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洗面奶瓶盖注射模设计【含全套CAD图纸】,洗面奶,瓶盖,注射,设计,全套,cad,图纸
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毕 业 设 计 课 题 洗面奶瓶 盖 注 射 模 专 业 模具设计与制造 班 级 学生姓名 指导老师 20 05 月 25 日 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 1 页 计 算 内 容 说 明 目 录 一 拟定模具的结构型式 二 浇注系统的设计 三 成型零件的设计 四 模架的确定 五 排气槽的设计 六 脱模推出机构的设计 七 定距拉板机构设计 八 温度调节系统的设计 九 导向定位系统的设计 十 心得体会 十 一 参考文献 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 2 页 计 算 内 容 说 明 塑料壳体设计 一、拟定模具的结构型式 1. 塑件成型工艺性分析 该塑件是一塑料壳体，如图 1 所示， 塑件壁件 属薄壁塑件，生产批量很大。 材料为 碳酸脂）：突出的冲击强度，较高 的弹性模量和尺寸稳定性。无 色透明，着色性和电绝 缘性优良，透光性好，耐寒性好，使用性能好。但粘性大， 流动性较差，耐磨性差。力学性能一般，易产生应力碎裂，适用于制造绝缘 透件，透明件等。本塑件为透明件。 图 1 2. 分型面位置的确定 根据塑件结构型式，为便于塑件脱模和自动落料，塑件留在动模，并考虑和保证塑件的外观不遭到损坏，应选择三板双分型面。 1、在定模座板与定模板之间 2、在壳体的底平面。 3. 确定型腔数量和排列方式 1）型腔数目的确定 该塑件精度要求不高，又是大批 大量生产，采用一模两腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点， 初定为一模两腔的模具型式。 2）型腔排列形式的确定 为了确保塑件质量的均一和稳定，尽量使型腔排列 紧凑，便于减小模具的外型尺寸，本设计的型腔的排列方 式采用单列直排。图 2 所示。 为 了 保 证 塑 件 的 外 型 尺 寸 和 精 度 ， 此 本 设 计 采 用 脱 模 板 推出脱模的方法。 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 3 页 计 算 内 容 说 明 4. 模具结构型式的确定 从上面分析中可知，本模具拟采用一模两腔，单列直排，推板推出，流道采用平衡 式，浇口采用点 浇口，定模需要设置分型面以便自动落料，动模部分需要一块脱模板，因此基本上可确定模具结构型式为双分型面注射模。 图 2 5. 注射机型号的选定 1）注射 量的计算 通过计算或 建模分析，塑件质量 09g，塑件体积 31 流道凝料的质量 按塑件质量的 来估算。从上述分析中确定为一模二腔，所以注射量为 ： m=2 109=）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 模具设计前是个未 值，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积 ，因此可用 以 A=2=0 2中1 12000A A B 型p=410 40=1344中型 40表得到）。 3）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 500/200 卧式注射机（上海塑料机械厂），技术参数如表 1 所列： 表 1 注射机主要技术参数 理 论注射容量 / 3500 锁模力 /000 螺杆直径 5 拉杆内间距 /70 570 注射压力 50 移模行程 /00 注射速率 (g/s) 173 最大模厚 /00 塑化能力 (g/s) 110 最小模厚 /80 螺杆转速 (r/0180 定位孔直径 / 160 喷嘴球半径 嘴孔直径 / 4 锁模方式 双曲轴 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 4 页 计 算 内 容 说 明 4）注射机有关参数的校核 (1) 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n 21/ 3 6 0 0 0 . 8 1 1 0 3 6 0 0 4 0 / 3 6 0 0 0 . 6 2 1 0 9 3 1 2109k M t mn m 合 格k注射机最大注射量的利用系数，一般取 M注射机的额定塑化量 (110g/s)； t成型周期，取 40s。 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进行。 二、浇注系统的设计 1. 主流道设计 1）主流道尺寸： 根据所选注塑机参数可得主流道小端尺寸为： d=注射机喷嘴尺寸 +()=4+1=5流道球面半径： 喷 嘴 球 面 半 径 (12)=20+2=22）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 32 等于 定模板的厚度（见模架的确 图 3 定和装配图）。衬套如图 3 所示， 材料采用 ，热处理淬火后表面硬度为 5357 3）主流道凝料体积为： 22 3 358 3 0 9 9 4 . 9 8 0 . 9 9 54 4 2nq d L m m c m 主2. 分流道设计 1） 分流道布置形式 为了满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 5 页 计 算 内 容 说 明 2） 分流道长度 图 4 为分流道的布置。 3） 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积 （ 1） 形状及截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模，本设计 的分流道设置在分型面上定模一侧，截面 形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。 梯形截面对塑料熔体的流动阻力不大，但 由于材料的流动性能差，壁厚为 4，所以 一般不采用下面的经验公式来确定截面尺寸： 40 . 2 6 5 4D m L 而根据资 料 1 取推荐最大值 13 所以取 D=10 0 d=8 一级分流道 L 截面形状图 5 所示。 二级分流道的尺寸为： D=8 H=8 d=4 （ 2） 凝料体积 分流道长度： 2=155 2=16 图 5 分流道截面积： 21 0 8 9 8 12 284 8 4 82 凝料体积： 312 6 . 2 7 7 0 . 7 6 8 7 . 0 4 5q L A L A c m 分5） 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度般取 mm 可，在此取 m，如图 5 所示。 注射机型 号参见塑 料成型工艺 与模具设计表 4100 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 6 页 计 算 内 容 说 明 3 流道校核 1）主流道剪切速率校核 由经验公式3 3 1333 . 3 3 . 3 9 8 . 4 8 3 . 0 1 1 0 5 1 03 . 1 4 1 3 . 2 5 式中 30 . 9 9 5 7 . 0 4 5 9 0 . 4 4 9 8 . 4 8vq q q q c m 分主 塑 件( 5 8 ) / 2 3 . 2 52nR c m 主流道剪切速率偏大，主要是注射量大，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。 2） 分流道剪切速率校核 图 5 采用经验公式 1 3333 . 3 3 . 3 9 0 . 4 4 1 . 7 0 1 03 . 1 4 3 . 7 6 S 在5 32 10510 之间，剪切速率校核合理。 式中 39 0 . 4 4 9 0 . 4 41q c 23 2n FR ct注射时间 取 1s C梯形周长（ C= 4. 浇口的设计 由于塑件是高度较大的平板件，故采用点浇口。由于材料的流动性能差，所以要采用宽浇口。塑料熔体以较低的流速、呈平行状态 、平稳均匀地流人型腔，可降低塑件的内应力，减小翘曲变形，排气良好。浇口对称分布，塑件取出后要用另外去除，有微小痕迹。 1）点口尺寸的确定 综上述，由经验数据得： 5l 浇口截面形状如图 6 所示，试模时根据填充情况再进行调整。 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 7 页 计 算 内 容 说 明 2） 浇口剪切速率的校核 4 5 11 0 1 0 s 在 之间，剪切速率合适。 4. 冷料穴的设计 1） 主流道冷料穴 如图 7 所示，采用半球形形式，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。 2） 分流道冷料穴 图 7 冷料穴 在分流道端部加长 10 分流道冷料穴。 三、 成型零件的设计 模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成形壳体外表面的凹模，成型内表面的凸模，由于塑件材料为透明材料故各成型表面均为镜面。 1. 成型零件的结构设计 1） 凹模（型腔） 壳体型腔不是很深，故凹模可制成 整体 式，先用洗削加工方法进行粗加工，然后进行电火花精加工，而镜面由人工抛光。虽整体模板都要用价格较贵重的模具钢，但只是小型模具，还是可以承受的。 图 8 因此，凹模采用整体式。如图 8 所示，尺 寸由所选模架决定。而型腔厚度取 60 2） 凸模 (型芯 ) 型芯是一个嵌入式型芯，由于各成型表面均为镜 面， 磨损不是很大，但由于采用脱模板脱模，磨损量增大。以及失误 操作的话，影响模具寿命，必须及时更换，故可设计成 嵌入式。如图 9 所示。 2. 成型零件钢材的选用 壳体是大批量生产、成型零件所选用钢材耐磨性和 抗疲劳性能应该良好。机械加工性能和抛光性能也应 良好。因此构成型腔凹模钢材选用 订制其他材 料的材质可和模架厂协商）。 型芯因为是采用推板脱模，与型芯磨损较大，采用硬 图 9 度较高的模具钢 火后表面硬度为 5862 3. 成型零件工作尺寸的计算（其图形见图纸 12 号） 塑件尺寸公差按 78 标准中的 6 级精度选取。 1） 型腔径向尺寸 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 8 页 计 算 内 容 说 明 z+ M 1 s 1 0L = ( 1 + s ) L - x 式中 s 塑件平均收缩率 0 . 0 0 5 0 . 0 0 7 0 . 0 0 62s ； 塑件外径尺寸； x 修正系数（取 塑件公差值（查塑件公差表）； z 制造公差 取 /3 。 z+ + 0 . 0 11 s 2 0A = ( 1 + s ) L - x = 1 0 0 . 6 z+ + 0 . 11 s 1 0B = ( 1 + s ) L - x = 1 2 0 . 7 m m 1D =4） 型芯径向尺寸 0(1 ) s l x 式中 s 塑件平均收缩率 0 . 0 0 5 0 . 0 0 7 0 . 0 0 62s ； 塑件外径尺寸； x 修正系数（取 塑件公差值（查塑件公差表）； z 制造公差 取 /3 。 0 02 2 0 . 0 0 6( 1 ) 0 . 7 5 8 5 . 5 0s l 0 02 2 0 . 0 0 6( 1 ) 0 . 7 5 4 0 . 2 5 5s l 0 02 2 0 . 0 1 7( 1 ) 0 . 7 5 1 1 4 . 7 2s l 2 20I 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 9 页 计 算 内 容 说 明 3） 型腔深度尺寸 1 1 0 (1 ) s H x 式中 H s塑件高度最大尺寸； x 修正系数 取 塑件公差值（查塑件公差表）。 0 . 0 71 1 0 (1 ) 4 5 . 3 3s H x 4） 型芯高度尺寸 0 (1 ) s h x 式中 塑件孔深最小尺寸； x 修正系数 取 塑件公差值（查塑件公差表）。 02 0 . 0 7 ( 1 ) 0 . 6 4 1 . 3 7s h 5）型芯或型孔之间的距离 12 (1 ) s c 1 0 . 0 52 ( 1 ) 7 5 . 4 5 0 . 0 5s c 4. 成型零件强度及支承板厚度计算 1） 型腔侧壁厚度： 1314 43150 . 5 7 4 0 4 5( ) 1 7 . 7 32 . 1 1 0 0 . 0 7s pc p 其具体尺寸由模架尺寸确定； 底板厚度： 1314 431250 . 0 1 8 8 4 0 1 0 0( ) 1 7 . 2 32 . 1 1 0 0 . 0 7s pc p 取5计算参考 塑料成型工艺与 模具设计 第五章第三节 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 10 页 计 算 内 容 说 明 式中 p 型腔压力，取 40 E 材料弹性模量，取 105 p根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量。 查表 4： c 系数 查表 4： 1 查表 4 两型腔之间受力是大小相等、方向相反 、在合模状态下不会产生变形，因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计的条件就可以了。所以完全满足强度和刚度的要求。 压力，就可计算得到支承板的厚度。 1112 33514 0 1 2 0 0 00 . 5 4 ( ) 0 . 5 4 2 1 5 ( ) 5 02 . 1 1 0 3 1 5 0 . 0 6 5pp l m 式中 p 支承 板刚度计算许用变形量 12 5 0 . 0 6 5p i m m ； L 、 W两垫块之间的距离（约为 215）； 1L支承板 长度，取 315； 12型芯投影到支承板上的面积。 型芯的面积 212 12000l l m m 此支承板厚度计算尺寸为 50，对于小型模具还可减小一点，可利用两根推板导柱来对支承板进行支撑，这样支撑板厚度可近似为 443311( ) ( ) 5 0 2 01 1 1T n T m 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 11 页 计 算 内 容 说 明 因此支承板厚度可取得稍薄一点，取标准厚度 32。 四、模架的确定 根据型腔的布局可看出，型腔板尺寸为 315400，又根据型腔侧壁最小厚度为 考虑到导柱、导套及联接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为 315 L=315 400），模架结构为 型式，如图 10 所 示 。 图 10 各模板尺寸的确定： 1. A 板尺寸 A 板是定模型腔板，塑件高度 45，在模板上还要开设一级和二级分流道，分流道有一定的厚度和长度，因此 A 板厚度取 63 2. B 板尺寸 B 板是凸模（型芯固定）板，取 40括型芯总高 45 3. C 垫块尺寸 垫块 =推出行程 +推杆板厚度 +推杆固定板厚度 +（ 510） =45+25+20+（ 510） =95100 根据计算，垫块厚度 C 取 100。 根据上述尺寸，确定模架序号为 5 号，板面为 315 400，模架 结型 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 12 页 计 算 内 容 说 明 式为 标准模架。 从选定模架可知，模架外形尺寸： 宽 长 高 315 400 311(315 400)合格。 模具平面尺寸 400 400 570 570(拉杆间距 )，合格； 模具开模所需行程 45(型芯高度 ) 45(塑件高度 )（ 5 10） 95100500(注射机开模行程 )，合格； 其他各参数在 前面校核均合格，所以本模具所选注射机满足使用要求。 五、排气槽的设计 壳体成型型腔体积约为 表 1 可计算得注射时 图 11 间约为 2s，采用的是点浇口由型腔顶部注射，熔体先充 满型腔顶部，然后再充满周边下部，这样型腔顶部不会造成 憋气现象，气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出，又有分型面设在浇注最后位置，这样的小零件一般不会造成憋气现象，故排气装置没有必要设计。 六、脱模推出机构的设计 采用推板推出过程中，为了减小推杆与型芯的 摩擦，采用图 11 所示结构，在型芯板与推杆之间可作为导柱 导套，可以起到定位导向的作用。 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 13 页 计 算 内 容 说 明 七、定距拉板机构设计 如右图， 模具开模时，由于弹簧的作用， 中间板与定模座板首先分开，以便取出两板之间的浇注系统凝料。继续开模时，由于定距拉板与固定在中间板上的限位钉接触，使中间板停止运动，这样随着动模的继续移动迫使模具沿第二分型面分开，进 而由推出机构将塑件推出。 S=L+（ 35） =45+5=50 L 定模板厚度 八、温度调节系统的设计 冷却系统的计算比较麻烦，故在此只进行简单估测计算，在单位时间内熔体凝固时所放出的 热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为 40。 1. 冷却水的体积流量 2 3 31 1 20 . 2 1 8 2 . 9 1 0 1 0 . 0 6 1 0 / m i n()v 式中 W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（ kg/按每分钟注射2 次，即： W=1 0 9 2 / m i n 0 . 2 1 8 / m i 次 单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量， 102kJ/ 冷却水的密度（ 1000kg/ 冷却水的比热容 ()； 1冷却水出口温度（取 ； 1冷却水入口温度（取 25）。 学衡阳分校毕业设计 共 15 页 第 14 页 计 算 内 容 说 明 2. 确定冷却管道直径 d 为使冷却水处于湍流状态，查资料取 d=15 而且由资料查处 3. 确定冷却水在管道内的流速 v 由 式 3224 4 1 0 . 0 6 1 0 3 . 3 4 /3 . 1 4 (1 5 / 1 0 0 0 ) 6 0m 大于最低流速 s，所选管道直径 合理。 4求冷却管道的总传热面积
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