塑料盖子的注塑模设计说明书

塑料盖子的注塑模设计说明书 XX学校 XX学校 毕业设计说明书 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 名称: 塑料盖子的注塑模设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间: 年 月 日, 年 月 日 XX学院毕业设计说明书 摘 要 根据塑料制品的要求，了解塑件的用途， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用一模两件，点浇口进料，注射机采用海天160XB型号，设置冷却系统，CAD和UG绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。 关键词:机械设计;模具设计;CAD绘制二维图;UG绘制3D图，注射机的选择 I XX学院毕业设计说明书 English the mold Take to According to the plastic products requirements, understand the use of plastic parts, plastic parts of the process analysis, dimensional accuracy and other technical requirements, selection of plastic parts size. The use of a mold of a mold two, a side gate feed, injection machine uses the Haitian 160XB models, cooling system, CAD and UG mapping of2D assembly drawing and parts drawing, mold reasonable processing method. Enclose brochures, the systematic use of a brief text, concise schematic diagram and calculation analysis of plastic parts, so as to make reasonable mold design. Key words: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG rendering3D map, the choice of injection machine i XX学院毕业设计说明书 目 录 摘 要 ......................................................................................................................... I 第1章 绪论 ...............................................................................................................4 1.1 塑料简介 .................................................................................................... 4 1.2 注塑成型及注塑模 ...................................................................................... 4 第2章 塑料材料分析 ...............................................................................................6 2(1 塑料材料的基本特性 ...................................................................................... 6 第3章 塑件的工艺分析 ...........................................................................................7 3(1 塑件的结构设计 ............................................................................................. 7 3(2 塑件尺寸及精度 ............................................................................................. 8 3(3 塑件表面粗糙度 ............................................................................................. 9 3(4 塑件的体积和质量 .......................................................................................... 9 第4章 注射成型工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及模具结构的分析和确定 .........................................10 [5]4(1、注射成型工艺过程分析 .............................................................................. 10 4(2 浇口种类的确定.......................................................................................... 10 (3 型腔数目的确定 ........................................................................................... 11 4 4(4 注射机的选择和校核................................................................................... 11 4.4.1 注射量的校核 ...................................................................................... 12 4.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核......................................... 12 4(4(3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核......................................... 12 第5章 注射模具结构设计 .....................................................................................14 5(1 分型面的设计 ............................................................................................... 14 5(2 型腔的布局 .................................................................................................. 14 5(3 浇注系统的设计 ........................................................................................... 15 5(3(1 浇注系统组成................................................................................... 15 5(3(2 确定浇注系统的原则 ........................................................................ 15 5(3(3 主流道的设计................................................................................... 15 5(3(4 分流道的设计................................................................................... 17 5(3(5 浇口的设计 ...................................................................................... 17 5(3(6 冷料穴的设计................................................................................... 18 [7]5(4 注射模成型零部件的设计........................................................................... 18 5(4(1 成型零部件结构设计 ........................................................................ 18 5(4(2 成型零部件工作尺寸的计算.............................................................. 20 5(5 排气结构设计 ............................................................................................... 20 5(6 脱模机构的设计 ........................................................................................... 20 5(6(1 脱模机构的选用原则 ........................................................................ 20 5(6(2 脱模机构类型的选择 ........................................................................ 21 5(6(3 推杆机构具体设计............................................................................ 21 5(7 注射模温度调节系统 .................................................................................... 21 ii XX学院毕业设计说明书 5(7(1 温度调节对塑件质量的影响.............................................................. 22 5(9 模架及标准件的选用 .................................................................................... 22 5(9(1 模架的选用 ...................................................................................... 22 5(10 两分型面的开模顺序与控制机构 ................................................................. 24 第6章 模具材料的选用 .........................................................................................25 6(1 成型零件材料选用 ........................................................................................ 25 6(2 注射模用钢种 ............................................................................................... 25 总结 .............................................................................................................................26 致谢 .............................................................................................................................28 参考文献 .....................................................................................................................29 iii XX学院毕业设计说明书 第1章 绪论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%,80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。 1.1 塑料简介 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、 [1]防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模 将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。 注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。 4 XX学院毕业设计说明书 注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。 注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。 注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与[2]抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成 。 注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。 注射成型有三大工艺条件，即:温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。 塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 (CAE)技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。 传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。 目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的MOLDFLOW、美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (产品优化顾问，简称MPA)，MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模拟分析，简称MPI)，MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型过程控制专家，简称MPX)。 采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品[3]质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。 5 XX学院毕业设计说明书 第2章 塑料材料分析 2(1 塑料材料的基本特性 PP 聚丙烯化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。 由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。 注塑模工艺条件 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度:220~275C，注意不要超过275C。 模具温度:40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力:可大到1800bar。 注射速度:通常，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。 流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。 典型用途 汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等)，器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等)，日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。 板、扶手、热空气调节导管等， 6 XX学院毕业设计说明书 第3章 塑件的工艺分析 在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。 塑料盖子如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构中等复杂程度，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 图(1)3D视图 3(1 塑件的结构设计 (1)、脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并 ,浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.5,1.5，根据文献[1]，塑件材料PP ///,,的型腔脱模斜度为0.35,130，型芯脱模斜度为30,1 7 XX学院毕业设计说明书 (2)、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在1,4，最常用的数值mm为2,3。该管连接件壁厚均匀，周边和底部壁厚均为1.7左右。(3)、mmmm塑件的圆角 为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.5,1的圆角。mm一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。 该塑料件表面圆角半径和内部转弯处圆角为1.5。 mm (4)、孔 塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。 3(2 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为PP，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献[2] 8 XX学院毕业设计说明书 表3-2塑件的尺寸与公关(SJ1372-1978)的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT3级精度，未注采用MT5级精度。 3(3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.02,1.25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑,m 件的1/2，即Ra 0.01,0.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗,m 糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。 该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.2，内部为,m0.4。 ,m 3(4 塑件的体积和质量 本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在UG软件中，使用塑模部件 3验证功能，可以测得塑件的质量(PP的密度为0.91)，即可以得出该塑g/cm 件制品的体积为质量为24.3克。 9 XX学院毕业设计说明书 第4章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 [5]4(1、注射成型工艺过程分析 根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为: 第一步:为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。 (1)、成型前对原材料的预处理 根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，PP材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在70 , 80 ?下干燥2,4 h。 (2)、料筒的清洗 在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机(主要是料筒)进行清洗或拆换。 柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 (3)、脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有:硬脂酸锌，液体石蜡(白油)，硅油，对PP材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。 第二步: 注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。 第三步:制件的后处理 注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为PP，就采用退火处理1,3小时。 4(2 浇口种类的确定 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。 由于本设计中塑料盖子塑件外表面质量要求较高，所以选用侧浇口。侧浇口直接在中间的圆端面处进，塑料盖子组装后，浇口被遮挡起来。 侧浇口主流道需要设置钩针，分流道与产品相连，顶出产品包含流道连接 10 XX学院毕业设计说明书 在一起。 4(3 型腔数目的确定 因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模二腔，进行加工生产。 4(4 注射机的选择和校核 由于采用一模二腔，需要至少注射量为24.3x2=48.6g，流道水口废料5.06g，总注塑量达到53.66g，再根据工艺参数(主要是注射压力)，综合考虑各种因素，选定注射机为海天160XB。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为: 海天HTF160XB 型号 单位 160×B 参数 螺杆直径 mm 45 理论注射容量 cm3 320 注射重量PS g 291 注射压力 Mpa 159 注射行程 mm 201 螺杆转速 r/min 0~230 料筒加热功率 KW 9.3 锁模力 KN 1600 拉杆内间距(水平×垂直) mm 455×455 允许最大模具厚度 mm 500 允许最小模具厚度 mm 180 移模行程 mm 420 移模开距(最大) mm 920 液压顶出行程 mm 140 液压顶出力 KN 33 液压顶出杆数量 PC 5 油泵电动机功率 KW 18.5 油箱容积 l 240 机器尺寸(长×宽×高) m 5.4×1.45×2.05 机器重量 t 5 最小模具尺寸(长×宽) mm 320×320 11 XX学院毕业设计说明书 4.4.1 注射量的校核 模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为: nm，m,80%m12 式中 --型腔数量 n 3 --单个塑件的体积() cmm13 --浇注系统所需塑料的体积() cmm233 本设计中:n=2 26.71 =5.56 cmcmm,m12 M=2x26.71+5.56X0.91=53.66g 注塑机额定注塑量为291g 113X0.8=232.8g>153.66g 注射量符合要求 4.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 nA，A,A12 式中 n --型腔数目 --单个塑件在模具分型面上的投影面积 A1 --浇注系统在模具分型面上的投影面积 A222mmmm n=2 =9293.7 =945 AA212mm=2x9293.7+945=19532.4 nA，A12 注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即: ()P < F nA，A12 式中: P—塑料熔体对型腔的成型压力(MPa) F—注射机额定锁模力(N) 其它意义同上 根据教科书表5-1，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密 制品为39-44MP ()P=19532.4X30x1.1X0.001==645KN<1600KN nA，A12 锁模力符合要求 4(4(3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 (1)、模具厚度(闭合高度) 模具闭合高度必须满足以下公式 H,H,H minmax H式中 --注射机允许的最大模厚 min H --注射机允许的最小模厚 max 本设计中模具厚度为430mm 180