模具可行性报告

精品文档 1欢迎下载 黑龙江科技大学黑龙江科技大学 模具设计可行性论证报告模具设计可行性论证报告 设计题目 设计题目 水杯翻盖注塑模具设计水杯翻盖注塑模具设计 院系名称 院系名称 机械工程学院机械工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化 模具设计 机械设计制造及其自动化 模具设计 班班 级级 模具模具 12 112 1 班班 姓姓 名名 韦醒龙韦醒龙 学学 号号 20120227382012022738 指导教师指导教师 张张 丹丹 精品文档 II欢迎下载 目目 录录 2 1 设计课题要达到的设计目的 1 2 2 调研结论 1 2 2 1 PP 材料性能 1 2 2 2 塑料模具发展趋势 2 2 3 方案设计 3 2 3 1 分型面的选择 3 2 3 2 模具浇口设计 4 2 3 3 注射机的选择及型腔数目的确定 4 2 3 4 推顶机构 5 2 3 5 排气系统 5 2 3 6 两个设计方案拟定 5 2 4 设计方案论证 7 2 4 1 技术方面 7 2 4 2 设计制造方面 8 2 4 3 现有的知识储备方面 8 2 4 4 经济性方面 9 2 4 5 结论 9 参考文献 10 精品文档 1欢迎下载1 2 12 1 设计课题要达到的设计目的设计课题要达到的设计目的 本次毕业设计题目 水杯翻盖注塑模具设计 目的及意义 通过水杯翻盖注塑模具设计 能熟练使用 UG CAD 等绘图软 件 掌握绘图的基本要求和技巧 并且可以进行水杯翻盖模具各个部件的设计 及强度校核 同时掌握塑料模具设计的基础知识 了解塑料模具设计的整个过 程和塑料模具的生产工艺过程 在塑件结构设计 塑件成型工艺分析 塑件模 具数字化设计等方面得到综合训练 熟练掌握现代设计方法 水杯的应用广泛 结构简单 而且种类繁多 需求量很大 并且随着塑料制品在机械 电子 交 通 建筑 国防 农业等各行业广泛应用 对塑料模具的需求日益增加 塑料 模具在经济中的重要性日益突出 因此 研究塑料模具对了解塑料产品的生产 过程和提高产品质量有很大意义 2 22 2 调研结论调研结论 由于 PP 的拉伸强度和刚性都比较好 耐应力开裂性强 加工性能良好 PP 的耐热性好 耐冲击性能较好 无嗅无害 适用范围广泛 水杯翻盖作为水杯 的一部分 用来防灰尘进入水杯 首先要求对人体安全无害 而且满足盛放开 水不会导致水杯和水杯翻盖的变形 用 PP 来生产水杯翻盖正好满足要求 符合 安全卫生标准 2 2 12 2 1 聚丙烯 聚丙烯 PPPP 材料性能 材料性能 聚丙烯不仅具有无毒 无味 密度小的性质 还具有良好力学性能 热性 能 电性能和高频绝缘性不受湿度影响 但低温时变脆 不耐磨 易老化 可 以通过改性予以克服 适于制作一般水杯 餐具 对人体无毒无害 常见的酸 碱有机溶剂对它几乎不起作用 PP 流动性好 收缩范围及收缩值大 易发生缩 孔 凹痕 变形 由于结晶 PP 的收缩率相当的高 一般为 1 8 2 5 冷却 速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 并注意控制成型温度 料温低方向 方向性明显 低温高压时尤其明显 模具温度低于 50 时 塑件不光滑 易产 生熔接不良 留痕 0 以上易发生翘曲变形 塑料壁厚须均匀 避免缺胶 尖 角 以防应力集中 PP 材料注塑模具的工艺条件如下 如果储存适当则不需要干燥处理 熔化 温度 220 275 注意不要超过 275 模具温度在 40 80 建议使用 50 结晶程度主要由模具温度决定 注射压力可大到 1800bar 通常 注射速度使 用高速注塑可以使内部压力减小到最小 如果制品表面出现了缺陷 那么应使 用较高温度下的低速注塑 精品文档 2欢迎下载2 2 2 22 2 2 塑料模具发展趋势塑料模具发展趋势 塑料模具所生产的产品在我们的生活中无处不在 与世界其他国家相比我 国的模具起步比较晚 但是发展得比较快 很多方面取得了比较好的成就 在 于国际接轨的过程中我国的塑料模具也得到了更加完善的发展 如下是我国塑 料模具发展的一些新特点 1 CAD CAE CAM 技术的普及 2 模具日趋大型化 3 热流道技术的广泛应用 4 模具精度越来越高 5 模具标准件使用率的提高 6 塑料气辅成型 高压注射成型工艺日趋成熟 7 快速经济模具应用前景十分广泛 8 特殊成型工艺得到发展 9 塑料精密成型技术得到发展 2 32 3 方案设计方案设计 课程设计题目是水杯翻盖注塑模具设计 水杯翻盖的结构形状及尺寸大小 如图 1 所示 图一 水杯翻盖结构图 2 3 12 3 1 分型面的选择分型面的选择 依据分型面应选在塑件制品外形轮廓最大处的原则 水杯翻盖的分型面可 以选在图 1 所示的 A A 位置处 不会影响外观的质量 且有利于模具的加工 使模具成型零部件结构合理 产品易于脱模 2 3 22 3 2 模具浇口设计模具浇口设计 精品文档 3欢迎下载3 水杯翻盖作为一般的外观件 外观要求不是很高 所以可以选用侧浇口进 行注塑 侧浇口一般开设在分型面上 塑件熔体从内侧或外侧充满模具型腔 这类浇口加工和修整方便 浇口截面小 能减小浇注系统熔料的消耗量 去除 浇口容易 痕迹不明显 在本次水杯翻盖注塑模具设计中选定侧浇口从外侧浇 注填充型腔 2 3 32 3 3 注射机的选择注射机的选择及型腔数目的确定及型腔数目的确定 1 计算水杯翻盖单件的体积和质量 塑件体积 15 85cm3 V PP 的密度 0 9g cm3 单个塑件质量 14 265g Vm 2 初定型腔数量 由于水杯翻盖在日常生活中应用广泛且体积较小 拟采用一模 2 腔生产 3 初选注射机 注射成型单件塑料制品所用塑料量为 4 14 265 14 265 50 64 1295g 所用塑料体积为WjWzW 2 64 1295 0 9 71 325cm3 取注射机的容量利用率为 80 80 71 325 80 90cm3 minVV 初选注射机 型号为 SZ 200 1000 其基本参数为 理论注射流量为 210cm3 螺杆直径 42mm 注射压力 150MPa 注射速度 110g s 螺杆转速 10 250r min 锁模力 1000KN 最大成 型面积 315 315cm2 模板间的最大行程 300mm 单个塑件在分型面上的投影面积 1 1 74 22 1000 1628mm2 A 由于塑件较小 生产时选用一模 4 腔模具结构 初步估计浇注系统冷凝料 在分型面上的投影面积为 480mm2 总投影面积 4 1 2 4 1628 480 6992mm2 69 92cm2小于 SZ AAA 200 1000 注射机的最大成型面积 锁模力1 1 24 5 6992 188 44kN 小于 SZ 200 1000 注射机的 KPAF 合模力 检验型腔数 注射模型腔设计 型腔数目设计n 0 8 ngVjVsV 其中 注射机最大注射量 浇注系统凝料量 单个塑件的容积 gVjVsV 将 210cm3 4 2cm3 15 85cm3代入上式中 计算后得 10 3 所gVjVsVn 精品文档 4欢迎下载4 以 取 4 n 2 3 42 3 4 推顶机构推顶机构 在每一次模具开模合模的循环生产过程中 都需要用顶出机构将水杯翻盖 从型芯上顶出以便进行脱模 在合模是有需要有复位杆经顶出机构进行复位 在水杯翻盖的生产中将选用机动推出机构 满足水杯翻盖脱模所需要的脱模力 2 3 52 3 5 排气系统排气系统 排气的方式有开设排气槽排气和利用分型面或模具零件的配合间隙处自然 排气等 利用分型面或模具零件的配合间隙处自然排气不需要开设专门的排气 槽 设计和加工都比较方便 故大多数情况下都采用这种排气方式 当塑件尺 寸较大或成型时产生的气体较多或塑件上有局部薄壁时 应考虑开设排气槽 并利用分型面排气 水杯翻盖的尺寸并不大 也没有什么特殊的结构 直接利 用分型面排气就已经满足要求 故而在制作模具是选用分型面进行排气 不需 要开设排气槽 2 3 62 3 6 两个设计方案拟定两个设计方案拟定 方案一 采用一模两腔布局 对 PP 塑料进行注射加工 模具分型面选择如图 1 的 A A 处 此处可以获得最大的截面 有利于排气 同时可以保证注塑件的外观 质量 成型时模具温度为 80 100 之间 加热方式为电阻加热方式 冷却方 式采用圆形冷却水道进行水冷却 浇口形式为侧浇口 采用 Z 形拉料杆拉料 排气的方式是利用分型面排气 侧向抽芯利用斜导柱分型抽芯机构 推出机构 为顶杆顶出机构 精品文档 5欢迎下载5 图二 方案一模具结构简图 方案二 采用一模四腔布局 对 PP 塑料进行注射加工 模具分型面选择如图 1 的 A A 处 此处可以获得最大的截面 有利于排气 同时可以保证注塑件的外观 质量 成型时模具温度为 80 100 之间 加热方式为电阻加热方式 冷却方 式采用水冷却 浇口形式为侧浇口 采用 Z 形拉料杆拉料 排气方式是利用分 型面排气 没有侧抽芯机构 直接采用阶梯分型面分型 推出机构为顶杆顶出 机构 精品文档 6欢迎下载6 图三 方案二模具结构简图 2 42 4 设计方案论证设计方案论证 2 4 12 4 1 技术方面技术方面 方案分析 从两个方案的结构简图中可以看到 模具均采用侧浇口形式注 射塑料 分流道较短 塑件成型时能保证熔融塑料温度 保证型腔被饱和填充 且侧浇口加工方便 能对浇口尺寸进行精细加工 表面粗糙度值小 并且侧浇 口应用广泛 特别适合用于多型腔模具 推顶机构在开模时顶杆从塑件的内表 面将塑件从动模中推出 不影响塑件的质量 主要区别是方案一采用的是侧抽芯机构 方案二直接采用阶梯分型面进行 分型 与方案一相比在结构 加工和装配上更加简单和方便 直接利用分型面 分型 就能满足结构设计要求 能提高效率降低生产成本 方案一为一模两腔 方案二为一模四腔 方案二的生产效率更加高 成本低利润高 2 4 22 4 2 设计制造方面设计制造方面 在设计上 两个方案的模具的结构主要区别在于方案一用的是侧抽芯机构 而方案二则没有用侧抽芯机构 而是通过阶梯分型就能满足结构生产的要求 在设计上 方案一采用侧抽芯和斜导柱配合 设计要求比较高 在制造上 由 精品文档 7欢迎下载7 于采用的是侧抽芯和斜导柱进行配合 制造要求比较高 为了满足生产的要求 和制件结构的精确 斜导柱和侧抽芯的配合要求准确 斜导柱和侧抽芯的制造 精度要求高 这样会导致生产成本会增加 在进行模具装配时 装配要求也高 方案一与方案二相比 无论在设计上还是在制造上都要简单一些 方案一 运用阶梯分型面进行设计 就能满足生产要求 通过分型面在结构上的设计而 不用侧抽芯结构 导致在结构上更加简单 在制造模具的时候只要制造出相应 的模具型腔就可以满足生产 制造简单成本低 2 4 32 4 3 现有的知识储备方面现有的知识储备方面 模具 CAD CAM 系统是计算机辅助某一种类型的模具设计 计算 分析 绘 图和数控加工自动编程等的有机集成 这种一体化技术是在模具 CAD 和 CAM 分 别发展的基础上出现的 是计算机技术综合应用的一个飞跃 这种一体化技术 能够构建模具型芯和型腔的三维实体 并能够生成刀具轨迹和数控加工代码 进行计算机仿真等 1 现阶段的设计能力 能根据产品的体积 质量 面积和产品的市场需求量 参照注射剂的容量 锁模力等标准选取合适的压力机 确定型腔数目 确定分型面以及凸凹模的基 本类型 2 设计步骤 第一步 进行塑件成型工艺分析 第二步 拟定模具的结构形式和初选压力机 第三步 浇注系统的设计 第四步 成型零件的结构分析及计算 第五步 脱模顶出机构的设计 第六步 模架的确定 第七步 排气系统的设计 第八步 冷却系统的设计 第九步 导向与定位系统的设计 3 设计手段 在设定参数 整理完说明书后 利用 CAD 软件进行装配设计 用 UG 进行建 模及装配仿真 2 4 42 4 4 经济性方面经济性方面 由于水杯为日常生活必须品 水杯翻盖作为水杯的一部分 水杯的需求量 非常大 而 PP 材料在各个领域应用非常广泛 且无毒对人体无害 符合卫生安 精品文档 8欢迎下载8 全要求 价格低廉容易获得 且水杯翻盖选用注射机价格低廉 因此 水杯经 济效益良好 2 4 52 4 5 结论结论 在进行可行性分析过程中 对水杯翻盖注塑模具设计的经济可行性和制造 可行性有所了解 方案一采用侧抽芯结构会增加制造成本 在加工 装配上要 求比较高 方案一则是直接采用阶梯分型面进行生产 制造方便且加工装配简 单 生产效率高 符合经济社会化生产的利润追求 综合比较选择方案二比较 合适 参考文献参考文献 1 王鹏驹 张杰 塑料模具设计手册 S 北京 机械工业出版社 2010 2 许发樾 实用模具设计与制造手册 S 北京 机械工业出版社 2005 3 翁其金 塑料模塑工艺与塑料模具设计 M 北京 机械工业出版社 1998 4 王兴天 注塑技术与注塑机 M 北京 化学工业出版社 2005 5 李德群 唐志玉 中国模具设计大典 S 南昌 江西科技技术出版社 精品文档 9欢迎下载9 2003 1 6 陈建荣 张海涛 塑料成型工艺与模具设计 M 北京 北京理工大学出版社 2010 6 7 李学锋 型腔模具学 M 西安 西北工业大学出版社 1996 8