洗面奶顶盖的塑料模具设计（全套含CAD图纸和三维模型）
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洗面奶
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包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘 要模具是由各种不同零件构成后用来生产成型制品的工具，因此，模具被称为“工业之母”。塑料模是用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分为注塑模、压缩模、传递模几类。本次毕业设计的题目是：洗面奶顶盖的塑料模具设计。设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及精度要求来进行其塑料模的结构设计。本文通过一些公式计算和UG、CAD等相关软件的运用，计算出此模具应采用一模两腔，顶杆脱模等设计来符合注塑模的最终结构形式。关键词：塑料模；洗面奶顶盖；一模两腔；注塑模目 录前 言11 零件分析21.1 塑件分析21.2 零件结构分析21.2.1 开模方向21.2.2 收缩率31.2.3 零件壁厚31.2.4 脱模斜度32 模具的结构形式选择42.1 选择分型面42.2 型芯型腔的结构设计42.3 模架的选择53注塑设备的选择63.1 零件体积和质量的计算63.2 选择注射机64 脱模系统设计74.1 设计思路74.2 顶出系统设计75 浇注系统的设计95.1 浇口位置的选择95.2 浇口流道设计96 成型零件的结构设计116.1 型腔件的结构设计116.2 型芯的结构设计116.3 动定模的尺寸确定116.3.1 动模板尺寸116.3.2 定模板尺寸126.3.3 其他板块的尺寸127 冷却系统的设计14总 结15致 谢16参考文献17前 言模具，工业生产中用以注塑、压铸、挤出或冶炼、锻压、冲压成型等方式获得需要的产品的各种模子和工具。简单来说，模具是使物品得以成型的工具。近几年来，随着我国国民经济水平的快速发展，制造加工业呈现出不断扩大的趋势，而模具作为工业之母在制造加工业中占了大半比例。从刷牙用到的牙刷到冰箱的塑料外壳，全都是由模具制成的。因此，模具的迅速发展几乎成为一种必然的趋势。模具主要分为金属模具与非金属模具，其中金属模具又包括铸造模具和锻造模具；非金属模具则由塑料模具与无机非金属模具组成。而根据模具本身不同的材料结构，又可以分出不同的材料模具，随着高分子塑料的迅速发展，塑料模具开始一步步走进了人们的生活中。根据塑料制品成型加工方法的不同，通常可将塑料模分为6大类型：注塑模、压铸模、传递模、挤出模、中空吹塑模、热成型模具。塑料模具的结构种类基本是一致的，主要由浇注系统、成型系统、冷却系统、排气系统和顶出系统组成。其中浇注系统和成型系统是塑模中最复杂，变化最大，加工精度要求最高的部分，因为其与塑料部分直接接触,并随塑料和制品的变化而变化。我们这次所采用的注塑模，是用于塑料制件注塑成型的模具。注塑模主要用于热塑性塑料制品成形近年来也越来越多地用于热固性塑料制品成型。这是一类用途宽，占有比重大。技术较为成熟的塑料模具。因材料或塑件结构或成形过程不同，有热固性塑料注塑模、结构泡沫注塑模和反应成形注射模以及气辅注塑模等。我这次选择的设计项目为洗面奶的顶盖，这在我们的生活中属于那种随处可见的小物件，可能很容易被忽略，但对于它的需求却一点也不少。洗面奶顶盖的内部结构较为简单，设计过程中主要运用到了UG和CAD两个绘图软件，同时也查询了大量的纸质文稿与网上资料，结合老师平时讲解的内容，终于完成了这样一份毕业设计。最后，由于第一次进行这样的设计，在论文中可能出现了一些错误与不足之处，望老师加以指教，以达到此次设计的目的。1 零件分析1.1 塑件分析图1-1-1 洗面奶顶盖图1-1-2 洗面奶顶盖塑件为洗面奶顶盖，材料为聚丙烯（PP），要求可以批量生产。外形尺寸：底部半径40mm，顶部半径38.9mm。壁厚为5mm。聚丙烯的分子结构为典型的主体规整结构，为结晶聚合物，其分子量为1050万，密度为0.90.91g/cm成型收缩率：1.02.5%成型温度：160220。特点：无毒无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100左右使用。具有良好的电性能高频绝缘性不受湿度的影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸见有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。成型热性：1）吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形。3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统影缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压是容易取向，模具温度低于50时塑件不光滑易产生熔接痕，90以上易发生翘曲变形。4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。1.2 零件结构分析1.2.1 开模方向 在注塑模中，零件表面质量较为重要。由模具结构分析可得，零件外表面应在定模上。在产品的分型面设置推出机构，所以开模方向应沿零件的Z轴。1.2.2 收缩率PP的收缩率为1.0%2.5%。在设计本产品时，结合产品的工艺结构特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为1.5%。 1.2.3 零件壁厚 本零件的壁厚为5mm，是根据零件的工作要求，摆放位置和PP的化学和流动特性决定的。1.2.4 脱模斜度根据产品的外形，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的工作效率和表面质量，脱模斜度设为1。2 模具的结构形式选择2.1 选择分型面分型面是开模后取出塑件的那个平面，而注塑模可以存在一个或者多个分型面。单分型面塑料模具被称为二板式注塑模，是注塑模中一种很普遍的结构形式。在选择分型面是应考虑到一下因素：1)方便模具脱出模仁;2)确保零件的质量不受影响;3)对浇注系统与排溢系统没有影响;4)选在零件的形状最大处;5)保障零件的外观与尺寸精度;6)利于模具的加工;根据以上信息，选择的分型面为图图2-1 分型面2.2 型芯型腔的结构设计注塑模可分为定模与动模两部分，而零件按作用也可分为成型零件与结构零件，本次设计所选用的零件为成型零件。成型零件具体包括由型芯，型腔，成型杆，镶块等构成。型芯型腔数量的确定主要有以下影响因素：制品重量与注塑机的额定注塑量、由注塑机的额定锁模力确定、制品的生产批量、制品精度与颜色、经济效益、成型工艺、保养和维修。零件的底部直径为40mm，因此，型芯尺寸选为长度180mm，宽度80mm，厚度为20mm。型腔布局选择对称排位，一模出多件，制品相同，腔数位双数。图2-2 型芯布局 图2-3 型腔布局2.3 模架的选择综合以上因素，选择的模架型号为龙记（LKM）大水口CI。如图所示图2-4 模架A板厚度为70mm，B 板厚度为70mm。3注塑设备的选择3.1 零件体积和质量的计算根据UG建模测量得，单个塑件体积为19.56cm 。塑件总体积V1=39.12 cm 。塑件总质量M1=V1=306.34g。并且在计算浇注系统中的凝固的废料时，查资料得，去塑件总体积的60%。浇注凝固体积V2=V160%=23.47cm。该模具一次浇注所需要的材料总体积和总质量。V=V1+V2=62.59 cm。M=V=1.129.648=68.85g。3.2 选择注射机根据上面的计算得到该模具一次注塑所需的材料总量62.105cm3，同时根据以往经验要与注塑机理论注射量的0.8倍相匹配，达到实际注塑的需求。注塑机的理论 注射 量为 V=77.63。所以我初步决定选用注射机型号为XS-ZY-125，该注射机技术参数如下表3-1。表3-1 注射机技术参数注射机类型螺杆式螺杆转速（r/mim）3060喷嘴直通式喷嘴温度（）170190模具温度（）4080注射压力（MPa）70120保压压力（MPa）5060注射时间（s）05保压时间（s）2060冷却时间（s）1550成型周期（s）401204 脱模系统设计在塑料模具中，为使产品、流道、和废料从模具中顺利脱出，保证生产的持续进行所设置的相关机构（如侧向分型抽芯、推杆、拉料杆、推块、推管及为脱模所做的皮纹、抛光等）称为脱模系统。4.1 设计思路 目的：合理设计模具的顶出机构，保证成型后的制品及浇注系统凝料安全无损坏地被推出模具。1)确定顶出方向。2)确定顶出距离。3)估算顶出力4)选择顶出方式。5)设计顶出零部件。4.2 顶出系统设计一般情况下，在产品成型后，要将产品从模具中取出，可以利用注射机上的推出机构将产品推出。推杆应布置在制品包紧力大的地方，推杆不能太靠边，要保持12mm的厚度。而圆推杆的直径应尽量取大些，这样脱模力大而平稳，尽量避免使用1.5mm以下的推杆，否则容易导致推杆直径过小而断裂。图4-1 顶出机构图4-2 顶出机构5 浇注系统的设计5.1 浇口位置的选择塑件任务说明上表示，浇注口可以设计在侧边，由于模具是一模两腔，浇口不允许设在产品外表面，初定为潜伏式浇口，为了平衡浇注系统，因此，浇口选择在模具的中心位置，尽量选择产品边缘位置，保证潜水式浇口尽可能缩短。所以产品浇注口如图5-1所示。图5-1 浇注口示意图5.2 浇口流道设计浇注道分为主流道和分流道两部分。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。还有主流道要尽可能短，减少熔料在主流道中的热量和压力损耗。由于采用潜伏式浇口，模具的分流道设计在定模板的分型面处，加工比较方便。由于该塑件尺寸较小，精度较高，因此分流道采用平衡式排布，有利于绒里哦啊平衡式流动，保证各型腔产品的尺寸稳定性，因此，该流道设计的是直径为8mm,长度50mm的圆形截面。可参考图5-1、5-2 图5-2 流道示意图由于采用普通的圆形浇道，模具的分流道设计在定模板的分型面处。冷料穴的设计则是比较简单，因为浇道的分布也比较简易，所以为了防止塑件冷料流入型腔，冷料穴设计在主流道末端，排布在型芯镶块上，这样保证了系统在制作过程中能够得到很好的冷却辅助。6 成型零件的结构设计6.1 型腔件的结构设计产品塑件的外表面是通过型腔进行成型，再依据该产品的外观要求，把型腔设计成镶块，做成一个单独件。再用螺钉固定在动模板上，整块型腔板全部嵌入在动模板里，如图6-1所示。图6-1 型腔整体结构图6.2 型芯的结构设计因为塑件的分型面的问题，型芯件内也存在着一部分的塑件外表面。而型芯的设计也如型腔一样，同样是整体嵌入式，整体嵌入在动模板中。其结构 示意图 如下。图6-2 型芯整体结构图6.3 动定模的尺寸确定6.3.1 动模板尺寸动模板的尺寸在长和宽的方向上是一样的，动模板内型腔的尺寸比之型腔较厚，而且在注射时动模板所承受的压力较大。考虑到这点，厚度取用70mm。6.3.2 定模板尺寸在设定定模板尺寸时，要考虑到定模板开框后模仁镶嵌并留余量，加上要在定模板内铺设冷却水路。所以定模板厚度取用70mm。6.3.3 其他板块的尺寸图6-3动定模板示意图图6-4 模架图7 冷却系统的设计PA66熔化温度和模具温度分别为260290和60120。因此模具温度选为80，在采用常温水来对模具进行冷却。型腔和型芯的成型表面都为方形，且模仁设计为一模两腔结构。型腔和型芯的冷却回路如下列图所示 。图7 冷却系统回路图总 结这次的毕业设计眼看快要完成了，过程充满了艰辛与困难，但同样的，我也通过这次的毕业设计学习到了很多以前遗漏的知识，填补了许多的空白区。以前老师布置小组作业时，我经常偷懒，在小组进行问题讨论时，总是出不了多少力，总想着反正还有其他人在做，自己就在一旁贪玩。而这次毕业设计，要求每个人自己独立出一份报告书，我一下子慌了，但没办法，毕业设计总得要自己完成，再没有人能够让我偷懒了。这次我所选择的是注塑模，是我们这学期所学的主要内容，选择的零件是洗面奶顶盖，是我们身边比较常见的。设计一开始，在模具的型芯型腔选择上就遇到了问题，多亏了同学与老师们的帮助，才能让我继续完整地做下去，而以前在CAD、UG上遇到的问题也在这次的设计中逐渐得到了解决。在这次设计中，我表现出的更多的还是专业上的不足，浇注系统的设计、冲模分析、成型零件的结构选择以及顶出机构与冷却系统的设计，这些本应都是课本上的知识，却因为平时没有好好的温习而遗漏了许多。但同样的，挑战也就意味着机遇，正是因为有了这次的设计，给我一个充分锻炼自己的机会，以往忘记的知识被一点点地拾起。这篇设计论文的每一个步骤，我都很认真的在制作。但也正是我的认真，让我更大程度上的认识到了自己知识和经验的缺乏。虽然我也在很努力去搜集更多更完善的资料，去更加用心的去编写这篇设计论文，但还是有许多的不足之处，希望老师能批评指导，让我更清楚的认识到自己的不足，让我能学到更多。致 谢大学三年的时光，过得很快又很慢，但无论怎样，我在这里都过得很充实。毕业设计作为三年的一个收尾，我竭尽全力想要把它做好，但过程中难免遇到困难，感谢在这段时间里各位老师与同学们对我的帮助，在我遇到困难时对我伸出援助之手，没有你们，我很难完成这样一份毕业设计书。谢谢你们让我做的更好。参考文献1 翁其金. 塑料模塑成型技术. 北京：机械工业出版社，2000.2 冯秋官. 机械制图与计算
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