毕业设计（论文）-棉签盖注塑模具设计.doc

中文题目：棉签盖注塑模具设计 毕业设计（论文）共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要本次是针对塑料棉签盖的设计，根据零件材料的工艺性能分析，还有对外观形状和表面质量的要求，所以采用的是点浇口一模两腔的形式， 用Moldflow分析软件来确定塑件的最佳浇口位置。推出是用3根圆柱形推杆的形式推出，这样可以达到塑件平衡，成型塑件能够安全可靠地被推出来。关键词：棉签盖；分型面；点浇口全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11 塑件的工艺分析21.1 塑件的成型工艺性分析21.2 塑件PS的性能特点21.3 塑件的成型特点22 模架的结构设计42.1 镶件的选择42.2 模架的结构53 模具的基本结构设计73.1 模具的基本结构73.1.1 确定成型方案73.1.2 型腔布置73.1.3 分型面的选择73.1.4 确定推出机构83.2 选择浇注系统83.2.1 浇口位置的选择83.2.2 流道设置93.3 选择冷却系统103.3.1 冷却方式确定103.3.2 水孔设计104 选择成型设备124.1 注塑成型124.2 设备选择124.2.1注射量124.2.2 锁模力134.2.3 注射机工艺参数135 模具总装配图14总结15致谢16附录17参考文献18苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言随着我国经济的改革开放，我国的各种行业也逐渐地发展起来，国民的生活质量也提升了一定的高度。在各种的行业中塑料模具也随着发展起来，如今，塑料制品在我们的生活中随处可见，也可以说，塑料制品成了生活必需品。在各种的塑料行业中，尤其是注塑模发展的特别快。因为我国在塑料模这方面发展的比较晚，所以并不是走在世界的最前端，但是个别的技术已经快要达到国际水平或者说已经达到了国际水平。由此可知，我们知道我国在塑料模的设计与制造方面也缺少大量的人才，这就需要我们系统地去学习有关塑料模具的知识，为塑料模行业的发展添上自己的绵薄之力。塑料模具按照塑件成型方法的不同，大致可以分为6种形式，分别是注塑模、压注模、传递模、挤出模、中空吹塑模和热成型模具，其中，注塑模所占的比重非常的大，因为注塑的用途非常的广，它还是6种成型模具中技术较为成熟的。注塑一般都由动模和定模两个部分组成，定模一般都安装在定模座上，固定不动的，而动模一般安装在注塑机的移动板上，起到推出塑件和复位的作用，在浇注的时候，动模和定模合闭在一起，这样就构成了一个成型的浇注系统和型腔，等塑件冷却后，动模和定模分开，有利于塑料制品的分离。这样来回反复，就形成周期的工作。本次说明书主要是针对棉签盖的注塑模具设计，在设计说明书的过程中我查阅了许多的资料，考虑到了方方面面的问题，需要解决的问题也特别的多，比如塑件的型腔布置、浇注系统、冷却系统和成型设备的选择对于我来说都是存在很大的问题，但是通过请教老师，同学们的帮助和自己的坚持，这些问题也就迎刃而解了。本次撰写的说明书较为具体地阐述了一整套模具生产的过程，在对塑件的成型工艺分析、模架的结构设计、模具的基本结构设计、选择成型设备以及模具总装配图做了较为详细的说明，其中，在用CAD软件绘制装配图是较为吃力的，型芯、型腔的尺寸精度是需要计算的，为了让装配图整体协调清晰，是需要花费大量的时间去绘制的。因为接触注塑模具这个领域的时间不是太长，所以对这方面的了解也就不全面，所以在设计的过程中，难免会出现一些小问题，希望老师在评阅的过程能够批评指正，体谅我在写说明书过程的错误。1 塑件的工艺分析1.1 塑件的成型工艺性分析注塑件见图1-1所示。 图1-1 棉签盖 材料：聚苯乙烯（PS）批量：大批量生产塑件尺寸：如图1-1所示塑件厚度：10mm1.2 塑件PS的性能特点聚苯乙烯是一种较为容易的成型加工塑料，它的密度是1.05g/cm，具有良好的化学稳定性。能够耐碱、硫酸，有良好的电绝缘性，透光率特别好，透光率为88%92%，易于上色，能够染成各种各样的颜色，收缩率在0.4%0.7%。聚苯乙烯在工业和日常生活方面的应用也是比较广泛的。1.3 塑件的成型特点1）流动性能好，注意模具间隙，防止成型飞边，溢料间隙值约为0.035mm。2）聚苯乙烯（PS）性能比较脆，容易出现裂纹，所以成型的塑件的脱模斜度不易过小，脱模时，顶出的力要平衡均匀。3）模具温度：30C50C。4）塑件的壁厚应该要均匀，塑件中不宜有嵌件，各个轮廓面的连接之处最好是圆滑的，不宜带有尖角。5）非结晶型塑料，吸湿性小，不宜分解，但是性能脆弱容易裂开，热膨胀系数大，容易产生残余应力。6）注塑温度应该高一点，来减弱熔接痕。2 模架的结构设计2.1 镶件的选择模具的内模仁的大小，主要是根据成型塑件的外形尺寸来确定的，在这些前提下，要遵循一个原则，在内模仁保证足够的强度下，内模仁越紧凑越好。根据塑件制品的外形的大小，确定内模仁的长度和宽度，根据制品高度确定模仁的高度，关于内模仁大小的确定如表2-1投影面积参照表所示。表2-1 投影面积参照表 产品投影面积S（mm2）ABC100-900402030900-250040-4520-2430-402500-640045-5024-3040-506400-1440050-5530-3650-6514400-2560055-6536-4265-6025600-4000065-7542-4880-9540000-6250075-8548-5695-11562500-9000085-9556-64115-13590000-12250095-10564-72135-155122500-16000105-11572-80155-17516000-202500115-12080-88175-195202500-25000120-13088-96195-205本塑料件是一个长为60mm，宽为62mm，高为20mm的心形棉签盒，通过计算，产品的投影面积约等于2100mm3。那么镶件的边到模芯边的距离为40mm，因为采用的是一模两腔，所以镶件的长为230mm，宽为140mm，塑料制品最高点到前模芯底面的距离为20mm，塑料制品到后模芯的距离为30mm，如图2-1所示。图2-1 镶件2.2 模架的结构1）选择模架的几个原则a 在一般情况下尽可能选择较小的模架。b 小于注塑容量下，优先选择工字模架，大于注塑容量下，选择直身模架。c 根据进浇口位置和制品的结构，优先选择大水口模架，不能满足时，选择细水口模架。2）A板和B板的确定A板和B板尺寸如图2-1和2-2。图2-2 A 板参照图 图2-3 B板参照图 A板和B板的参照如表2-2。表2-2 A/B 板参照表WIT1minW2T2minV1NIminV2N2min1504020050302030301502505020030060304035304040250603007040404050所以，D1=W1+2T1=230+240=310 D2=W2+2T2=140+250=240 H1=V1+N1=40+20=60 H2=V2+N1=30+40=70综上所诉，选用“3540”的模架。模架图2-4所示。图2-4 模架图3 模具的基本结构设计3.1 模具的基本结构3.1.1 确定成型方案本塑件采用的是注塑成型，因为本塑件是爱心形状的棉签盒，对表面质量要求不是太高，所以采用点浇口的形式，塑件表面的浇口可以忽略不计，模具采用的是细水板注塑模。3.1.2 型腔布置塑件是用于大批量生产，根据塑件的外形尺寸，为了使结构紧凑，减少材料浪费的原则，零件采用中心对称方式，一模两腔的布置，这样的布局有利于模具的平衡，更有利模具的运行，布置如图3-1所示。图3-1 型腔布置3.1.3 分型面的选择“为了将塑件成品与凝固流道从模穴中取出来，模穴必须分一个或几个部分，这些可以分离的部分的接触表面统称为分型面”。分型面的选择应当有利于塑件的脱模，对于一般的零件，应该以塑件的最大截面处作为分型面，还要满足塑件表面的质量要求，就是确保塑件留在后模一侧，并有利于顶出，并且顶针痕迹不显露于外观面。根据本次设计的棉签盖的外观形状，分型面设在棉签盖下面的轮廓处，并且这样的设计，十分有利于制品的脱模，如图2-2。图3-2 分型面3.1.4 确定推出机构由于本塑件为心形棉签盖且塑件的壁厚较均匀，壁厚为1mm，所以采用的是推杆推出机构，根据塑件外观形状用三根推杆从塑件推出可以保证其平衡，塑件的表面质量也损伤不到。圆推杆直径应尽量大一些，这样脱模力大而平稳，采取的是直径为6mm，高为180mm的圆柱形推杆，如图3-3所示。图3-3 推杆3.2 选择浇注系统3.2.1 浇口位置的选择本塑件的浇口位置可以用Moldflow分析来得到。如图3-4所示，深红色的地方是进浇口的位置，这里的温度最高，进浇口的位置正好在塑件的中心位置，这样熔体可以均匀地充满型腔。图3-4 浇口位置3.2.2 流道设置该模具的主流道是倒圆锥形，有610的锥度，并且长度合理，这样的设计能够使熔料在沿途流的过程中不易发生消损。这样的流道适合用于单型腔的模具又可用于一模多腔的模具。分流道的形状为U形，加工起来比较方便。根据本塑件的外形尺寸和表面质量，采用的是点浇口，因此分流道采用对称平衡式排布的U型道，有利于熔料平衡流动，保证各型腔产品的尺寸稳定性，因此，该分流道设计为直径10mm，长度为116mm的U形截面。如图所示3-5。图3-5 流道3.3 选择冷却系统3.3.1 冷却方式确定因为是热塑性模具成型，所以在完成浇注过程后，需要等很长的时间塑件才可以冷却，所以为了缩短时间，提高模具运行的效率，需要在塑件的周围加上冷却系统，辅助塑件冷却，本次采用的普通冷却方式，水道布置在下模仁上。3.3.2 水孔设计1）水孔的选择本塑件的壁厚为1mm，所以冷却水路直径为6mm，水路直径采用系列“8”，水孔直径参照表如下。表3-1 水孔直径参照表产品壁厚mm冷却水路直径mm水路直径优先系列mm1.55-86、8、11、1428-102-410-124-612-142）水孔位置的布置水路孔的边到模仁的边缘一般是大于10mm，这样有利于水路的安装，保证模具的正常运行，冷却水道的布置最好太贴近顶针和螺丝。3）水路的布置 因为下模仁的厚度为30mm，所以水路布置在下模仁上，快速接头设置在非操作的一侧，快速接头的螺纹采用的是1/8PT，如图3-6所示。图3-6 水路4 选择成型设备4.1 注塑成型根据UG绘图软件可以把塑件三维图画出来，利用命令“分析中的测量体积”查出塑件的体积，并且在材料的分析中得知聚苯乙烯（PS）的密度为1.05g/cm，根据公式m=v。由此可以塑件的质量大约是15克。由塑料模具设计基础及项目实践中的表4-1常用热塑性塑料注射成型的工艺参数中的材料聚苯乙烯（PS）可知，注射机的类型选择的是柱塞式，喷嘴形式为直通式，主要参数见表4-1。表4-1工艺参数表料筒温度/C前段160-170中段170-190后段-模具温度/C140-160注射压力/ MPa60-100保压压力/ MPa30-40注射时间/s0-3冷却时间/s15-30成形周期/s40-904.2 设备选择4.2.1注射量注射机的注射量有两种表达方式，一是容量（ cm3）表示，一种用质量（g）表示。国产标准注射机的注射量均以容量（ cm3）表示。模具设计时，必须使制品所需的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制品和浇注系统两部分容量或质量之和，即V=nVz+V3VgM=nMz+MjPA分4.2.3 注射机工艺参数根据塑件注射工艺参数可选注射机型号为SZ-100/630。结构形式为：卧式理论注塑容量（/cm3）：105注射压力(/MPa)：164.5塑化能力（g/s）：11.8锁模力（KN）：630处理方法：红外线灯烘箱注塞直径（/mm）：35注射速度（g/s）80螺杆旋度（r/min）:14-200旋杆内距（/mm）：270最小模厚（/mm）：150最大模厚（/mm）：300定位孔直径（/mm）：125锁模形式：双曲肘5 模具总装配图图5-1总装配图1 定模座板； 2 推件板； 3 定模扳； 4 型腔板； 5 型芯板； 6动模板；7 垫块； 8 推杆固定板； 9 推板； 10 动模座板； 11 定位环； 12 唧嘴；13 顶针； 14 小拉杆； 15 胶塞；总结本次设计的是棉签盖塑料模具，这次设计所设计到的知识特别的广泛，与此同时也清楚地知道了自己哪些方面存在着不足之处。但是，通过这次对一整套模具的设计，考虑和思考了方方面面的问题之后，差不多已经掌握了以前薄弱的知识点。这次的塑料模具设计，让我清晰地掌握了设计一套完整模具的过程和查阅资料的途径，培养了我独立设计模具的思路，也为以后从事这方面的工作打下了坚实的基础。本次的塑料棉签盖设计主要写了材料的性能特点及用途，还有材料的成形特点，接下来是模架的选择，由于模架这一块比较简单，所以这一部分的内容也就写的比较详细一点。计算过程也涉及到了。由于本次设计的是心形棉签盖，结构比较简单，所以分析面也就好设置。壁厚也比较均匀，所以采用的点浇口形式，本塑件对外表面的质量要求比较高些，所以采用的是推出机构是推杆推出，痕迹也就不影响了。用UG绘图软件里的命令可以确定塑件的体积，以此来计算塑件的质量，最终结合锁模力选择注塑机的型号，无意中发现的这个命令节省了我很多的时间。本次的塑料模具设计存在着很大的弊端，一个我很想改变但是自己无能为力的计算部分，计算部分比较难，在设计过程中我都是一带而过，涉及到计算也是非常简单的，说明书中充斥着大量的图片和表格，其中理论性的知识点较多。本次设计还要包含完整的装配图、零件图、型芯、型腔图，其中，在标注方面是比较难的，需要去计算公差，精度等级等，还有装配图中的动模部分参照了好多书籍才表达清楚，装配图还要结构清晰，标注合理，所以很多