圆孔60镗床40磨端面磨两端面保证与型面垂直磨床45镗型腔镗床镗刀50磨型腔达到设计要求磨床砂轮游标卡尺0-500mm55检验检验编 制校 核审 查共 张第 张工 艺 过 程 卡 片产 品 代 号零 （部） 件 名 称零 （部） 件 代 号型芯11材料Cr12MoV毛 坯 种 类圆柱形毛坯毛 坯 尺 寸110132每一毛坯可制零件数1件工序序号工序名称工 序 内 容设 备夹 辅 具 名 称刀 具 名 称 规 格量 具 名 称 及 规 格05备料取毛坯的尺寸为11013210粗车10515车床三爪卡盘90车刀游标卡尺 0-200mm86100421215精车104.215车床三爪卡盘90车刀游标卡尺 0-200mm85.4410041.6312三爪卡盘20磨外圆达到设计要求砂轮螺旋测微器25检验检验编 制校 核审 查共 张第 张毕 业 论 文题 目 瓶 盖 注 射 模班 级 专 业 模具设计与制造学生姓名 指导教师 日 期 _09_年 5 月_20_日_ _ 前 言随着近代工业的发展，塑料成为一种新材料也发展起来了，且应用日趋广泛。它在国民经济中许多领域不同程度地替代了金属、木材及其他材料，成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品，在国民经济中各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具是一种高附加值产品和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。注塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高注塑成型设备的革新成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术，快速造型技术，数值模拟技术、数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。注塑成形工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科，不仅随高分子材料合成技术的提高，注塑成型设备的革新，成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术快速造型技术，注塑成模拟技术，数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展，注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在机械化工、军事国防，家用电器等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高，复杂度高，一致性高，生产率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和广泛的发展前景。本次设计是对三年高职学知识的一次综合性总结与运用，通过本次设计，提高了对模具的理性认识，掌握了设计步骤，能够更加系统地串联了三年的专业知识，使模具这块知识在认识中合理化，系统化。本说明是依据实用注塑成型及模具设计以及相关的参考书籍而编写成的，本模具是幅比较简单的注塑模具。本说明介绍了设计的任务要求，模具加工的一系列步骤，在叙述中文字与图形互补充说明，能够更详尽地展出了本人的编写内容。由于编者水平有限，在设计过程中不妥和错误之处在所难免，恳请老师的批评与指正，以便得以修正。在此表示忠心的感谢！摘 要模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。随着近代工业的发展，塑料生产及塑料成型的应用愈来愈广泛。质量要求也越来越高，在塑料制品生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造工艺设备、合理的加工工艺，优质的模具材料和现代的成型设备等都是成型优质塑件的重要条件。目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。塑料模具设计与制造水平关系着一个国家的经济发展的速度，而塑料模具设计是对塑料材料，成型加工原理，成型设备及塑料模具设计知识的综合运用。对塑料模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度，外观，物理性能等各方面均能够满足使用要求的优质制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化，操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易，成本低廉。关键词：机械 综合性 信息网络 信息化 自动化 模具 目 录前 言2摘 要3设计任务书1 绪 论1.1 塑料模设计的要点81.2 注射模设计的原则91.3 注射模的设计程序及要点91.4 模具的发展及前景102 塑件工艺分析2.1塑件成型工艺分析142.2塑件结构工艺性142.3注射成型原理、特点及应用153 设计计算内容及步骤3.1塑件设计153.1.1 塑料品种153.1.2外观要求153.1.3壁厚及制件体积计算153.1.4脱模斜度153.2成型工艺设计163.3模具结构设计164 设计计算4.1模具结构设计计算164.2成型零件的工作尺寸计算174.3型腔及模板的刚度及强度计算194.4浇注系统设计计算204.4.1浇注系统的作用204.4.2浇注系统设计原则214.5脱模阻力计算224.6模具冷却水道设计计算225 注射机的选择5.1最大注射量校核235.2注射压力校核245.3锁模力校核245.4开模行程及顶出行程校核245.5模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核256 模具主要零件加工工艺规程6.1模具型芯工艺规程256.2模具型腔工艺规程267 模具装配工艺设计7.1 模具总装图277.2 模具的安装试模29总结致谢主要参考文献1 绪 论1.1塑料模设计要点 在设计塑料注射模时,其设计程序和设计要点大致如下:（1） 研究分析产品零件图纸,掌握塑件的用途、使用和外观要求、装配精度及确定所允许的浇口及飞边位置，并要了解塑料品种及其成型的工艺性。 （2） 选择注射机规格、型号。 （3） 按塑件生产批量、注射机的规格和塑件大小,确定出一模可出几个塑件及位置布置方案。 （4） 确定模具结构方案。 在确定时,可构思几种模具结构形式,进行分析比较,最后确定一种容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构。 （5） 核定以下几个注射工艺参数。 i. 根据塑件大小以及所确定的一模多件状况,核定注射机的容量是否合适。 ii. 计算型腔压力,核定注射机锁模力。 iii.选择与注射机工作台面相适应的标准模架规格,核定模架是否能容纳 所定的一模多腔的塑件数量,并考虑模架的安装及固定方法。 iv. 经上述计算和核定后,若不合适,应给以重新确定模具结构方案。 v. 选择推件机构.推出机构一定要设计得合理,不能使塑件变形.并要核对注射机的开模距离能否取出塑件及推出方式。 vi. 在注射机上的定位方法,包括定位直径,喷嘴孔直径及喷嘴定位直径等。 （6） 绘制模具总装配图. i. 画出模具中心线及模具主视及侧视图外形线。 确定支模与定模的分型面,确保塑件留在动模一侧。 ii. 画出塑件位置及动模、定模型芯、流道和浇口位置。 iii.在动模投影面上出塑像件位置、动模芯、流道、冷却水道、布置导向孔、复位杆孔、推杆孔及固定螺钉和销钉孔位置.并在主视图上表示各零件的零的装配关系,必要时要加剖面剖视图。 有抽芯机构时,要同时出。 iv. 填写标题栏及技术要求. （7） 对模具各部位进行必要的强度及刚度计算和核对,不例行时,应给以修订或加强。 （8） 画出各零件图,如成型零件的成形尺寸要进行必要的计算,并标出公差,表面质量及技术要求。 （9） 校对、审核并进行必要的修改。 （10） 完成设计、制图、校对或审核签字后,可进行描图复印。 1.2 注射模设计原则在设计注射模,一般应遵循下述原则:（1） 选用合理的模具结构.合理的模具结构是获得正确的塑件尺寸和主要条件之一。（2） 塑件的侧孔和侧凹,应考虑嵌镶抽芯机构。（3） 所设计的模具的推杆顶出机构,要在使用时推出迅速可靠。（4） 所设计的模具,在零件成形后,其浇道浇口的去除应容易.在设计时尽量要采用潜伏浇口或能自动脱落的点浇口。（5） 用模具注射成形的零件,其表面粗糙度应细微、硬度要高,使用寿命要长。（6） 所设计的模具应制造容易、生产周期要短、成本要低廉。（7） 在选择分型面时,应确保塑件应在注射后留在动模一侧。（8） 要选择容易成型的浇道和流道。（9） 在设计时,要选择能迅速推动型腔与型芯的背离水道。（10）所设计的模具,应易实现自动化生产,并长期连续运转而不出故障。1.3 注射模设计程序及要点（1） 研究分析产品零件图纸,掌握塑件的用途、使用和外观要求、装配精度及确定所允许的浇口及飞边位置，并要了解塑料品种及其成形的工艺性。（2） 选择注射机规格、型号。（3） 按塑件生产批量、注射机的规格和塑件大小,确定出一模可出几个塑件及位置布置方案。（4） 确定模具结构方案. 在确定时,可构思几种模具结构形式,进行分析比较,最后确定一种容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构。（5） 核定以下几个注射工艺参数. i. 根据塑件大小以及所确定的一模多件状况,核定注射机的容量是否合适。 ii. 计算型腔压力,核定注射机锁模力。 iii.选择与注射机工作台面相适应的标准模架规格,核定模架是否能容纳所定的一模多腔的塑件数量,并考虑模架的安装及固定方法。 iv. 经上述计算和核定后,若不合适,应给以重新确定模具结构方案。 v. 选择推件机构.推出机构一定要设计得合理,不能使塑件变形.并要核对注射机的开模距离能否取出塑件及推出方式。 vi. 在注射机上的定位方法,包括定位直径,喷嘴孔直径及喷嘴定位直径等。（6） 绘制模具总装配图. i. 画出模具中心线及模具主视及侧视图外形线. 确定支模与定模的分型面,确保塑件留在动模一侧。 ii. 画出塑件位置及动模、定模型芯、流道和浇口位置。 iii.在动模投影面上出塑像件位置、动模芯、流道、冷却水道、布置导向孔、复位杆孔、推杆孔及固定螺钉和销钉孔位置。并在主视图上表示各零件的零的装配关系,必要时要加剖面剖视图，有抽芯机构时,要同时出。 iv.填写标题栏及技术要求.（7） 对模具各部位进行必要的强度、刚度计算和核对,不例行时,应给以修订或加深。（8） 画出各零件图,如成型零件的成形尺寸要进行必要的计算,并标出公并非,表面质量及技术要求。（9） 校对、审核并进行必要的修改。（10） 完成设计、制图、校对或审核签字后,可进行描图复印。1.4 模具的发展前景模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。 与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。美国MOLDFLOW上市公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。MOLDFLOW一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLOW的技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLOW已成为世界注塑CAE的技术领袖。利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。 21世纪，塑料工业以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍，线切割主要应用在各种直壁的模具加工，如冲压加工中的凹凸模，注塑模中的镶块、滑块，电火花加工用的电极等。对于硬度很高的模具零件，采用机加工办法无法加工，大多采用电火花加工，另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件，以及回转体的模具型腔或型芯，如瓶体、盆类的注塑模具，轴类、盘类零件的锻模。在模具加工中，数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。因此，凡制造业发达的国家，模具市场均极为广阔；凡模具发达国家，制造业也必定很发达和繁荣，也必定拥有国内、国外两个市场。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。2 塑件工艺分析塑件设计图 图2-1制件：瓶盖 制件说明：用途：塑料制品的瓶盖要求：制品要保持光滑，有良好外观材料：聚乙烯收缩率: 计算收缩率0.10.22.1塑件成型工艺性分析简称：PE学名：聚乙烯 聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂为无毒、无味，呈白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为0.91-0.96g/cm3,为结晶型塑料。聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高，密度较低，相对分子质量较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性及通明性，成形加工性能也较好。中、低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高，密度大相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高，但柔软性、耐冲击性及透明性、成形加工性能都较差。 聚乙烯的吸水性极小、且介电性能与温度、湿度无关。因此，聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异乙烯及聚四氟乙稀可与之相比。主要用途低聚压乙稀可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等;中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类、包装用的薄膜以及各种注射成形制品和旋转成形制品，也可用在电线电缆上面；高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。 成形特点成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。应控制模温，保持冷却均匀、稳定；流动性好且对压力变化敏感；宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应该设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。2.2塑件结构工艺性要获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑料制件的结构工艺性。塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡，缩孔，凹陷及开裂缺陷。达到提高生产率和降低成本的目的。在进行塑件结构工艺性设计时，必须遵循以下几个原则：1）在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性，收缩率等。2）在保证使用性能、物理与力学性能、电性能、耐化学腐蚀性能和耐热能等的前提下，力求结构简单、壁厚均匀、使用方便。3）在设计塑件时应同时考虑其成型模具的总体结构，使模具型腔易于制造、抽芯和推出机构简单。4）当设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，而后再逐步绘制出图样。5）塑件制品结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚等。2.3 注射成型原理、特点及应用 注射成型原理是将颗粒状或粉状塑件从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后在柱塞式螺杆的推下，熔融塑料被压缩紧前移动，通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压情况下，经冷却固化即可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型面获得成型件。这样，在操作上完成了一个成型周期，以后，不断地重复上述生产过程。注射成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度高、对成型各种塑件的适应性强、生产效率高，易于实现全自动化生产等一系列的优点。因此，广泛地用于塑件的生产，其产品占目前塑件生产总量的百分之三十左右。目前，热固性塑料也采用注射成型具有生产效率高，产品质量稳定的特点。此外，还应用热流道注成型和获得各塑件型坯的重要工艺方法，及广泛发现应用注射成型获得各种塑件。3 设计计算内容及步骤3.1 塑件设计1) 塑件的材料：按制品的用途，需要耐高温，无毒，抗蠕变性能。根据塑料模设计手册选取塑件的材料为：聚乙烯（PE）。表1-4 查得PE材料的各种性能如下：注射机类型：螺杆式密度：0.940.96计算收缩率：1.53.6预热：12h料筒温度： 后段 140160 中段 前段 170200喷嘴温度： 模具温度：6070注射压力：60100MPA成形时间：注射时间 1560 高压时间 03 冷却时间 1560 总周期 40130螺杆转速： 2) 外观要求： 表面要求光滑，不能变形。 3）壁厚及制件体积计算： 取壁厚为：5mm 体积：3.1442230+3.1423212） 186.13.1418212+3.1437225 119.67 -66.42 4）脱模斜度 由于材料收缩率较大， 选脱模作斜度为：23.2 成型工艺设计1）合模，加料，加热，塑化，挤压；2）注射，保压，冷却，固化，定型；3）螺杆嵌塑，脱模顶出。3.3 模具结构设计1）成型零部件 型腔是直接成型塑件的部分，它由凸模、凹模、推杆等构成。2）浇注系统 由于塑件较大，所以要采用两个浇口，所以设计了流道。3）导向部分 确保动模和定模合模时准确对中而设导向零件。4）推出机构 在开模过程中，将塑件和浇注系统凝料从模具中推出的装置。5）排气系统 为了在注塑过程中将型腔内原有的空气排出，在分型面处开设排气槽。6）模温调节系统 为了满足注塑工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。4 设计计算4.1 模具结构设计计算型腔结构由定模板、定模镶件二大部分组成，定模板构成塑件侧壁，型芯成形塑件顶部，而且提高模具的使用寿命。型芯有四个，。型芯于推件板采用间隙配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。另外，配合还可以减少推板在推件块运动时与型芯之间的磨损。型腔开有冷却流道。导柱有带头导柱和肩导柱。前者结构简单，加工方便，用于简单模具，小批量生产，一般不需要用导套，生产批量大时，也可在模具中设置导套。导向孔磨损后，只需要更改导柱即可。后者结构复杂，用于精度要求较高，生产批量较大的模具。导柱与导套配合，导套固定直径与导柱固定直径相等。4.2 成型零件的工作尺寸计算1）型腔的长、宽尺寸计算塑件的收缩率为：2.25,模具制造公差取的制品公差。=(1+15%)840.50.721.15840.3696.24mm式中：型腔的L方向公称尺寸L制品 L方向最大尺寸L制品L方向公称尺寸收缩率制品的设计公差模具制造公差。 =(1+15%)460.5 x 0.48 (52.9-0.24) 52.66mm 式中：型腔的L方向公称尺寸 = (1+15%)74+0.5 X0.64 =(1.1574+0.32) =85.42mm =(1+15%) x 36+0.50.42 =(41.4+0.21) =41.61 mm2）型腔的深度尺寸计算(1+15%)42.640.50.64(1.1542.64-0.32)48.72mm式中：H型腔深度公称尺寸，制品高度最大尺寸，制品高度公称尺寸。(1+15%)30.5-0.50.5 35.0750.25 34.83mm3）型芯的长、宽尺寸计算 (1+15%)12+0.50.32 13.8+0.16 13.96mm式中：方向最小尺寸 (1+15%)250.50.5 28.75+0.25 29.00mm4）中心距尺寸 (1+0.15)120.0531.15120.05313.80.053mm式中：h型心高度公称尺寸制品深度最小尺寸制品深度公称尺寸。5）型腔侧壁和底板厚度的计算 对凹模的侧壁和底板的厚度作精确的力学计算是相当困难，一般在工程设计上常采用经验公式来近似计算凹模的侧壁和底板的厚度。 =45.20mm4.3 型腔及模板的刚度及强度计算1）凹模型腔的强度 b：凹模侧壁的理论宽度 h: 凹模型腔的深度 p: 凹模型腔内的熔体压力; y: 凹模长边侧壁的允许弹性变形量 图2-2已知：=130Mpa ; E=2.1Mpa ; h =4.2cm cm 由塑料模设计手册图5-8：42/200=0.21 得：c=0.21 由塑料模设计手册图5-9：200/200=1得： 将以上各数值代入式（5-1）得： =42=42.55 2）支撑板强度的计算 根据塑料模设计手册147页，式5-6 支撑板厚度 =L p =130Mpa ; ; ; ; y = 0.005 cm 代入上式，得H = 5 cm4.4 浇注系统设计计算浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。4.4.1 浇注系统的作用普通流道浇注系统从总体来看，其作用可概述如下：（1）.将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利的排出。（2）.在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整内外在质量优良的塑件制件。4.4.2 浇注系统设计原则浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性 固体颗粒状或粉状的塑料经过加热，在注射成型时已熔融状态（粘流态），因此对塑料熔体的流动特性如温度、粘度、剪切速率及型腔内的压力周期等进行分析，就显得十分重要。因此，设计浇注系统应适应于所用塑料的成型特性要求，以保证塑料制件的质量。（2）.浇注系统设计应有利于很好的排气 浇注系统应顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个角落，使型腔能浇注系统中的气体有序地排出，以保证填充过程中不产生紊流或涡流，也不会导致因气体积而引起的凹陷、气泡、等塑件成型缺陷。因此，设计浇注系统时，应注意与模具的排气方式想适应，使塑件获得很好的成型质量。（3）. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑 浇注系统的分布形式与型腔的排布密切相关，应在设计时尽可能保证在同一时间内塑料熔体充满各型腔，并且使型腔及浇注系统在分型面上的投影面积总重心与注射机锁模力作用中心相重合，这对于锁模的可靠性及锁模机构受力的均匀性都是有利的。（4）.便于修整浇口以保证塑件外观质量 脱模后，浇注系统凝料要与成型后的塑件分离，为保证塑件的美观和使用性能等，应要使浇注系统凝料与塑件易于分离，且浇口痕迹易于清除修整。 根据塑料模设计手册205页，式（5-59） 式中：D为主流道大头直径V为流经主浇道的熔体容积K为熔体常数其中K取5V=66.42（1+20%）79. 71代入式算得：D=5.1mm 取D=6mm4.5 脱模阻力计算根据塑料模设计手册：薄壁圆形件Q=+B10式中： Q 脱模力(N) t 塑件平均壁厚（cm） E 塑料弹性模量 S 塑料平均成形收缩率 L 包容凸模的长度 f 塑料与钢的摩擦系数 m 塑料的帕松比E2.110 ；S0.15 ； L12.7cm ；f=0.3 ；m=0.3；t=0.5代入上式得： Q=2760440N4.6模具冷却水道设计计算模具温度及其波动对制品的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有影响。模具温度过低，熔体流动性差，制品轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，制品表面不光泽缺陷多力学性能降低。模具温度过高，成型收缩率大，脱模和脱模后制品变形大，并且易造成溢料和粘模。模具热量的输入靠的是加热装置，而制品需要成型也需要对其冷却，冷却时间几乎占到成型周期的80%。因此提高冷却效率更有利于提高生产效率，其中散热包括自然散热和向外热传导，其中95%的热量是靠传热介质（冷却水）带走。由于塑料转换成为制件必须对模具进行加热和冷却，才能顺利的完成一系列的过程。塑料熔体充模流动，固化定型，生产效率及塑料的尺寸精度和形状都很重要。因此，必须考虑设计温度调节系统，通过合理的温度调节，才能有良好的产品质量和较高的生产效率。1. 模具加热 一般生产塑件的注射模需要加热2. 模具冷却塑料模可以看成是一种热交换器，如果冷却介质不能及时有效地带走必须带走的热量，则在一个成型周期内就不能维持热平衡，从而就无法进行稳定的模塑成形。对于塑料模具来说，只有进行高效率的热交换，才有可能进行快速成型，从而提高生产效率。在这里，冷却时间是关键，所谓冷却时间通常是指熔体充满型腔到制品最厚壁部中心温度降到热变形温度所需要的时间或制品断面内平均温度降到脱模温度所需要的时间。5 注射机的选择5.1 最大注射量校核根据塑料橡胶成型模具设计手册144页，式（5-2-1） 式中：注塑机最大注谢量（ cm）c 料筒温度下塑料的体积膨胀率的校正系数，对于结晶形塑料，c=0.85:对于非结晶形塑料，c=0.93; 所用塑料在常温下的密度 代入数据得：=0.930.95500=441.75根据式（5-2-3） 式中： n 模具的型腔数 , 塑件的质量 g ， 浇注系统分流道凝料的质量g ， 主流道凝料质量g ， 塑件飞边质量g代入数据得： =4（69.9+13.97）+10+5=350.5 根据校核式（5-2-2） =441.580%350.5 故：合格5.2 注射压力校核 根据塑料橡胶成型模具设计手册P145，P145Mpa，Pch30Mpa，（0.750.9）P108.75130.5MpaPch，故也是合格的。式中：P注塑机额定最大注射压力，Pch模具成型时需要的注射压力。5.3 锁模力的校核 根据塑料橡胶成型模具设计手册P145pKP取30Mpa，k取，3020Mpa由表5-2-1，取F17.6Mpa有F，故合格。式中：型腔内塑料压力P料筒内注塑机柱塞或螺杆施加于塑料的压力K损耗系数，F注射机的额定锁模力。5.4 开模行程及其顶出行程校核 根据塑料橡胶成型模具设计手册P149H+ H+a+（510）H43mm，H42mm，a60mm，s=300H+ H+（510）150155mmS，符合要求。式中：H脱模距离H塑件加浇注系统总高S注塑机最大开模行程5.5 模具与注射机安装模具部分相关尺寸得校核 因材料为PE，总体积为79. 71，所以选择螺杆式注塑机的型号为：XS-ZY-500. 1.喷嘴尺寸：喷嘴圆弧半径为18mm2.最大及最小模厚：最大模厚为450mm，最小模厚为300mm。3.拉杆内间距为540440mm。6 模具主要零件加工工艺规程6.1 模具凸模工艺规程 凸模零件图如下所示：图5-1 凸模零件图凸模的加工工艺规程：（1）粗加工104127的外轮廓。可用数控车床加工。（2） 粗加工74112的凸台（3） 粗加工3612（4）依次精加工104127；74112；3612的外形轮廓（5）一次精加工至外轮廓尺寸6.2 模具凹模零件图及工艺规程凹模零件图如下所示：5-2 凹模零件图凹模加工工艺如下：(1) 以基准角定位，加工460400的型腔外轮廓，可用数控铣床来完成。（2） 粗加工8430；4612；钻2080；2580；铣6080（3） 依次精加工8430；4612；钻2080；2580；铣6080的内形轮廓（4）一次精加工至外轮廓尺寸。（5）钳工装配型芯。7 模具总装图7.1 模具总装图一、模具装配要求：塑料注射模具的质量，取决于模具零件的加工制造质量和装配质量。因此，提高装配质量是非常重要的。在模具装配时应注意以下几点：（1）成形零件及浇注系统 成形零件的形状、尺寸必须符合图样要求。一般型腔尽量取下偏差尺寸，型芯尽量取上偏差尺寸，以延长模具的使用寿命。 成形零件及浇注系统的表面应平整、光洁。成形零件表面要经过抛光或镀铬，使表面平整、光洁。抛光时，其抛光纹路应与脱模方向一致。 互相接触承压零件应有适当的间隙或合理的承压面积。合理的承压面积可以防止模具使用的零件互相挤压而损坏。二、推出系统零件 推出系统的位置要求 推出系统在模具打开时能顺利推出制件，并方便取出制件和废料，闭模时能准确回复到初始位置。 推出系统零件动作灵活 各推出零件在装配后要动作平衡、灵活，不得卡住及发涩出现。三、滑块及活动零件 保证装配精度 滑块及活动零件装配后要间隙适当，起止位置要安装正确。不准有卡住、歪斜现象。 保证运动精度 滑块及活动零件运动时要保证动作平衡、可靠，动作灵活、协调、准确。 保证装配可靠 各紧固螺钉、销钉要拧紧，保证安全可靠，不松动。四、导向机构 保证装配垂直度 导柱、导套在安装后要垂直于模座，不得歪斜。 保证配合精度 导柱、导套的导向精度要满足设计图样的要求。五、加热与冷却系统 冷却水路要通畅，不漏水，阀门控制可靠。 电路加热系统要绝缘良好，无漏电现象，并且安全可靠，能达到模具温度的要求。六、模具外观 为搬运安装方便，模具上应没有起重吊孔或吊环。 模具装配后其闭合高度，安装尺寸等要符合设计图的要求。 模具闭合后，分型面、承压面之间要闭合严密，模具外露部分的棱边要倒角。 装配后的模具应打印标记、编号及合模标记。7.2 模具的安装试模 试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。一、 试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验，模具的闭合高度、安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距，模具工作要求要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械动力部位、各操作件和显示信号要检查和调整，使之处于运转状态。二、模具的安装与调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下几个方面：1） 模具的安装方位要满足设计图样的要求。2） 模具中有侧向滑块结构时，尽量使其运动方向为水平方向。3） 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边向水平方向运动。4） 模具带有液压油路接头，气路接头，热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用48块压板，且对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用。要注意以下几点： 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 活动型芯、推出及导向部位运动要平衡，无干涉现象，定位正确、可靠。 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。三、试模模具安装调整后即可进行试模。1） 加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成形性能应符合有关标准规定。原料一般要预先进行干燥处理。2）调整设备按照工艺条件调整注射压力、注射速度、注射量、成形时间、成形温度等工艺参数。3）试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压、低温和较长的时间、条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效时，可以适当提高温度条件。试模注射出样品。四、检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样品是否符合用户要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样品满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。结论转眼之间，历经整整大三的下半个学期、近四个月的毕业设计马上就要结束了，这是我们大学之中最后一个也是最重要的一个设计。毕业设计是对我们大学这三年所学知识的考验，它要求我们将大学这三年来所学到的知识能够融会贯通、熟练应用，并要求我们能够理论联系实际，培养我们的综合运用能力以及解决实际问题的能力。毕业论文是我们对在校期间所学基础理论、专业知识、基本技能以及从事科学研究能力的综合考核，是培养我们理论联系实际和锻炼我们独立工作能力的有效手段，是对我们进行基础训练以期达到培养目标的必要步骤。经过两个月的模具设计，使我大大提高了综合应用所学的基本理论和专业知识的能力； 理论联系实际，分析、思考和解决实际问题的能力；调查研究、整理资料、分析论证和论文写作的能力；运用所学知识进行设计、计算和解决实际问题的综合能力。更重要的是知道了模具的设计必须做到大胆谨慎，大胆的想象，谨慎的布局。严格遵循量和单位及其符号均应符合国家标准的规定，国家标准中未规定的，应执行国际标准或行业标准；不同的量必须用不同的符号表示，不得一符多义，含义相同的量则必须用同一符号表示。论文应用最新颁布的汉语简化文字，符合出版物汉字使用管理规定；专业术语应统一使用全国自
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