护发素盖塑料模设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 设计课题： 护发素瓶盖 零件名称：护发素瓶盖 技术 要求：（ 1） 塑件不允许有裂纹、变形等缺陷； （ 2）脱模斜度 30 1； （ 3）未注圆角 （ 4）未注尺寸公差按所用塑料的低精度查取。 相关参数：材料 寸 A=80， B=75， C=D=13。 产品图样： 一、 塑件的工艺性分析 1、 塑件的原材料分析 线型高密度聚乙烯本色是一种不透明白色腊状材料，比重比水轻，柔软而且有韧性，但比 硬，也略能伸长，无毒，无味 燃烧特征 易燃，离火后能继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端呈蓝色，燃 烧时会熔溶，有液体滴落，无黑烟冒出，同时，发出石腊燃烧时发出的气味 种材料的差别： 差别主要是在密度上的差别，从而引起机械性能上的差别，一个刚硬，一个柔韧； 它们的差别，主要是在分子结构上， 较多的支链，因此，这种材料是即柔韧又刚硬。 优点 耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，低温时，仍能保持一定的韧性。表面硬度，拉伸强度，刚性等机械强度都高于 低于 抗穿刺性是最好的，耐撕裂，特别适宜生产薄膜，生产 出的薄膜比 ，但强度高。 缺点 机械性能差，透气差，易变形，易老化，易发脆，脆性低于 应力开裂，表面硬度低，易刮伤。难印刷，印刷时，需进行表面放电处理，不能电镀，表面无光泽。 用途 用于挤出包装薄膜，胶带，电缆；生产出的薄膜，也叫拟纸薄膜 用于注塑低档日用品及外壳 用于挤出吹塑容器，中空制品，瓶子 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 注塑性能 一般的 点为 170 ，分解温度为 300 ；注塑温度的可调区间较大。注塑时，一般使用温度为 200 ；它的表观粘度大，流动性差，单独的 因此，要加大注塑机的功率或加其它低分子量的塑料增加它的流动性；因是烯烃类塑料，它不吸水，生产时，不需哄干，但为了产品质量，可用 60 温度烘干 1排出浮水；线型低密度聚乙烯的熔体粘度大，流长比小，流动性低于 壁制品可能缺胶，因此，浇口和流道相对较大；制品易带静电，表面易吸尘埃。收缩率为 16 ；溢边值为 该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸， 根据模塑材料的收缩特性值选用公差等级 ,且未注公关差 ,所以 可 按 主要尺寸公差标注如下（单位均为 塑件外形尺寸 : A=80 2、 塑件表面质量分析 该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕， 不允许有裂纹、变形等缺陷，粗糙度可取 m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。 3、 塑件的结构工艺性分析 该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。 塑件有内螺纹， 但螺纹较浅， 因为所用材料为聚 乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，所以可以 采用强制 方法将制件脱出。 结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。 二、 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 1、 计算塑件的体积和重量 据有关手册查得 = W= V= （可直接在 上算出） 的模具结构。 2、 确定模具结构的形式 从上面的分析中可知 ,本模具拟采用一模四腔 ,推板推出 ,流道采用潜伏式 ,定模不需要设置分型面 ,动模部分需要设置一块型芯固定板和支撑板 ,还要 设置一块推板 ,因此基本上可确定模具结构形式为 4A 板型带推件板的 注射模。 3、 注射机型号的选定 （ 1） 注射量的计算 通过 的 建 模 的 分 析 ， 塑 件 的 质 量 为 1m =17.9 g , 塑 件 的 体 积买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 311 31 7 . 9 1 8 . 8 4 20 . 9 5 /m gv c mg c m ,流道凝料的质量 2m 还是个未知数 ,可按塑件质量的 上述分析中确定为一模四腔，所以注射量为 11 . 6 1 . 6 4 1 7 . 9 1 1 4 . 5 6m n m g 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 2A ，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析， 2A 是每个塑件在分型面上的投影面积 1A 的 ，因此可用 所以 21 2 1 1 10 . 4 1 . 4 2 8 1 3 4 . 4A n A A n A n A n A m m 式中 : 2 2 21 0 . 7 8 5 8 0 5 0 2 44A d m m 注射机的额定锁模力应大于将模具分型面胀开力 2 8 1 3 4 . 4 3 0 8 4 4 P k n 型选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值 ,可选用 250 卧式注射机（上海第一塑料机械厂），见下表 注射机主要技术参数 理论注射容量 /50 移模行程 /50 螺杆直径 /0 最大模具厚度 /50 注射压力 /300 最小模具厚度 /50 注射速率 /（ g/s） 锁模型式 双肘式 塑化能力 /（ g/s） 模具定位孔直径 /20 螺杆转速（ r/ 102150 喷嘴球直径 /8 锁模力 /800 喷嘴口直径 /杆内间距 /（ 360 260 生产厂家 上海第一塑料机械厂 （ 2） 注射机有关参数的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n： 2/ 3 6 0 0 0 . 8 1 4 6 0 . 6 4 1 7 . 9 41 7 . 9k M t mn m 由此可知型腔数校核合格。 式中 注射机额定注射量 g；浇注系统凝料的质量 g； 单个塑件质量 g。 注射压力的校核： ,0 1 . 3 1 0 0 1 3 0 , 1 3 0 0k p p M P a ,注射压力校核合格。 式中 。 0 0;0 取取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 锁模力的校核： 1 . 2 8 2 2 1 0 1 2 . 8F K A p K n 型而 F=1800模力校核合格。 其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可以进行。 三、 浇注系统的设计 1 主流道的设计 （ 1） 主流道设计成圆锥形 ,其锥角 ,42 00 流动性较好 ,故锥角取 03 ，内壁表面粗糙度为 根据所选注射机，则主流道小端的尺寸为 14)11 主流道对接处球面半径为 R 喷 嘴 球 半 径 + ( 1 2 ) = 1 8 + 2 = 2 0 m m （ 2） 主流道衬套形式 本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取 50套如下图所示，材料采用 ，热处理淬火后表面硬度为537L=47h=4=8mm,r=50 （ 3） 主流道凝料的体积 2 2 3 35 9 . 8( ) 2 1 4 9 . 3 3 2 . 1 54 4 2nq d L m m c m 主（ 4） 主流道的剪切速率校核 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 由经验公式13133 式中 9 )注射时间塑件体积塑件分主2 分流道的设计 （ 1） 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状 态，使塑料熔体能尽快地经分流道均衡地分配到稳中有降个型腔，因此，采用平衡式分流道 。圆形分流道的效率为 设计分型面为平面 ,帮可采用圆形截面流道 料成型加工与模具表 6用塑料的分流道直径，得聚 乙 烯的分流道直径为 用经验公式： 44 0 . 2 6 5 4 1 7 . 9 6 0 1 2 . 5B m m 这里取 8（ 2） 分流道长度 为 47（ 4） 分流道凝料的体积 分流道总长度 L=47 4=188流道截面积 2 2 23 . 1 4 4 5 0 . 2 4A R m m 分流道凝料体积 331 8 0 5 0 . 2 4 9 0 4 3 . 2 9 . 0 4 3q m m c m 分（ 5） 分流道剪切速率的校核 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 采用经验公式 13133 剪切速率校核合格。 （ 6） 分流道表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于 塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的 速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 3 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 （ 1） 浇口的选用 它是流道系统和型腔之间的通道 ,这里我们采用点浇口： 浇口在成形自动切数断，故有利于自动成形。 浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。 浇口之压力损失大，必须高之射出压力。 浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹。 它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。 （ 2） 浇口位置的选用 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，如图（ 6）所示。 通常要考虑以下几项原则： 尽量缩短流动距离。 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 必须尽量 减少熔接痕。 应有利于型腔中气体排出。 考虑分子定向影响。 避免产生喷射和蠕动。 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 注意对外观质量的影响。 （ 3） 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模 具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 （ 4） 浇口尺寸的确定 由经验公式得 3 42 4 4 取 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 式中 分析得 n 为塑料材料的系数取 塑件壁厚的函数值取 浇口剪切速率的校核 1433 sR q剪切速率校核合格。 4 冷料穴的设计 如图所示，采用半球形 ，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。 四、 成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔 的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 （ 1） 凹模结构设计 凹模是成型产品外形的主要部件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法而变化。 镶拼的组合方式的优点： 对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模 的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。 组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。 （ 2） 型芯结构设计 整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应 塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定： 塑件的公差 塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值 “ ” ，制品叫做腔尺寸公差取正值 “ ” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取2。 模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 3161，即 z= )6131(，而且按成型加工过程中的增减趋向取“ +”、“ -”符号，型腔尺寸不断增大，则取“ + z” ,型芯尺寸不断减小则取“ - z”，中心距尺寸取“2z”。现取3。 模具的磨损量 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的61，对于大型塑件则取 6以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量 c=0。 塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。 2 m =2 %=2% 模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是 （ 1） 外型尺寸（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 根据公式 ： 043)1( 01S 43)1(D=1 . 0 6300 . 3 5038 0 ( 1 2 % ) 1 . 0 648 0 . 8 根据公式 ： 0S 32)1(H 01S 32)1(H =0 . 5 2300 . 1 7021 3 ( 1 2 % ) 0 . 5 231 2 . 9 1 （ 2） 内腔尺寸（ 螺纹型芯 牙螺纹由关手册查得 螺纹中径公差 中纹型芯制造公差 ;06.0 ;05.0 ;06.0 大中小 大径 (1+ 中 - 大 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 = 0 00 . 0 60 . 0 60 . 8( 1 ) 7 5 0 . 6 7 7 4 . 9 3100 中径 (1+ 中 - 中 = 0 00 . 0 50 . 0 50 . 8( 1 ) 7 4 . 9 3 0 . 6 7 7 4 . 2 7100 小径 (1+ 中 - 小 = 0 00 . 0 60 . 0 60 . 8( 1 ) 7 4 . 2 7 0 . 6 7 7 4 . 1 9100 根据公式 ： h M= 032)1( h 1M= 01 32)1( =00 . 4 0300 . 1 321 0 . 5 ( 1 2 % ) 0 . 4 031 0 . 9 8 （ 3） 成型型腔壁厚的计算 注射成型时，型腔直接承受高压熔体的作用，故型腔侧壁与底板 应具有足够的强度和刚度。对于大尺寸型腔主要是刚度问题，应按刚度条件计算；而对于小尺寸型腔主要是强度问题，首先要防止模具的塑性变形和断裂破坏，因此用强度条件计算。在分界尺寸不明的情况下，应分别按刚度条件和强度条件计算，取其中较大者。 型腔底板厚度计算，圆形型腔壁厚 : 按刚度条件 : 亦可以按经验值查取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 根据上表可支承板厚度可取 32型腔侧壁厚度的计算， 圆形整体式型腔厚度按强度条件计算： 亦可以按经验值查表取得： 根据上表可取型腔壁厚取 35 3排气结构的设计 排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对 于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。 适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。 其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具 分型面及开设排气槽 排气。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 五、 导向及脱模机构 的设计 1合模导向机构的设计 导柱导向机构设计要点 ： 小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。 直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机构的导向中。 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离一般取导柱 固定端的直径的 1设置位置可参见标准模架系列。 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。 为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角， 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出 68确保其导向作用。 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。 导柱工作部分的 配合精度采用 H7/精度时可采用 H8/9/导柱固定部分的配合精度采用 H7/ H7/导套与安装之间一般用 H7/用侧向螺钉防止其被拔出。 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔；如果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙 度可根据同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面 （ 1） 导柱的结构 带头导柱如图 所示 ： 根据表 8柱直径 d 与模板外形尺寸关系可查得导柱直径 d 取 20 （ 2） 导套的结构 带头导套如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 导柱选用模架本身的规格，但其长度与开模行程有关，必须另行设计选择 0导套的长度取为 40之相应的导套选用模架自带规格。 2脱模机构的设计 由于该塑件有螺纹，但由于塑件螺纹较浅，且聚丙烯的弹性较好，所以本设计可采用强制脱螺纹。本设计中是一模四腔，考虑用推件板，推出塑件。 推件板设计的要点 （ 1） 推件板与型芯应呈 3 10的推面配合，以减少远动摩擦，并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板与型芯侧壁之间应有 防止两者间的擦伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准，塑料的最大溢料间隙可查表，推件板与型芯相配合的表面粗糙度可以取 m。 （ 2） 推件板可用经调质处理的 45钢制造，对要求比较高的模具，也可以采用 材料，并淬硬到 5355时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。 （ 3） 当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类 塑件时，应在型芯上增设一个进气装置，以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空。 （ 4） 推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为保护模具的 23 脱模力大小 塑件的壁厚与直径之比 属于薄壁制件，因此制件所需脱模力为： ()t a n(c o 6 14 总 推出板厚度 对于筒形或圆形塑料制件，当需要推件板脱模时，根据刚度计算，推件板的厚度 t(式为： 3 5 23 23 式中 3 异，查表可得它为 计算为 130 ， 于一般中碳钢： ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 许的最大变形量，一般可取制件在被推出方向的尺寸公差的10151， N。 据强度计算，则推件板厚度 t(式为： 33 3 总 式中 3 而异，查资料为 N。 按刚度和强度计算，取推出板的厚度为 10全可以满足要求； 推杆直径 根据压杆稳定公式，可得推杆直径 d(公式： 4 524 2 取 4 推杆直径，按强度校核， 2 M P 式中 取 K= 125n=4 N 210000 、注射模温度调节系统的设计 在注射成型中，模具的温度直接影响到塑件的品质和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统，以达到理想的温度要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 温度调节系统包括加热装置和冷却装置。各种塑料由于性能和成型 工艺的不同，对模具温度的要求也不同。聚丙烯的成型温度是 160260 度，模具温度在 4060 度之间。 这类塑料在成型后，必须对模具有效的冷却，使熔融塑料的热量必须很快的传给模具，以便使塑料冷却后可迅速脱模。 冷却水路到型腔表面各处的距离最好相等。也就是说，水路的排列与型腔的形状尽量相吻合，如果产品形状允许，冷却水路与型腔的距离，尽量不要小于 10 冷却水的体积流量 单位质量的塑件在凝固所放出的热量， 查表得 1 m i n/ 1 m i n/327(1 8 0 0 332111 Qq v 冷却水管直径 为了使水处于湍流状态，查表得在 d=8冷却水在管道内的流速 由式 v / 32 大于最低流速 s，达到湍流状态，所以管道直径选用合理。 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查表得 f=温为 30时 )，因此 )/( 冷却管道的总传热面积： 261 2 2327(40 模具上应开设的冷却水孔数： 131 8 从计