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塑料瓶盖零件的塑胶模具设计毕业设计说明书.docx
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1、塑料瓶盖零件的塑胶模具设计所属系部:机电工程系专 业:模具设计与制造班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 提交时间: 目录前言5一模具工艺分析6(1)模具成品尺寸分析6(2)ABS塑料分析6(3)塑件的尺寸精度分析7(4)塑件的表面质量分析7(5)塑件结构工艺性分析7二、确定成型设备选择与相关工艺参数8(1)计算塑件的体积8(2)注塑机的初步选择8(3)塑件模成型工艺参数的确定9三、模具结构分析10(1)模具分型面设计10(2)型腔数目的确定及型腔的排列11(3)流道系统设计11(4)型芯、型腔结构的确定12(5)冷却系统设计12(6)推出方式的选择14(7)排气孔设定14(8)模具顶针设
2、计15(9)其他说明16四、注塑模的尺寸计算17五、模具避空说明19六、模具封胶说明20七、导向机构选择21八、开模及其细节22(1)锁模力22(2)试模要求22(3)模具安装部分的校核22(4)模具工作原理及特点23(5)模具开模行程校核25九、模具拆模设计26十、模具零件加工及其图纸30总装图及其加工图纸33设计总结39参考文献40前言当前,我国面临发达国家的技术优势和发展中国家价格优势的双重压力。工业发达国家模具企业凭借其技术优势和实力,在中高档模具方面具有竞争优势,随着他们逐步进入我国,对我国的模具工业形成了巨大挑战;印度、泰国及东欧一些国家,近年来模具工业发展也很快,而且其模具的价格
3、也具有很强的竞争优势,我国模具行业的成本和价格优势会逐步削弱并最终消失。罗百辉指出,中国模具企业必须在技术、管理和人才培训方面下功夫,积极引进国外先进的制造具模技术,提升高端模具产品开发能力,调整模具产品结构,不断提高我国模具产品的国际竞争力。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善,逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因:一是国民经济持续高速发展,特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求,有些高档模具国内的确生产不了,只好进口;但也确实有一些模具国内可以生产,也在进口。这与中国现行的关税政策及项
4、目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样,出口退税率只有13%,而未达17%。80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2002年我国模具总产值约为360亿元,其中塑料模约30%左右。本次课程设计的主要任务是塑料零件注塑模具的设计,也就是设计一副注塑模具来生产该塑件产品,以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。一、模具工艺分析(1)
5、模具成品尺寸分析成品材料ABS塑料,大批量生产。尺寸没特殊要求,无斜顶、无设计滑块要求,拟采用两板模模具结构,采用半封闭的浇注系统,动模和定模均采用水循环的冷却系统,采用顶出杆的顶出系统。良好的尺寸稳定性在注塑成型时,注塑模具型腔的温度要达到300以上。为此,最好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变,从而造成注塑模具尺寸的变化。无热处理要求以实际要求为主。(2)ABS塑料分析ABS树脂检测-成分分析ABS树脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物,ABS是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母缩写)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高
6、分子材料。结构ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8C4H6C3H3N)x,但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物,其中,丙烯占15%35%,丁二烯占5%30%,苯乙烯占40%60%,最常见的比例是A:B:S=20:30:50,此时AB8树脂熔点为175。随着三种成分比例的调整,树脂的物理性能会有一定的变化:1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性,但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性;丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸
7、碱盐等化学腐蚀的性质;苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。性质ABS树脂是微黄色固体,有一定的韧性,密度约为1.041.06g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强,也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS树脂可以在-2560的环境下表现正常,而且有很好的成型性,加工出的产品表面光洁,易于染色和电镀。(3)塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求,所有尺寸均为自由尺寸,可按MT5查公差,其主要尺寸公差标注如下(单位mm):塑件外形尺寸:100-1.100 54.3-0.740 R0.5-0.20 R10-0.280内形尺寸:500+0.64 950+1.10 R6.
8、5-0.280 R8-0.280 3-0.20 2.88-0.20 3-0.20 8-0.280 6.03-2.80 0.97-0.20 1.5-0.20 70-0.860 3.65-0.240 2-0.20 1090+1.165-0.240孔尺寸:30+0.2 中心距尺寸:34.30.28 28.30.24 300.24(4)塑件的表面质量分析该塑件要求外表面没有斑点及熔接痕,粗糙度可取Ra=1.6m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。(5)塑件结构工艺性分析该塑件形状比较规范没特殊工艺要求。其中间一个直径为10的孔无拔模要求。二、确定成型设备选择与相关工艺参数(1)计算塑件的体积V件=1
9、.3523345e4=1.3523345104=13523.345mm3=13.523345cm3(2)注塑机的初步选择塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积(3)表示时,塑件体积(包括浇注系统)应小于注塑机的注塑容量,其关系是:V件0.8V注V注V件/0.8 13.523345/0.8=16.9cm3V件式中- 塑件与浇注系统的体积(cm3)V注- 注射机注射容量(cm3)0.8- 最大注射容量利用系数根据塑件的原材料分析,查相关手册得知该塑件的原材料所需的注射压力为120140Mpa,由于塑件的尺寸中等,所以选择较小的注射压力P需=120Mpa模具所需的注射压力应
10、小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按下式: P需P注 P注120Mpa式中P需塑件成型是所需的压力(Mpa) P注所选注射机的额定注射压力模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式如下: P腔FP锁 P锁405343.263=213730.52N式中P腔模具型腔压力,取40 Mpa P锁注射机额定锁模力(N)F塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(mm2),由以上数据,相关资料初选螺杆式注塑机:XS-ZY-250它的注射容量为250cm3,注塑压力为130Mpa,锁模力为1800KN,均满足以上条件。 注塑机图(3)塑件模成型工艺参数的确定工艺参数 规格 工艺参数 规格 预
11、热和干燥 温度t/: 80-95成型时间/s注射时间 0-3时间t/h: 4-5保压时间 10-25料筒温度t/ 后段 150-170冷却时间 15-30中段 175-185总周期 40-70前段 185-200螺杆转速n/(min)30-60喷嘴温度t/ 175-185后处理 方法 红外线灯 烘箱 模具温度t/ 50-80温度t/ 80注射压力p/Mpa120-140时间/h2-4三、模具结构分析(1)模具分型面设计分型面是指两者在闭和状态时能接触的部分,也是将工件或模具零件分割成模具体积块的分割面,具有更广泛的意义。分型面的设计直接影响着产品质量、模具结构和操作的难易程度,是模具设计成败的
12、关键因素之一。确定分型面时应遵循以下原则:(1)应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型,采用异型分型面减少动、定模的修配以降低加工难度等。(2)有利于塑件的顺利脱模。如开模后尽量使塑件留在动模边以利用注塑机上的顶出机构,避免侧向长距离抽芯以减小模具尺寸等。(3)保证产品的尺寸精度。如尽量把有尺寸精度要求的部分设在同一模块上以减小制造和装配误差等。(4)不影响产品的外观质量。在分型面处不可避免地出现飞边,因此应避免在外观光滑面上设计分型面。(5)保证型腔的顺利排气。如分型面尽可能与最后充填满的型腔表壁重合,以利于型腔排气。分型面(2)型腔数目的确定及型腔的排列此模具比较适合一模两穴,能加快模
13、具生产效率。(3)流道系统设计进胶机嘴为标准零件流道图模具流道设计的基本原则也称作主浇道、注道或竖浇道,是指自射出机射嘴与模具主流道衬套接触的部分起算,至分流道为止的流道。此部分是熔融塑料进入模具后最先流经的部分。流道截面积要够大流程要短。尽量避免流道弯折及突然改变流向(以圆弧角改变方向)。 流道加工时表面粗糙度要低。多点进浇可以降低压力降及所需射压,但会有缝合线问题。一模多穴(Multi-Cavity)充填时,流道要平衡,尽量使塑料同时填满每一个模穴,以保证各模穴成型品的品质一致性。分流道尽量采用自然平衡式的布置方式(Naturally-Balanced Layout)。无法自然平衡时采用人
14、工平衡法平衡流道。此模具为一点进胶可以按模具大小及其图形规划来设计适合一点进胶。(4)型芯、型腔结构的确定整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模,其特点是牢固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝痕迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较容易,塑件形状复杂时,整体式凹模的加工工艺性较差,需要采用电火花、电铸等特殊加工手段,制作周期较长且费用较高,零件尺寸较大时加工和热处理都较困难,消耗贵重模具钢多.整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式,再嵌入模具的模板内,它在单腔和多腔模具中均可应用.这种凹模结构的好处是:加工单个型腔
15、的凹模方便,同时零件的热处理变形比在一块材料上制作多个型腔的小。节省贵重钢材.根据工作性质,凹模和固定板可分别采用不同的材料制作。易于维修更换.采取镶嵌式安装形式便于更换失效了的凹模,儿不影响生产进行。各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期。(5)冷却系统设计在注射成型过程中,模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等,并且对生产效率起到决定性的作用,在注射过程中,冷却时间占注射成型周期的约80,然而,由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同,模具温度的要求也不尽相同。因此,对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上也决定了塑件的质量和生产成本。冷却系统图(6)推出方式的
16、选择根据塑件的形状特点模具开模后,塑件留在型芯。其推出机构可采用推板出或推杆推出。其中,推板推出结构可靠,顶出力均匀,不影响塑件的外光质量。但塑件有圆弧过渡,推板制造困难;推杆推出结构简单,推出稳定可靠,推出时会在塑件上下顶出痕迹,但塑件使用时并不影响外观。因此该塑件采用推杆推机构。(7)排气孔设定当塑料熔体充填型腔时,必须顺利地排出型腔内的空气及塑料受热产生的气体。如果气体不能被顺利地排出,塑件会由于充填不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点;甚至因气体受压产生高温,使塑料焦化。本设计是利用配合间隙排气的方法,即利用分型面之间、推出机构与凹凸模之间及镶件与凸凹模的配合间隙进行排气。(8)模
17、具顶针设计塑胶模具顶针的种类有:扁顶针、圆顶针、托针、标准顶针、非标准顶。顶针常用在模具中,将工件从模具上分离下来的;使用合金材质制造的顶针,可以用来通较长较细的孔;顶针应用于车床或磨床上支持工件并使工件围绕顶针转动;顶针也可以作为模具镶针,用于模具里面,起到稳固作用。顶针的用途:1)在塑胶模具中,将产品从模具上分离下来,也是最常用的;2)硬质合金顶针如钨钢顶针等,则可以用来通较长较细的孔;3)顶针也叫顶尖那是装配在车床或磨床上,用来支持工件并使工件围绕它转动的头部圆锥形金属圆棒,但是与塑胶模具配件的顶针是完全不一样的东西;4)塑胶模具顶针也可用于模具里面,它可以起到稳固作用,被叫做镶针。模具
18、顶针排列位置(9)其他说明此模具结构模具规划,其他未注明结构,为标准结构,无斜顶,滑块。标准结构不一一注明。 四、注塑模的尺寸计算零件尺寸计算ABS的收缩率为s=0.4%0.6%,平均收缩率scp=0.5%模具制造公差取z=4类型零件图号塑件尺寸计算公式计算结果型腔型腔100-1.100LM=(LS+LsScp-34)0+99.6750+0.5554.3-0.740 LM=(LS+LsScp-34)0+54.020+0.185R10-0.280 LM=(LS+LsScp-34)0+9.840+0.07R0.5-0.20 LM=(LS+LsScp-34)0+0.3530+0.058-0.280L
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