调料盒注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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调料
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摘要本课题主要是针对调料盒的注射模具设计，该调料盒材料为 ABS，适用于生活用品，通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一副注塑模。该模具从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、冷却系统、顶出系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的设计，同时也简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设计的主要任务是调料盒注塑模具的设计，也就是设计一套模具来生产塑料产品，以实现自动化来提高产量。关键词：调料盒、推出系统、ABS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 .22.成型工艺分析 .32.1 塑件选材 .32.2 塑件的成型工艺参数确定 .33.模具结构设计 .43.1 分型面的选择 .43.2 型腔布局 .43.3 浇注系统的结构 .53.3.1 主流道的设计 .53.3.2 分流道的设计 .63.3.3 浇口的设计 .63.4 推出机构设计 .73.4.1 推出方式的选择 .73.4.2 推杆位置的选择 .73.5 模架类型的选择 .73.6 冷却系统设计 .73.7 排气系统设计 .83.8 开模顺序设计 .94.模具尺寸计算与注塑机选择 .104.1 型芯型腔结构尺寸计算 .104.2 模具结构尺寸计算 .114.3 初选注射机 .134.3.1 注塑量的计算 .134.3.2 锁模力的计算 .134.3.3 注塑机的选择 .134.4 其他尺寸计算 .144.4.1 浇注系统尺寸计算 .144.4.2 其他结构尺寸 .154.5 校核注塑机 .154.5.1 开模行程 .154.5.2 最大注射量的校核 .154.5.3 注射压力的校核 .164.5.4 锁模力的校核 .165. 模具装配图绘制 .17总结 .18致 谢 .19附录 .20参考文献 .21学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 0 页前言塑料模具是模具中的一个大类，在中国，其产值约占全部模具的 1/3。近年来，塑料模具的质量、技术和制造能力发展很快，有些已达到或接近国际水平。塑料模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）第 1 页1.塑件分析本塑件为家用常见的调料盒。材料 ABS。见图 1-1图 图 1-1 塑件 3D 图1.1 功能分析1.1.1 尺寸精度分析该塑件为调料盒，结构简单，生产批量大，塑件尺寸公差等级 MT7，尺寸精度不高，比较容易加工。1.1.2 表面质量分析该塑件为调料盒，其材料为 ABS，结构为一个长方形塑料盒子，中间有两个隔板，结构较为简单，易注塑成形。该塑件尺寸为 1005030，壁厚为 2mm，中间隔开的距离分别为 30,32,30。该塑件表面除要求没有熔接痕、气痕、飞边、毛刺等产生缺陷外，没有特别的表面质量要求，故表面质量公差等级为 Ra0.8。学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 2 页2.成型工艺分析2.1 塑件选材ABS 是由丙烯腈(A).丁二烯（B）.苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具有良好的综合力学性能。ABS 无毒、无味、不透明，色泽微黄，可燃烧。有良好的机械强度和极好的抗冲击强度，有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。要求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080。ABS 比热容低。塑化效率高，凝固也快，成形周期短，故适用于日常生活用品的加工。主要用途；ABS 广泛用于家用电子电气、工业设备及日常生活用品等领域，如计算机、电视机、净水加热器等的壳体；工业机械中的齿轮。泵叶轮、轴承。把手。仪器仪表盘等；玩具、包装容器。家具、安全帽、农用喷雾器等。2.2 塑件的成型工艺参数确定塑料品种 LDPE化学稳定性 良好密度 1.02-1.20g/cm3;收缩率 0.3-0.8；料筒温度 后段 150-170，中段 165-180，前段喷嘴温度 170-180；预热温度 80-90，预热时间 2-3h；喷嘴温度 170-180；模具温度 50-80；注射压力 60-100MPa;成型时间 注射时间 20-90S，保压时间 0-5S，冷却时间 20-120S；成型特点 ABS 易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成型加工前应进行干燥处理，在正常的成型条件下，壁厚。熔料温度对收缩率影响极小。有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）第 3 页3.模具结构设计3.1 分型面的选择分型面选择的（1）分型面应选在最大截面处（2）分型面的选择应有利于塑件脱模（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求（5）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求（5）分型面的选择要便于模具的加工制造（6）分型面的选择应有利于排气综上：以塑件的结构形状分析，分型面应放在最大截面处。见图 3-1图 3-1 分型面的选择3.2 型腔布局该塑件精度要求一般，尺寸不算大，我采用一模多腔的形式。考虑到模具制造成本和生产效率，初步采用一模两腔的模具形式。见图 3-2学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 4 页图 3-2 型腔布局图3.3 浇注系统的结构普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。3.3.1 主流道的设计主流道垂直于分型面，通常设计在模具的中间，为了主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其角度为 510。见图 3-3图 3-3 主流道衬套图苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）第 5 页3.3.2 分流道的设计由于该塑件尺寸较小，精度不高，因此分流道采用平衡式排布，有利于熔料平衡流动，保证各型腔产品的尺寸稳定性，常用的分流道的截面形状有圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形等几种形式。考虑塑件的形状长度较长，为使塑料快速填充，便于塑件凝固冷却均匀。因此，该分流道设计为圆形截面。3.3.3 浇口的设计浇口形式主要有直接浇口、侧浇口、点浇口，潜伏式浇口等。由于该塑件外观质量要求不高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。综合考虑使用点浇口。它是一种尺寸很小截面为圆形的直接浇口的特殊形式。点浇口是最典型的小断面浇口，其优点是对浇口位置限制小，可以比较自由的选择进料补给。塑件内的残余应力小，特别是浇口附近，冻结快可缩短成型周期。多型腔模具中，容易实行各型腔均衡进料。浇口位置在塑件的中心位置。见图 3-4图 3-4 浇口布局图学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 6 页3.4 推出机构设计3.4.1 推出方式的选择根据实际情况与材料的选用和注射的压力，塑件的形状特点，不需要很大的推力，所以采用推杆推出。推杆推出设置方便，结构简单，适应性强，应用最为广泛。3.4.2 推杆位置的选择推杆的位置应选择在脱模阻力最大的地方。塑件各处的推模阻力相等时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。推杆位置见图 3-5图 3-5 推杆分布3.5 模架类型的选择根据整体嵌入式的型芯型腔布局以及相互的位置尺寸，塑件的进浇方式为点浇口进浇，又考虑到导柱、导套的布置等，同时参考模架选择的原则，在根据成型零件尺寸结合标准模架可确定选用简化细水口 FCI 型3.6 冷却系统设计为尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡，满足塑料成型要求，缩短成型周期。再根据塑料 ABS 的特性，流动性好，故不需要采用加热系统所以只采用冷却系统。苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文） 7第 7 页温度调节系统的冷却形式有普通冷却、内模转模胚冷却 、隔水片冷却、喷泉式冷却、平面环形冷却、立体环形冷却、螺旋式冷却等。因塑件的结构较为简单，模具结构也不复杂，所以采用普通冷却的方式。普通冷却是最常见的冷却方式，分为平行冷却和连续冷却。因考虑成型面积比较平坦所以选用平行式冷却回路。 见图 3-6图 3-6 冷却系统3.7 排气系统设计塑料熔体在填充模具型腔过程中，必须有序地排出型腔内的空气以及塑料受热产生的气体，这些气体必须及时排处，否则会由于充填不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点甚至因气体受压而产生高温，使塑料焦化。该模具是小型模具，完全可以通过分型面与型芯的间隙排气，并利用镶块、顶针与型芯之间的配合间隙进行排气。故不需另设排气系统。学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 8 页3.8 开模顺序设计在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过注射机喷嘴经过模具浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模，开模时，动模开始向后运动，水口板与 B 板为第一分型面打开，小拉杆拉住冷料穴，冷却系统被拉开，塑件包紧型芯，跟着动模一起向后运动，动模继续向后运动，开闭器被迫打开，A 板与 B 板之间为第二分型面打开，行驶到一定距离时，塞打螺丝小拉杆会拉住 A 板，限制 A 板的运动距离。动模继续向后运动，当注射机顶杆碰到推件板固定板，动模继续后退，相对于推件板固定板向前推出推杆推出塑件。和浇注系统凝料，至此完成一次注射过程。合模时，在导柱、导套的导向和定位作用下，注射机的合模系统带动动模部分向前运动，当 B 板碰到 A 板上的开闭器时，A 板跟着 B 板一起往前运动，当 B 板与水口板合在一起时，动模继续往前运动，当 A 板挤进开闭器时， A 板与 B 板重合，合模结束。图 3-7 开闭器 限位杆注：详细零件见附页苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）第 9 页94.模具尺寸计算与注塑机选择4.1 型芯型腔结构尺寸计算图 4-1 型腔图型腔径向尺寸及深度尺寸计算：LM=(LS+LSSCP-3/4)+ 0 HM=(HS+HSSCP-2/3)+ 0 注：详细尺寸见附页 学生姓名：李银银 论文题目：调料盒注塑模具设计第 10 页图 4-2 型芯图型芯径向尺寸及深度尺寸计算：LM=(LS+LSSCP+3/4)0 - HM=(HS+HSSCP+2/3)0 - 注：详细尺寸见附页 4.2 模具结构尺寸计算产品投影面积 S=5000苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）第 11 页11表 4-1 普通塑件模具模架与镶件大小的选择图 4-3 型芯型腔尺寸所以 A=45 B=25 C=50 H=40 D=25 E=20型腔长度 L=2（DD）l=130mm型腔宽度 I=2（DD）i=80mm第 12 页型腔高度 H=XE=50mm根据表 4-1 与图 4-3 结合，计算出的模板周界尺寸与标准尺寸模板的尺寸相符，一般向较大的尺寸选。另外，在壁厚的位置上应有足够的位置安装其他的零部件。标准尺寸的选取定模座板 30030042水口板 25030025定模板 25030080动模板 25030080模脚 3009048动模座板 300300254.3 初选注射机4.3.1 注塑量的计算塑件单体体积约为 V=150cm，两个约为 300cmABS 的密度为 =1.01g/cm，即注射量为 m=V=1.01g/cm300cm=303g式中， 参考相关资料取 1.01g/cm4.3.2 锁模力的计算计算锁模力有两个重要的因素1）投影面积2）模腔压力S=5000mm 两个约为 10000mm，ABS 平均压力不超过 100MPa，故锁模力Fm=10000mm60MPa=600KN4.3.3 注塑机的选择该产品材料为 ABS，根据材料 ABS 注射成形的工艺参数，注射机类型 螺杆式，注射压力为 70-90；锁模力为 600KN 根据注射机的主要技术参数，初步选定注射机 SZY-300第 13 页表 4-3 注射机的相关参数4.4 其他尺寸 计算4.4.1 浇注系统尺寸计算注射方式 螺杆式最大注射量 320cm螺杆直径 60mm注射压力 125Mpa注射行程 170mm锁模力 1400KN最大开（合）模行程 340mm模具最大厚度 355mm模具最小厚度 130mm喷嘴圆弧球半径 12mm喷嘴孔直径 4mm第 14 页图 4-4 浇注系统尺寸第 15 页4.4.2 其他结构尺寸推杆的尺寸图 4-5 推杆尺寸导柱导套尺寸图 4-6 导柱导套4.5 校核注塑机4.5.1 开模行程注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离。则校核合格条件为：Smax=S0-HmH 1+H2+(5-10)mm式中：S 0-最大开模行程Hm-模具闭合厚度H1-塑件的推出距离H2 -塑件的总高度代入上式得：355mm130mm综上计算所得，所选注射机符合要求。第 16 页4.5.2 最大注射量的校核为了保证注塑成型，塑料制品和凝料的体积不应超过注射机最大注塑量的 80。当塑料注塑成型机最大注塑量以最大注塑容积标定时，按下式校核：KV0V=nV 1+V 浇式中：V 0-塑料注塑成型机最大容积，cmV-塑件的体积（包括塑料制品、浇道凝料和飞边），cmV1-一个塑件的体积， n-型腔 cmK-塑料注塑成型机最大注射量的利用系数。取 K=0.8代入上式得：300cm240cm 4.5.3 注射压力的校核注塑加工时所需注塑压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸，注塑机类型、喷嘴及模道的阻力等因素有关。该塑件材料为 ABS，其注塑压力为 70-90Mpa,所选注射机最大注塑压力为 125Mpa符合要求。4.5.4 锁模力的校核锁模力又称合模力，是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。即FKPA/1000式中 F -注射机的分称锁模力，NP -模内平均压力（型腔内的熔体平均压力）A -塑件、流道、浇口在分型面上的投影面积之和K 为系数取 1.1-1.2经过计算，符合要求。第 17 页5.模具装配图绘制见图 5-1图 5-1 装配图此模具采用的是一模两穴的模具结构,浇口采用的是点浇口,有水口板,无垫板,无推件板的细水口模架。塑件表面要求不高,所以分型面选择最大截面处塑件的上表面。由于塑件需要的推力不是很大,即采用推杆推出,复位杆复位的方式。在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过注射机喷嘴经过模具浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模，开模时，动模开始向后运动，水口板与 B 板为第一分型面打开，小拉杆拉住冷料穴，冷却系统被拉开，塑件包紧型芯，跟着动模一起向后运动，动模继续向后运动，开闭器被迫打开，A 板与 B 板之间为第二分型面打开，行驶到一定距离时，塞打螺丝小拉杆会拉住 A 板，限制 A 板的运动距离。动第 18 页模继续向后运动，当注射机顶杆碰到推件板固定板，动模继续后退，相对于推件板固定板向前推出推杆推出塑件。和浇注系统凝料，至此完成一次注射过程。总结大学三年的学校生活马上就要结束了，紧接着就要步入社会。作为模具专业的学生，毕业设计是我们一个重要的历程。通过这次的毕业设计，让我对模具的设计又有了深的理解，对模具的结构，模具设计所需要的步骤都有了深刻的了解。通过一个月的努力，毕业设计终于完成了，瞬间感觉到轻松，也有了一种成就感。这一月的辛勤终于有所收获。在设计过程中，老师和同学也给了我很多的帮
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