饭盒模具毕业论文.doc

目 录 摘 要 2 前 言 3 1 绿色环保型饭盒的工艺分析 4 1 1 塑件成形工艺分析 4 1 2 塑件成形工艺参数确定 6 2 2 模具基本结构及模架选择模具基本结构及模架选择 7 2 1 模具的基本结构 7 2 2 脱模机构设计 12 2 3 导向机构的设计 13 2 4 模具结构形式 13 2 5 选择成形设备 13 2 6 选择模架 14 3 3 注射机工艺参数的校核 17 4 4 模具结构尺寸的设计计算模具结构尺寸的设计计算 19 4 1 模具结构设计计算 19 4 2 模具成形尺寸设计计算 20 4 3 模具加热 冷却系统计算 23 5 模具的装配 试模 27 总结 30 致谢 31 参考文献 32 摘 要 本次设计的是 绿色环保型饭盒 主要介绍了绿色环保型饭盒的设计思路和加工过 程 主要设计的是饭盒的注塑模的设计 绿色环保型饭盒具有重量轻 易清洁 耐腐蚀 老化 强度高 使用寿命长 制作方便 价格低廉等特点 是值得人们信赖 喜欢用的 产品 它具有非常大的发展前途 本次设计采用的是注射成形 注射成形是成形热塑加工的主要方法 就是把塑料原 料放入料筒中经过加热熔化 使之成为高黏度的流体 用柱塞或螺杆作为加压工具 使 熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中 经过冷却 凝固阶段 而后从模具中脱出 成为塑料制品 在设计过程中 首先对绿色环保型饭盒塑件进行工艺分析 了解此类型塑料的特性 用途等 在对模具的结构进行分析 根据模具的基本结构来进行对模架的选取 然后再 对各种相关的工艺参数进行校核 以及根据书上的和图书馆丛书的公式和一系列表 参 数等进行对型腔和型芯等的计算 最后进行模具的加热 试模等主要内容 此次设计不仅使我对书本有了进一步的了解 而且让我了解到许多书本上没有的东 西 更让我让我所学到的理论与实际结合起来 这为我以后的工作铺下了重要基础 从 而让我在此次设计中收益很多 关键词 注射成形 型腔 型芯 前 言 模具制造业是重要的基础装备 是国家发展的重要支柱 随着现代工业发展的需要 尤其是塑料制品在工业 农业和日常生活等各个领域应用越来越广泛 质量要求也越来 越高 在国家发展中占有重要地位 本设计介绍了塑料模具的一般设计方法 以及塑料模具的设计步骤 材料的选取 了解材料的性能 结构和用途等 展现出了塑料模具在实际应用中的广泛性 熟练掌握 利用 AUTOCAD 绘制所需图纸 详细介绍了注射成形的成形工艺和模具设计 还介绍了模 架选取的方法 以及塑料注射模国家标准模架的种类等 此次设计除文字叙述外 其数 字计算公式均课本和图书馆丛书中查取 并采用国家标准 还介绍了分型面的选取原则以及浇口的选取原则 模具结构的计算 型腔和型芯的 计算等 以及模具的加热和冷却和各种工艺参数的确定 校核等 本次毕业设计在设计过程中得到老师和同学的不少帮助 老师和同学帮我解决了很 多在设计中不懂的问题 在此我向他们表示忠心的感谢 同时 特别感谢蒋素清老师在 百忙之中对我的毕业设计逐一作了仔细地审阅 并提出了许多问题和建议 使本次的设 计质量得到进一步的提高 由于时间仓促 水平有限 错误和欠妥之处在所难免 恳请广大教师读者批评指正 1 绿色环保型饭盒塑件的工艺分析 1 11 1 塑件成形工艺分析塑件成形工艺分析 1 1 11 1 1 塑件的成形工艺性分析塑件的成形工艺性分析 塑件如图 1 1 所示 图 1 1 零件图 产品名称 绿色环保型饭盒 产品材料 PE 聚乙烯 产品数量 大批量生产 塑件质量 30g 塑件尺寸 190 130 10mm 塑件质量 该产品材料为聚乙烯 查产品说明得知其密度 0 94 0 96g cm3 收缩率为 1 5 3 6 计算出其平均密度为 0 95 g cm3 平均收缩率为 2 25 我们使用 UG 或 Pro E 软件画出三维实体图 软件能自动计算出所画图形的体积 也可根据形状进行手动 几何计算得到塑料饭盒盒扣的体积 通过计算塑件的体积 式 1 1 3 5 31 cmV 塑 塑件的重量 30 式 塑 M 塑 V g 1 2 式中 塑料密度 塑件颜色 绿色 橘黄色 白色等 1 塑件材料特性 聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠 其中以高压聚乙烯 产量最大 聚乙烯树脂为无 毒 无味 呈白色或乳白色 柔软 半透明的大理石状粒料 密度为 0 91 0 96g cm 为结 晶型塑料 聚乙烯按聚合时所采用的压力的不同 可分为高压 中压和低压聚乙烯高压聚乙烯 的分子结构不是单纯的线型 而是带有许多支链的树枝状分子 因此它的结晶度不高 60 70 密度较低 相对分子质量较小 常成为低密度聚乙烯 它的耐热性 硬度 机械强度等都较低 但是它的介电性能好 具有较好的柔软性 耐冲性及透明性 成形 加工性能也较好 中 低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子 其相对分子质量 结晶度较高 高达 87 95 密度大 相对分子质量大 常称为高密度聚乙烯 它的耐 热性 硬度 机械强度等都较高 但柔软性 耐冲性及透明性 成形加工性能都较差 聚乙烯的吸水性极小 且介电性能与温度 湿度无关 因此 聚乙烯是最理想的高 频电绝缘材料 在介电性能上只有聚苯乙烯 聚异丁烯及聚四氟乙烯与之相比 2 主要用途 低压聚乙烯可用于制造塑料管 塑料板 塑料绳以及承载不高的零件 如齿轮 中 压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形 可制造瓶类 包装用的薄膜以及各种注射 成形制品 也可用在电信电缆上面 高压聚乙烯常用于制造塑料薄膜 理想的包装材料 软管 塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外衣等 3 成形特点 成形收缩率范围及收缩值 方向性明显 容易变形 翘曲 应控制模温 保持冷却 均匀 温定 流动性好且对压力变化敏感 宜用高压注射 料温均匀 填充速度应快 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 质软易脱模 塑件 有浅的侧凹槽时可强行脱模 1 1 21 1 2 塑件要求 塑件要求 1 塑件材料特性 聚乙烯不含或含有少量增塑剂 它的机械强度高 有较好的抗拉 抗弯 抗压和抗 冲击性能 对酸碱的抵抗能力极强 化学稳定性好 价格低廉 但成形比较困难 耐热 性不高 2 塑件材料成形性能 它的流动性差 过热时极易分解 所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成形温 度及溶料的滞留时间 成形温度范围小 必须严格控制料温 模具应有冷却装置 采用 带预塑化装置的螺杆式注射机 模具浇注系统应粗短 浇口截面宜大 不得有死角滞料 1 21 2 塑件成形工艺参数确定塑件成形工艺参数确定 查文献 2 表的成形工艺参数得 密度 0 94 0 96g cm 收缩率 1 3 6 预热温度 10 80 预热时间为 1 2h 料筒温度 中段 前段 170 200 后段 140 160 喷嘴温度 230 240 模具温度 60 70 注射压力 60 100Mpa 成形时间 注射时间 15 60s 保压时间 0 3s 冷却时间 15 60s 成型周期 40 130s 设计时应考虑的问题 1 合理使用稳定剂 润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能 成 形前进行预热 2 流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力 3 采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理 2 2 模具基本结构及模架选择模具基本结构及模架选择 2 12 1 模具的基本结构模具的基本结构 2 1 12 1 1 确定成形方法确定成形方法 塑件采用注射成形法生产 该产品设计为大批量生产 故设计的模具要有较高的注 塑效率 浇注系统要能自动脱模 可采用点浇口自动脱模结构 2 1 22 1 2 型腔布置型腔布置 据设计需要可知 由于该塑件形状较简单 质量较小 需要大批量生产 浇口形式 采用点浇口进料 这样模具尺寸较小 制造加工方便 利于充满型腔 塑件质量高 生 产效率高 塑件成本低 型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列 其排列方法如下图 2 1 所示 图 2 1 型腔的排列图 2 1 32 1 3 确定分型面确定分型面 为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要 将模具型腔适当地分成两个或更 多部分 这些可以分离的接触表面 通称为分型面 分型面的基本形式 1 制件全部在上模 或定模 内成型 2 制件全部在下模 或动模 内成型 3 制件同时在上 下模内成型 一副模具根据需要可能有一个或两个以上分型面 分型面可以是垂直于合模方向或倾 斜于合模方向 也可能是平行于合模方向 分型面的形状很多 可以是平面 斜面 阶梯面 也可以是曲面 分型面应尽量选 择平面形状 但为了适应塑件成型的需要和便于塑件脱模 也可以采用后三种分型面 后三种分型面虽然加工困难 但型腔加工却比较容易 根据需要和工艺要求本模具采用 平面 分型面选择的一般原则 1 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处 2 分型面的选取应有利于塑件的留模方式 便于塑件顺利脱模 3 分型面的选取应有利于浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 6 满足塑件的外观要求 保证塑件的精度要求 7 便于模具制造 8 减小成型面积 9 增强排气效果 分型面设计 分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题 因此要求减接触面积 增加接触压力 以改善塑料溢边问题 型腔周围外部的平面凹 0 5 1 0mm 分型面上不 允许有孔穴或凹坑 表面硬度在 HRC30 以上 排气槽设计 热固性塑料在固化时会放出大量的气体物质 易阻塞缝隙 所以必须 开设专用排气槽 排气槽深度为 0 1 0 3mm 宽 5 10mm 距型腔 6mm 以外可加深到 8mm 当塑料熔体充填型腔时 必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产 生的气体 如果气体不能顺利地排出 塑件会由于填充不足而出现气泡 接缝式表面轮 廓不清等缺陷 甚至气体受压而产生高温 使塑件焦化 为此设置排气槽是很有必要的 通常排气槽设计有多种方式 通过对模具型腔的研究 采用利用配合间隙排气的方式为 最优 因为在分型面与模板间的配合间隙进行排气 间隙值为 0 03 2 1 42 1 4 浇注系统选择浇注系统选择 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀 迅速地输入型腔 使型腔内气体及时 排出 并且将注射压力传递到型腔的各个部分 从而得到组织紧密的制品 模具浇注系 统应尽量粗短 流道设计 分为主流道 分流道 冷料井的设计 主流道采用浇口套 冷料井位于 主流道正对面的动模板上 或处于分流道末端 分流道截面形状采用 U 形且平衡分布 因为 U 形分流道热量损失较小 易加工 效率较高且可保证各型腔均衡进料 从而保证 塑件质量 主流道的设计 主流道为一圆锥孔 其小头正对注射机的喷嘴 因喷嘴外形为球面 所以主浇流道 小孔端的外形应为一凹球面 为了配合紧密 防止溢料 凹球面的半径应比喷嘴的球面 半径略大 2 3 mm 表 2 1 国产注射机的喷嘴的球面半径 主流道的各部分尺寸关系如下图 2 2 型号 Xs z 30 Xs 30 Xs z 60 Xs Zy 60 125 250 G54 S 200 400 XS ZY 250 300 500 XS ZY 1000XS ZY 2000 4000 7000 孔径 23 54 3 5 6 87 7 5 7 13 球半径 12 1218181835 图 2 2 主流道尺寸图 浇口设计 浇口截面宜大 不得有死角滞料点浇口四点进料 浇口的作用是使料流 加速 并控制衬料时间 控制料流状态 常用的截面形状有圆形和矩形两种 流口不仅 对塑件熔体的流动性和充模特征有关 而且与塑件的成形质量有着密切的关系 因此浇 口的形式与塑料品种要相互适应 浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应减少 熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件的浇口选择在塑件的壁厚处 由于大塑件所 填充塑料多 这样可以提高充模速度 浇注系统的平衡 分为分流道平衡和浇口平衡 分流道平衡 分流道的截面形状有 圆形 梯形 u 形 半圆形 矩形 分流道的长 度应尽可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 Ra 1 6m 其 截面形状和特征比较如下表 2 2 表 2 2 分流道截面形状和特征 特征截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 通过以上两截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 但其加工较难 为此选 用梯形截面形状 浇注系统断面尺寸设计 图 2 3 浇注系统断面尺寸 主流道断面尺寸 塑件采用点浇口成形 其浇注系统如图 2 3 所示 点浇口直径 mm5 91 3 点浇口的尺寸如下 最大不超过mmd5 1 5 0 mm2 常取 mmL2 5 0 mm5 1 0 1 mmL5 1 5 00 mmL5 1 0 1 35 6 a120 60 点浇口的直径也可以用经验公式计算 查文献 10 得 D 式A 42 20 0 14 0 2 1 式中 D 点浇口的直径 mm 塑件在浇口处的壁厚 A 型腔表面积 表 2 3 列出了不同塑件按塑件平均壁厚确定的点浇口直径尺寸 点浇口直径 可查下表 表 2 3 点浇口直径 壁厚 塑料种类 3 PS PE0 5 0 70 6 0 90 8 1 2 主流道 主流道衬套及定位环的设计 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷喷嘴在同一轴线上 主流 道衬套的材料常用 T8A T10A 制造 热处理后硬度为 50 55HRC 主流道衬套与定模板采 用 H7 m6 的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用 H9 m9 的过渡配合 由于受型腔或分流 道的反压力作用 主流道衬套会产生轴向定位移动 所以主流道衬套的轴向定位要可靠 主流道衬套与定位环的尺寸如下表 2 4 表 2 4 主流道衬套与定位环的尺寸 16202530 d注射机喷嘴直径 0 5 1 D与注射机定位孔间隙配合 SR注射机喷嘴球面半径 1 2 2 22 2 脱模机构设计脱模机构设计 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分是用来 固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推出动作的导 向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件 的外观 推力的分布依脱模阻力的大小合理安排 推出机构的结构力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复位 推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出 所遇到的阻力 因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力 脱模力可用下式计算 式 aafAPFcoscos 2 2 式中 F 脱模力 单位 N 型芯的脱模斜度 单位 该模具为 0 A 塑件包容型芯的面积 单位为该模具 2 m 2 1047 2 F 塑件对钢的摩擦系数 通常取为 0 1 0 3 取 0 2 P 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 模外paP 7 100 1 故 NF 572 1098 1 8 0100 11047 2 由于塑件的材料工艺性能好 而且盆壁较厚形状不易变形 所以采用推杆推出机构 即可 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必须完成 一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 2 32 3 导向机构的设计导向机构的设计 图 2 4 模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸图 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合模导向机构 合模导向机构在模具中的作用 一 定位作用 模具每次合拢时 都有一个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形 状 二 导向作用 引导动定模正确闭合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 三 承受一定的侧压力 在成行过程中承受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导套 组成 2 42 4 模具结构形式模具结构形式 单分型面注射模也称二板式注射模 它是注射模中最为简单的一种形式 这种模具只 有一个分型面 根据模具需要即可以设计成单型腔注射模也可以设计成多型腔注射模 应用十分广泛 但许多塑料制品要求外观平整 光滑 不允许有较大的浇口痕迹 根据 所设计产品的特点 单分型面注射面中介绍的各种浇口形式不能满足制品的要求 因此 采用双分型面注射模 2 52 5 选择成形设备选择成形设备 根据塑料制品的体积或重量查文献 5 的表 5 2 或查有关手册选定注塑机型号 选用 XS ZY 125 型卧式注射机 其性能参数如下 额定注射量 3 125cm 螺杆 注射 直径 mm42 注射压力 Mpa120 注射行程 mm115 注射方式 螺杆式 锁模力 KN900 最大成形面积 2 900cm 最大注射面积 2 320cm 最大开模行程 mm300 模具最大厚度 mm300 模具最小厚度 mm200 拉杆间距 mm290260 喷嘴直径 mm4 喷嘴圆弧半径 mm12 顶出形式 两侧设有顶杆 机械顶出 动 定模固定板尺寸 mmmm 458428 合模方式 液压 机械 液压泵流量 100 12min L 液压泵压力 6 5MPa 机器外形尺寸 3340 1550750 mmmmmm 2 62 6 选择模架选择模架 2 6 12 6 1 模架结构模架结构 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑料注射模具的标准 模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围为 560mmx900mm 并规定模架的形 式为品种型号 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四个品种 2 6 22 6 2 模架安装尺寸校核模架安装尺寸校核 模具外形尺寸为长 400mm 宽 315mm 高 315mm 小于注射机拉杆间距和最大模具 厚度 可以方便地安装在注射机上 3 3 注射机工艺参数的校核 3 13 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞边 通常 注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80 所以 选用的注塑机最大注塑量 应 0 8V 机 V 塑件 式 3 1 式中 V 机 注塑机的最大注塑量 单位 3 cm V 塑件 注塑机的体积 单位 3 cm 该产品 V 塑件 3 75 68cm V 机 V 塑件 式 3 2 3 125cm 确定的注塑机注塑量为 所以 满足要求 3 125cm 3 23 2 锁模力校核锁模力校核 F 锁机 P 模 A 式 3 3 P 模 熔融型料在型腔内的压力MPa40 20 A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 计算为 2 24700mm F 锁机 注塑机的额定锁模力 故 F 锁机 P 模KNA4942470020 所以选定的注塑机为 满足条件KN500 3 33 3 模具与注塑机安装部分相关尺模具与注塑机安装部分相关尺寸校核寸校核 即 模具长 x 宽 拉杆间距 模具的长宽为 注塑机拉杆间距130190 290260 3 43 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H 模mm300 注塑机最小闭合厚度 H 最小mm200 即 H 模 H 最小故满足要求 3 53 5 注开模行程的校核注开模行程的校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关 故注塑机的开模行 应满足下式 S 机 H 模 H 最小 H1 H2 mm10 5 因为 S 机 H 模 H 最小 200312300 mm188 H1 H2 5 10 mm1701012535 式中 H1 推出距离 单位 mm H2 包括注射系统在内的塑件高度 单位 mm S机 注射机最大开模行程 故满足要求 4 4 模具结构尺寸的设计计算模具结构尺寸的设计计算 4 14 1 模具结构设计计算模具结构设计计算 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的尺寸精度 查表 4 1 得 表 4 1 塑件公差数值 SJ 1372 78 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公差精度分 为高精度 一般精度 低精度三种查手册如下表 4 2 表 4 2 塑件精度等级 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 聚乙烯 678 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高 所以精度等级选择高精度 由以上两 表可得 其公差数值为 1 00mm 4 1 14 1 1 型腔结构型腔结构 根据设计需要和生产效率的要求可知 为满足塑件的使用要求 在同一次的注射成型 中 一次成型大塑件的个数为一个 也就是采用一模一腔的生产方式 型腔的布置根据 模具的形状及尺寸布置 精 度 等 级 12345678 公称尺寸 mm 公 差 数 值 mm 180 2000 370 500 741 001 501 003 00 4 24 2 模具成形尺寸设计计算模具成形尺寸设计计算 在设计当中 取 PE 的成型收缩率为 2 塑件未注公差按照 SJ1372 中 6 级精度公差 值选取 根据工具书查公差数值表 4 3 表 4 3 公差数值 精度等级 12345678 基本尺寸 mm 公差数值 mm 30 040 060 080 120 160 240 320 46 3 60 050 070 080 140 180 280 360 56 6 100 060 080 100 160 200 320 400 64 10 140 070 090 120 180 220 360 440 72 14 180 080 100 120 200 240 400 480 80 18 240 090 110 140 220 280 440 560 56 24 300 100 120 160 240 320 480 640 96 30 400 110 130 180 260 360 520 721 00 160 180 0 340 460 680 921 361 842 70 180 200 0 370 500 741 001 502 003 00 4 2 14 2 1 型腔有关尺寸型腔有关尺寸 凹模工作尺寸计算 径向尺寸 式 4 3 1 SDD 塑 4 1 2 0 14 302 1 190 2 0 05 193 4 3 1 SDD 塑 2 0 4 3 02 1 160 2 0 45 162 2 0 4 3 1 SDD 塑 02 75 0 02 1170 2 0 65 172 2 0 4 3 1 SDD 塑 2 0 75 0 02 1 130 2 0 85 131 2 0 4 3 1 SDD 塑 2 0 75 002 1 110 2 0 45 111 式中 D 塑 塑件外形最大尺寸 S 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 取一般精度 6 级 1 4 2 24 2 2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸 深度尺寸计算 H 式 3 2 1 SH塑 4 2 08 0 0 4 03 2 21 10 08 0 0 15 4 2 10 08 0 0 94 9 式中 H 塑 塑件最高方向最大尺寸 4 2 34 2 3 型芯径向尺寸型芯径向尺寸 相对于凸模的工作尺寸计算 凸模的工作尺寸计算 d 式 4 3 4 3 1 Sd塑 径向尺寸计算 1 5 1 14 3 21 188 2 0 4 376 191 2 0 51 192 式中 d 塑 塑件外形最小尺寸 d 4 3 1 5 s 38 0 5 1 38 0 4 3 21 5 8 0 28 01 5 8 0 38 5 取一般精度 7 级 0 38 38 0 4 3 1Sdd 塑 8 0 38 0 75 0 02 1 150 8 0 285 153 38 0 4 3 1Sdd 塑 8 0 38 0 75 0 02 1 110 8 0 485 112 38 0 4 3 1Sdd 塑 8 0 38 0 75 0 02 1 90 8 0 085 92 4 2 44 2 4 型芯高度尺寸型芯高度尺寸 高度尺寸计算 h 式 3 21 塑 Sd 4 4 0 1 5 1 13 2 21 5 8 0 08 0 26 0 67 8 0 08 0 93 8 其它尺寸由于没有精度要求 模具型腔可直接按制品有关尺寸加工制做 4 34 3 模具加热 冷却系统计算模具加热 冷却系统计算 4 3 14 3 1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量 使 模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷却介质在回路系统 内流动畅通 无滞留部位 4 3 24 3 2 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 式 2 5 124 0 20 9 69973600 106 6 104 3600 m Mq A WM 4 5 式中 冷却回路总表面积 A 2 m 单位时间内注入模具中树脂的质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 值可查表 q Kg J q 冷却水的表面传热系数 Km W 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W PE 成形时放出的热量 qKgJq 5 106 冷却水的表面传热系数可用下式计算 式 9 6997 10 7100028 9 2 0 8 0 2 0 8 0 d 4 6 式中 冷却水的表面传热系数 Km W 2 冷却水在该温度下的密度 3 m Kg 冷却水的流速 s m 冷却水孔直径 dm 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 4 4 如表 10 1 水的值与其温度的关系 平均水 温 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 6610 05 4 3 34 3 3 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 式95 3 1014 3 124 0 10001000 d A L 4 7 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 冷却水孔直径 dmm 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于 14mm 否则 冷却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径可根据塑件的平均壁 厚来确定 平均壁厚为 2mm 时 水孔直径可取 10 14mm 4 3 44 3 4 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发到空气中 的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热量 假如塑料树 脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传热因素 那么模具所需的冷 却水体积流量则可用下式计算 塑料模具设计与制造 P137 式 min 15 0 108002 1 102 460 104 6 104 60 3 3 5 21 m c Mq qV 4 8 式中 冷却水体积流量 v q min 3 m 单位时间注射入模具内的树脂质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 q Kg J 冷却水比热容 c KKg J 冷却水的密度 3 m Kg 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 4 3 54 3 5 模具加热模具加热 当注射成形工艺要求模具温度在 80 以上时 模具必需有加热装置 由于 PP 注射成 形工艺要求模具温度在 40 80 因此模具中不用设置加热装置即可满足需要 5 模具的装配 试模 1 试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验 模具的闭合高度 安装与注射机的各个配 合尺寸 推出形式 开模距 模具工作要求等符合所选设备的技术条件 检查模具各个 滑动零件配合间隙适当 无卡住及紧涩现象 活动要灵活 可靠 起止位置的定位要准 确 各镶嵌件 紧固件要牢固 无松动现象 各种水管接头 阀门 附件 备件要齐全 对于试模设备也要进行全面检查 即对设备的油路 水路 电路 机械运动部位 各操 纵件和显示信号要检查 调整 使之处于正常运转状态 2 模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地 并安装在指定注射机的全过 程 模具安装到注射机上要注意以下几个问题 1 模具的安装方位要满足设计图样的要求 2 模具中有侧向滑动机构时 尽量使其运动方向为水平方向 3 当模具长度与宽度尺寸相差较大时 应尽可能使较长的边与水平方向平行 4 模具带有液压油路接头 气路接头 热流道元件接线板时 尽可能放置在非操作 一侧 以免操作不方便 模具在注射机上的固定多采用螺钉 压板的形式 一般每侧采用 4 8 块压板 对 称布置 模具安装于注射机上之后 要进行空循环调整 其目的在于检验模具上各运动机构 是否可靠 灵活 定位装置是否有效作用 要注意以下几个方面 1 合模后分型面不得有间隙 要有足够的合模力 2 活动型芯 推出及导向部位运动及滑动要平稳 无干涉现象 定位要正确 可靠 3 开模时 推出要平稳 保证将塑件及浇注系统凝料推出模具 4 冷却水要畅通 不漏水 阀门控制正常 3 试模 模具安装调整后即可以进行试模 1 加入原料 原料的品种 规格 牌号应符合产品图样中的要求 成形性能应符有关标准的规定 原料一般要预先进行干燥 2 调整设备 按照工艺条件要求调整注射压力 注射速度 注射量 成形时间 成形温度等工艺 参数 3 试模 将模具安装在注射机上 选用合格的原料 根据推荐的工艺参数调整好注射机 采 用手动操作 开始注射时 首先采用低压 低温和较长的时间条件下成形 如果型腔未 充满 则增加注射时的压力 在提高压力无效时 可以适当提高温度条件 试模注射出 样件 试模过程中容易产生的缺陷及原因可参考下表 5 1 4 检验 通过试模可以检验出模具结构是否合理 所提供的样件是否符合用户的要求 模具 能否完成批量生产 针对试模中发现的问题 针对试模中发现的问题 对模具进行修改 调整 再试模 使模具和生产的样件满足客户的要求 试模合格的模具 应清理干净 涂防锈油入库保存 表 5 1 试模过程中容易产生的缺陷及原因 缺陷 原因 制件 不足 溢边凹痕银丝熔接 痕 气泡裂纹翘曲 变形 料筒温度太高 料筒温度太低 注射压力太高 注射压力太低 模具温度太高 模具温度太低 注射速度太慢 注射时间太长 注射时间太短 成形周期太长 加料太多 加料太少 原料含水分过多 分流道或浇口太小 模穴排气不好 制件太薄 制件太厚或变化大 注射机能力不足 折射机锁模力不足 试模过程中 应进行详细记录 将结果填入试模记录卡 并保留试模的样件 总结 经过一个多月的毕业设计 我深深地感觉到自己所学知识的不足和对知识点掌握的不 够踏实 对老师那时苦口婆心的教导深感愧疚 但是 通过老师的指导 同学的帮助和 自己的辛勤努力 终于完成了这次毕业设计 对老师孜孜不倦的教诲我会永远的铭记于 心 对同学无畏不足的帮助我会永远身怀感激 在做毕业设计的时候 我考虑到材料的选取 以及材料的用途 性能和成形特点等多 种因素 也考虑到这次的毕业设计是对我们3年的学习生活中所学知识的一个汇总和概括 对模架 注塑机 制件的尺寸等的选取进行了认真考虑 在此次设计中计算也都是按照 国家标准规定的计算公式进行计算 对模具的加热也做了充分的考虑 即将毕业的我 在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦 这时就要靠自己以前所 学的知识和积累的经验去解决它 争取在实践中获得更大的收获 所以在以后的工作中 需要继续学习和加深对知识的了解 在此我非常感谢李秀副老 师在设计过程中对我的指导和帮助 在此向李老师致以诚挚的谢意 因水平有限 设计中必然有许多不足之处 还望老师批评指正 致谢 经过求学的风风雨雨 历经生活的坎坷沧桑 三年的学习生活转眼即逝 在外求学的 摔打磨练使我慢慢成熟 老师的孜孜不倦教诲使我慢慢长大 对在过去的日子里曾给予 过我鼓励 帮助的老师和同学我满怀感激 时刻没有忘记他们永远在我心中回荡 本设计的撰写是在蒋素清老师的精心指导下完成的 此次设计的每一步都得到了蒋老 师的精心指导 他渊博的学术知识 严谨的治学态度 勤勉的工作作风 和蔼大度的学 者风范和对我的严格要求使我受益匪浅 享用终生 无论在学业上 还是在生活上 李 老师都给予了我耐心的指导和无私的帮助 在此 对蒋老师表示我最真诚的尊敬和最诚 挚的感谢 在此向本设计所参考文献的作者们致以崇高的敬意 并祝他们工作顺利 合家欢乐 向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意 同时向 所有关心 帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢 祝他们工作顺利 万事如意 心想事成 由于本人的学识水平 时间和精力有限 文中肯定有许多不尽人意和不完善之处 我 将在以后的工作 学习中不断思考和完善 参考文献 1 彭建声 秦晓刚 模具技术问答 M 北京 机械工业出版社 1996 2 王永平 注塑模具设计经验点评 J 北京 机械工业出版社 2004 3 齐卫东 塑料模具设计与制造 M 北京 高等教育出版社 2004 4 阎亚林 塑料模具图册 M 北京 高等教育出版社 2004 5 徐佩弦 塑料件设计 A 北京 中国轻工业出版社 2001 6 编写组编著 塑料模具设计手册 A 北京 机械工业出版社 1985 7 屈华昌 塑料成形工艺与模具设计 M 北京 高等育出版社 2001 8 成都科技大学 塑料成形模具 M 北京 中国轻工业出版社 1994 9 机械电子工业部 模具结构与设计基础 M 北京 机械工业出版社 1993 10 蒋继宏 射模具典型结构 100 例 M 北京 中国轻工业出版社 2001 11 王忠银 型腔模具结构图册 M 长沙 湖南科学技术出版社 1988 12 许发樾 模具标准应用手册 M 北京 机械工业出版社 1994 袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇 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芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈 羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄