毕业设计（论文）-固体清新剂上盖模具设计.doc

摘要本课题采用UG以及CAD软件对固体清新剂上盖制品进行了零件造型及其模具设计。综合运用了注塑成形工艺与注塑模具设计的相关知识，从材料、厚度均匀性、脱模角和各成型面等方面分析了该零件的注塑成形性；根据零件体积和模具装配尺寸选择注射成形设备；在综合考虑生产批量、生产效率、精度要求等问题的基础上，制定了零件的成形工艺方案；进行了注塑模总体结构和零部件设计，绘制了模具装配图。关键词：注塑模具；固体清新剂上盖；UG；CAD固体清新剂上盖模具设计目录一、 塑件材料选择1（一）清新剂盒盖材料选择2二、 塑件结构分析3（一）塑件结构3三、 塑件模具设计3（一）模具设计总体概述3（二）分型面设计5（三）型腔布置与设计6（四）模具浇注系统设计7（五）模具顶出系统设计10四、 绘制模具总装配12（一）模具2D装配图12（二）模具3D图14总结14参考文献15一、 塑件材料选择（一）清新剂盒盖材料选择本示例采用的材料是PVC。 PVC 是使用最广泛的塑料材料之一。PVC 材料是一种非结晶性材料。PVC 材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC 材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC 对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC 在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC 的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC 材料更难于加工，这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性，因此通常使用的都是小分子量的PVC 材料。PVC 的收缩率相当低，一般为0.20.6%。典型应用范围:供水管道、家用管道、房屋墙板、商用机器壳体、电子产品包装、医疗器械、食品包装等。注塑模工艺条件:干燥处理：通常不需要干燥处理。熔化温度：185205模具温度：2050C注射压力：可大到1500bar保压压力：可大到1000bar注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口。对于较厚的部件：最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm，扇形浇口的厚度不能小于1mm。二、 塑件结构分析（一）塑件结构塑件分析及图形塑件分析本示例是大家常见的放在衣柜里用于防止异味的固体清新剂的盒盖的一个部分，其实物图如下图1 实物图三、 塑件模具设计（一）模具设计总体概述1.注射模的组成注射模由动模和定模两大部分组成。动模安装在注射机的动模板上，定模安装在注射机的定模板上。注射前动、定模在注射机驱动下闭合，形成型腔和浇注系统，注射机将已塑化的塑料熔体通过浇注系统注入型腔经冷却凝固后，动、定模打开脱模机构推出塑件。注射模可由以下七个系统或机构组成。1. 成型零部件 一般有型腔、型芯、成型杆、镶件等，在动.定模闭合后，成型零件便确定了塑件的内外尺寸。2. 导向定位机构 为确保动、定模闭合时能准确导向和定位而设置的零件，一般由导柱、导套构成。3. 浇注系统 由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道称为浇注系统，一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。4. 脱模机构 是指模具在开模过程中或开模后将塑件从模具中推出的机构，一般由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆等组成。5. 侧向分型与抽芯机构 成型带有侧孔或侧凹的塑件，在塑件被推出之前，必须先侧向分型并将侧向型芯抽出。6. 温度调节系统 模具的冷却一般采用循环水冷却。模具的加热可通入热水、蒸汽、热油或在模具中设置加热元件。7. 排气系统 一般是在分型面开设排气槽或利用推杆、镶件的配合间隙排气。2.注射模分类1. 按模具总体结构特征分类1、单分型面注射模2、双分型面注射模3、带有侧向分型与抽芯机构的注射模4、带有活动成型零件的注射模5、机动脱螺纹的注射模6、无流道注射模2. 按塑料的品种分类1、热塑性塑料2、橡胶改性材料如TPR、TPE 的注射成型3、低发泡注射成型4、多种物料或多色的共注射成型3. 按模具型腔的容积分类 型腔容积达3000cm 以上称大型注射模、小于或等于100cm的注射模称小型注射模、介于两者之间为中型注射模。4. 按制品的尺寸精度分类 精密注射模达到IT8IT9 级精度（二）分型面设计1.分型面的形式(1)分型面按其位置与注射机开模运动方向的关系来分类有：分型面垂直于注射机开模运动方向、平行于开模运动方向、倾斜于开模运动方向。(2)按分型面的形状来分类有平面分型面、曲面分型面、阶梯分型面和斜面分型面。模具分型面的选择设计，主要是根据塑件的结构、精度要求、浇注系统形式、排气方式、脱模形式及模具的制造工艺等各种因素，进行全面考虑作出合理选择。分型面的选择设计合理与否，直接影响塑件质量、模具结构、模具使用可靠性和模具寿命等。2.选择分型面的设计原则选择分型面的设计基本原则：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。还应考虑以下因素：（1）分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构 因此应尽可能使塑件在动定模分离后留在动模一侧。（2）分型面的选择应考虑塑件的技术要求（3）分型面的选择应尽量选择在不影响塑件外观的位置并使其产生的飞边易于清理和休整（4）分型面的选择应有利于排气（5）分型面的选择应便于模具零件加工（6）分型面的选择应考虑注射机的技术参数（三）型腔布置与设计1.型腔数目的确定（1）按注射机的最大注射量确定型腔个数（2）按注射机额定锁模力确定型腔个数（3）按制品的精度要求确定型腔个数（4）按经济性确定型腔数2.型腔的布置型腔的布置若按分流道的布置特点：可分为平衡式布置和非平衡式布置。若按分流道的布置形状，可分为O形排列、辐射形排列、I形排列、H形排列、X形排列和混合形排列等多种形式。0形排列主要优点是分流道至各型腔的流程相等，属于分流道的平衡布置，其缺点是不能充分利用模具有效面积，不便于热交换系统的设计。分流道的平衡式布置I、H 形排列缺点是在多模具型腔中，因流道转弯较多，其分流道的流程较长，热量损失较多压力损失较大。因此比较适合于PE、PP、PA 等流动性好的塑料。分流道的非平衡式布置I、H 形排列其优点是型腔排列紧凑，分流道设计简单，便于冷却系统的设计安排。缺点是浇口必须进行适当修正。本示例才用的是一模四腔，其布置如下图：图2（四）模具浇注系统设计浇注系统概念浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。分类：普通浇注系统：冷流道无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道浇注系统组成：主浇道、分浇道、浇口。主流道:从注塑机喷嘴开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。1.主流道最常见的形式:（1）定模部分由整体构成的最简单的主流道形式, 这种形式常常用于简易模具。（2）如果定模部分是由两块模板组成,而主流道又是主模板直接加工而成为避免错误而流道中塑料脱不出的现象和简化加工精度,应在两部分结合处设有最小0.1MM 小台阶。（3）目前最普遍的主流道结构是以浇口套的形式镶入模板中适用于所有注塑模具。2.主流道的有关参数主流道的基本尺寸的确定与成型制品的塑料的种类制品质量和壁厚有关流动性差的材料主流道要大些流动性好的材料主流道要小些3.主流道的有关注意事项主流道应保持光滑的表面,避免留有影响塑料流动的尖角或毛刺等,而且在主流道末端设置冷置井以防止制品中出现固化的冷料影响制品质量。为防止塑料机喷嘴与浇口套接触处有间隙而产生溢料,浇口套的球状半径大约2-5MM,主流道的小端尺寸应比喷咀尺寸精大,这样可以喷嘴与浇口套容易对位,主流道应设2-4 度的脱模斜度,但不能过大,否则注塑时会出现旋窝或流速慢.4. 主流道设计 在卧式或立式注射机使用的模具中主流道垂直于分型面。其设计要点如下：（1）主流道一般设计成圆锥形其锥角一般为2、4，流动性差的可取3、6，便于将冷凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度为Ra0.63 m。（2）为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触，防止漏料，一般主流道与喷嘴对接处作成球面凹坑其半径R2=R1+1-2mm,其小端直径d1=d2+(0.5-1)mm。凹坑深度取h=3-5mm。（3）为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道的长度控制在60内。（4）由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞所以常将主流道设计成可拆卸的主流道衬套、浇口套，常用T8或T10钢材制作，并淬火处理到洛式硬度50-55HRC。分流道:从主流道末端开始到浇口为止的塑料溶体的流动通道它是主流道与浇口之间的进料通道。常见的分流载面(如下图)图3 分流截面1. 圆形分流道断面的直径D 一般在212 的范围内变动。对流动性很好的材料，当分流道很短时其直径可小到2MM，对流动性很差的材料直径可达到12MM。实验证明对多数材料来说，分流道直径在56MM 以下时，对流动性影响较大，但直径在8MM以上时，再增大其直径对流动性的影响则不大。2.梯形断面分流道的断面高度H=2/3B斜度常取510 度底部圆角为r=13MM分流道宽度B常在412MM 范围内变动正六边形断面分流道H=0。433B 为外接圆直径D3.U形断面分流道深度H=2R-R 为圆半径：斜度为510 度。分流道设计1) 分流道截面形状 一般有圆形、梯形、U 形、半圆形和矩形等。为使塑料熔体能在流道壁形成凝固层，常将分流道的表面加工的比较粗糙，一般取Ra1.25-2.5 m，以加大对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料凝固层固定。2) 分流道的截面尺寸 可根据塑件的尺寸、塑料品种、注射速率、及分流道的长度而定。可用经验公式计算如下：D=0.2654G1/2L浇口浇口的选用浇口又称为进料口，是连接分流道与型腔的通道，是树脂注入型腔的入口。它是浇注系统的关键部分。浇口的只要作用是：型腔充满后，熔体在浇口处凝结。防止倒流，还能使浇口的尾料易于切除。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通常要考虑以下几项原则：A、尽量缩短流道距离B、浇口应开设在塑件壁厚最大处C、必须尽量减少熔接痕D、应有利于型腔中气体的排出E、考虑分子定向影响F、避免产生喷射和蠕动G、浇口处避免弯曲和冲击载荷H、浇口对外观质量的影响（五）模具顶出系统设计1.顶出系统概述把塑料制品从母模内或公模上顶出来的机构即为顶出机构。顶出机构的形式和顶出方式与塑料制品的形状：结构和塑料性能有关。顶出机构的零件主要包括：顶杆、套筒、推板、二次顶出等。产品在成型后，要双模具内取出，在一般情况，成品都粘附在公模的公模仁上这时可利用注射机上的顶出机构顶出产品。2.对顶出机构设计的要求（1）产品脱模后，不能使产品变形，顶出力分布要均匀，顶出力面积要大（2）产品在顶出时，不能造成碎裂，顶出力应作用在产品承受力大的部位，如产品的肋部、凸缘及壳体壁等。（3）不要损坏产品的外观美。（4）顶出机构应准确、动作可靠、加工方便、更换容易。3.顶杆在一次脱模机构中，常用顶杆脱模结构，因为顶杆加工方便，滑动阻力小，可以在产品任意位置配制，更换方便，脱模效果，在实际生产中广泛采用，因为产品结构形状不同，顶杆在产品上分布的位置和脱模形式出不相同所以有多种多样的脱模方式。顶杆脱模机构设计基本原则如下：（1）顶杆的直径不宜过细应有足够的刚度和强度能承受一定的推力。一般顶杆直径为315mm。对于3mm 以下的顶杆一般我们以双节的形式。四、 绘制模具总装配（一）模具2D装配图图4 模具主视图图5 模具左视图（二）模具3D图图6 模具3D图总结本次毕业设计的产品是大家平时都会看到的物品生活中有很多的塑料产品，给我们的设计带来了丰富的来源，课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言我希望能通过这次课程设计对自己的四年的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足:在设计中我遇到了不少问题，这些问题大多数得到了同学的帮助而得到解决，还有一些少数的问题我通过网上的资料而得到了很确切的答案，在这个过程当中我学到了很多东西，不仅仅是学术方面的，刚多的是对知识一种认识和改观。总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情参考文献1李