毕业设计（论文）-药膏盖的注塑模具设计（全套图纸）.pdf

毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题题 目目: 药膏盖的注塑模设计 药膏盖的注塑模设计 摘 要 模具是现代工业生产的重要一环，很多地方都与模具密不可分。本次设计的药膏盖就 是生活中最常见的塑料件，是可批量生产的产品，本文主要介绍塑件的注塑模设计，此次 设计主要利用 UG、CAD 软件，并通过这些软件设计顶出机构、浇注系统、冷却系统等，最 终设计出药膏盖的整体结构。文章中附有零件图、主要机构的二维图、模具结构图等。初 次设计，必有不足之地。 关键词：塑料注射模；设计；药膏盖 全套图纸加 153893706 目 录 前 言 . 1 1 塑件工艺分析 . 2 1.1 塑件分析 . 2 1.1.1 塑件三维立体图及二维工作图 . 2 1.1.2 脱模斜度 . 2 1.1.3 塑件工艺分析 . 2 1.2 聚乙烯简介 . 2 1.2.1 PE 的基本特征 . 2 1.2.2 PE 的主要用途 . 2 1.2.3 PE 的成型特点 . 2 2 模具模架结构形式的选择 . 4 2.1 分型面设计 . 4 2.1.1 分型面设计原则 . 4 2.1.2 分型面的选择 . 4 2.2 型腔布局设计 . 4 2.2.1 型腔数量的确定 . 4 2.2.2 型腔布局原则 . 5 3 注塑设备的选择 . 7 3.1 零件体积和质量的计算 . 7 3.2 注射机的选用与校核 . 7 3.2.1 注射机的结构组成 . 7 3.2.2 注射机的主要技术参数 . 7 3.2.3 锁模力 及胀型 力的校核 . 7 4 浇注系统的设计 . 9 4.1 浇注流道设计 . 9 4.1.1 主流道 . 9 4.2.2 分流道 . 9 4.2 浇口位置的选取 . 10 5 顶出机构的设计 . 11 6 冷却系统的设计 . 12 7 模具制图 . 13 总 结 . 14 致 谢 . 15 附 录 . 15 参考文献 . 16 1 前 言 改革开放以来，各行各业都朝着产品服务、产品创新方向发展，模具行业就必然成为 竞争最激烈的行业了。科技不断发展，产品不断的更新，塑料模具也就成了公司喜爱的对 象，加上它加工成本低、外观多样等特点，已经与人们的生活密不可分了。因为注塑模的 生产效率高，注塑模具也在众多塑料模具中脱颖而出。如今，注塑模已经在市场上占了重 要一席。 塑料模具一般是由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定 模安装在注射成型机的固定模板上。当机器进行操作时，动模与定模通过闭合构成浇注系 统与型腔结构。操作结束后，通过动模与定模的分离来取出塑料零件。 目前，国内模具大多引进国外先进技术，但产品许可证和技术还在别人手里，现在主 要还是以引进商业化了的 CAD/CAM/CAE 软件和精密加工设备为主。自主研发与设计模具与 国外水平还有一定的差距。技术不断更新，但能运用新技术的高端人才很短缺；创新能力 不够，大多以按部就班的模式进行着；还有就是国内模具企业的管理较落后，大多模具企 业是作坊式管理，不能与国外的大企业竞争。 目前，由于电子产品技术更新太快，好多模具企业转型做汽车模具。如今，中国汽车 模具的潜在市场十分巨大。尤其是东部发达地区的冲压模具厂在汽车整车等行业的订单量 很大，如昆山就有很多做汽车模具的公司，发展好的公司已经开始接国外的订单，总的来 说，模具行业的发展势头良好。 这次注塑模的设计是我的处女作， 本人水平有限， 此次设计过程中难免有错误和不足， 希望老师们能够谅解，并希望得到纠正和改进。 2 1 塑件工艺分析 1.1 塑件分析 1.1.1 塑件三维立体图及二维工作图 塑药膏盖的外形尺寸为 2018， 壁厚 2.5 ， 内圈有拔模， 斜度为 1.如图 1-1 所示。 图 1-1 药膏盖 1.1.2 脱模斜度 查数据得，PE 的成型收缩率大约为 1.53.6，零件内圈斜度为 1，零件内侧表 面所需的脱模斜度为 30。 1.1.3 塑件工艺分析 药膏盖选择的材料是聚乙烯，该产品在使用过程中需要经常接触，要求表面光滑，避 免顶出时的印痕，无毛刺，而且厚度必须均匀。 1.2 聚乙烯简介 1.2.1 PE 的基本特征 聚乙烯的比重一般在0.910.97g/cm 3之间， 软化点在120以上， 制品能在80100 范围内使用。在-70条件下仍有柔软性。耐化学腐蚀和抗有机溶解的能力很强，但质地 柔软，机械强度不高，成型收缩率大（约在 1.53.6） 。 1.2.2 PE 的主要用途 聚乙烯除了广泛用作各种日用轻工业中各种瓶、管、板类之外，在化学工业中可用作 耐腐蚀的容器、管道；在电器工业用作电缆外皮和高绝缘性材料；在机械工业中用作承载 不高的密封材料、表面防腐耐磨喷涂材料。 1.2.3 PE 的成型特点 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 3 均匀、稳定；宜用高压注射，料温均匀，充填速度应快，保压充分；冷却速度慢，因此必 须充分冷却，模具应设有冷却系统。 4 2 模具模架结构形式的选择 2.1 分型面设计 2.1.1 分型面设计原则 分型面除受排位的影响外，还受塑件的形状、精度、浇口位置、顶出等多种因素的影 响。一般从以下几个方面考虑： 1)分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。 2）尽量不让顶针痕迹不显露于外观面。 3）分型面的选择应尽量避免形成侧孔、侧凹。 4）合理安排浇注系统，特别是浇口位置。 5）有利于模具加工。 2.1.2 分型面的选择 分型面是开模后取出塑件的那个平面。根据此次塑件外形，我选择了一个分型面。 在选择分型面有以下几种要求： 1）分型面选在塑件的最大截面上。 2）应尽量做到只有一个分型面。 3）应尽可能减少滑块和型芯的数量。 4）尽量把塑件放在一个模仁内。 根据以上信息，我的分型面如图 2-1 所示。 图 2- 1 分型面 2.2 型腔布局设计 2.2.1 型腔数量的确定 型腔数量主要受以下影响因素： 5 1）制品重量与注塑机的额定注塑量： （各腔塑料制品总重+浇注系统凝料）注塑 机额定注塑量80。注塑机的额定锁模力确定：各产品（包括凝料）在分型面上的投影 面积型腔平均压力注塑机额定锁模力80。 （型腔平均压力需查表 2-1） 2）制品的生产批量：根据客户提供的生产批量，决定型腔的个数。 3）制品进度、颜色：每增加一个型腔，其程序制品的尺寸精度就下降 5。 4）经济效益：模具中型腔数量越多，其制造费用越高，制造难度也越大， 5）成型工艺：型腔数量增多后，分流道长度必然增加，这样会导致注射压力及熔 体热量会有较大损失。 6）保养和维修：型腔数量越多，故障发生率也越高。 表2- 1 塑料形状和精度不同时可选的型腔压力 条件 型腔平均压力/MPa 举例 易于成型的制品 25 聚乙烯、 聚苯乙烯等厚壁均 匀用品、容器类 普通制品 30 薄壁容器类 高粘度、高精度制品 35 ABS、聚甲醛等机械零件、 高精度制品 粘度和精度特别高制品 40 高精度的机械零件 2.2.2 型腔布局原则 1）保证模具的压力平衡和温度平衡。 2）浇口位置统一原则。 3）进料平衡原则。 4）分流道最短原则。 5）成型零件尺寸最小原则。 这次要做的塑件是药膏盖，所要求的尺寸精度较低，形状简单，制作简单，而且根据 型腔数量多少而受影响因素和型腔布局原则，我选择了一模两腔。我的型腔布局如图 2- 2 所示。 6 图 2-2 型腔布局 7 3 注塑设备的选择 3.1 零件体积和质量的计算 根据 UG 建模测量得，单个塑件体积为 3.104 3. 塑件总体积为 V1=3.1042=6.208 3（一模两腔，有两个塑件） 。 塑件总质量为 M=V1=0.916.208=5.65g (密度（g/cm 3） 0.910.97g/cm3. 并且在计算浇注系统中的凝固的废料时，查资料得，取塑件总体积的 60%. 浇注凝固体积 V2=V160%=3.72 3. 该模具一次浇注所需要的材料（PE）总体积和总质量： V=V1+V2=9.928 3 M=V=0.919.928=9.03g. 3.2 注射机的选用与校核 3.2.1 注射机的结构组成 注射机是塑料注射成形所用的设备。可分为立式、卧式、直角式三种。在设计注塑模 时，不仅要了解注射成形工艺外，还要了解注射机所涉及的技术规格。 3.2.2 注射机的主要技术参数 通过经验估算，每个塑件所需的浇注体积是塑件体积的 0.21 倍，所以我选用的注 射机为 XS-ZS-22。表 3-1 为 XS-ZS-22 注射机的主要技术参数。 表 3-1 XS-ZS-22 型号注射机技术参数 一次注射量（cm3） 20，30 螺杆直径（mm） 20，25 注射压力（MPa） 75，117 注射方式 双柱塞（双色） 锁模力（kN) 250 最大注射面积（cm2） 90 最大开模行程（mm） 160 模具最大厚度（mm） 180 模具最小厚度（mm） 60 动定模板尺寸（mm） 250280 3.2.3 锁模力 及胀型 力的校核 塑件在分型面上的投影面积 A1,经过 UG 软件测量后得: A1=135.35mm 8 浇注系统的投影面积按照塑件的一般来计算，取 A2=68mm，因此分型面上，塑料件和 浇注系统所占的投影面积为： A=A14+A2=135.354+68=609.4mm 模具型腔内胀型力F=AP=609.436=21.938kN 其中 P 为模具型腔平均压力值，一般取注射压力的 0.20.4 倍。根据这套模具的实际情 况，取了 36MPa 依据上表 3-1 所得锁模力 f=250kN,锁模力安全系数为 k2=1.11.2(取 1.2） ，那么 k2F=1.2F=1.221.938=26.326f 校核通过。 9 4 浇注系统的设计 4.1 浇注流道设计 4.1.1 主流道 主流道是从模具中与注射机喷嘴接触部分开始到分流道或型腔为止的一段通道。为了 能从主流道中拉出塑料凝料，我将主流道设计成了圆锥形，锥角为 2；主流道的长度按 定模板的长度而定，我的主流道长度为 70 毫米，一定程度上减少了压力损失和塑料消耗 量，主流道直径取 8 ，如图 4-1 所示。该模具的浇口套采用标准件直接压入定模板，我 选用了T10A这种优质钢材制造，定位环选用了 45 钢制造。 图 4-1 流道示意图 1-浇口套 2-主流道 3-冷料穴 4-分流道 5 浇口 6 塑件 4.2.2 分流道 分流道是介于主流道与浇口之间的通道，分流道的表面粗糙度取决于所用的塑料，对 大部分塑料而言，分流道表面不要很光滑，因为塑料熔体经过时，流道内外层流速较低， 容易冷却从而形成固体绝热层，有利于流道的保温，但分流道到浇口距离不能过长，也不 可太粗糙，以免影响熔体流动。 开模后，为了取出分流道凝料，分流道必须开设在分型面上。我在动、定模上都开设 了分流道。根据塑件质量得，该分流道直径可取 4mm，长度则取 20mm. 10 图 4-2 分流道的布置 4.2 浇口位置的选取 根据零件的成型条件，可采用侧浇，侧浇口进浇时，浇口截面积地分流道小，注射压 力损失大，若排气不良，在塑件上容易造成印痕、充填不满等缺陷，但尾料去除比较方便， 可大大提高塑件的生产效率，浇口位置进入零件内一般取 2 .有利于塑件壁厚均匀。且 在上面第二章中，型腔为一模二腔。所以产品浇注口如图 4-3 所示。 图 4-3 浇注口示意图 11 5 顶出机构的设计 模具的顶出方向可以分为：定模顶出、动模顶出或动、定模同时顶出。而我此次采用 的是定模顶出，模具的结构相对于定模顶出简单，设计这套模具的顶出机构时，我取用了 圆顶针，圆顶针及圆顶针孔都易加工，每个型芯中心部位各有一个顶杆，主浇道下方的冷 料穴连接着勾料针，顶杆长度为 109 ，直径为 6 ，与边保持了 12 ，满足设计要 求。因为推杆长度较长，直径不大，所以此次推杆采用了 65Mn 钢，如图 5-1 所示。这样 的设计可以简化模具制造时的难度，并且能不影响塑件的取出。 图 5-1 顶出机构 12 6 冷却系统的设计 PE 材料的融化温度为 150，模具温度为 80100，所以模具温度选为 90，采用 常温水来对模具进行冷却。为了缩短塑件的成型周期，提高生产效率和产品质量，选择冷 却系统的原则就是要快速，加工简单，所以此次水路布置采用 U 形布置。设计水路要注意 不能与其他配件有接触，在水嘴 25 到 30 范围内无其他配件。因为塑件为药膏盖，尺 寸较小，所以水路直径选择为 5 。冷却回路如下图所示。 图 6-1 冷却回路图 13 7 模具制图 模具的总装结构图和二维视图。 图 7-1 模架总装图 图 7-2 模架二维图 1.顶杆 2.定模板 3.动模板 4.型腔 5.型芯 6.模脚 7.面针板 8.底针板 9.底板 10.定位圈 11. 浇口套 12.拉料杆 13.顶针 14.导套 15.导柱 16 复位杆 14 总 结 毕业论文终于写完了，太不容易了，这真是一个痛苦的历程，不过回头看看，还是收 获了不少，感觉又重新学了一遍，又学了好多新技能，写论文就是复习回顾，巩固提高的 过程，就以这篇文章作为我对这段学习工作的一点纪念吧。 毕业设计要自己选择一套模具， 以前设计模具都是一个小组设计一套， 还能互相讨论、 商量，平时学习中，我扮演的角色一般是躺，现在让我自己设计一份，还是有点棘手，以 前我不管是课程设计的作业还是实践加工，我都没有尽到自己的全力，这一次，我不能再 堕落了，心里暗示自己一定要弄的漂漂亮亮的，务必做好这份毕业设计。 此次我选的是注塑模，其实我们之前的作业里也做过注塑模，所以做起来不是太难。 我选的塑件是药膏盖，该件结构简单，生活中很常见。设计开始着手的时候觉得很简单， 但越往后做越乏力，还没开始呢，我就被塑件分析、分型面选择给难住了，这里要非常感 谢我的室友，要不是你们，我真的没法往下进行了。每天晚上的通宵，还是有所回报的， 但现在真的后悔上课