护手霜瓶盖注射模设计-注塑模具-洗面奶护肤品瓶盖类【14张CAD图纸+PDF图】
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毕 业 设 计课 题 护手霜瓶盖注射模专 业 模具设计与制造计 算 内 容说 明目 录一拟定模具的结构型式二 浇注系统的设计三 成型零件的设计四 模架的确定五 排气槽的设计六 脱模推出机构的设计七 定距拉板机构设计 八 温度调节系统的设计九 导向定位系统的设计十 心得体会十一参考文献 共 15 页 第 1 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明塑料壳体设计一、拟定模具的结构型式1. 塑件成型工艺性分析该塑件是一塑料壳体，如图1所示， 塑件壁件属薄壁塑件，生产批量很大。材料为PC（聚碳酸脂）：突出的冲击强度，较高的弹性模量和尺寸稳定性。无色透明，着色性和电绝缘性优良，透光性好，耐寒性好，使用性能好。但粘性大，流动性较差，耐磨性差。力学性能一般，易产生应力碎裂，适用于制造绝缘透件，透明件等。本塑件为透明件。 图1 2. 分型面位置的确定 根据塑件结构型式，为便于塑件脱模和自动落料，塑件留在动模，并考虑和保证塑件的外观不遭到损坏，应选择三板双分型面。1、在定模座板与定模板之间2、在壳体的底平面。 3. 确定型腔数量和排列方式1）型腔数目的确定该塑件精度要求不高，又是大批大量生产，采用一模两腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，初定为一模两腔的模具型式。2）型腔排列形式的确定 为了确保塑件质量的均一和稳定，尽量使型腔排列紧凑，便于减小模具的外型尺寸，本设计的型腔的排列方 式采用单列直排。图2所示。为了保证塑件的外型尺寸和精度，此本设计采用脱模板 推出脱模的方法。 共 15 页 第 2 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明4. 模具结构型式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模两腔，单列直排，推板推出，流道采用平衡式，浇口采用点 浇口，定模需要设置分型面以便自动落料，动模部分需要一块脱模板，因此基本上可确定模具结构型式为双分型面注射模。 图 2 5. 注射机型号的选定1）注射量的计算通过计算或Pro/E建模分析，塑件质量m1为109g，塑件体积流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.4倍来估算。从上述分析中确定为一模二腔，所以注射量为：m=1.4nm1=1.52109=348.8g2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未值，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可用0.4nA1来进行估算，所以A=nA1+A2=nA1+0.4nA1=1.4nA1=式中Fm=A =3.3640=1344KN式中为型腔压力，取40MPa（查表得到）。3）选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ500/200卧式注射机（上海塑料机械厂），技术参数如表1所列：表1 注射机主要技术参数理论注射容量/500锁模力 /KN2000螺杆直径mm55拉杆内间距/mm570570注射压力MPa150移模行程/mm500注射速率(g/s)173最大模厚/mm500塑化能力(g/s)110最小模厚/mm280螺杆转速(r/min)0180定位孔直径/mm160喷嘴球半径SR20喷嘴孔直径/mm4锁模方式双曲轴 共 15 页 第 3 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明4）注射机有关参数的校核(1) 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数nk注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；M注射机的额定塑化量(110g/s)；t成型周期，取40s。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。二、浇注系统的设计1. 主流道设计1）主流道尺寸：根据所选注塑机参数可得主流道小端尺寸为：d=注射机喷嘴尺寸+(0.51)=4+1=5mm主流道球面半径：SR=喷嘴球面半径(12)=20+2=22mm2）主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩 短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取32等于定模板的厚度（见模架的确 图3定和装配图）。衬套如图3所示， 材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为5357HRC。3）主流道凝料体积为： 2. 分流道设计1） 分流道布置形式为了满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。 共 15页 第 4 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明2） 分流道长度L1=77.5mm， L2=8mm； 图4为分流道的布置。3） 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积 （1） 形状及截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模，本设计 的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体的流动阻力不大，但由于材料的流动性能差，壁厚为4，所以 一般不采用下面的经验公式来确定截面尺寸： 而根据资料PC可取推荐最大值13所以取 D=10d=8 一级分流道L截面形状图5所示。二级分流道的尺寸为：D=8 H=8 d=4（2） 凝料体积分流道长度：L1=77.52=155mm， L2=82=16mm； 图5分流道截面积：A1= A2= 凝料体积： 5） 分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8m1.6m可，在此取1.6m，如图5所示。注射机型号参见塑料成型工艺与模具设计表4-1P100 共 15 页 第 5 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明3 流道校核1）主流道剪切速率校核由经验公式式中主流道剪切速率偏大，主要是注射量大，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。 2） 分流道剪切速率校核 图5 采用经验公式S在5之间，剪切速率校核合理。式中 t注射时间取1s C梯形周长（C=3.6cm）。4. 浇口的设计由于塑件是高度较大的平板件，故采用点浇口。由于材料的流动性能差，所以要采用宽浇口。塑料熔体以较低的流速、呈平行状态、平稳均匀地流人型腔，可降低塑件的内应力，减小翘曲变形，排气良好。浇口对称分布，塑件取出后要用另外去除，有微小痕迹。1）点口尺寸的确定 综上述，由经验数据得： 浇口截面形状如图6所示，试模时根据填充情况再进行调整。 共 15 页 第 6 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明2） 浇口剪切速率的校核之间，剪切速率合适。4. 冷料穴的设计1） 主流道冷料穴如图7所示，采用半球形形式，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力，使主流道凝料从主流道衬套中脱出。2） 分流道冷料穴 图7 冷料穴 在分流道端部加长10mm(约1.5倍dn)作分流道冷料穴。三、成型零件的设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成形壳体外表面的凹模，成型内表面的凸模，由于塑件材料为透明材料故各成型表面均为镜面。1. 成型零件的结构设计1） 凹模（型腔）壳体型腔不是很深，故凹模可制成 整体式，先用洗削加工方法进行粗加工，然后进行电火花精加工，而镜面由人工抛光。虽整体模板都要用价格较贵重的模具钢，但只是小型模具，还是可以承受的。 图8 因此，凹模采用整体式。如图8所示，尺寸由所选模架决定。而型腔厚度取60mm. 2） 凸模(型芯)型芯是一个嵌入式型芯，由于各成型表面均为镜面，磨损不是很大，但由于采用脱模板脱模，磨损量增大。以及失误操作的话，影响模具寿命，必须及时更换，故可设计成嵌入式。如图9所示。 2. 成型零件钢材的选用壳体是大批量生产、成型零件所选用钢材耐磨性和 抗疲劳性能应该良好。机械加工性能和抛光性能也应良好。因此构成型腔凹模钢材选用NAK80。（订制其他材料的材质可和模架厂协商）。型芯因为是采用推板脱模，与型芯磨损较大，采用硬 图9 度较高的模具钢STD，淬火后表面硬度为5862HRC。3. 成型零件工作尺寸的计算（其图形见图纸12号）塑件尺寸公差按SJ137278标准中的6级精度选取。1） 型腔径向尺寸 共 15 页 第 7 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明 式中 s 塑件平均收缩率；塑件外径尺寸；修正系数（取0.75）；塑件公差值（查塑件公差表）；制造公差取。 2） 型芯径向尺寸式中 s 塑件平均收缩率； 塑件外径尺寸；修正系数（取0.75）；塑件公差值（查塑件公差表）；制造公差取。 共 15 页 第 8 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明 3） 型腔深度尺寸式中 H s塑件高度最大尺寸； 修正系数取0.6； 塑件公差值（查塑件公差表）。 4） 型芯高度尺寸式中 塑件孔深最小尺寸；修正系数取0.6； 塑件公差值（查塑件公差表）。 5）型芯或型孔之间的距离 4. 成型零件强度及支承板厚度计算1） 型腔侧壁厚度：其具体尺寸由模架尺寸确定； 底板厚度：取=25mm;计算参考塑料成型工艺与模具设计第五章第三节 P153 共 15 页 第 9 页 湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明 式中 型腔压力，取40MPa； 材料弹性模量，取2.1105MPa； 根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量。查表4-13得： 系数 查表4-15得： 查表 4-16得：两型腔之间受力是大小相等、方向相反、在合模状态下不会产生变形，因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计的条件就可以了。所以完全满足强度和刚度的要求。压力，就可计算得到支承板的厚度。式中 支承板刚度计算许用变形量； 、W两垫块之间的距离（约为215）；支承板长度，取315；型芯投影到支承板上的面积。型芯的面积此支承板厚度计算尺寸为50，对于小型模具还可减小一点，可利用两根推板导柱来对支承板进行支撑，这样支撑板厚度可近似为 共 15 页 第 10 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明因此支承板厚度可取得稍薄一点，取标准厚度32。四、模架的确定根据型腔的布局可看出，型腔板尺寸为315400，又根据型腔侧壁最小厚度为17.13mm，再考虑到导柱、导套及联接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为P4号（315L=315400），模架结构为P4的型式，如图10所示。 图10各模板尺寸的确定：1. A板尺寸 A板是定模型腔板，塑件高度45，在模板上还要开设一级和二级分流道，分流道有一定的厚度和长度，因此A板厚度取63mm。2. B板尺寸B板是凸模（型芯固定）板，取40mm（包括型芯总高45mm）。3. C垫块尺寸垫块=推出行程+推杆板厚度+推杆固定板厚度+（510）=45+25+20+（510）=95100根据计算，垫块厚度C取100。根据上述尺寸，确定模架序号为5号，板面为315400，模架结型 共 15 页 第 11 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明 式为P4的标准模架。从选定模架可知，模架外形尺寸： 宽长高315400311()合格。模具平面尺寸400400570570(拉杆间距)，合格；模具开模所需行程45(型芯高度)45(塑件高度)（510）95100500(注射机开模行程)，合格；其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机满足使用要求。五、排气槽的设计壳体成型型腔体积约为90.44cm3，由表1可计算得注射时 图11间约为2s，采用的是点浇口由型腔顶部注射，熔体先充满型腔顶部，然后再充满周边下部，这样型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出，又有分型面设在浇注最后位置，这样的小零件一般不会造成憋气现象，故排气装置没有必要设计。 六、脱模推出机构的设计采用推板推出过程中，为了减小推杆与型芯的 摩擦，采用图11所示结构，在型芯板与推杆之间可作为导柱 导套，可以起到定位导向的作用。 共 15 页 第 12 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明 七、定距拉板机构设计 如右图，模具开模时，由于弹簧的作用， 中间板与定模座板首先分开，以便取出两板之间的浇注系统凝料。继续开模时，由于定距拉板与固定在中间板上的限位钉接触，使中间板停止运动，这样随着动模的继续移动迫使模具沿第二分型面分开，进而由推出机构将塑件推出。 S=L+（35）=45+5=50L定模板厚度 八、温度调节系统的设计冷却系统的计算比较麻烦，故在此只进行简单估测计算，在单位时间内熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40。 1. 冷却水的体积流量式中 W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（kg/min），按每分钟注射2次，即： W=Q1单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，PS为2.1102kJ/kg；冷却水的密度（1000kg/m3）； C1冷却水的比热容(4.187kJ/kg)；1冷却水出口温度（取26.5）；1冷却水入口温度（取25）。 共 15 页 第 13页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明2. 确定冷却管道直径d为使冷却水处于湍流状态，查资料取d=15mm，而且由资料查处PC的Vmin=0.87。3. 确定冷却水在管道内的流速v由式 大于最低流速0.87m/s，所选管道直径 合理。4求冷却管道的总传热面积AA=60W Q1/h=0.001677316=1677.35.求冷却水道的孔数n所以，不需要设计冷却水道。九、导向定位系统的设计 由于塑件、模具属于小型，且注塑时间短， 图12 可采用四导柱导套导向定位。但又由于塑件上有两个孔，要求精度相对较高，故采用四导柱定位！为了中间板在工作过程中的导向与支承，所以必须在定模一侧设置导柱。因此将原有模架的四根动模导柱该成，对角导柱，即，两根在定模，两根在动模。布置如下图导柱直径R=32， 导套直径D=42； 。 共 15 页 第 14 页湖南大学衡阳分校毕业设计计 算 内 容说 明设计心得体会 在设计过程中，我把塑料制品成型及模具设计和其他资料书仔仔细细地阅读了一遍，从中我学懂了许多以前不懂的地方，也学到了许多以前没有学过的方面。 在设计时，由于没有实际经验，以前学过的东西好象不知道该如何应用，在老师的指导下，我综合比较了资料中各种模具的设计和其中应该要怎么做、以及要注意那些细节，终于我顺利的将模具设计出来。而整个设计的过程，使我更清楚地知道该如何将自己学到的知识应用到实际当中去，并将其完善。 对于我们不能不说是一种很好的锻炼，相信这次的设计会对我以后产生很大的帮助， 通过这次设计我深深体会到了书本与实际的区别，看懂与动手的差异！以前总认为学校学到的知识到了实际中未必有用，通过这次的设计才知道基础对现实中的作用是非常巨大的。也让我对过去学到的知识有了全新的了解，并充分利用它来完善自己。 十一、参考文献 1）塑料制品成型及模具设计 叶久新 王群 主编 2）塑料模具设计 刘昌祺 主编 3）模具设计与加工速查手册 彭建生 主编 4）塑料模具技术手册 编委会 主编 5）塑料注射模具设计技巧与实例 王文广 等主编 付：外文翻译 电火花加工 电火花加工法对加工超韧性的导电材料（如新的太空合金）特别有价值。这些金属很难用常规方法加工，用常规的切削刀具不可能加工极其复杂的形状，电火花加工使之变得相对简单了。在金属切削工业中，这种加工方法正不断寻找新的应用领域。塑料工业已广泛使用这种方法，如在钢制模具上加工几乎是任何形状的模腔。 电火花加工法是一种受控制的金属切削技术，它使用电火花切除（侵蚀）工件上的多余金属，工件在切削后的形状与刀具（电极）相反。切削刀具用导电材料（通常是碳）制造。电极形状与所需型腔想匹配。工件与电极都浸在不导电的液体里，这种液体通常是轻润滑油。它应当是点的不良导体或绝缘体。 用伺服机构是电极和工件间的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的间隙，以阻止他们相互接触。频率为20000Hz左右的低电压大电流的直流电加到电极上，这些电脉冲引起火花，跳过电极与工件的见的不导电的液体间隙。在火花冲击的局部区域，产生了大量的热量，金属融化了，从工件表面喷出融化金属的小粒子。不断循环着的不导电的液体，将侵蚀下来的金属粒子带走，同时也有助于驱散火花产生的热量。 在最近几年，电火花加工的主要进步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金属切除率时，表面粗糙度可达24vin.(0.050.10vin)。用高的金属切除率如高达15in3/h(245.8cm3/h)时，表面粗糙度为1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的类型，决定了能使用的安培数,电容,频率和电压值。快速切除金属（粗切削）时，用大电流,低频率,高电容和最小的间隙电压。缓慢切除金属（精切削）和需获得高的表面光洁度时，用小电流,高频率,低电容和最高的间隙电压。 与常规机加工方法相比，电火花加工有许多优点。 1 . 不论硬度高低，只要是导电材料都能对其进行切削。对用常规方法极难切削的硬质合金和超韧性的太空合金，电火化加工特别有价值。 2 . 工件可在淬火状态下加工，因克服了由淬火引起的变形问题。 3 . 很容易将断在工件中的丝锥和钻头除。 Electrical discharge machiningElectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conventional cutting tools. This machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds. Electrical discharge machining is a controlled metal removal technique whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made to the shape of the cavity required, and the workpiece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. This dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. A servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.02 mm) between the electrode and the work, preventing them from coming into contact with each other. A direct current of low voltage and high amperage is delivered to the electrode at the rate of approximately 20 000 hertz (Hz). These electrical energy impulses become sparks which jump the dielectric fluid. Intense heat is created in the localized area of the park impact, the metal melts and a small particle of molten metal is expelled from the surface of the workpiece . The dielectric fluid, which is constantly being circulated, carries away the eroded particles of metal and also assists in dissipating the heat caused by the spark.In the last few years, major advances have been made with regard to the surface finishes that can be produced. With the low metal removal rates, surface finishes of 2 to 4 um. (0.05 to 0.10um) are possible. With high metal removal rates finishes of 1 000uin. (25um) are produced.The
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