水杯盖注射模设计【含全套CAD图纸+毕业论文】【优秀资料】

买文档就送全套 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论文 图书分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 水杯盖 注射模设计 of 生姓名 龚红霞 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 张万利 2008 年 6 月 1 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或 参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝， 允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 要 本论文主要是针对带螺纹的饮水杯杯盖的模具设计 ,通过对塑件进行工艺分析，最终设计出一副注射模。该论文从产品 结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、冷却系统、脱模机构、分型面的选择、导向机构做了详细的分析。根据题目设计的主要任务是水杯盖注射模具的设计，也就是设计一副注射模具来生产水杯盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对杯盖的实际情况，杯盖作为包装容器大批量生产，宜采用一模多腔，其优点在于大大降低了杯盖的生成成本。通过模具设计表明该模具能达到水杯盖的质量和加工工艺要求。 关键词 塑料注射模具；螺纹杯盖；螺纹型芯 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) at a of of of s to of is we to a to to at of it as in of we of 州工程学院毕业设计 (论文 ) I 目 录 1 绪论 . 1 料及塑料工业的发展状况 . 3 料模具 的类型 . 4 料模具中新技术的应用 . 5 国塑料模具工业和今后的发展方向 . 6 2 塑件的工艺性分析及注射机的初步选定 . 7 件的功能设计 . 7 件材料的选择 . 7 料的化学物理特性 . 9 品的注射工艺条件参数 . 9 件的结构设计 . 9 件的结构 . 10 模斜度 . 11 纹设计 . 11 件的尺寸精度和表面质量 . 11 件的尺 寸精度 . 11 件的表面质量 . 12 件的尺寸 . 12 3 分型面的选择及型腔数目的确定 . 14 型面的选择原则 . 14 型面的确定 . 15 腔数目的确定 . 15 腔的布局 . 15 4 成型零件尺寸的确定 . 17 模工作尺寸的计算 . 17 模工作尺寸的计算 . 17 纹型芯工作尺寸的计算 . 18 腔壁厚和底板厚度计算 . 19 5 浇注系统设计 . 21 注系统设计的基本原则 . 21 注系统设各部件设计 . 21 流道的设计 . 21 流道衬套（浇口套）的设计 . 22 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 分流道的设计 . 23 口的设计 . 23 料穴的设计 . 24 气系统的设计 . 25 6 合模导向机构的设计 . 26 7 脱模机构的设计 . 27 模机构的分类及选用 . 27 模机构的设计原则 . 27 模力的计算 . 28 具传动系统的设计 . 28 及齿轮参数的确定 . 28 机转速及轴承的选择 . 29 8 注射机的校核 . 30 大注射量的校核 . 30 射压力的校核 . 30 模力的校核 . 30 模行程的校核 . 30 9 模温冷却系统的设计 . 32 度调节对塑件 质量的影响 . 32 却系统的设计原则 . 32 却系统的结构形式 . 33 却系统的计算 . 33 却时间的确定 . 33 具热量的计算 . 33 10 模架的选择 . 37 具的校核 . 37 具外形尺寸的校核 . 37 具厚度的校核 . 37 具安装尺寸的校核 . 37 具运动过程 . 38 结论 . 39 致谢 . 40 参考文献 . 41 附录 . 错误 !未定义书签。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 1 绪论 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 料及塑料工业的发展状况 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。 塑料制件在工业中应用 日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都 3之间，相当于钢材密度的 以有以 “ 塑代钢 ” 的优点。塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。 塑料工业的发展阶段大致 分为一下及个阶段： 0 年代以前 ，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料， 他 们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。 0 年代，低密度聚乙烯 、 聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。 50年代中期到 60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。 4. 稳定增长阶段 70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和 发泡等方法来改进塑料性能，提高产 品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。 我国塑料工业经过 50 余年的发展，塑料制品的总产量已跃居世界第二，塑料用原、辅材料的生产、塑料加工装备与技术的整体水平、塑料制品的研制开发及应用的深度和广度，也都步入世界先进大国行列。 建国前夕，我国只有上海、广州、武汉、重庆等一些大城市有作坊式的塑料制品加工厂，生产酚醛和赛璐珞等塑料制品， 1949 年全国总产量仅为 200 余吨。 1958 年新中国第一套聚氯乙烯树脂生产装置在锦西化工厂建成 ，标志着我国塑料工业步入快速发展时期。1988年国内塑料制品产量为 354 2万吨， 1996 年达 1534万吨， 2000年 已接近 2000万吨，在世界各国塑料制品产量排名中稳居第二位。 近几年来，我国塑料制品总产量始终保持在 1500万吨以上，按 1997 年价格计算，其总产值为 1488亿元，工业销售产值为 1405亿元。 1997年国内塑料制品加工企业（乡镇及乡镇以上独立核算企业）为 19427 个，其中薄膜制造企业 2108 个，板、管、棒等制品企业 2349个，丝、绳及编织制品企业 2108个，泡沫塑料及人造革、合成革制品制造企 业 1750个，包装箱及容器制品制造企业 1346个，日用塑料制品制造企业 1570 个。 此外还有为数众多的私营和个体企业。全国上述企业的总加工能力已经超过 2000 万徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 吨。这说明无论从塑料制品总量上看，还是从行业规模上看，中国都已步入世界塑料制品生产大国的行列。 料模具的类型 塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类：熔体成型是把塑料回热至熔点以上，使之处于熔融态进行成型加工的方式，属于此种成型方法的模塑工艺主要有注射成型、压塑（缩）成型、挤出成型等；固相成型是指塑料在熔融温度以下保持固态 下的一类成型方法，如一些塑料包装容器生产的真空成型，压缩空气成型和吹塑成型等。此外还有液态成型方式，如铸塑成型、搪塑和蘸浸成型法等。 按照上述成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。 1. 塑料注射（塑）模具 ：它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下，经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入 模具型腔，塑料冷却硬化成型，脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块，常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢，高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产，用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的机械，电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。 2. 塑料压塑模具：包括压缩成型和压注成型两种结构 模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法根据塑料特性，将模具加热至成型温度（一般在 103 108 ），然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热，高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是没有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加料室内完成预热呈粘流态，在压力作用下调整挤入模具型腔，硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷压成型），光学 性能很高的树脂镜片，轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。 3. 塑料挤出模具 ： 是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具，又叫挤出成型机头，广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融，塑化，通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要 有碳素结构钢、合金工具等，有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 耐磨材料。挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产，其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。 4. 塑料吹塑模具：是用来成型塑料容器类中空制品（如饮料瓶、日化用品等各种包装容器）的一种模具，吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型（俗称 “ 注拉吹 ” ），多层吹塑中空成型，片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机， 吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单，所用材料多以碳素多则制造。 5. 塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具，其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片，在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品，主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低，所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造，结构较为简单。 6. 高发泡聚苯乙烯成型模具：是应用可发性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状 料）原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽成型，包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型，主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等。 料模具中新技术的应用 在注塑产品的开发过程中，模具的设计和制造决定了塑料件的最终质量和成本。高质量模具的设计和制造提供了一条途径 。 以参数化设 计的观念闻名于世，为传统机械设计与制造带来了巨大的便利。 供的参数化设计具有 3D 实体造型、单一资料库以及以特征为设计单位等特点，因此通过使用它设计者可以随时计算出产品的体积、面积、质心、重量和惯性矩等数据，并且不论在 3相关的 2D 或 3D 实体模型及装配、制造等也自动修改。由于 设计中导入了制造的概念，设计人员可随时对特征作合理、不违反几何的顺序调整、插入、删除和重新定义等修正操作。 将并行工程技术引入 模具设计中 ，可以由传统的模具设计与制造工艺路线（即模具结构设计 模具型腔、型芯二维设计 工艺准备 模具型腔、型芯三维造型 数控加工指令编程 数控加工），改变为由不同的工程师同时进行设计、工艺准备的并行路线，不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计、数控编程时间 达 40%以 上。设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑模具的成型工艺和影响模具寿命的因素，并进行校对、检查，预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后，设计、制造及徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 辅助分析部门的多位工程师可同时进行模具结构设计、工程图设计、模具性能辅助分析及数控机床加工 指令的编程等工作，而且每一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短了设计、数控编程的时间。 国塑料模具工业和今后的发展方向 1. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2. 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步 普及创造良好的条件；基于网络的 体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 料制件及模具的 3D 设计与成型过程的3 3. 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生 产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 4. 开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模 具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 6. 应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7. 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 究 和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 2 塑件的工艺性分析及注射机的初步选定 件的功能设计 功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能 ,并达到一定的技术指标 。 该塑件是日用品 ,承受外力的几率不大 ,如冲击载荷 ,振动 ,摩擦等情况比较少 ； 塑件的工作温度是 热水的温度 ,这使得在材料选择时对热变形温度 ,脆化温度 ,分解温度 有一定的要求； 作为一种日用品 ,生产批量应该是大批大量生产 ,这样 ,就必须考虑生产成本和模具寿命 ,在材料的选择时要综合各种因素 ； 此外 ,塑料都会老化 ,还要考虑到材料的光氧化等 问题 。 件材料的选择 通常 ,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求 ,以及原材料厂家提供的材料性能数据 。 对于常温工作状态下的结构件来说 ,要考虑的主要是材料的力学性能 ,如屈服应力 ,弹性模量 ,弯曲强度 ,表面硬度等 。 模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是 两 种材料的性能和成型特性比较 ： 表 2表 2论文 ) 8 续表 2 2表 2徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 表 2 5 从上述资料显示，我们可以看出 以我选择 料的化学物理特性 是一种半晶体 程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高 常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入 合成橡胶，如 此流动性很好（但不如 这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。 收缩率在 1%2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到 1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。 对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。 品的注射工艺条件参数 干燥处理：如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在 85 的热空气中干燥处理。如果湿 度大于 还需要进行 105 ，12小时的真空干燥。 熔化温度： 260 290 。对玻璃添加剂的产品为 275 280 。熔化温度应避免高于 300。 模具温度： 60 。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于 40 的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。 注射压力： 100 注射时间： . 注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。 保压力： 50 保压时间： 20s. 冷却时间： 20s. 成型周期： 50s. 流道和浇口 : 由于 凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。t（这里 如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是 件的结构设计 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 塑件结构设计必须满足使用要求，并 有好的结构工艺性 塑件在满足使用要求的前提下，其结构应尽可能符合成形工艺要求，从而简化模具结构，降低生产成本。 在塑料生产过程中 ,一方面成型会对塑件的结构 ,形状 ,尺寸精度等诸方面提出要求 ,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度 ,保证生产出价廉物美的产品 ； 另一方面 ,者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析 ,弄清塑件生产的难点 ,为模具设计和制造提供依据 。 件的结构 图 2 1 塑件的二维图 图 2 2 塑件的三维实体图 上图 2 1， 2 2显示，杯盖主体呈梅花状，均布有 12个防滑槽，最大外径为 64 表 2 4 选出），总高 20内有螺牙为半圆形的螺纹，高 4杯子内径严密配合防止漏水。以下是塑件的各项数据： 体积 = 4 立方毫米 曲面面积 = 4 平方毫米 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 11 密度 = 立方厘米 质量 = 15克 表 2塑性塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值 模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩 ,使其紧箍在凸模或型芯上 ,为了便于脱模 ,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受 损 ,与脱模方向平行的塑件内 ,外表面都应具有合理的斜度 。脱模斜度的大小主要取决于塑件的收缩率 ,塑件的形状、壁厚及塑件的部位等因素。查表可知 表面为 25 40，外表面为 20 40。 脱模斜度的选择原则 : 1. 当塑件有特殊要求或精度要求较高时，应选取小的脱模斜度。 2. 高度不大的塑件也可以不要脱模斜度。 3. 收缩率大的塑件应取大的脱模斜度。 4. 塑件形状复杂、不易脱模的，应取大的脱模斜度。 5. 塑件上的凸起或加强筋单边应有 40 50的斜度。 6. 侧壁带皮革花纹的应有 40 60。 而该塑件不高且外壁精度要求高， 所以脱模斜度应选小斜度。 流动性很好，又加了 10%玻璃纤维有利于脱模，所以综上所述，塑件不设脱模斜度，这样有利于尺寸精度的保证。 纹设计 螺纹成形方法有模具直接成形、机械加工成形。 塑料螺纹的设计原则：直径不宜太小，外径不小于 4径不小于 2件螺纹与金属螺纹配合长度不超过螺纹直径的 2 倍；螺纹最外圈和最里圈留有台阶，防止螺纹崩裂变形。 该塑件的内径为 60以我们这设计成普通三角螺纹 60 4M 。 塑件上其它的特征还有如 孔， 加强肋 ，嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征都有其设计原则和特殊功能，因为该塑件没有涉及，所以就不一一介绍 。 件的尺寸精度和表面质量 件的尺寸精度 尺寸精度指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的