塑料花瓶的模具设计.doc

本科毕业设计说明书 第 23 页 共 23 页塑料花瓶模具的三维设计作者： 指导老师： （）摘要：本设计主要是针对塑料花瓶的注塑模具设计，该塑料饭盒材料为无毒PP材料，是日常生活中长常见的一种塑件产品。通过对塑件进行工艺分析和比较，最终设计出一副注塑模。根据题目设计的主要任务是花瓶注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。针对塑件的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注塑模具。关键词： 注塑模 花瓶 一.绪论随着当前中国的经济形势的日趋好转，在实现中华名族伟大复兴的畅引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展，而模具制作也成为了衡量一个国家制造水平的重要标准之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏，在日本，模具被誉为进入富裕的原动力；德国则冠之为金属加工业的帝王；在罗马利亚则更为直接：模具就是黄金。可见模具工业在国民经济中的重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业中的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展的十分迅速，高效率，自动化，大型，长寿命，精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是把塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热融化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。二塑件原材料分析（1）本塑件为日常生活中常用的塑料制品,只要用于装饰使用。根据其使用的人群，综合分析各种塑料的性能，聚丙烯为最佳材料。（2）塑件注塑工艺参数的设定根据情况，PP的工艺成型参数可做如下选择，在试模时可据实际情况作适当的调整。注射温度包括料筒温度和喷嘴湿度。料筒温度：前段温度为180-200度 中段温度为200-220度 后段温度为160-170度喷 嘴：喷嘴选用直通式，喷嘴温度为170-190度注射压力：选用100Mpa注射时间：3S保压时间：40S保压压力：60Mpa冷却时间：30S成型时间：80S（3）塑件结构，尺寸精度及表面质量分析(1).塑件结构分析：图1，图2分别为塑件的3D俯视图和仰视图。塑件的整体高度为116mm，厚度为1.5mm，盒体底部有一个截面半径为1.5mm的半圆环的凹台。花瓶最大半径25mm,最小半径为11mm. 图1图2 （2）塑件尺寸精度分析：因塑件材料为PP，此塑件上有两个尺寸有精度要求，分别是，均为MT3级塑料精度，属于中等精度等级，在模具的设计和制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按MT5级精度查取公差值。（3）塑件表面质量分析：花瓶表面精度要求不高，采用点浇口流道的双分型面型腔注塑模可以保证其表面精度。三拟定成型方案（1）保证塑料制品能够脱模。这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首先在塑料制品的最大轮廓线上，最好在一个平面上，并且此平面与开模方面垂直。分型的整个廓形应承缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。（2）使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1.目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工型腔越深加工时间越长。影响模具生产周期，同时增加生产成本。2模具型腔深度影响这模具的厚度。型腔越深，动定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注塑机对模具的最大厚度都有一定限制，故型腔深度不宜过大。3.型腔深度越深，在相同起模斜度时，在同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。若要控制固定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。（3）使塑件外形美观，容易清理。尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。（4）尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸，配合的精度，且耗时耗材，制造成本显著增加，故在万不得已的情况下才能使用。四塑料花瓶模具整体爆炸图：五浇注系统的设计（1）.基本原则：1.适应塑料成型工艺特性2利于型腔内气体的排除3.避免熔融聊直冲细小型芯或嵌件4.便于修整和不影响塑件的外观质量5.防止塑件翘曲变形6便于减少塑料耗量和减小模具尺寸（2）主流道： 截面形状通常采用比表面积最小的圆形截面。小径直径应和选用的注射剂的规格而定，为了和注射机喷嘴相吻合，主流道因设计成球面凹坑，球半径以注射机而定。流道应设计成圆锥形，其锥角为2度到4度。在分流道和主流道相接应处应有过度圆角，以减小料流转向时的阻力。综合考虑，因结构需要，主流道需穿过两块模板，为了防止在模板结合面处溢料造成主流道凝料造成困难，所以要采用浇口套。 图三：主流道设计图 图四：浇口套设计图技术要求：热处理,淬火.表面硬度50HRC-55HRC图五：浇口套工程图六排气系统的设定为了排除型腔内和浇注系统的所有空气，则要考虑排气的装置。但是排气的方式有开设排气槽排气和利用模具分型面或零件的配合间隙处自然排气等。通过对塑件的工艺分析，我们发现塑件靠模具分型面和模具零件之间配合关系的间隙来排气已经足够了，所以这样设计和加工则方便多了。其实通常我们都是利用模具的分型面和配合间隙来排气。通常排气间隙值根据塑料的流动性而定，通常为0.03-0.05mm，以不产生溢料为限。综上所述，我们的排气方式就是利用模具的分型面和模具零件的配合间隙来排气。七推件方式的确定我们所说的推件方式有：推管推出、推杆推出，推板推出。选用推件方式遵循的原则：1. 结构可靠2. 保证塑件不变形和不损坏3. 保证塑件外观良好4. 尽量使塑件留在动模一边推杆推出机构其实这是脱模中最常见的一种形式，由于推杆加工简单，更换方便，滑动阻力小，脱模效果好，并且设置的位置自由度较大，因为广泛使用。缺点是推杆与塑件接触面积小，容易引起应力集中。从而可能损坏塑件或者使塑件变形。因而不宜用于斜度小脱模阻力大的管型或箱型件的推出。推管推出机构主要用于中心带孔的圆筒形或局部圆筒形的塑件。有点事推出动作均衡，可靠，且在塑件上不留任何推出。但是面对一些较软的塑料或者薄壁深筒形的塑件一般要和推杆同时运用，才能达到理想的效果。综上所述，我们使用推杆方式。 图六：推杆八凹模设计 材料Cr4WmoV,技术要求,热处理,表面硬度230HB-270HB（1）凹模三维立体图 图七：凹模立体三维图（2）凹模工艺凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉,销针与下模座固定的固定方式.考虑凹模的磨损和保证塑件的质量，凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据前面“4.2”计算冲裁力时所取h=14mm,漏料部分刃口轮廓适当扩大根据表3-28可以扩大0.51mm,取1mm,(为便于加工,落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状。工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成135mm110mm30mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7铣铣漏料孔达要求铣床8钳工钻铰610,钻攻4XM12钻床9热处理淬火,回火,保证HRC606210平磨磨厚度及基面达到要求平面磨床11线切割按图切割各型孔,留0.0050.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达要求13检验（3）凹模工程图 图八：凹模工程图 九.凸模设计材料CrWMn,技术要求,热处理,表面硬度230HB-270HB（1）凸模三维立体图 图九：凸模三维图（2）凸模工艺分析落料凸模刃口部分为方形,又在它里面开孔,装配导正销,为便于凸模和固定板的加工,可通这设计成铆接方式与固定板固定.冲孔凸模由于相隔很近,不宜采用阶梯结构,设计成铆接方式.工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成110mmX100mmX35mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划刃口轮廓尺寸及孔位置尺寸6钳工加工好凹模,配作落料凸模达要求7钳工钻10.5, 12.5钻铰7.5,钻铰9钻床8热处理淬火,回火,保证HRC60649钳工磨各配合面达要求10检验（3）凸模工程图 图10：凸模工程图十.定模座板的设计（1）定模坐板三维图 图十一：定模坐板三维图（2）定模坐板工程图技术要求：1.热处理,调质.表面硬度230HB-270HB 2.周边倒角45度 图十二：定模坐板工程图十一动模座板设计（1）动模座板三维图 图十三：动模座板三维图（2）动模座板工程图技术要求：1.热处理,调质.表面硬度230HB-270HB 2.周边倒角45度图十四：动模座板工程图十二型芯的设计（1）型芯三维设计图图十五：型芯三维设计图 型芯的确定：型芯的分类方式有两种：整体式和组合式整体式：其实就是说表示型芯与模板为一整体，其结构牢固，成型的塑件质量较好，但是消耗贵重模具刚多，浪费资源，而且不便于加工。所以只要用于形状简单的型芯。组合式：面对复杂形状的型芯，如果采用整体式结构，则加工困难，而采用拼块组合，可简化加工工艺。但是再设计和制造这类型芯时，必须注意拼块的加工和热处理加工工艺性拼接必须牢靠严密。综上所述我们采用组合式拼接式型芯，确定使用台阶式型芯来固定，这样加工方便，节约成本。（2）.型芯工程图图十六：型芯工程图十三型腔的设计（1）型腔的三维图图十七：型腔三维图（2）型腔工艺：为了保证可以完美的制造塑件,型腔除了冷却水孔意外,其余保证精度尺寸在2mm以内,成型表面抛光,表面粗糙度Ra0.4um,热处理硬度在48HRC-52HRC之间。（3）型腔工程图图十九：型腔工程图十四.塑料花瓶模具总装图 图二十：总装图 结 论鉴于本次设计只是初步了解模具的设计过程，在选用方案时特地避免了带有侧轴心的情况。另外，在设计过程中省略了一些相关机构的设计及计算与校核，如模具的导向机构设计，冷却系统的设计，模具开合模形成的校核等。尽管如此，通过本次设计还是受益匪浅。首先我对模具设计的基本步骤以及相关参数的选用，计算及校核有了初步的了解，其次对大学中所学的知识有个巩固与复习的过程。为我以后走向工作岗位的设计工作打下了一定的基础。 致 谢 论文的完成得益于多方面的支持和帮助，衷心感谢指导老师在设计过程中对我的精心指导和鼓励；感谢我的同学和老师的热情帮助；感谢我的父母和亲人的支持；感谢我的朋友和同学的帮助；同时要感谢各位老师的点评与帮助。本人以后会再接再厉，更加努力，走进社会后，能够为国家和社会贡献自己的一份力量。参 考 文 献1.塑料成型工艺与模具设计屈华昌编，高等教育出版社， 20052.模具设计与制造党根茂 骆志斌 李集仁编，西安电子科技大学出版社2005,21（2）：1-33.机械工程材料王涣庭 李茅花 徐善国编，大连理工大学出版社20014.图学基础教程谭建荣张树有等编，高等教育出版社20035.机械制造基础严霖元主编，江西农业大学19986.机械设计邱宣怀主编，高等教育出版社20047.模具设计指导史铁梁主编，机械工业出版社20038.模具设计与制造简明手册冯炳尧等编，上海科学技术出版社20019. ZHANG L,et al.Research on, NURBS skinning surface via complex curvesJ.Chinese Journal of Aeronautics,1996,910. (2):104-110.7Rong-Shean Lee,Quang-Cherng Hsu,Saint-Len Su.Development of a parametric computer-aided die design system for cold forgingJ.Journal of Material Processing Technology,1999,91 (1 3):80 89.11. YAO Xing,CHEN Jun,SHI Xiao-xiang,et al.Parametric design research of addendum and blankholder of drawing automobile panelJ.Die Techniques,20002,4:6-9.(in Chinese)Title The 3-D Design of Plastic vase mold. AbstractThis design is mainly for plastic injection mold design vases, lunch boxes, the plastic material is non-toxic PP, long common in the everyday life of a plastic product. Through the process of plastic parts for analysis and comparison, the final design of an injection mold. According to the design of the main tas