2022年模具大学本科方案设计书塑料瓶盖大学本科方案设计书2.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目录2 塑件的分析 错误！未定义书签；名师归纳总结 3 行腔数目的打算及排布2 第 1 页,共 17 页4 注射机的初步挑选2 5 浇注系统的设计3 5.1 浇注系统设计原就3 5.2 浇注系统的组成3 5.3 浇注系统的设计3 6 分型面与排气槽设计5 6.1 分型面的挑选原就5 6.2 分型面的设计5 6.3 排气槽的设计6 7 成型零件的设计6 7.1 成型零件的结构设计6 7.2 成型零件工作尺寸的运算7 7.3 成型零件的强度、刚度运算9 8 导向机构的设计10 8.1 导柱导向机构的作用10 8.2 导柱导套的挑选10 9 推出机构

2、的设计11 9.1 推出机构的组成11 9.2 推出机构设计的原就12 9.3 推出机构的设计12 9.4 复位零件12 10 冷却系统设计12 10.1 注射模冷却系统设计原就12 10.2 冷却管尺寸13 11 注射机的参数校核14 11.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核14 11.2 模具厚度校核14 11.3 开模行程校核14 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 12 总结 142.1 塑件的使用要求耐用,耐磨,可以承担较大的冲击力,不易摔坏；好看,有光泽,表面较光滑；化学性质稳固,可以耐高温（一般低于100oC）,耐化学腐蚀；2.3 塑

3、件的外形及尺寸塑件的工作条件对精度要求较低,依据 等级为 5 级精度；ABS 的性能可挑选其塑件的精度经运算得塑件的底面积为：S 塑 =530.66mm 2得塑件的体积为：V 塑=2.49cm3 塑件的质量为：W 塑 =V 塑 r 塑=2.62g ；见图 2-1 所示；图 2-1 塑件图3 行腔数目的打算及排布已知的体积V 塑或质量W 塑 ,又由于此产品属大批量生产的小型塑件,综合考虑生产率和生产成本等各种因素,初步确定采纳一模四腔对称性排布；名师归纳总结 排布图如2-2 所示：第 2 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2-2 型腔

4、数目及排布图4 注射机的初步挑选Q=4 2.62=10.48 g 4.2 注射机的初步挑选XS-ZY-125 型注射机额定注射量 cm 3： 125 螺杆直径 mm ： 42 注射压力 MPa ： 120 注射行程 mm ：115 注射时间 s ： 1.5 注射方式：螺杆式合模力 kn：900 最大注射面积 cm 2： 320 最大开（合）模行程 mm ： 300 模具最大厚度 mm ：300 模具最小厚度 mm ：200 喷嘴圆弧半径 mm ：12 喷嘴孔径 mm ：4 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 浇注

5、系统的设计浇注系统的设计是注射模设计的一个重要环节,它对注射成形周期和塑件 质量（如外观,物理性能,尺寸精度等）都直接影响；5.1 浇注系统设计原就结合型腔布局考虑；热量及压力缺失要小；确定均衡进料；塑料耗量要少；排除冷料；排气良好；5.2 浇注系统的组成一般流道浇注系统一般由主流道,分流道,浇口和冷料穴等四部分组成；5.3 浇注系统的设计 5.3.1 流道尺寸名师归纳总结 依据该塑件体积,可得体积流率Q= （4 2.49 ）/1.6 6.55cm3/s,取主流第 4 页,共 17 页道中熔体流淌rs=5 103s-1 ,由 r-Q-R n 关系曲线图,可得R n=4.50mm, 故得主流道

6、大 端 尺 寸D=2R n=9. mm , 小 端 尺 寸 由 注 射 机 喷 嘴 尺 寸 , 取d=4mm,SR=12+2=14mm；如图 5-1 所示；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5-1 浇口套图5.3.2 分流道尺寸为使四浇口能同时进料,各分流道按平稳式布置,故熔体在各分流道中的 流速,为使分流道易于加工和顶出凝料系统简洁,采纳设在模具一边的梯形形 分流道；梯形大底边宽度: B=0.2654 4.83 3.9=5 梯形高度 : H=0.67 B=3.35 为了塑件表面质量及其美观采纳侧浇浇口,其尺寸 5.3.3 冷却穴 d=0.15 6

7、.7=1 底 部 设 计 成 带 有 球 头 形 拉 料 杆 的 冷 料 穴 , 目 的 是 捕 集 料 流 前 锋 的 “冷料” ,防止“ 冷料” 进入型腔而影响塑件质量；名师归纳总结 该模具浇注系统的尺寸如图5-2 所示：第 5 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5-2 模具浇注系统图6 分型面与排气槽设计分型面为定模与动模的分界面；合理地挑选分型面是使塑件能完好的成形的先决条件；6.1 分型面的挑选原就 使塑件在开模后留在有动模上；分型面的痕迹不影响塑件的外观；浇注系统,特殊是浇口能合理的支配；使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；

8、使塑件易于脱模；6.2 分型面的设计 如图 6-1 所示：图 6-1 分型面图名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.3 排气槽的设计当塑料熔体填充型腔时,必需次序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体；假如型腔内因各种缘由而产生的气体不被排 除洁净 ,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填 缺料等成 型缺陷,另一方面气体受压,体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹）,同时积存的气体仍会产生反向压力而降低充模速度,因此设计 型腔时必需考虑排气问题；有时在注射成型过程

9、中,为保证型腔充填量的匀称 合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度,仍需在塑料最终充填到的型腔部位开 设溢流槽以容纳余料,也可容纳肯定量的气体；通常中小型模具的简洁型腔,可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的协作间隙进行排气,其间隙为 7 成型零件的设计 7.1 成型零件的结构设计 凹模 采纳整体凹模0.030.05mm ；凸模由于塑件带有螺纹,为了简化模具的加工工艺,凸模设计成活动镶 块的形式,活动镶块的固定方式如图 7-1 所示：图 7-1 活动镶块的固定方式名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7.2

10、成型零件工作尺寸的运算 7.2.1 成型零件尺寸产生偏差的缘由 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的缘由有：预定收缩率（设运算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中,收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动； s=S max -S min 制品尺寸 s成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差；Smax 、Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率；差；成型零部件的制造偏差：工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏成型零部件的磨损7.2.2 成型零件工作尺寸的运算 本产品为抗冲 ABS 制品,属于大批量生产的小型塑件,预定的收缩率的最大值和最小值分别取.6% 和 .3；此产

11、品采纳级精度,属于低精度制品；因此,凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.50.75 的范畴之间,凸凹模各处工作尺寸的制造公差,因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 体如下：型腔径向尺寸的运算IT IT 级,综合参考,相关运算具L M1 =1+Smax +S min /2 sl-0.5 + Z0 = 1+0.45% 26-0.5 0+0/30 =37.4mm L M2 =1+Smax +S min /2 s2-0.5 + Z0 = 1+0.45%x10.2-0.5 0.20+0030=14.78+0.030 mm 型腔深度尺寸的运算图 7-3 ：H M

12、1 =1+Smax +Smin /2Hs l -0.5 + Z0 + Z0= 1+0.45% 8.5-0.5 0 =12.325mm 名师归纳总结 图 7-2 H M2 =1+S max +S min /2Hs l-0.5 + Z0 第 8 页,共 17 页= 1+0.45% 4.5-0.5 0.15 +0.050 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - =6.45+0.050 mm 型芯径向尺寸的运算l M1 =1+Smax+S min /2ls l+0.5 0- Z0-0.15/ = 1+0.45% 6.99+0.5 0.40- Z =10.330-00

13、5 mm l M2 =1+Smax+S min /2ls l+0.5 0 = 1+0.45% 6.05+0.5 0.400-0.15/ =8.970-005 mm 型深度向尺寸的运算0hM =1+S max +S min /2hs l+0.5 -Z0 = 1+0.45% 4+0.5 0.15-0.15/30 =5.875-0.08 mm Cm z/2 = （1+045% ） 15 z/2 =21.75 0.075 mm图 7-2 图 7-3 运算螺纹型芯的工作尺寸：螺纹型芯大径：螺纹型芯中径：螺纹型芯小径：dM 大0- z=1+ s ds 大 + 中 0- z dM 中0- z=1+ s ds

14、 中 + 中 0- z dM 小 0- z=1+ s ds 小+ 中 0- z dM大, dM中, dM小分别为螺纹型芯的大,中,小径；ds大, ds中,d s小分别为塑件内螺纹大,中,小径基本尺寸；名师归纳总结 中塑件螺纹中径公差；第 9 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - z螺纹型芯的中径制造公差,其值取 /5；就d M 大 0-z=1+0.45% 20+0.15 0-0.03 0=29.15-0.030 0d M中-z=1+0.45% 19.7+0.15-0.030=28.715-0.030 0d M 小- z=1+0.45% 19

15、.4+0.15-0.030=28.28-0.037.3 成型零件的强度、刚度运算注射模在其工作过程需要承担多种外力,如注射压力、保压力、合模力和脱模力等；假如外力过大,注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏,或产生较大的弹性弯曲变形,引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处显现较大的间隙,由此而发生溢料及飞边现象,从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求；因此,在模具设计时,成型零部件的强度和刚度运算和较核是必不行少的；一般来说,凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度运算打算,但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型打算,设计时只能对它们进行强度校核；因在设计时采纳的是整体式圆

16、形型腔；因此,运算参考公式如下：侧壁：t crppp m11按强度运算：2Epu1按刚度运算：tcrrP Empth3u1rPm4底部：.01758 P m r按刚度运算：Ep凸模、型芯运算公式：名师归纳总结 r2LP m第 10 页,共 17 页p- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 按强度运算：按刚度运算：r3PmL4Ep由公式分别运算出相应的值为：按强度运算得：按刚度运算得：tc=4.5mmth=6.1mmr=7mm tc=1.18mmth=0.79mmr=1.65mm 参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（ MPa）E 材料的弹性模量（MPa）查

17、得 2.06 105 ；p材料的许用应力（MPa ）查得 176.5 ；u 材料的泊松比查表得 0. 25 ；p成型零部件的许用变形量（mm）查得 0.05 ；采纳材料为 45 ,调质, 200HBS ；8 导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时,正确定位和导向的零件；8.1 导柱导向机构的作用定位作用 模具闭合后,保证动定模或上下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精确,在模具的装配过程中也起定位作用,便于装配和调整；导向作用 合模时,第一是导向零件接触,引导动定模或上下模精确闭合,防止型芯先进入型腔造成成型零件损坏；承担肯定的侧向压力 8.2 导柱导套的挑选名师归纳总结 导柱导套

18、结构形式及尺寸如图8-1 所示：第 11 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 8-1 导柱的结构形式其材料采纳 T8A 经淬火处理,硬度为 5055HRC ；导柱、导套固定部分表面粗糙度 Ra 为 08m,导向部分表面粗糙度 Ra 为 0.80.4 m；详细尺寸如上图所示；导柱、导套用H7/k6 协作镶入模板； 导 柱 的 布 置 采 用 等 径 导 柱 不 对 称 布 置 , 如 图8-2所 示 ：图 8-2 导柱的布置形式9 推出机构的设计9.1 推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成

19、；即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9.2 推出机构设计的原就 推出机构应尽量设在动模一侧；保证塑件不因推出而变形损坏；机构简洁动作牢靠；合模时的正确复位；9.3 推出机构的设计 此塑件带有螺纹,它的型芯是设计成活动镶块的形式,所以可以利用活动 镶块来推塑件,开模时,塑件和镶块一起脱模,在模外,用手将塑件旋出；9.4 复位零件 利用弹簧的弹力使推出机构复位；10 冷却系统设计10.1 注射模冷却系统设计原就熔体热量95% 由冷却介

20、质（水）带走,冷却时间占成型周期的2/3 ；冷却系统从模具中带走热量：Q=KA Tt/3600 J ；10A 冷却介质传热面积（m2）： A= dL ；0.996 d 冷却管道直径（m）；L 冷却管长度（m）；K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC）K=0.032xW/dvd/0.8 gC/W0.4 ；W冷却水的平均导热系数w/mk ；f 与冷却介质温度有关的物理系数；g 重力加速度（m/s2 ）；v 冷却介质在管中流速（m/s）；冷却介质在该温度下的密度kg/m3,水在30时取为3kg/m3；冷却管直径； T 模温与冷却介质的平均温差（）；名师归纳总结 t 冷却时间,见表10-1 所

21、示；f 关系40 45 第 13 页,共 17 页表 10-1 水温与平均水温oC 20 25 30 35 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - f 6.45 6.84 7.22 7.60 7.98 8.31 10.2 冷却管尺寸忽视其他散热,冷却介质流量；V=WQ 1 /（C （ t 1-t 2 ） m 3 /min ；C1 介质比热 J/kg. o C,水为 4.187x10 3 ；W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min ）；Q1 塑料熔体的单位热量（J/kg ）；冷却介质密度（kg/ m 3）,水为 10 3 kg/ m ；表 10-2 直径

22、 mm 20流速 m/s 3 4流量 m3/min 8 1.66 5.0x103 10 1.32 6.2 x10312 1.10 7.4 x10315 0.87 9.2 x10320 0.66 12.4 x103当冷却水平均温度在o C 以上, e=6 x10时,其运算结果产生误差在2%以内：v0. 87/d0. 13K=2041x1-0.015为冷却水平均温度；由表 10-2 数据得：流量 V=W Q 1/（C 1 t 1 t 2 6 3 =2.62x10 m / min初步确定冷却水道 d=8mm ；流速为 =Q/ d 2 =1.31x10 2m/s 管子的长度 L=60WQ 1/k tt

23、 热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值,其中冷却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11 注射机的参数校核11.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时,塑件在模分型面的投影面积是影响锁模力的主要因素,其数 值越大,需锁模力也就越大,如超过注射机的答应最大成型面积,就在成型过 程中会显现涨模溢料现象；因此有：塑件总的投影面积nA1与浇注系统的投影面积A2 之和要小于最大成型面积 A ；nA1+A2A 4x5.3+4x0.5x4=29.2320cm 2

24、满意要求 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：（nA1+A 2 ）PF T=29.2x3.5=102.2kN900kN 满意要求 11.2 模具厚度校核 模具厚度 H 必需满意： H min HH max 式中 H min 注射机答应的最小模厚,即动,定模板之间的最小开距；H max 注射机答应的最大模厚；H=200mm,Hmin=60mm,Mmax=300mm ；符合条件；11.3 开模行程校核由于注射模最大开模行程 SH 1+H 2 +510mm Smax与模厚无关,因此有：式中 H 1推出距离（脱模距离）（mm ）；H 2包括

25、浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）；H 1=23mm, H 2=55mm, 所以 s=88mm, 远小于注射机的最大开模行程 挑选的注射机满意注射要求；12 总结300mm, 合适；综上所述,所通过这次系统的注射模的设计,我更进一步的明白了注射模的结构及各工 作零部件的设计原就和设计要点,明白了注射模具设计的一般程序；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进行塑料产品的模具设计第一要对成型制品进行分析,再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作；通过制品的零件图就可以明白制品的 设计要求；对外形复杂和精度要求

26、较高的制品,有必要明白制品的使用目的、外观及装配要求,以便从塑料品种的流淌性、收缩率,透亮性和制品的机械强 度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和 经济性；模具的结构设计要求经济合理,仔细把握各种注射模具的设计的普遍 的规律,可以缩短模具设计周期,提高模具设计的水平；致谢半年多的设计已近尾声了,一个合格毕业生要对待不仅仅在课题上重要 性,仍要学问的渴求,由于这也是一种责任；自己的成就与学院领导对我们的训练与培育是分不开的,由于一个好的心 态才是胜利的开头；在这最终一次考查中我要以自己最大努力作好这次毕业论文和答辩,完成 四年中最好的检验也是学院给予我们最终一个使命

27、,给高校画上一个完善的句 号；经过这次论文不管在设计上、分析问题的才能、合作精神、严谨的工作作 风等,使我对次专业学问有个开拓性的熟悉；其次,我仍要特殊是李老师和宋老师对我的支持与尽心指导,在设计期间 郭老师帮忙我理清设计思路,指导设计方法,提出有效的改进方案；导师渊博 的学问、严谨的教风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神使我受益终 生；同时我再次感谢机电系全部老师对我的指点与教诲,感谢各位老师在学 习期间对我的严格要求；同时也要感谢身边同学的热心帮忙,我也不会让他失 望的 我想用自己努力去制造胜利与将来,最终,我要感谢我的父母,感谢他们始终对我的关怀与支持,我会用自己 胜利去回报他们；信

28、任自己将来是是美好的,将会飞的越高越远！【参 考 文 献】名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 王树勋 .注塑模具设计与制造有用技术M. 华南理工高校出版社,1996.78-99. 名师归纳总结 2 王孝培 .塑料成型工艺及模具简明手册M. 北京：机械工业出版社,2000.56-67. 第 17 页,共 17 页3 唐志玉 .塑料挤塑模与注塑模优化设计M. 北京：机械工业出版社,2004.78-87. 4 万林 .有用塑料注射模设计与制造M. 北京：机械工业出版社,2000.45-65. 5 党根茂 .模具设计与制造M. 西安：西安电子科技高校出版社,1995.34-52. 6 申树义 .塑料模具设计M. 北京：机械工业出版社,2003.67-86. 7 马浇湘 .画法几何及机械制图M. 华南理工高校出版社,1992.79-93. 8 廖念钊 .互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社,1998.23-45. 9 屈华昌 . 塑料成型工艺与模具设计M . 北京：机械工业出版社,1996- - - - - - -