饮料杯注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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饮料
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包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396摘要本课题主要主要是针对饮料杯的模具设计。塑料成型是塑料加工中最普遍的方法，作为塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具，在质量、精度、制造周期，以及注射过程中的生产效率等方面影响着产品的质量、产量、成本。产品的更新换代对模具设计水平有了更高的要求。本设计以饮料杯的注塑模具设计为主要内容，材料选用 ABS，详细介绍了注射模的设计的一般流程，注塑模具的设计一般包括：注塑机的选用，浇注系统的设计，成型零件的设计，抽芯机构的设计，冷却系统的设计及注塑机参数的校核。关键词：ABS 饮料杯 产品工艺分析包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396I目录前言 .11.塑件分析 .21.1 功能分析 .21.1.1 尺寸精度分析 .21.1.2 表面质量分析 .32.成型分析 .42.1 成型工艺参数 .42.2 确定成型方法 .53.模具结构设计 .63.1 型腔布置 .63.2 分型面选择 .63.3 浇注系统的选择 .73.4 确定推出方式 .83.5 模架类型的选择 .83.5.1 模具系统结构分析 .93.6 冷却系统设计 .93.7 模具工作原理 .94.模具尺寸计算与注塑机选择 .104.1 型芯型腔结构形式 .104.2 型芯型腔尺寸计算 .114.3 模具结构及尺寸计算 .124.3.1 模具结构形式 .124.3.2 尺寸计算 .134.4 成型设备选择 .15包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396II总结 .16致 谢 .17参考文献 .18包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396III包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396IV1前言随着社会的经济技术不断地向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关，对塑料制品的要求就是对模具的要求。而我作为一名模具设计与制造专业的学生，本身的学习和研究方向就是模具设计及其制造，这个 PA66 注塑模具的设计不仅仅能够把我大学所学的知识用到实处，也对我们进入岗位研究创新有非常巨大的意义。注塑成型制品在整个塑件制品所占的数量最多，模具结构也多样、复杂，根据老师给我们的指导以及对塑料形状和材料特性的分析，我们顺利的进入了完成注射机的选择、分型面的选择、浇口的选择、型芯的设计、型腔的设计、模架的选择、冷却系统的设计等一系列工作。21.塑件分析图 1-1 饮料杯图产品名称：饮料杯产品材料:ABS产品数量:较大批量生产塑件尺寸:如图 1 所示塑件重量:15 克塑件颜色: 黑白拼色1.1 功能分析1.1.1 尺寸精度分析此塑件为一个小饮料杯，塑件结构相对简单，需较大批量生产。塑件的尺寸精度为MT7，尺寸精度要求不高，相对比较容易成型。1.1.2 表面质量分析该塑件为饮料杯，使用的材料为 ABS，塑件壁厚为 1mm,顶部直径为 40mm，底部直径为 30mm，最打高度为 50mm,内壁深度为 49mm，塑件要求外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹，因此表面质量公差等级为 Ra3.2,塑件允许最大脱模斜度为 0.5 度。32.成型分析2.1 成型工艺参数查手册得到 ABS 塑料的成型工艺参数：适用注射机类型：螺杆式密度 1.011.07g/cm3；收缩率 0.30.8%；预热温度 8085，预热时间 23h；料筒温度 前段 180200 中段 165180 后段 150170；喷嘴温度 170180；模具温度 5080；注射压力 60100MPa；成型时间： 注射时间 2090s，保压时间 05s，冷却时间 20120s 。材料 ABS 的使用性能综合性能较好，冲击韧度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。材料 ABS 的加工特性无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。吸湿性强，含水量应小于 0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等，溢边料 0.04mm 左右（流动性比 PS（聚苯乙烯），AS（苯乙烯-丙烯睛共聚体）差，但比 PC（聚碳酸酯）、PE（聚氯乙烯）好）4比 PS（聚苯乙烯）加工困难，宜取高温料、模温（对耐热、高抗冲击和抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解，(分解温度为 250 左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高塑件，模温宜取 50 60，要求光泽及耐热型料宜取 6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180230,注射压力为 100140MPa,螺杆式注塑机则取 160220，70100MPa 为宜。模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，（但在热水中加热可消失）。脱模斜度宜取 2 以上。2.2 确定成型方法拟采用一模两穴，为保证塑件表面质量，使用点浇口成型，塑件采用注射成型法生产。53.模具结构设计3.1 型腔布置塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具，因此采用一模二腔，平衡布置，这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。其布置如图 3-1 所示。图 3-1 型腔布置图3.2 分型面选择图 3-2 分型面图如图所示,通过以上两图比较，后者有利于型腔的加工，取件方便，对塑件成型影响较小，因此选用后者分型面。63.3 浇注系统的选择塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图 3 所示。点浇口直径为0.8mm,点浇口长度1mm,头部球 R1.52mm.分流道采用半圆截面流道，其半径 R 为 33.5mm。主流道为圆锥形，锥角 a 为 6，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径68mm.图 3-3 浇注系统图3.4 确定推出方式由于塑件形状为圆形且质量相对较小，使用推件板推出推出力均匀，而使用推杆推出结构简单、便于更换，推出可靠，因此选择推杆推出。由于是一模两穴，采用两根推杆，为保证推杆强度，选用阶梯式推杆（如图 3-4），推杆截面为圆形，又因为塑件截面是圆形，所以推出点选在圆心，使推杆截面圆心与塑件截面圆心重合，这样塑件被推出时受力较均匀，不易变形。7图 3-4 推出方式3.5 模架类型的选择塑料注射模架一般可分为两大系列1）两板式模具（单分型面） 。不适用于带有前模滑块的模具和点浇口的模具，除了这两种结构外，其他所有结构和进胶方式都可使用。2）三板式模具（双分型面） 。分为细水口、简化细水口和假三板式三种形式。细水口模架通常用在塑料产品批量较大、对模具要求较高的模具上。简化型细水口模架通常用在 500mm 以下的中小型模具上。根据型芯型腔布局及各个机构位置布置要求，选用 FCI 型细水口模架。本模具采用一模两穴点浇口,无推板，无推件板，有水口板,细水口模架. 型芯采用组合式,型腔采用嵌入式.在 A 板、B 板之间间隙排气，有弹簧、拉料杆。3.6 冷却系统设计模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的两条10mm 的冷却水道完成。型芯的冷却如图 8 所示，在型芯内部开有12mm 的冷却水孔，中间用隔水板 2 隔开，冷却水由支撑板上的10mm 冷却水路孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支撑板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支撑板上的8冷却水孔流出模具。3.7 模具工作原理开模：动模后退，在开闭器作用下，A 板随动模板一起后退，A 板和水口板分开，浇口被拉断，动模继续后退，限位拉杆勾住 A 板，在限位拉板作用下，水口板朝动模运动方向运动，带动浇注系统运动，浇口从拉料杆和浇注系统中脱落，水口板在限位螺钉作用下停止运动，当推出机构撞上面板，停止运动，相当于推出机构将塑件推出，开模结束。合模：动模前进迫使推出机构复位，碰上 A 板，B 板撞上 A 板，合模结束。94.模具尺寸计算与注塑机选择4.1 型芯型腔结构形式图 4-1 型芯型腔结构图4.2 型芯型腔尺寸计算(1)型腔径向尺寸1）设塑料平均收缩率为 Sen，塑件外形基本尺寸为 Ls，其公差值为 2）尺寸为 Ls-/2 ;型腔基本尺寸为 Lm，其制造公差为 Sz，则型腔平均尺寸为 Lm+Sz/2. 考虑平均收缩率及型腔磨损为最大值的一半(即 Se/2) 整理并忽略二阶无穷小量/2Sen 腔基本尺寸为 Sz 和 Sen 是影响塑件尺寸的主要因素，应根据塑件公差来确定，成型零件制造公差Sz 一般取(1/3-1/6) ;磨损量一般取小于 Se，故式(6-4)中取 Se。标注制造公差后，得 Lm=Lx+ScD-X式中 x修正系数。对中、小型塑件,Sz = /3 ,Se= /6。10大尺寸和精度较低的塑件，Sz /3 ，Se /6 ，式(6 -6)中前面的系数 x将减小，该系数值在 1/23/4 间变化。(2)型芯径向尺寸1）设塑件内型尺寸为 ls，其公差值为，则其平均尺寸为 ls+/2;型芯基本尺寸为 lm，制造公差为 Sz，其平均尺寸为 lmSz/2。同上面推导型腔径向尺寸类似。2)型腔深度与型芯高度尺寸按上述公差带标注原则，塑件高度尺寸为 H0 x-,型腔深度尺寸为 H+Szm 0。 。型腔底面和型芯端面均与塑件脱模方向垂直，磨损很小，因此，计算时磨损量 Se 不予考虑，则有Hm=Hx+HxScd-(/2+x/2)标注公差后，得对中、小型塑件，Sz=1/3,故得同理可得型芯高度尺寸为对中、小型塑件，Sz=1/3,则为详细尺寸可由以上公式算出，具体数值参照附录114.3 模具结构及尺寸计算4.3.1 模具结构形式图 4-3-1 模具结构图1-面板；2-水口板；3-导柱；4-导套；5-动模板；6-小拉杆；7-开闭器8-底针板；9-面针板；10-浇口套；11-水口板；12-型腔；13-型芯14-推杆；15-模脚；16-底板124.3.2 尺寸计算图 4-1 模架图A:镶件侧边到模板侧边的距离；B:定模镶件底部到定模板底面的距离；C:动模镶件底部到动模板底面的距离；D:产品到镶件侧边的距离；E:产品最高点到镶件底部的距离；H:动模支承板的厚度;具体尺寸由以上数据得13普通塑件模具模架与镶件大小的选择，可参考下表表 4-1 14由以上可得出模具外形尺寸为：长 300mm,宽 250mm,高 345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，具体尺寸如下图 4-2 模具外形图 4.4 成型设备选择选用 G54-S200/400 型卧式注射机，有关参数为：额定注射量 200/400cm3；注射压力 109MPa；锁模力 2540KN；最大注射面积 645cm2；模具厚度 165406mm；最大开合模行程 260m；喷嘴圆弧半径 18mm；喷嘴孔直径 4mm；15总结通过对饮料杯成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用 CAD 软就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具 CAD 技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。16致 谢大学三年的学习生活即将结束，毕业设计作为其中的最后一个环节，也是对以往所学的知识的综合运用和检验，经过大学三年的课程学习和实习，在老师们的引领下，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业的基础知识，对模具设计、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，而我对模具的认识也是如此，经过一段时间的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯上划上一个圆满的句号，为将来奠定鉴定的基础。在此，对关心指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢！17参考文献1林 清 安 Pro/Engineer 中 文 野 火 版 2.0 教 程 塑 料 模 具 设 计 清 华 大 学 出 版 社 20112叶 久 新 、 王 群 塑 料 制 品 成 型 及 模 具 设 计 湖 南 科 学 技 术 出 版 社 20123褚 建 忠 甘 辉 塑
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