螺口容器注射模设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕毕 业业 设设 计计 说说 明明 书书 题目 题目 螺口容器注射模设计螺口容器注射模设计 二级学院 直属学部 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师姓名 职称 评阅教师姓名 职称 2015 年 11 月 常州工学院毕业设计 摘摘 要要 随着近代工业的发展 塑料的应用日趋广泛 从而使之相适应的塑料制造业蓬勃 兴起 模具已是工业生产的主要工艺装备 模具工业已逐渐成为国民经济的基础工业 根据日常生活的需要 本次设计的课题是螺口容器注射模设计 首先介绍了我国塑料模具的现状 发展趋势及我国塑料模具发展的新技术 其次 围绕螺口容器注射模具进行了设计 其主要内容包括 针对制品的结构特点 确定模 具的型腔数目 分型面以及脱模机构 选择合理的浇注系统和冷却系统 分析并设计 注塑工艺 制定合理的注塑工艺流程 正确选用注塑设备 然后查阅模具设计手册 选择模架 确定模架的结构尺寸 完成模具的总体设计 同时充分利用计算机绘图软 件对零件进行设计 形成了整套注塑模具 CAD 图 最后讲述了塑料模具的制造 模具的 生产过程 模具的主要加工方法及模具的机械加工 并且对典型零件加工工艺进行了 分析并制作了注射成型工艺 通过本次设计 对模具整个设计过程有了较好的了解 关键词 关键词 注塑模具 塑料 螺口容器 机械加工 浇注系统 螺口容器注射模设计 目目 录录 1 绪论 1 1 1 模具生产的重要性 1 1 2 我国塑料模具技术现状 1 1 3 模具技术的发展趋势 2 2 工艺分析 6 2 1 零件分析 6 2 2 原始数据 6 2 3 设计要求 6 3 塑件的分析及塑料的成型工艺性能 7 3 1 塑件工艺性分析 7 3 2 材料的成型工艺性能 7 3 3 塑件的质量与体积计算 7 3 4 型腔数目及注射机的确定 8 3 5 成型部分的尺寸设计 9 3 5 1 型腔的内径计算 9 3 5 2 型腔深度尺寸计算 10 3 5 3 型芯尺寸设计 10 3 6 成型中心矩尺寸 12 3 7 零件的加工工艺 12 3 7 1 定模型芯 12 3 7 2 动模型芯 12 3 7 3 行位 12 4 模具加工工艺流程 14 5 浇注系统的设计 15 5 1 浇口套的设计 15 5 2 浇口的设计 16 6 冷却系统的设计 18 7 脱模机构的设计 19 8 模架的选择 20 9 压力机的校核 21 10 HIPS 高抗冲聚苯乙烯 的成型条件 22 常州工学院毕业设计 结 论 23 致 谢 24 参考文献 25 常州工学院毕业设计 1 1 绪论绪论 1 1 模具生产的重要性模具生产的重要性 模具生产水平的高低已成为衡量一个国家产品水平高低的重要标志 因为模具在 很大程度上决定着产品的质量 效益 和新产品的开发能力 随着我国加入 WTO 我 国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战 我国的模具工业的发展 日益受到人们的重视和关注 模具式工业生产的基础工 艺装备 也已经取得了共识 在电子 汽车 电机 电器 仪器 仪表 家电和通信等 产品中 60 80 的部件都要依靠模具成型 用模具生产制件所具备的高精度 高 复杂程度 高一致性 高生产效率和低消耗 是其它加工制造方法所不能比拟的 模 具又是 效率放大器 用模具生产的最终产品价值 往往是模具自身价值的几十倍 上百倍 目前全世界模具年产值约为 1000 亿美元 日 美等工业发达国家的模具工业 产值已超过机床工业 近几年 我国模具工业一直以每年 15 左右的增长速度发展 2009 年 我国模具总产值超过 800 亿元人民币 1 2 我国塑料模具技术现状我国塑料模具技术现状 1 塑料模 今年来 我国塑料模有很大的进步 在大型塑料模方面 已能生产 34 英寸大屏幕 彩电塑壳模具 6kg 大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杆和整体仪表板等塑料模具 在精密塑料模具方面 已能生产多型腔小模数齿轮模具和 600 腔塑封模具 还能生产 厚度仅为 0 08mm 的 1 模 2 腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等 内热式 或外热式热流道装置得以采用 少数单位采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热 流道模具 完全消除了制件的浇口痕迹 气体辅助注射技术已成功得到应用 在精度 方面 塑料模具制造精度可达 0 02 0 05mm 国外可达 0 005 0 01mm 分型面接触间 隙为 0 02mm 模板的弹性变形为 0 05mm 型面的表面粗糙度值为 Ra0 2 0 25 g 塑料模 具寿命已达 100 万次 国外可达 300 万次 模具制造周期仍比国外长 2 4 倍 这些 标志着模具总体水平的参数指标与国外相比尚有较大差距 2 模具 CAD CAE CAM 模具 CAD CAE CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术 能显著缩短模具 设计与制造周期 降低生产成本 提高生产质量 它使技术人员能借助于计算机对产 品 模具结构 成形工艺 数控加工及成本等进行设计和优化 以生产家用电器的企 业为代表 陆续引仅了相当数量的 CAD CAM 系统 实现了 CAD CAM 集成 并采用 了 CAE 技术对成型过程进行计算机模拟等 数控加工的使用率也越来越高 取得了一 定的经济效益 促进和推动了我国模具 CAD CAE CAM 技术的发展 近年来 我国自开发的有上海交大的冲裁模 CAD CAM 系统 北京北航海尔软件有 限公司的 CAXA 系列软件 吉林金网络模具工程研究中心的冲压 CAD CAE CAM 系统等 为进一步普及模具 CAD CAM 技术创造了良好条件 目前我国计算机辅助技术软件开发 尚处于较低水平 需要知识和经验的积累 3 模具标准件 模具标准件对缩短模具制造周期 提高质量 降低成本 能起很大作用 因此 螺口容器注射模设计 2 模具标准件越来越广泛地应得到采用 模具标准件主要有冷冲模架 塑料模架 推杆 和弹簧等 新型弹性元件如氮气弹簧亦已在推广应用中 4 模具材料与热处理 模具材料的质量 性能 品种和供货是否及时 对模具的质量和使用寿命以及经 济效益有着直接的重大影响 近年来 国内一些模具钢生产企业已相继建成和引进了 一些先进工艺设备 使国内模具钢品种规格不合理状况有所改善 模具钢质量有较大 程度的提高 但国产模具钢钢种不全 不成系列 多品种 精料化 制品化等方面尚 待解决 另外 还需要研究适应玻璃 陶瓷 耐火砖和地砖等成型模具用材料系列 模具热处理使关系能否充分保证模具钢性能的关键环节 国内大部分企业在模具 淬火时仍采用盐熔炉或电炉加热 由于模具热处理工艺执行不严 处理质量不高 而 且不稳定 直接影响模具使用寿命和质量 近年来 真空热处理炉开始广泛用于模具 制造 1 3 模具技术的发展趋势模具技术的发展趋势 1 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三维化 智能化和网络化发展 1 模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全 同时个功能模块采用同一 数据模型 以实现信息的综合管理与共享 从而支持模具设计 制造 装配 检验 测试及生产管理的全过程 达到实现最佳效益的目的 如英国 Deleam 公司的系列化软 件就包括了曲面 实体几何造型 复杂形体工程制图 工业设计高级渲染 塑料模设计 专家系统 逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等 集成化程度高的软件还包括 Pro E UG 和 CATIA 等 2 模具设计 分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求 模具设 计 分析 制造的三维化 无纸化要求新一代模具软件以立体的 直观的感觉来设计 模具 所采用的三维数字化模型能方便地用于产品的 CAE 分析 模具可制造性评价和 数控加工 成形过程模拟及信息的管理与共享 如 Pro E UG 和 CATIA 等软件具备参 数化 基于特征 全相关等特点 从而使模具并行工程成为可能 另外 Cimatran 公 司的 Moldexpert Deleam 公司的 Ps mold 及日立造船的 Space E mold 均是 3D 专业注射 模设计软件 可进行交互式 3D 型腔 型芯设计 模架配置及典型结构设计 澳大利亚 Moldflow 公司的三维真实感流动模拟软件 Moldflow Advisers 已经受到用户广泛的好评 和应用 面向制造 基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标 志之一 如 Cimatron 公司的注射模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面 生成与制品相对应的型芯和型腔 实现模架零件的全相关 自动产生材料明细表和供 NC 加工的钻孔表格 并能进行智能化加工参数设定 加工结果校验等 3 模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争 合作 生产和管理等方面的全球化 国际化 以及计算机 软硬技术的迅速发展 模具软件应用的网络化的发展趋势是使 CAD CAE CAM 技术跨地 区 跨企业 跨院所在整个行业中推广 实现技术资源的重新整合 使虚拟设计 敏 常州工学院毕业设计 3 捷制造技术成为可能 美国在其 21 世纪制造企业战略 中指出 到 2006 年要实现汽 车工业敏捷生产 虚拟工程方案 使汽车开发周期从 40 个月缩短到 4 个月 2 模具检测和加工设备向精密 高效和多功能方向发展 模具向着精密 复杂 大型的方向发展 对检测设备的要求越来越高 目前国内 厂家使用较多的有意大利 美国 日本等国的高精度三坐标测量机 并具有数字化扫 描功能 实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具制造全过程 成功实现 了逆向工程的开发和应用 1 数控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服器驱动的 AQ325L AQ550LIS WEDM 具有驱 动反应快 传动及定位精度高 热变形小等优点 瑞士夏米尔公司的 NCEDM 具有 P E3 自适应控制 PCE 能量控制及自动编程专家系统 另外有些 EDM 还采用混粉加工 工艺 微精加工脉冲电源及模糊控制 FC 等技术 2 高速铣削机床 HSM 铣削加工是型腔模具加工的重要手段 而高速铣削具有工件温升低 切削力小 加工平稳 加工质量好 加工效率高 为普通铣削加工的 5 10 倍 及可加工硬材料 37 7g 故能满足要求 2 锁模力与注射压力的校核 锁模力可按 F Pm nAz Aj 校核 式中 Pm 塑料注射压力 Pm 80 130Mpa 取 Pm 100Mpa Az 塑料在分型面上的投影面积 cm2 Aj 浇注系统在分型面上的投影面积 cm2 F 注射机额定锁模力 SZ 60 40 注射机额定锁模力为 400KN 投影面积计算 估算 Az 1 73 cm2 Aj 36 29 cm2 代入公式中得 Pm 100 1 73 36 29 370KN 由于 F 400KN 故满足 F 378KN 同样 SZ 60 40 的额定注射压力 150KN 100KN 也能满足 PMMA 塑料的注射压力要求 3 模具厚度 H 与注射机闭合高度校核 Hmin H270 160 所以能满足要求 4 注射机开模行程的校核 SK H1 H2 5 10 mm 式中 SK 注射机行程 SK 260mm H1 脱模距离 顶出距离 H1 90 H2 塑件高度 浇注系统高度 H2 90 则 H1 H2 10mm 90 90 10 190 mm 260mm 故能满足要求 螺口容器注射模设计 22 10 HIPS 高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯 的成型条件的成型条件 喷嘴的温度 130 150 加热料筒设定温度 料筒前部 170 180 料筒中部 170 200 料筒后部 150 160 模具温度 20 50 成型压力 Mpa 60 110 干燥温度 70 干燥时间 h 2 3 螺杆转速 48r min 常州工学院毕业设计 23 结结 论论 毕业设计是对大学三年所学知识与能力的综合应用和检测 是每一个合格的大学 生的必经工程 也是一个重要的实践性教学环节 本次毕业设计 不仅培养了我们正 确的设计思想 同时也让我们掌握了工程设计的一般程序和方法 以及锻炼了我们综 合运用知识的能力 在本次设计过程中 我们大量阅读了各种技术资料及手册 不仅 认真探讨了模具设计领域内的各种问题 而且对塑料零件的性能等问题进行了研究 因此 本次设计不仅加深了自己对专业所学知识的的理解和认识 而且也拓宽了自己 的知识面 此外 本次设计在绘图过程中 使用了 AUTOCAD PRO E 等二维和三 维绘图软件 这些都不同程度地使我们学到了更多的知识 进一步提高了我们绘图的 能力 在本次毕业设计中 张蓉老师给了我们耐心的指导 并在设计中及时给我们解答 疑难 让我在本次毕业设计中知识我能力得到了一个质的飞跃 这对我的将来都会产 生深远的影响 并且 在设计过程中还得到了其他老师和各组同学的热忱帮助 在此 表示感谢 由于本人知识有限 实际经验不足 因此设计中难免还存在或多或少的不足之处 敬请各位老师批评指正 本人将不胜感激 螺口容器注射模设计 24 致致 谢谢 本毕业设计说明书为塑料模注射模具设计说明书 是根据塑料模具设计手册上的 设计过程及相关工艺编写的 本说明书的内容包括 毕业设计任务书 毕业设计指导 书 毕业设计说明书 毕业设计体会 参考文献等 编写本说明书时 力求符合设计步骤 详细说明了塑料注射模具设计方法 以及 各种参数的具体计算方法 如塑件的成型工艺 塑料脱模机构的设计 冷却系统的设 计等 本毕业设计说明书在编写过程中 得到有指导老师和相关