2022年模具曹亚谦杯盖注塑模具方案设计书大学本科方案设计书.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 编号: 4210070215商丘工学院毕业论文(设计)题 目: 杯盖注塑模具设计 系别 : 机电工程学院 专业:模具设计与制造 同学姓名:曹亚谦 成 绩:指导老师:李香燕2022 年 4 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要使用数控技术、数控机床的高效率、高精度进行模具设计和加工已经成为 当今社会的主流;本文是关于注塑模的设计,设计的制品是大口杯盖;第一对制品进行尺寸 的挑选和性能外形的分析,然后依据分析挑选注塑材料和注射机;接着利用 PRO/E进行大口杯盖的
2、实体设计,并进行模具设计,也就是对模具的型腔、型芯和浇注系统进行设计,再利用 的 CAM加工设计;AutoCAD 画出整个模具的装配图;最终是型腔名师归纳总结 关键词 :注塑模型腔 型芯浇注系统第 2 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘要 I 目录 II 引言 1 1 模具制造中数控技术的重要性 1 2 塑料模具工业的进呈现状 1 第一章零件材料挑选及性能 2 1.1 零件结构分析 2 1.2 塑料性能 2 其次章注射机的挑选3 5 7 2.1. 制品的几何属性3 2.2. 注射机的选用4 2.3. 模具闭合厚度的较核第三章成型
3、零件设计6 3.1. 动模结构设计6 3.2. 定模结构设计6 3.3. 型腔分型面设计7 3.4. 成型零件工作尺寸运算第四章浇注系统的设计10 4.1 主流道设计10 4.2 分流道设计10 4.3 冷料井设计11 4.4 浇口的设计11 4.5 排气孔道的设计12 第五章顶出机构设计13 5.1 顶出机构 13 5.2 复位机构 14 5.3 导向机构设计 15 第六章塑料模温控系统 16 6.1 型腔上的冷却 16 第九章模具的试模与修模 18 9.1 粘着模腔 18 9.2 粘着模芯 19 9.3 粘着主流道 19 9.4 成型缺陷 19 终止语 21 参考文献 22 名师归纳总结
4、- - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 引 言1 模具制造中数控技术的重要性数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行掌握的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范畴掩盖许多领域:1 模具制造技术;1 机械加工技术; 2 信息处理、加工、传输技术;传感器技术; 6 软件技术等;2 塑料模具工业的进呈现状3 自动掌握技术; 4 伺服驱动技术; 5进几年来,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,模具工业进展快速,年均增速均为13%,1999 年我国模具工
5、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;在将来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例仍将逐步提高;表 1 国内外塑料模具技术比较表名师归纳总结 工程注塑模型腔精度型腔表面粗糙度非淬火钢模具寿命淬火钢模具寿命第 4 页,共 25 页国外0.005 0.01mm Ra0.0110 60 万次160300 万次国内0.05 m 0.02 0.05mm 10 30 万次50 100 万次Ra0.20 m 工程热流道模具标准化程度中型塑料模在模具行业中的国外使用率7080% 生产周期占有量80%以上一个月左右3040% 国内总体不足10% 小于 30%
6、 2 4 个月2530% - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 零件材料挑选及性能1.1 零件结构分析图 11 制品零件图1.1.1 技术参数无塌陷,杂质,划痕,变形;表面光滑,平整;1.1.2 注塑制品大口杯盖其特点如下(1) 要求材料强度不大,刚度一般;(2)如图 1-1 及表 1 分析得,该制品精度不高,表面粗糙度要求一般;在注塑制品中,杯盖一般采纳聚丙烯(PP)注塑而成;1.2 塑料性能查中国模具设计大典表 1.2.1 使用性能8.3-7 得材料 PP的特如下:名师归纳总结 乳白色、无臭、无味、无毒的热塑性塑料;密度为0.91g/cm3,
7、熔点 1650C,第 5 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 燃点 5900C,弹性模量 3500Mpa,不吸水 , 导热性低 , 耐酸碱盐腐蚀 , 有良好的绝缘 性能 , 化学稳固性和良好的物理机械性能及加工性能 . 1.2.2 加工性能 1 耐强酸或氧化性酸;2 流淌性好;3 结晶度高;收缩率不大;4 不吸水;一般可不用干燥处理;5 磨擦系数低,弹性高;6 宜用螺杆式注塑机成型;7 模具浇注系统以料流阻力要小,进料口小;2.2 3、物理热性能如下表 1-1 :表 1-1 物理热性能表参数密度( g/cm3)熔点(0C)收缩率数值0.9
8、1 165 0.6%-2% 其次章 注射机的挑选2.1 制品的几何属性利用 PRO/ENGNEER2001 按图纸的尺寸要求画出零件实体图形,接着利用该 软件“ 分析 - 模具分析模型质量属性” 可以查到该制品的几何属性为:名师归纳总结 体积 = 3.6110586e+04 cm33第 6 页,共 25 页曲面面积 = 1.6286860e+04 mm2密度 = 9.1000000e-10 公吨 /cm质量 = 3.2860634e-05 公吨- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 注射机的选用2.2.1 注射量的运算GGmaxG nG1+G2 n
9、为型腔中的型腔数 , 这里 n=1;G1每个制品的体积量;G2浇注系统的体积量,初步设浇注系统的体积量为3 30 cmGmax为注塑机的最大浇注体积量G80 %G max=(3.6110586+30)/0.8=42.01382325 cm3(1) 由 PP的加工性能得,注塑机选螺杆公式;2 由 PP的加工性能,查模具设计与制造表8-2 得,其成型压力为Pc=25MP 3 锁模力的确定模具的额定锁模力为 : F K*Pc*A A 为塑料制品与浇注系统在分型面上总的投影面积;(mm 2)利用 PRO/ENGNEER2001,“ 分析 - 测量 - 面积” 可以查到该制品的投影 面积为:2 制品投影
10、面积 =2304.91 mm 2 浇注系统 =300 mm塑料在分型面的投影面积 A=2304.91+300 =2604.91 Pc 为熔融塑料在型腔内的平均压力,查模具设计与制造表 8-2 得 Pc=25MP a K 为安全系数,常取 F=1.1*25*2604.91 =71.64KN K=1.1 1.2 ,这里取 1.1 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2.2 注射压力注射压力是成型是柱塞或螺杆施于料筒内熔融塑料上的压力;常取70150 MPa;由塑料的加工性能得注塑压力为 大注射压力要大于成型制品所需的
11、注射压力;80 130 MPa.注射机的最依据以上的数据,查模具设计与制造表 8-3 ,选用 SX-ZY-125 注塑机,参数如表 2-1 表 2-1 注塑机参数表2.3 螺杆直径mm 42 理论注射容积3 cm125 注射压力MPa 119 锁模力KN 900 模板最大行程mm 300 模具最大厚度mm 300 模具最小厚度mm 200 拉杆内间距 宽*高 mm 538 520 模具闭合厚度的较核模具闭合时的厚度在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间,其关系按下式较核Hmin Hm H max式中 H min注射机答应的最小模具厚度(mm)Hm模具闭合厚度( mm)Hmax注射机
12、答应的最大模具厚度(mm) H max=最大模具厚度 +模板最大行程其中=600mm Hmin=200mm, Hmax =550mm, Hm=235mm . 故满意要求;名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 成型零件设计3.1 动模结构设计3.1.1 模具做成镶件形式 由于顶杆加工简洁、更换便利、脱模成效好,因此选用顶杆脱模机构;结 构图 3-1 图 3-1 动模结构设计3.2 定模结构设计止转销定模板 定模图 3-2 定模的装配结构名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料
13、- - - - - - - - - 3.3 型腔分型面设计如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂;由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置外形以及 推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在挑选分型 面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案;挑选分型面时一 般应遵循以下几项原就:1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2 便于塑件顺当脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边;3 保证塑件的精度要求; 4 满意塑件的外观质量要求;5 便于模具加工制造; 6 对成型面积的影响;7 对排气成效的影响; 8 对侧向抽芯的影响;依据第(
14、1)、( 2)、( 5)、( 6)挑选以下的分型面,如图 3-3 图3-3 分型面设计3.4 成型零件工作尺寸运算依据制品的尺寸及其公差,查 制品的精度为 5 级;SJ1372标准(中国模具设计大典),知由于模具制造允差和制品尺寸公差间存在对应的关系;查中国模具设计 大典表 8.5-64 ,得知模具的制造精度为 IT9 ;3.4.1 型腔内径尺寸的运算 模具型腔内径运算公式:名师归纳总结 Dm=(D+DQ-3/4 )+ z第 10 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 式中 Dm - 型腔的内径尺寸( mm);z- 模具制造公差,取 z=(
15、1/6 1/3 ) ,塑件精度等级为 5 级,型腔尺寸精度为 IT6,取 1/3 D- 制品最大尺寸 mm;Q- 塑料的平均收缩率 - 制品公差;1.3%,按体会取 1.2%;3/4- 系数,可随制品精度变化,一般取 0.5 0.8 之间,如制品偏差大就 取小值,如制品偏差小就取大值;D顶=(D+DQ-3/4 )+z = (91+91*0.015-3/4*0.22)+00;22=91.15+00.073 mm D基=(D+DQ-3/4 )+z = (72+72*0.015-3/4*0.2)+01/3*0.2=72.42+00.067 mm 3.4.2 型芯径向尺寸的运算 模具型芯径向尺寸是由制
16、品的内径尺寸所打算的,与型腔径向尺寸的原理 是 一样,分为两个部分来运算:dm=(D1+DQ+3/4 ) z式中 dm -型芯的外径尺寸( mm);D1 - 制品内径最小尺寸 mm;其余的符号含义同型腔的运算公式;D动=(D1+DQ+3/4 )00.067 mm D定=(D1+DQ+3/4 )=13.84-00.067 mm 3.4.3 型腔深度尺寸的运算 =15+15*0.015+3/4*0.2-01/3*0.2 =15.38- =13.5+13.5*0.015+3/4*0.18-01/3*0.18 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所打算的,设制品高度名义尺寸为最大尺寸,其公差为负偏差-
17、;型腔深度名义尺寸为最小尺寸,其公差为正偏名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 差+ z;由于型腔底部或型芯端面的磨损很小,可以略去磨损量 c,在运算中 取 z= /3 ,加上制造偏差有:HM =(h1+h1Q-2/3 )+ z式中 HM - 型芯的外径尺寸( mm); h1 -制品高度最大尺寸( mm);制品高度最大尺寸为h1=24mm, =0.64 , z= /4=0.16 HM1 =(h1+h1Q-2/3 )+ =24+24*0.015-2/3*0.36+01/3*0.36=24.3+00.12mm HM2 =
18、(h2+h2Q-2/3 )+ =10.68+10.68*0.015-2/3*0.36+01/3*0.36=10.6+00.12mm 3.4.4 型芯高度尺寸的运算 模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸所打算的,假设制品深度尺寸 H1为最小尺寸,其公差为正偏差- z;依据有关体会公式:+ ;型芯高度尺寸为最大尺寸,其公差为正偏差hM =(H1+H1Q+2/3 ) z式中 hM -型芯高度尺寸( mm); H1 -制品深度最小尺寸( mm);HM定 = (H1+H1Q+2/3 ) =10.38+10.38*0.015+2/3*0.36=10.78-00.12 3.5.5 型腔壁厚与底板厚度的运算
19、确定型腔壁厚的方法有运算法和体会法;运算法又有按强度、按刚度运算 两种;体会又有查图法和查表法;目前体会法应用比较多,即直接凭生产体会 确定模具结构尺寸;查中国模具设计大典表8.5-78 得,镶件壁厚取 8mm,模套取 15mm;名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 浇注系统的设计4.1 主流道设计4.1.1 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连的一段带有锥度 的流淌通道;主流道出口端尺寸为 12mm;4.1.2 主流道衬套的形式 主流道入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要
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