塑料碗模具毕业设计.doc

精品文档 前言前言 模具是一种技术密集 资金密集型产品 在我国国民经济中的地位也非常重要 模 具工业已被我国正式确定为基础产业 并在 十五 中列为重点扶持产业 由于新技术 新材料 新工艺的不断发展 促使模具技术不断提高 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程 它包括塑料制品设计 模具结 构设计 模具加工制造和塑件生产等几个重要方面 他需要产品设计师 模具加工工艺 师及熟练操作工人协同努力来完成 它是一个设计 修改 不断优化的过程 传统的手 工设计已越来越难满足市场激烈的竞争需要 主要表现在以下几个方面 1 制品的设计 基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台 而且制 品的质量 体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了很好的基础 2 分析 利用有限分析软件可以对制品的强度 应力等进行分析 改善制品的结构 设 3 结构设计 根据塑料制品的形状 大小 精度 工艺要求和生产批量 模具设计软 件会提供相应的设计步骤 参数选择 计算公式以及标准模架等 最后给出全套模具结 构设计图 大专三年学习即将结束 毕业设计是其中最后一个环节 是对以前所学的知识及所 掌握的技能的综合运用和检验 精品文档 聚碳酸脂 聚碳酸脂 PC 水碗注塑模设计 水碗注塑模设计 摘要摘要 本文对水碗的技术要求和工艺结构进行了分析 确定了工艺方案及模具形式 而且 对水碗进行了相关数据的分析与计算 根据分析结果选注塑机和注塑工艺 从而确定聚 丙烯水碗设计思路及方案 最后在设计过程中运用Pro E Auto CAD软件进行注塑模结构 设计与计算并绘制出模具总装图以及部分非标准图形 从而得出完整的理论设计结果 为 今后工程设计打下了基础 关键词 聚碳酸酯水碗 塑模 设计 型芯 型腔 Abstract this article on the technical requirements of the water bowl and structure analysis of the process determines the process and mold forms And the water bowl is the analysis and calculation of related data selected injection molding machine and injection process based on analysis results to identify polypropylene water bowl design ideas and programmes last used during the design process Pro E Auto CAD software for structural design and calculation of injection mould and as well as some non standard graphics out of the mold Assembly Drawing To arrive at a complete theory of design result laid the Foundation for future design Key words Polycarbonate water bowl modeling design core cavity 精品文档 目录目录 设计任务书设计任务书 3 2 2 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 3 2 12 1 基本特点基本特点 3 2 22 2 塑件材料成型性能塑件材料成型性能 3 2 32 3 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 4 2 42 4 塑件成型工艺参数的确定塑件成型工艺参数的确定 4 成型设备的选择及校核成型设备的选择及校核 4 3 13 1 注射机的初选注射机的初选 4 3 1 13 1 1 计算塑件的体积计算塑件的体积 4 3 1 23 1 2 计算塑件的质量计算塑件的质量 4 3 1 33 1 3 选用注射机选用注射机 4 3 23 2 注射机的终选注射机的终选 5 3 2 13 2 1 模具注射量的校核模具注射量的校核 5 3 2 23 2 2 模具注射压力的校核模具注射压力的校核 5 3 2 33 2 3 锁模力的校核锁模力的校核 5 3 2 43 2 4 开模行程的校核开模行程的校核 6 3 2 53 2 5 型腔数目的确定型腔数目的确定 6 分型面选择及浇注系统的设计分型面选择及浇注系统的设计 6 4 14 1 分型面的选择分型面的选择 7 4 24 2 浇注系统的设计浇注系统的设计 7 4 2 14 2 1 主流道的设计主流道的设计 7 4 2 24 2 2 浇口的设计浇口的设计 8 导向机构的设计导向机构的设计 8 5 15 1 动定模之间的导向机构设计动定模之间的导向机构设计 8 5 25 2 推出机构的导向机构设计推出机构的导向机构设计 9 冷却和排气系统的设计冷却和排气系统的设计 9 6 16 1 冷却系统的设计冷却系统的设计 9 6 26 2 排气系统的设计排气系统的设计 10 成型零件的设计成型零件的设计 11 7 17 1 型芯和型腔的结构和固定方式型芯和型腔的结构和固定方式 11 7 27 2 成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算 11 7 37 3 模具型腔壁厚的确定模具型腔壁厚的确定 12 7 47 4 标准模架的确定标准模架的确定 12 7 57 5 模具闭合高度的确定模具闭合高度的确定 12 7 67 6 模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核 12 精品文档 7 77 7 模具安装部分的校核模具安装部分的校核 12 模具工作过程模具工作过程 13 结结 束束 语语 14 谢谢 辞辞 15 参考文献参考文献 16 精品文档 设计任务书设计任务书 塑料制品名称 水碗塑料模具设计 成型方法与设备 在 SZY 300 型塑料注射机上注射成型 塑料原料 聚碳酸酯 PC 收缩率 0 5 0 8 生产批量 大批量生产 塑件图 图 1 1 1 所示为制品的二维图样 图 1 1 1 塑件 2 2 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 2 12 1 基本特点基本特点 3 3 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料 它在工程技术中的应用广泛 仅此于 聚酰胺 它韧而刚 抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅 抗蠕变 耐磨 耐热 耐寒 成型零件可达到很好的尺寸精度并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性 脆化温度 100 以下 长期工作温度达 120 聚碳酸酯吸水性较低 并能在较宽的温度范围内保 持良好的电性能 耐室温下的水 烯酸 氧化剂 还原剂 盐 油 脂肪烃 但不耐碱 胺 酮 芳香烃 并有良好的乃气候性 成型收缩率恒定 为 0 5 0 8 容易得到精度高的塑件 其最大的缺点是塑件易开裂 耐疲劳度较差 用玻璃纤维增强聚碳酸酯 可克服上述缺点 使聚碳酸酯具有更好的力学性能 更好的 尺寸稳定性 更小的成型收缩率 并提高了耐热性 降低了成本 2 22 2 塑件材料成型性能塑件材料成型性能 3 3 聚碳酸酯虽然吸水性小 但高温时对水分比较敏感 所以加工前必须进行干燥处理 精品文档 否则会出现银丝 气泡及强度下降现象 聚碳酸酯熔融温度高 熔融粘度大 流动性差 所以 成型时要求有较高的温度和压力 且其熔融粘度对温度比较敏感 所以一般用提 高温度的办法来增加熔融塑料的流动性 当冷却速度较快时 其制件容易产生内应力 聚碳酸酯成型收缩小 容易得到精度高的零件 聚碳酸酯可采用注射 挤出 吹塑 真空成型等方法生产塑件制品 注射成型时 浇注系统尺寸应粗大 其制品还应进行退火处理 2 32 3 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 制件的最大尺寸为 160mm 属于中小型制件 比较适合采用一模一腔的模具结构 由 于制件外观制造要求 浇口应该选取在水碗的底部 为了保证水碗的壁厚一致 模具设 计成 4 根导柱的形式 并且还要对顶出板和顶杆固定板进行导向 2 42 4 塑件成型工艺参数的确定塑件成型工艺参数的确定 3 3 表 2 4 1 塑件成型工艺参数 密度1 20g c m3模具温度90 110 收缩率0 5 0 8 注射压力110 140Mpa 溢边值0 06mm注射时间0 5s 注射压力110 140Mpa保压时间 20 80s 喷嘴温度240 250 冷却时间20 50s 料筒温度前段 270 300 后段 260 290 成型设备的选择及校核成型设备的选择及校核 3 13 1 注射机的初选注射机的初选 3 1 13 1 1 计算塑件的体积计算塑件的体积 1 1 根据制件的三维模型 利用三维软件 pro e 直接求得塑件的体积为 V1 59638mm3 其中浇注系统凝料体积为 V2 2308mm3故一次注射所需的塑件的总体积为 V 61946mm3 3 1 23 1 2 计算塑件的质量计算塑件的质量 3 3 取 PC 的平均密度为 1 20g cm3 则塑件的质量为 M1 v1 59 63X1 20 72 g 浇注系统凝料质量为 M2 v2 2 33X1 20 2 8 g 塑件和浇注系统凝料总质量为 M M1 M2 72 2 8 74 8 g 3 1 33 1 3 选用注射机选用注射机 3 3 精品文档 根据总体积即初步选取 SXY 300 型螺杆式注射机 表 3 1 1 注射机的主要参数 理论注射量320cm3注射压力 77 5Mpa 注射行程150mm锁模力1500KN 最大成型面积90mm最大开模行程340mm 喷嘴圆弧球半径12mm模具最小厚度285mm 模具最大厚度355cm3动 定模固定板尺寸620mmX520mm 3 23 2 注射机的终选注射机的终选 3 2 13 2 1 模具注射量的校核模具注射量的校核 3 3 注射量的校核公式是 nm m1 Kmp 式中 n 型腔数目 mp 注射机允许的最大注射量 g 或 cm3 m 单个塑件的质量或体积 g 或 cm3 m1 浇注系统凝料及飞边质量或体积 g 或 cm3 k 注射机最大注射量利用系数 一般 K 0 8 如上所述 塑件及浇注的总体积 V 61 9cm3 飞边体积相对特小 可忽略不计 Kmp 0 8 320 256cm3 nm m1 61 9 256 即 nm m1 Kmp 满足条件 3 2 23 2 2 模具注射压力的校核模具注射压力的校核 3 3 注射压力校核公式 Pmax P Pmax 为注射机最大注射压力 MPa Pmax 119MPa P 为塑件成型时所需注射压力 MPa 一般取 P 40 120MPa 如上所述 Pmax P 满足要求 3 2 33 2 3 锁模力的校核锁模力的校核 3 3 锁模力的校核公式 Fs P nA A1 Fp Fs 高压塑料熔体产生的胀模力 N Fp 注射机的公称锁模力 N n 模具型腔数目 A 单个塑件在分型面上的投影面积 mm2 A1 浇注系统在分型面上的投影面积 mm2 P 型腔内熔体压力 取 P 40MP 精品文档 分别计算 A 和 A1的数值 A r2 3 14 802 20096mm2 主流道截面直径取 D1 5mm D2 7mm 所以主流道在分型面上的投影面积 A2 D 2 2 2 3 14 3 52 38 465mm2 一般主流道长度 L 不超过 60mm 因为采用点浇口且无分流道 所以浇注系统在分型面上的投影面积 A1 A2 38 465mm2 代入以上数据得 Fs P nA A1 40 20096 38 465 80544N 805KN 1500KN 即 Fs P nA A1 10h 浇口长 l 0 5 2 mm 导向机构的设计导向机构的设计 5 15 1 动定模之间的导向机构设计动定模之间的导向机构设计 2 2 水碗模具必须要保证其位置精度高 只有这样才可以生产出壁厚均匀的水碗 所以 要采用 4 根导柱导向 由于该模具采用两次分模 所以要在导柱上设置限位孔 同时 精品文档 导套的相应位置也应设置小孔 具体模具结构如图 5 1 1 所示 图 5 1 1 动定模之间的导向机构 5 25 2 推出机构的导向机构设计推出机构的导向机构设计 2 2 为了确保水碗底部的壁厚均匀 使顶杆的顶出过程平稳 顶杆不至于弯曲或卡死 应用导向机构 具体形式如图 6 1 1 所示 这种导向机构是采用两根导柱的 安装在中 心线上 并对动定模其支承作用 冷却和排气系统的设计冷却和排气系统的设计 6 16 1 冷却系统的设计冷却系统的设计 3 3 水碗是一种较大的中小型塑料制件 该制件的壁厚较小 并且分布均匀 对该塑件 的冷却造成了不便 仅仅通过定模板上的冷却水管 不能使制件均匀冷却 并且冷却速度较慢 可以在动模板上的型芯中做水碗的内部冷却系统 来改善其冷 却系统的不足 精品文档 图 6 1 1 推出机构的导向机构 为了使模具冷却更快 且制件的不同部位冷却速度相等 必须采用较为复杂的冷却 系统 该冷却系统可以分成两部分 一部分是凹模型腔板上的冷却系统 该部分是环绕 凹模型腔一周的一个正方形的教浇道 具体如图 6 1 2 所示 另一部分是动模板和型芯 上的冷却系统 是由动模板的两条与分型面平行的水道 与上述平面上的水道垂直相交 的两条短水道和型芯上的环形凹槽以及橡胶垫片等组成 水道的直径都是 10mm 水道的 外端口上都有螺纹 螺纹大径为 12mm 螺纹深 30mm 并且安装有水嘴 水管和水塞 水 嘴规格为 M12 6 26 2 排气系统的设计排气系统的设计 3 3 型腔内气体的来源 除了型腔内原有的气体外还有因塑料受热或凝固而产生的低分 子挥发气体 塑件熔体向注射模型腔填充过程中 尤其是高速注射成型和和热固性塑料 注射成型时 必须把这些气体顺序推出 排气槽一般设在型腔最后被充满的地方 由于塑件的布局和设计是型腔由动 定模两部分组成 且采用点浇口 则排气槽开 设在分型面上 由于分型面上因排气槽而产生的飞边 易随塑件脱出 而且还方便设计 与加工 降低了设计与加工要求 此排气槽深度为 0 03mm 精品文档 图 6 1 2 冷却系统 成型零件的设计成型零件的设计 7 17 1 型芯和型腔的结构和固定方式型芯和型腔的结构和固定方式 3 3 型芯采用镶块式结构 其优点为 有利于温度控制 冷却充分 零件更换方便 缩短模具制造周期 型腔和型芯固定方式 采用台肩固定 其优点为 加工方便 减少安装过程中出现的偏差 7 27 2 成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算 3 3 2 2 因为 PC 得收缩率为 0 5 0 8 所以平均收缩率为 Scp 0 5 0 8 2 0 65 0 0065 根据塑件尺寸公差的要求 模具的制造公差去 z 3 成型零件尺寸的计算如表 7 4 1 所示 精品文档 表 7 4 1 成型零件尺寸的计算 塑件尺寸 计算公式型芯或型腔的工作尺寸 1600 2 5 LM z ScpLS 0 4 3 1 159 17 0 630 820 1 5 LM z ScpLS 0 4 3 1 81 48 0 380 型腔径向尺寸 78 1 50 LM z ScpLS 0 4 3 1 77 38 0 380 径 向 尺 寸 型芯径向尺寸 1500 1 24M l 0 2 1 1 z ScplS 151 600 0 31 550 1 5HM z Scp 0 S 3 2 1 H 54 36 0 380 10 1 50HM z Scp 0 S 3 2 1 H 9 070 380 型腔轴向尺寸 8 1 50HM z Scp 0 S 3 2 1 H 7 05 0 380 轴 向 尺 寸 型芯轴向尺寸 450 1 3M h 0 3 2 1 z ScphS 44 420 330 7 37 3 模具型腔壁厚的确定模具型腔壁厚的确定 2 2 采用经验数据法 查阅设计手册中的相关数据 得该型腔的推荐壁厚为 60m 7 47 4 标准模架的确定标准模架的确定 2 2 本塑件采用点浇口注射成型 根据模具结构形式 型腔数目 塑件尺寸等因素 查 资料知基本型模架组合尺寸选择标准模架的型号为 C 型 3540 20 25 50 GB T 12555 2006 7 57 5 模具闭合高度的确定模具闭合高度的确定 2 2 组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有关 定模座板 H4 45mm 型腔板 A 70mm 型芯固定板 B 50mm 垫块 C 110mm 动模座板 H1 30mm 则该模具闭合高度为 H H4 A B C H1 45 70 50 110 30 305mm 7 67 6 模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核 2 2 由于 SZY 300 型塑料注射机所允许的模具最小厚度为 285mm 模具最大厚度为 355mm 因计算得模具闭合高度为 305mm 所以模具闭合高度满足 Hmin H Hmax的安装要求 精品文档 7 77 7 模具安装部分的校核模具安装部分的校核 2 2 该模具的外形最大部分尺寸为 450mm 500mm SZY 300 型塑料注射机模具最大安装 尺寸为 625mm 520mm 故能满足模具安装的要求 模具工作过程模具工作过程 2 2 由于水碗注射模是采用两次分模的塑料模具 所以该模具的动作原理较为复杂 当 模具被注射后 制件得到冷却一段时间后 动模板和凹模型腔板 2 都在动模板 23 的带动 下 开始离开定模板 1 此时制件与浇口断开 当凹模型腔板 2 上限程螺钉 12 阻挡住限 位板 13 的继续运动时 这时凹模型腔板 2 与定模板 1 之间存在最大间距 可以取出浇注 系统凝料 由于凹模型腔板 2 是由导柱 9 上的凹槽与弹簧 11 顶压的滚珠 10 配合 实现 其与动模板的同步运动 因导柱 9 受到的牵引力远远大于弹簧 11 通过滚珠 10 带给它的 阻力 滚珠 10 将会被挤出导柱 9 上的凹槽 从而凹模型腔板 2 将静止下来 然而 动模 板 15 将继续向下运动 这时模具型腔里的塑料制件将同动模一起运动 这就是该塑料模 具注射过程中的开模过程 当动模板行走完行程时 由注射机的顶出机构推动模具的顶出板 22 带出顶杆 26 和 頂料片 3 使制件脱离动模板和型芯 14 当顶出达到最大值时 就可以取出制件 这便是 该塑料模具注射过程中的脱模过程 接下来 顶杆 26 頂料片 3 等部件的复位 动模底板 23 带动动模板开始向定模运动 先和凹模型腔板 2 吻合 继续前进将会使凹模型腔板 2 和动模板 1 相吻合 这便是该塑 料模具注射过程中的合模 合模之后 注射机将会注射塑料 进行下一个注射过程 如 图 8 1 1 所示 精品文档 图 8 1 1 水碗注射模具结构 1 定模座板 2 型腔板 3 弹簧 4 顶料片 5 定位圈 6 内六角螺钉 7 浇口套 8 导套 9 导柱 10 限位钉 11 定距拉 12 型芯 13 型芯固定板 14 内六角螺钉 15 垫块 16 复位杆 17 顶杆固定板 17 顶杆固定板 18 顶出版 19 导套 20 导柱 21 顶杆 22 内六角螺钉 23 内六角螺钉 24 圆柱销 25 内六角螺钉 26 圆柱销 27 动模座板 精品文档 结结 束束 语语 时至今日 几个礼拜的毕业设计终于可以画上一个句号了 但是现在回想起来做 毕业设计的整个过程 颇有心得 其中有苦也有甜 不过乐趣尽在其中呀 没有接受任 务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结 但是通过这次做毕业设计发 现自己的看法有点太片面 太偏激了 毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验 而 且也是对自己能力的一种提高 下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结 第一 接到任务以后进行选题 选题是毕业设计的开端 选择恰当的 感兴趣的 题目 这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大 好比走路 这开始的第一步是 具有决定意义的 第一步迈向何方 需要慎重考虑 否则 就可能走许多弯路 费许多 周折 甚至南辕北辙 难以到达目的地 因此 选题时一定要考虑好了 第二 题目确定后就是找资料了 查资料是做毕业设计的前期准备工作 好的开 端就相当于成功了一半 到图书馆 书店 资料室去