六边形饼干盒注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396摘 要这次我的课题是六边形饼干盒注塑模具设计，这个六边形饼干盒的材料我选的是聚乙烯（PE）。通过对塑件的结构、工艺进行分析和研究，我觉得要设计出一副这种的注塑模具，我总结了几点。首先，我们要从它的工艺性和模具结构出发，既然是注塑，肯定少不了浇注系统，与其相关联的肯定少不了注射机的选择及校核；其次，我们也要想到一套模具运作时也有外在的因素影响，当然外在的因素有很多，我们这里的很大的因素是温度，由于 PE 的特性，我们需要给其降温，所以还需要冷却系统；再者，我们的塑件成型，还要考虑如何取出，我们这里采用的是推杆推出机构；最后，我们还要系统的对这一套设计进行一个总结。关键词：六边形饼干盒；结构设计；工艺；注塑模具；聚乙烯购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目 录前 言 .21.塑件分析 .31.1 功能分析 .31.1.1 尺寸精度分析 .31.1.2 表面质量分析 .32.成型工艺分析 .42.1 塑件选材 .42.2 塑件的成型工艺参数确定 .43注射机的选择 .54.模具结构设计 .64.1 模具分模面（PL 面）的定义 .64.2 模具分模面（PL 面）的选择 .64.3 型腔布局的原则 .74.4 浇注系统的结构 .74.4.1 主流道的设计 .74.4.2 潜伏式浇口： .84.5 推出机构设计 .84.5.1 推出方式 .84.5.2 推杆位置 .84.6 模架类型 .94.7 冷却系统设计 .94.9 模具原理 .105. 模具尺寸计算 .115.1 型芯型腔技术要求 .11购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163965.2 模具结构尺寸计算 .115.3 其他结构尺寸 .125.4 校核注塑机 .125.4.1 开模行程 .125.4.2 最大注射量的校核 .135.4.3 锁模力的校核 .13结 论 .14致 谢 .15参考文献 .16 1 2 3 4前 言在我们现在所能看见的环境中，万物都有其特有的形状。民以食为天，我们所用到的锅碗瓢盆多种多样，现在的社会他们的使用价值已经不只是用来盛放粮食了，在 21 世纪，我们不仅追求其实用性，还讲究其是否美观，所以我们的设计师设计了多彩多样的，那么，这就需要来考虑加工的问题了，而注塑模主要用于热塑性塑料制品成形的，何为注塑模具呢？简单点来说就是这套模具和我们所要加工的塑件是配套的工具，它能给我们的塑件完整的构型和精确的尺寸，这类模具用途广，技术也比较成熟。当然，因为塑件的材料或注塑结构或成形过程不同，我们分热固性塑料注塑模、结构泡沫注塑模和反应成形注射模以及气辅注塑模等。模具设计这份事业很伟大，而且这也是我们国家所需要的技术，我希望自己通过这次，在这个行业能走的更久更好! 5 1.塑件分析本塑件为六边形饼干盒。材料:PE。见图 1-1.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是六边形饼干盒，其结构是属于比较简单的，而且所需要的量很多，为了方便加工，不需要太高的精度要求，所以我选的塑件尺寸公差等级是 MT7。1.1.2表面质量分析该塑件为六边形饼干盒，其材料为 PE，结构是一个六边形的塑料盒子，其结构是属于比较简单的，适合注塑加工。该塑件尺寸是边长 10mm,高度 6mm，壁厚 1mm。六边形饼干盒表面要求没有熔接痕、气痕、飞边、毛刺等缺陷，没有其他的表面质量要求，故设定表面质量公差等级为 Ra0.8。 62.成型工艺分析2.1塑件选材聚乙烯在世界上各种塑料的产量中位居榜首，也是属于较早被使用的、应用范围很广而且消费量也很大的一种塑料。除了广泛用作各种日用轻工业品中各种瓶、管、板类之外，在化学工业中可用作耐腐蚀的容器、管道；在电器工业用作电缆外皮和高绝缘性材料；在机械工业中用作承载不高的包装材料、密封材料、表面防腐耐磨喷涂材料。因其成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。应控制模温，保持冷却均匀、稳定；流动性好且对压力变化敏感，分型面应研磨。2.2 塑件的成型工艺参数确定塑料种类 结构特性 使用温度 化学稳定性性能特点 成型特点PE热塑性塑料线性聚合物，结晶型。最低使用温度可达-100-70较好，比较稳定。机械性能较好，耐热性好，耐低温，吸水性小，高频绝缘性能好。成型收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形，翘曲结论 该塑料具有良好的工艺性能，适宜注射成型，易解聚，不易老化。 7 3注射机的选择根据塑件的尺寸大小，又因其是一模两腔，可以算出它的质量是 4.25g、体积是542cm3。该塑件的材料我选用的是 PE，通过查资料得它的密度为 0.90-0.94g/cm3，收缩率为1.5%3.6%。所以我们根据计算公式可以计算出其密度为 0.90g/cm3，平均收缩率为 2%。根据我算的结果，我选的注射机型号是 XS-Z-60。该注塑机参数如下：见表 3-1.表 3-1 注塑机参数一次性注射量/cm3： 60螺杆直径/mm： 38注射压力/MPa： 122注射方式： 柱塞式锁模力/KN： 500最大开合模行程/mm： 130模具最大厚度： 200模具最小厚度： 70 84.模具结构设计4.1模具分模面（PL 面）的定义为了将成品与凝固流道从模穴中取出，模穴必须分一个或几个主要部分，这些可以分离部分的接触表面通称为分模面。从使用功能角度出发，模具分模面（PL 面）通常由五部分组成：封胶面、点位面、承压面、撬模面、排气槽。设计时在充分考虑到模具动态精度的条件下要有机灵活的进行组合。4.2模具分模面（PL 面）的选择不管我们设计的塑件是什么样的，选用的模架是什么类型，有一点我们要第一时间确定的就是分型面，我们只能根据分型面的选择从而确定我们模架的结构。我们一般将分型面分为三种，第一种如图中的 A 我们在塑件定模的那一侧取分型面，也就是顶部部位。第二种如图中的 B 在塑件的中部取分型面，但是这种比较适合上下对称而且中间比两边小的塑件。第三种如图中的 C 我们在塑件的底部取分型面，这种方式的优点在于不仅能保证塑件的质量也能比较容易去处飞边及毛刺。见图 4-1.图 4-1 分模面的类型通过对塑件结构形式的分析，其不需要安装嵌件，不需要侧向抽芯，精度要求一般，故把分型面选在 U 型水槽截面积最大且有利于开模取出塑件的底平面上，所以选择方案C。见图 4-2.图 4-2 分型面的选择 9 4.3型腔布局的原则（1）保证模具的压力平衡和温度平衡。A 对称排位，B 对角排位。（2）浇口位置统一原则。（3）进料平衡原则：熔体在基本相同的条件下，同时充满各型腔，以保证各腔制品的精度。A 采用平衡式，B 按大制品靠近主流道、小制品远离主流道排位，再调整流道、浇口尺寸。（4）分流道最短原则。（5）成型零件尺寸最小原则。综上所诉，六边形饼干盒我们对于表面质量精度和尺寸精度设计的要求不高，而且该塑件的结构尺寸也比较大，当然我们还不能忘了这是要用于生产的，所以我们一定要考虑到这套模具它所需的制造成本和生产效率，根据这些我决定采用一模两腔的型腔布局。见图 4-3.图 4-3 型腔布局图 4.4浇注系统的结构我们所说的浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴这四部分组成。4.4.1主流道的设计主流道我们一般都选择垂直于分型面，设计在模具中间，把主流道设计成圆锥形是以便于溶体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出，其角度为 510。见图 4-4. 10图 4-4 主流道衬套图4.4.2潜伏式浇口：从形式上看，潜伏式浇口是类似于点浇口的，两者不同的是潜伏浇口只需二板式单分型面。潜伏式浇口特别适用于从一侧进料的塑件，一般适用于两板式模具。其优点是：（1）它能保证制品的美观，因为它的进料口一般都在塑件的内表面或侧面隐藏处。（2）便于实现生产自动化，比较适合于现在的技术要求，它在制品成型后，在顶出时会与塑件自动拉断（3）因为潜伏式浇口能设计在我们看不见的制品的筋、柱上，所以制品成型时表面不会留下后期我们因其他要求所带来的喷痕和气纹。人无十全十美，物也同样的道理，潜伏式浇口的缺点是：（1）加工困难，不利于加工，因为潜伏式浇口潜入到分型面下面，沿斜向进入型腔，存在角度问题，加工起来不方便（2）因为浇口的形状是圆锥形的，这么设计打的目的是便于顶出时切断，所以我们设计它的直径应该偏小。综上，我采用的是顶针潜浇口，见图 4-5.图 4-5 顶针潜浇口图 11 4.5 推出机构设计4.5.1 推出方式我们根据模架的实际情况和制品的材料的选用以及注射所需的压力，再加上塑件的形状特点，得出这套模具所需的推力不是很大，所以我采用了推杆推出。推杆推出的优点是便于加工，结构简单，适应能力强，应用最为广泛。4.5.2 推杆位置根据工艺的分析与结构的设计，这套模具的推杆位置放在脱模阻力最大的地方。为了保证塑件各处的推模阻力相等，推杆设计成均匀布置，这样可以在塑件被推出时受到的推力均匀得到保证，在塑件不变形的情况下平稳的推出塑件。推杆见图 4-6.图 4-6 推杆分布4.6模架类型因为我的型芯型腔布局采用的是整体嵌入式模架之间相互的位置尺寸，塑件的进浇方式为潜伏式进浇，又考虑到模架之间相互的位置尺寸和导柱、导套的布置等，再根据所查的资料参考其模架选择的原则，我的模架确定选用简化大水口 DCI 型。4.7冷却系统设计设计注塑模具，还要考虑温度这个大因素，我们既要满足塑件成型所需的要求，能让塑件收缩均匀，而且我们还能缩短成型周期，减少加工成本，提高加工效率。 再根据 12我选择的塑件材料的特性，这套模具不需要加热只需要冷却。冷却系统的形式有普通冷却、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。因六边形饼干盒的结构比较简单，设计的模具结构也不复杂，所以只需要采用普通冷却。普通冷却又分为平行冷却和连续冷却，也是最常见的冷却方式。因为我们的塑件结构比较平坦所以我选择平行冷却。 4.8排气系统设计塑料熔体和型腔内的空气受热会产生气体，如果这些气体不及时排出的话，会因塑料熔体填充不足，出现气泡，制品表面轮廓也会有瑕疵，严重的会产生高温，使塑料焦化，所以我们必须及时的排出这些气体。这套注塑模具是小型的模具，我们可以利用分型面与型芯之间的间隙排气，也可以利用镶块、顶针与型芯之间的配合间隙进行排气。所以我们这套模具不需要另外再设计排气系统。4.9 模具原理合模时，注射机的合模系统在导柱、导套的导向和定位作用下带动动模部分向前运动，使模具闭合，并提供足够的锁模力锁紧模具。由于注射液压缸的存在，塑料溶体经过模具浇注系统通过注射机喷嘴进入型腔，待溶体充满型腔并经过保压、收缩和冷却定型后开模。开模时，动模会被注射机合模系统带动向后移动，分型面分开，塑料包在凸模上随动模一起后移，同时拉料杆将凝料从浇口套中拉出，开模行程结束，注射机液压缸顶针推动顶出底针板，推出机构开始工作，塑件及浇注系统凝料将分别被推杆和拉料杆从凸模和冷料穴中推出，至此完成一次注射过程。合模时，复位杆使推出机构复位，模具准备下一次注射。 13 5.模具尺寸计算5.1 型芯型腔技术要求1）型芯除与塑件接触部分，其余部分表面粗糙度为 Ra1.6， 2）型腔除与塑件接触的面，其余面的表面粗糙度为 Ra0.83）型芯型腔热处理至 HRC55 4）型芯型腔材料 40Cr 5.2 模具结构尺寸计算图 5-1 型芯型腔尺寸所以 A=75 B=20 C=50 H=60 D=25 E=20型腔长度：100mm 型腔宽度：60mm 型腔高度：26mm，选择模板尺寸还需要考虑其他零部件的安装，所以我们标准尺寸的选取： 定模座板:25020025，45 钢；定模板: 20020060；动模板: 20020060；模脚: 2007038；动模座板:25020025，45 钢。见图 5-2. 14图 5-2 型腔尺寸，模架 3D 图5.3其他结构尺寸推杆的尺寸，见图 5-3.图 5-3 推杆尺寸5.4校核注塑机5.4.1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=S 0-HmH 1+H2+(5-10)mm 15 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。5.4.2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。当最大注塑量以最大注塑容积为标准时，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 5.4.3锁模力的校核即FKPA/1000式中 F -注射机的分称锁模力，P -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。 16结 论通过近两周的设计，通过老师对我们的指导以及同学之间的互相讨论，让我对注塑模具有了更进一步的认识。在这设计中，我也发现了很多的问题，我平时所学的都是课上看看，课下从没看过，我发觉，设计一套，所有的知识都运用，我有点吃不消，很多都不能很熟练的运用，而且设计的过程给我的感觉让我很佩服设计师，他们能坚持这一岗位很多年，所
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