饭盒模具设计 .doc

模具设计 -饭盒的设计 专业：机械工程及自动化 姓名：李佳纯 学号：餐盒注塑模具设计目录一、绪论 .2二、塑件制品及说明 .3三、设计计算内容及步骤 .4 1）塑件设计 .4A、塑料品种 .5B、外观要求 .5C、壁厚及制件体积计算 .5D、脱模斜度 .6 2）成型工艺设计.63）模具结构设计 .64）设计计算 .7A、成型零件的工作尺寸计算 .7B、型腔及模板的刚度及强度计算 .8C、浇注系统设计计算 .10D、脱模阻力计算 .11E、模具冷却水道设计计算 .125）注射机的选择 .13A、最大注射量校核 .13B、注射压力校核 .14C、锁模力校核 .14D、流动比校核 .14E、开模行程及顶出行程校核.146）模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核 .15A、喷嘴尺寸 .15B、定位圈尺寸 .15C、最大及最小模厚 .15D、模板螺孔尺寸 .15E、拉杆内间距 .157) 模具材料的选择 . .158) 编制模具零件机械加工及装配工艺方案 . .15结束语.15四、参考书目及文献.16一、绪论1、设计题目： 餐盒注塑模具设计2、 我国塑料模具的现状和发展 近年来，我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展一片生机。建筑、家电、汽车等行业对塑料的需求量都很大。据估计，仅汽车、摩托车行业每年就需要100多亿元的模具；彩电模具每年也有约28亿元的市场。(1)模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。(2)模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。(3)模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。(4)大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发(这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行)，变被动为主动。以及“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。(5)随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说： “模具是一种工艺品”的概念正在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被 “只装不配"的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。(6)高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。3、设计要求：独立思考、灵活运用所学，鼓励创新。熟悉模具设计的过程及要点。二、塑件制品及说明制件：餐盒 制件说明：用途：装菜用，并可以与饭盒体合为一体要求：制品要保持光滑，有良好外观材料：聚甲基戊烯1（TPX）收缩率: 计算收缩率1.53%一、 塑件设计1) 塑件的材料：按制品的用途，需要耐高温，元毒，抗蠕变性能。根据塑料模设计手册（以下简称手册）337页，附录 表 1 ，选取塑件的材料为：聚甲基戊烯1（TPX）。根据手册15页，表1-4 查得TPX材料的各种性能如下：注射机类型：螺杆式密度：0.83 计算收缩率：1.5%3预热：（无）喷嘴温度：280290模具温度：6080注射压力：80130MPA螺杆转速：28 r/min 2) 外观要求： 表面要求光滑，不能变成。 3）壁厚及制件体积计算： 根据手册30页，表2-3 取壁厚为：3mm 体积：190×136（60×60-）×3 75 180×126（50×50）-174×120（44×44）×19 125 +200 由手册图5-8：22/180=0.12 得：c=1 由手册图5-9：126/180=0.67 得： 将以上各数值代入式（5-1）得： 1.5 cm4）脱模斜度 由于材料收缩率较大，按手册29页，表2-1 选脱模作斜度为：二、 成型工艺设计1）合模，加料，加热，塑化，挤压2）注射，保压，冷却，固化，定型3） 螺杆嵌塑，脱模顶出三、模具结构设计1）成型零部件 型腔是直接成型塑件的部分，它由凸模、凹模、推杆等构成。2）浇注系统 由于塑件较大，所以要采用两个浇口，所以设计了流道。3）导向部分 确保动模和定模合模时准确对中而设导向零件。4）推出机构 在开模过程中，将塑件和浇注系统凝料从模具中推出的装置。5）排气系统 为了在注塑过程中将型腔内原有的空气排出，在分型面处开设排气槽。6）模温调节系统 为了满足注塑工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。四、设计计算（1）成型零件的工作尺寸计算1）凹模型腔的强度 根据手册139页，式（5-1） b：凹模侧壁的理论宽度 h: 凹模型腔的深度 p: 凹模型腔内的熔体压力; y: 凹模长边侧壁的允许弹性变形量 已知：=130Mpa ; E=2.1×Mpa ; h = 2.2cm cm2）型腔的长、宽尺寸计算塑件的平均收缩率为：2.25,模具制造公差取的制品公差。183.8式中：型腔的L方向公称尺寸L制品 L方向最大尺寸L制品L方向公称尺寸收缩率制品的设计公差模具制造公差。 128.6 式中：型腔的L方向公称尺寸3）型腔的深度尺寸计算H25.4式中：H型腔深度公称尺寸，制品高度最大尺寸，制品高度公称尺寸。4）型芯的长、宽尺寸计算 177.17式中：方向最小尺寸 121.455）型芯的高度 h21.33式中：h型心高度公称尺寸制品深度最小尺寸制品深度公称尺寸。2）支撑板强度的计算 根据手册147页，式5-6 支撑板厚度 p =130Mpa ; ; ; ; y = 0.005 cm 代入上式，得H = 5 cm（2）浇注系统设计计算 根据手册205页，式（5-59） 式中：D为主流道大头直径V为流经主浇道的熔体容积K为熔体常数其中K取5 V=200×（1+20%）240代入式算得：D=7.8mm 取D=8mm(3)脱模阻力计算根据手册243页，式5-93 式中： Q 脱模力(N) t 塑件平均壁厚（cm） E 塑料弹性模量 S 塑料平均成形收缩率 L 包容凸模的长度 f 塑料与钢的摩擦系数 m 塑料的帕松比E ；S0.0225 ； L2.2cm ；f=0.3 ；m=0.3；t=0.3代入上式得： =7833 N (4)模具冷却水道设计计算根据实用模具设计与制造手册433页，式6-31W其中W根据注射模典型结构100例P201附表3中查得85gs，W595.4g，W，V595.4cm³，取直径d20mm，L1.8m，式中：W通过模具的冷却水重量，单位时间内进入模具的塑料重量，a每可塑料的热容量，K热传导系数，出水温度，如水温度，冷却液容重，V冷却水道体积，L冷却水道长度，d冷却水道直径。五、注射机的选择1）最大注射量校核根据塑料·橡胶成型模具设计手册144页，式（5-2-1） 式中： 注塑机最大注谢量（ cm³）G 注塑机额定注谢量（ cm³） 待加工塑料密度 代入数据得：根据式（5-2-3） 式中:n 模具的型腔数 , 塑件的质量 g ，浇注系统分流道凝料的质量g ，主流道凝料质量g ，塑件飞边质量g代入数据得： g 根据校核式（5-2-2） 故：合格2） 注射压力校核 根据塑料·橡胶成型模具设计手册P145，P150Mpa，Pch100Mpa，（0.750.9）P112.5135Mpa>Pch，故也是合格的。式中：P注塑机额定最大注射压力，Pch模具成型时需要的注射压力。 3）锁模力的校核 根据塑料·橡胶成型模具设计手册P145，P取30Mpa，k取，qk30×20Mpa由表5-2-1，取F17.6Mpa，有>F，故合格。式中：型腔内塑料压力，P料筒内注塑机柱塞或螺杆施加于塑料的压力，K损耗系数，F注射机的额定锁模力。 4）开模行程及其顶出行程校核 根据塑料·橡胶成型模具设计手册P149，H25mm，H25mm，S320mm，H+ H+（510）5560mm<S，符合要求。式中：H脱模距离，H塑件加浇注系统总高，S注塑机最大开模行程。六、模具与注射机安装模具部分相关尺寸得校核。 因材料为TPX，总体积为250，所以选择螺杆式注塑机的型号为：SZ-10060，其转速为20-40 转秒，喷嘴形式为直通式。1. 喷嘴尺寸：喷嘴的伸出量为20mm，喷嘴的球半径为SR10mm2. 最大及最小模厚：最大模厚为300mm，最小模厚为170mm。3. 模板螺孔尺寸：定位孔直径为125mm，定位孔深度为10mm。4. 拉杆内间距为320×320mm。七、模具材料的选择 根据实用塑料注射模设计与制造P92表5-11，选取成型零件的材料为T8A，淬火低温回火55HRC，用于塑件形状简单，尺寸不大的模具。八、 编制模具零件机械加工及装配工艺方案 型腔和型芯铣出来，其它粗糙度要求较高的表面，如果脱浇道板，要用磨床加工。模具表面喷红色油漆。 各件按以下顺序装配：定模座板>凹模垫板>浇口套（件7、11）>凹模>型腔板>动模板>推板>挡钉（件25）>垫块>动模座板。结束语：通过本学期对模具设计这门课程的学习，使我对模具设计有了一个系统化的认识。特别是对注塑模具的认识。从确定型腔的数目，型腔的配置，分型面的选择，确定浇注系统，确定脱模方式等。此次设计就是对我们所学知识的一个运用。此设计还有很多不可避免的瑕疵，希望得到老师的指评。第四章 参考书目及文献1. 机械设计手册 成大先 化学工业出版社 第三版2. 实用塑料注射模设计与制造陈万林 机械工业出版社 第一版3. 塑料模设计手册 塑料模设计手册编写组 机械工业出版社 第二版4. 注射模典型结构100例 蒋继宏 中国轻工业出版社 第一版5. 塑料制品与模具设计提案 刘际泽 中国轻工业出版社 第一版6. 塑料模具设计 刘昌祺 机械工业出版社 第一版7. 塑料·橡胶成型模具设计手册 奚永生 中国轻工业出版社 第一版8. 实用模具设计与制造手册 许发樾 机械工业出版社 第一版9. 注射模具CAD/CAE/CAM技术 王国中 北京理工大学出版社 第一版