【毕业设计论文】瓶盖注射模设计-毕业设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 课 题 瓶盖注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 一、 塑件的分析 ( 3 ) 二、 型腔数目的确定及排布 ( 5 ) 三、 注射机的初步选择 ( 6 ) 四、 浇注系统的设计( 7 ) 五、 分型面与排气槽设计( 9 ) 六、 成形零件的设计 ( 1 1 ) 七、 导向机构的设计 ( 1 7 ) 八、 推出机构的设计 ( 1 9 ) 九、 温控系统的设计( 1 9 ) 十、 注射机的参数校核 ( 2 2 ) 十一、设计小结 ( 2 3 ) 十二、参考文献 ( 2 4 ) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第一部分 塑件的分析 一、塑件的使用要求 耐用，耐磨，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽 表面较光滑；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于 100oC） ，耐化 学腐蚀。 二、塑件的材料选择及其材料的介绍 根据塑件的用途及其使用要求，选用 ABS 塑料。 ABS 的介绍： 1.名称 中文名：丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物 英文名：Acrylonitrile- Butadiene- Styrene copolymer 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.基本特性 无毒无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽， 密度在 1.021.05g/cm3,其收缩率为 0.30.8%。ABS 吸湿性很强，成 型前需要充分干燥，要求含水量小于 0.3%。流动性一般，溢料间隙 约在 0.04mm。 ABS 有极好的抗冲击强度， 且在低温下也不迅速下降。 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学 稳定性和电气性能。 3.成型特点 ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑 料上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小 浇注系统对料流的阴力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收 缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060oC，要 求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080 oC。 4.主要技术指标 比容：0.860.98cm3/g。 熔点：130160oC 吸水性：0.20.4% (24h) 热变形温度：4.6105Pa- - - - 90108oC 18.0105Pa- - - - 83103oC 屈服强度: 50MPa 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 拉伸弹性模量：1.8GPa 抗弯强度：80MPa 5.ABS 的注射工艺参数 注射机类型： 螺杆式 螺杆转速（r/min） ： 3060 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度（oC） ： 180190 料筒温度（oC） ： 前 200210 中 210230 后 180200 模温（oC） ： 5070 注射压力（MPa） ： 7090 保压力（MPa） ： 5070 注射时间(s)： 35 保压时间(s)： 1530 冷却时间(s)： 1530 成型周期(s)： 4070 三、 塑件的形状及其尺寸 塑件的工作条件对精度要求较低，根据 A B S 的性能可选择其塑 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 件的精度等级为 5级精度（查阅塑料成型工艺与模具设计 P 6 6 表 3 - 8 ） 。 经计算得塑件的底面积为：S 塑= 5 3 0 . 6 6 m m 2 得塑件的体积为：V 塑= 2 . 4 9 c m 3 塑件的质量为：W 塑 = V 塑r 塑= 2 . 6 2 ( g ) 。 塑件图： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二部分 型腔数目的决定及排布 已知的体积 V 塑或质量 W 塑 ， 又因为此产品属大批量生产 的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本等各种因素，初步确 定采用一模四腔对称性排布。排布图如下图示： 型腔数目及排布图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第三部分 注射机的初步选择 一、注射量的计算：Q=4 2.62=10.48 (g) 二、初步选择：XS- ZY- 125 型注射机 三、XS- ZY- 125 型注射机的主要参数 额定注射量(cm3)： 125 螺杆直径 (mm): 42 注射压力 (MPa): 120 注射行程（mm） ： 115 注射时间（s） : 1.5 注射方式 ： 螺杆式 合模力 kN : 900 最大注射面积（cm2） ： 320 最大开（合）模行程（mm） ： 300 模具最大厚度（mm） ： 300 模具最小厚度（mm） ： 200 喷嘴圆弧半径（mm） ： 12 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 喷嘴孔径（mm） ： 4 第四部分 浇注系统的设计 浇注系统的设计是注射模设计的一个重要环节， 它对注射成形 周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度等）都直接影响。 一、设计时须遵循如下原则 1.结合型腔布局考虑； 2.热量及压力损失要小； 3.确定均衡进料； 4.塑料耗量要少； 5.消除冷料； 6.排气良好。 二、浇注系统的组成 普通流道浇注系统一般由主流道， 分流道，浇口和冷料穴等四 部分组成。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 三、浇注系统设计 为使塑件去掉浇口方便，并结合物料特性，以及塑件的形状， 以采用潜伏式点浇口为宜。 1. 主流道尺寸 根据该塑件体积及表 3- 10， 可得体积流率 Q= （4 2 . 4 9 ） /1.66.55cm3/s,取主流道中熔体流动 rs=5 103s- 1,由图 3- 56r- Q- Rn关系曲线图，可得 Rn=4.50mm, 故得主流道大端尺寸 D=2Rn=9. mm， 小端尺寸由注射机 喷嘴尺寸，取 d=4mm,SR=12+2=14mm。主流道的形状 和尺寸如图所示：. 2. 浇口套图: 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.分流道尺寸 为使四浇口能同时进料，各分流道按平衡式布 置，故熔体在各分流道中的流速，为使分流道易于加工和顶出凝料 系统容易，采用设在模具一边的梯形形分流道。 梯形大底边宽度: B=0.2654 4 . 8 3 3 . 9 = 5 梯形高度: H=0.67 B = 3 . 3 5 3.为了塑件表面质量及美观采用侧浇浇口,其尺寸 d=0.15 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 . 7 = 1 4.冷料穴 底部设计成带有球头形拉料杆的冷料穴，目的是捕 集料流前锋的“冷料” ，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量。 该模具浇注系统的尺寸如图所示 模具浇注系统图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第五部分 分型面与排气槽设计 分型面为定模与动模的分界面。 合理地选择分型面是使塑件能完 好的成形的先决条件。 一、分型面的选择原则 1.使塑件在开模后留在有动模上； 2.分型面的痕迹不影响塑件的外观； 3.浇注系统，特别是浇口能合理的安排； 4.使推杆痕迹不露在塑件外观表面上； 5.使塑件易于脱模。 二、分型面的设计 如下图所示： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 分型面图 三、排气槽设计 当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的 空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。 如果型腔内因各 种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气 泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体 受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑 纹） ，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此 设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中， 为保证 型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度， 还需 在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料， 也可容纳 一定量的气体。 通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双 支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为 0.030.05mm。 第六部分 成形零件设计 一、成型零件的结构设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1.凹模 采用整体式凹模 2.凸模 由于塑件带有螺纹，为了简化模具的加工工艺，凸模 设计成活动镶块的形式，活动镶块的固定方式如下图所示： 活动镶块的固定方式 二、成型零件工作尺寸的计算 1.产生偏差的原因 . 塑料的成型收缩 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原 因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制 品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最 小值之间发生的波动。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 s= ( Sm a x- Sm i n) 制品尺寸 s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。 Sm a x、Sm i n 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 . 成型零部件的制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括加工偏 差和装配偏差。 . 成型零部件的磨损 . 本产品为抗冲制品，属于大批量生产的小型塑件，预 定的收缩率的最大值和最小值分别取. 6 % 和. 3 。此产品采用 级精度，属于低精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度 尺寸的制造与作用修正系数 x取值可在 0.50.75 的范围之间， 凸凹模 各处工作尺寸的制造公差， 因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差 可达到 ITIT级，综合参考，相关计算具体如下： 型腔径向尺寸的计算： LM1= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) sl- 0 . 5 + Z 0 = ( 1 + 0 . 4 5 % ) 2 6 - 0 . 5 0 + 0 / 3 0 = 3 7 . 4 m m LM2= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) s2- 0 . 5 + Z 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = ( 1 + 0 . 4 5 % ) x 1 0 . 2 - 0 . 5 0 . 2 0 + 0 0 3 0 = 1 4 . 7 8 + 0 . 0 3 0 m m 型腔深度尺寸的计算： 图 2：HM1= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) H sl- 0 . 5 + Z 0 + Z 0= ( 1 + 0 . 4 5 % ) 8 . 5 - 0 . 5 0 = 1 2 . 3 2 5 m m 图 1 HM2= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) H sl- 0 . 5 + Z 0 = ( 1 + 0 . 4 5 % ) 4 . 5 - 0 . 5 0 . 1 5 + 0 . 0 5 0 = 6 . 4 5 + 0 . 0 5 0 m m 型芯的径向尺寸的计算： lM1= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) l sl+ 0 . 5 0 - Z = ( 1 + 0 . 4 5 % ) 6 . 9 9 + 0 . 5 0 . 4 0 0 - 0 . 1 5 / = 1 0 . 3 3 0 - 0 0 5 m m lM2= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) l sl+ 0 . 5 0 - Z = ( 1 + 0 . 4 5 % ) 6 . 0 5 + 0 . 5 0 . 4 0 0 - 0 . 1 5 / = 8 . 9 7 0 - 0 0 5 m m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 型芯深度尺寸的计算： hM= ( 1 + ( Sm a x+ Sm i n) / 2 ) h sl+ 0 . 5 0 - Z = ( 1 + 0 . 4 5 % ) 4 + 0 . 5 0 . 1 5 0 - 0 . 1 5 / 3 = 5 . 8 7 5 0 - 0 . 0 8 m m Cmz/2 =（1+045%）15z/2 =21.750.075 m m 图 1 图 2 罗纹型芯工作尺寸图 计算螺纹型芯的工作尺寸： 螺纹型芯大径： (dM大)0-z=(1+ s )ds大+中 0 -z 螺纹型芯中径： (dM中)0-z=(1+ s )ds中+中 0 -z 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 螺纹型芯小径： (dM小)0-z=(1+ s )ds小+中 0 -z dM大, dM中, dM小 分别为螺纹型芯的大，中，小径； ds大， ds中，ds小 分别为塑件内螺纹大，中，小径基本尺寸； 中塑件螺纹中径公差； z螺纹型芯的中径制造公差，其值取/5。 则 (dM大)0-z =(1+0.45%)20+0.150- 0.03 =29.150- 0.03 (dM中)0-z =(1+0.45%)19.7+0.150- 0.03 =28.7150- 0.03 (dM小)0-z =(1+0.45%)19.4+0.150- 0.03 =28.280- 0.03 三、成型零件的强度、刚度计算 注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、 合模力和脱模力等。如果外力过大， 注射模及其成型零部件将会产生 塑性变形或断裂破坏， 或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件 在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙， 由此而发生溢料及飞边 现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模 具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 一般来说， 凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算 决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定， 设计 时只能对它们进行强度校核。 因在设计时采用的是整体式圆形型腔。因此，计算参考公式如下： 侧壁： 按强度计算： 按刚度计算： 底部：按强度计算： 按刚度计算： 凸模、型芯计算公式： 按强度计算： ) 1 2 ( = mp p c p rt )1 )1( )1( ( + = u rP E u rP E rt m p m p c 3 4 1758. 0 p m h E rP t = p mP Lr 2= 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 按刚度计算： 由公式分别计算出相应的值为： 按强度计算得：tc=4.5mm th=6.1mm r=7mm 按刚度计算得：tc=1.18mm th=0.79mm r=1.65mm 参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（MPa） E 材料的弹性模量（MPa）查得 2.06105； 材料的许用应力（MPa）查得 176.5； u 材料的泊松比 查表得 0. 25； 成型零部件的许用变形量（mm）查得 0.05； 采用材料为 45，调质，=200HBS。 第七部分 导向机构的设计 导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时， 正确定位和导向的 零件。 3 4 p m E LP r = p p 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 一、 导柱导向机构的作用 1.定位件用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证 型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装 配和调整。 2.导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下 模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3.承受一定的侧向压力。 二、 导柱导套的选择 1. 导柱导套结约形式及尺寸如下图： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 导柱的结构形式 其材料采用 T8A 经淬火处理，硬度为 5055HRC。导柱、导套 固定部分表面粗糙度 Ra 为 08 m，导向部分表面粗糙度 Ra 为 0.80.4 m。具体尺寸如上图所示。导柱、导套用 H7/k6 配合镶入模 板。 2.导柱的布置采用等径导柱不对称布置，如图所示。 导柱的布置形式 第八部分 推出机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 一、推出机构的组成 推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导 向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆 垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。 二、设计原则 1.推出机构应尽量设在动模一侧； 2.保证塑件不因推出而变形损坏； 3.机构简单动作可靠； 4.合模时的正确复位。 三、推出机构的设计 此塑件带有螺纹，它的型芯是设计成活动镶块的形式，所以 可以利用活动镶块来推塑件，开模时，塑件和镶块一起脱模， 在模外，用手将塑件旋出。 四、复位零件 利用弹簧的弹力使推出机构复位 第九部分 冷却系统设计 一、注射模冷却系统设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 基本原则：熔体热量 95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成 型周期的 2/3。 A、 冷却系统从模具中带走热量：Q=KATt/3600 (J) A 冷却介质传热面积（m2）:A=dL。 冷却管道直径（m）; L 冷却管长度（m）; K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC） K=0.032x W /d(vd/)0.8( gC/ W )0.4 . W 冷却水的平均导热系数(w(/mk)； f 与冷却介质温度有关的物理系数； g 重力加速度（m/s 2 ） v 冷却介质在管中流速（m/s）; ? 冷却介质在该温度下的密度kg/m3,水在 30 时取为 0.996103kg/m3。 d. 冷却管直径； T 模温与冷却介质的平均温差（） ； t 冷却时间； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 水温与 f关系 平均水温 20 25 30 35 40 45 f 6.45 6.84 7.22 7.60 7.98 8.31 二、冷却管尺寸（直径 d，长度 L、面积 A=dL） 1.忽略其他散热，冷却介质流量。 V=WQ /（ 1 C（t1- t2） ） (m3/min) C1 介质比热 J/kg.oC，水为 4.187x10 3； W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min）; Q1 塑料熔体的单位热量（J/kg）; 冷却介质密度（kg/ m3）,水为 103kg/ m 直径 流速 流量 8 1.66 5.0x103 10 1.32 6.2 x10 3 12 1.10 7.4 x10 3 15 0.87 9.2 x10 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.经验确实管道直径： 3.冷却水对其通道表壁传热系数的简化公式： 当冷却水平均温度在0oC 以上，e=6 x10 43 时，其计算 结果产生误差在以内： K=2041x(1- 0.015 )v 87. 0 /d13. 0 为冷却水平均温度； 4.计算 流量 V=W Q /（)( 211 ttC =2.62x10 6 min/ 3 m 初步确定冷却水道 d=8mm; 流速为 =Q/d 2 =1.31x10 2 m/s 管子的长度 L=60WQ1/kt t 热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值， 其中冷 却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值。 20 0.66 12.4 x10 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第十部分 注射机的参数校核 一、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时，塑件在模分型面的投影面积是影响锁模力的主 要因素，其数值越大，需锁模力也就越大，若超过注射机的允许最大 成型面积，则在成型过程中会出现涨模溢料现象。因此有： 塑件总的投影面积 nA1与浇注系统的投影面积A2之和要小 于最大成型面积 A。 nA1+A2A 4x5.3+4x0.5x4=29.2320cm2 满足要求 应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面 上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力： （nA1+A2）PF T=29.2x3.5=102.2kN900kN 满足要求 二、 模具厚度校核 模具厚度 H 必须满足：HminHHmax 式中 Hmin注射机允许的最小模厚，即动，定模