礦泉水瓶蓋注塑模具設計

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Parts of the mold through the design, the designer has been further strengthened by the injection mold design based on knowledge, for the design of more complex injection molds made and lessons foreshadowing a more profound experience. The use of plastic molding process design and die design of the basic knowledge, the first analysis of the development trend of the mold, the material characteristics of the plastic parts of the composition and performance requirements, select the type of gate prepared for the then estimate the size of the plastic parts , For selected cavity injection molding machine and set the number of the last of the plastic parts of the features of the design parameters established mold, design elements and the introduction of the device selected. The plastic pieces are threaded structure, but less thread, in order to reduce working hours, the cost savings can be forced Stripping. The deputy dies in the design, on the lower section, have a Bo Circle, in the manufacturing, processing inconvenient, but we can manufacture of small electrodes, used EDM technology. Key words: mandatory injection mold gate Stripping push plate Pro / E 附件2： 畢 業(yè) 設 計 (論 文) 任 務 書 題 目 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 系 別 專 業(yè) 屆 別 班級 姓 名 學號 指導教師 職稱 顧問老師 職稱 畢設地點 教研室主任 系 主 任 發(fā)放日期： 2011 年 05 月 15 日 畢業(yè)設計（論文）課題任務書 姓 名 學號 系別 題 目 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 副 標 題 題目來源 自擬 團隊 是[ ] 否[√ ] 1．課題來源及選題依據(jù)： 我通過閱讀科教書、參考書和科學文獻書來自擬課題，選擇礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計為課題。 根據(jù)文獻統(tǒng)計．確定某一學科所處的發(fā)展階段，然后依據(jù)學科的成熟情況來選題，一般要經(jīng)歷四個階段：(1)學科誕生階段，(2)學科發(fā)展階段；(3)學科成熟階段；(4)學科相對飽和階段。不同發(fā)展階段，中國模具業(yè)發(fā)展進入變革階段，我國模具正進入重要發(fā)展時期，促使國內(nèi)模具市場不斷擴大。國外用戶到我國采購模具數(shù)量不斷增加，國際模具制造逐漸向我國內(nèi)地轉(zhuǎn)移趨勢十分明顯，因此選擇該課題。 2．本設計（論文或其他）應達到的要求： 1、論文規(guī)范符合學院規(guī)定格式。 2、可以進行方案比較、選擇合理的工藝設計 3、合理選擇產(chǎn)品材料，正確的進行表面熱處理 4、注意產(chǎn)品的保養(yǎng)與維護 3．進度安排(包括起迄日期、主要工作內(nèi)容等)： 起迄日期 工作內(nèi)容 備注 2010.11.29-2010.12.05 熟悉課題，為設計收集資料 2010.12.06-2010.12.12 提交開題報告 2010.12.13-2011.04.26 完成初步設計，將設計內(nèi)容交給教師，填寫中期檢查表，進行中期檢查。 2011.04.27-2011.05.08 根據(jù)指導老師意見進行完善修改 2011.05.09-2011.05.12 提交畢業(yè)設計（論文）及相關(guān)資料 4． 參考文獻： [1]陳勇.模具材料及表面處理[M],北京：機械工業(yè)出版社,2001 [2]周文玲.互換性與測量技術(shù)[M],北京：機械工業(yè)出版社，2007 [3]許發(fā)樾.模具標準應用手冊[M],北京：機械工業(yè)出版社，1994 [4]王孝培.使用沖壓技術(shù)手冊[M],北京：機械工業(yè)出版社， 2002 [5]姜奎華.沖壓工藝與模具設計[M],北京：機械工業(yè)出版社， 2000 [6]翁其金.沖壓工藝與模具設計[M],北京：機械工業(yè)出版社， 1999 [7]馮炳堯.實用模具設計與制造簡明手冊[M],上海：上海科技出版社，1985 [8]駱志斌.模具工實用技術(shù)手冊[M],南京：江蘇科學技術(shù)出版社，2000 [9]陳孝康.實用模具技術(shù)手冊[M],北京：機械工業(yè)出版社，2001 [10]薛彥成.公差配合與測量技術(shù)[M],北京：機械工業(yè)出版社，1999 [11]甘永力.形狀和位置公差檢測[M],北京：國防工業(yè)出版社，1995 [12]史鐵梁.模具設計指導[M],北京：機械工業(yè)出版社，2007 [13]孫鳳勤.模具制造工藝與設備[M],北京：機械工業(yè)出版社，1999 指導教師意見： 指導教師簽字： 年 月 日 系審查意見： 負責人簽字： 年 月 日 參考文獻 [1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設計. 清華大學出版社. [2] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機械工業(yè)出版社. 2000 [3] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社. 1996 [4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊. 上海科 學技術(shù)出版社，1998 [5] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 [6] 唐志玉主編. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999 [7] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計. 機械工業(yè)出版社. 1995 [8] 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 1999 [9] 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993 插 圖 目 錄 圖1 瓶蓋原始尺寸 4 圖2 凹模結(jié)構(gòu)圖 7 圖3 模架 9 圖4 型芯結(jié)構(gòu)圖 10 圖5 拉料桿 13 圖6 流道 14 圖7 梯形主流道截面 15 圖8 稱套 18 圖9 定位環(huán) 19 圖10 冷卻系統(tǒng) 20 表2 凹模的加工工藝過程 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 01 產(chǎn)品名稱 凹模 零（部）件名稱 凹模 共（1）第（1）頁 材料牌號 SM55 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ60㎜ 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 鋸割下料Φ60㎜×122㎜ 下料車間 鋸床 0.5 10 鍛 鍛成130㎜×165㎜×16mm 鍛造車間 空氣錘 2 15 熱處理 退火 熱處理車間 熱處理爐 10 20 車削 車外圓125.5×160.5×13mm 車退刀槽2×2； 留磨量0.5㎜；車右端面，留磨量0.2㎜； 擴Φ30、Φ15.5、Φ11.5，鏜Φ30及底孔，各留磨量0.5㎜和0.2㎜（孔深度鏜至7㎜）； 切斷； 掉頭車左端，留磨量0.2㎜，鉆錐型孔； 模具車間 車床 5 25 銑削 銑分流道至要求 模具車間 1 30 熱處理 淬火并回火達54~58HRC 熱處理車間 12 電火花 用電極腐蝕兩個型腔使達到規(guī)定要求 放電車間 1 35 內(nèi)外圓磨 磨外圓孔達圖樣要求 模具車間 2 40 鉗 研磨孔底及達圖樣要求 模具車間 2 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 目 錄 1 緒 論 1 1.1我國模具現(xiàn)狀 1 1.2 國外模具現(xiàn)狀 1 1.3 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 2 2 康師傅（礦泉水）瓶蓋工藝分析 4 2.1 康師傅瓶蓋 4 2.1.1、材料分析 4 2.1.2、成型特性 5 2.2 康師傅瓶蓋的結(jié)構(gòu)分析 5 2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 5 2.2.2 工藝性分析 5 3 凸凹模設計 6 3.1 分型面 6 3.2、凹模 6 3.2.1 制件質(zhì)量、體積 6 3.2.2 布局 6 3.2.3 收縮率 7 3.2.4 型腔板 8 3.3 選擇模架 9 3.4 型芯 10 3.5 型芯、型腔選材 11 4 設計脫模方式及澆道 14 4.1 設計脫模方式 14 4.2 拉廢料方式及尺寸 14 4.3 澆注系統(tǒng) 15 4．3．1 概述 15 4.3.2 主流道 16 4.3.3 分流道 17 4.3.4、澆口 17 5 注塑機 18 6 完善澆注系統(tǒng) 20 6.1 設計主流道襯套 20 6.2設計定位環(huán) 21 7 冷卻系統(tǒng) 23 7. 1 設計原則： 23 7.2 冷卻水道 23 8 完善部分零件的設計 24 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 25 9.1 本模具的總裝圖見附圖1 25 9.2本模具的工作原理 25 10 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 26 10.1凹模的加工工序卡見附表9 26 10.2凹模的加工工藝過程卡見附表10 26 11 結(jié)論 27 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計 摘要：本設計課題為礦泉水瓶蓋注塑成型工藝及模具設計，體現(xiàn)了部分螺紋類塑料零件的設計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模設計的基礎(chǔ)知識，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎(chǔ)知識，首先分析了模具的發(fā)展趨勢、材料的特性塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 本塑件有螺紋結(jié)構(gòu)，但螺紋較淺，為了減少工時、節(jié)約成本可以強制脫模。本副模具的設計中，上斷面下部，有一個較博的圓環(huán)，在制造時加工不方便，但可以制造小電極，采用電火花技術(shù)。 關(guān)鍵詞：注塑模 澆口 強制脫模 推板 Pro/E Design topics covered in category for njection mold design Abstract：Design topics covered in this category for the injection mold design, part of the screw type of plastic parts design, content and direction of a certain design significance. Parts of the mold through the design, the designer has been further strengthened by the injection mold design based on knowledge, for the design of more complex injection molds made and lessons foreshadowing a more profound experience. The use of plastic molding process design and die design of the basic knowledge, the first analysis of the development trend of the mold, the material characteristics of the plastic parts of the composition and performance requirements, select the type of gate prepared for the then estimate the size of the plastic parts , For selected cavity injection molding machine and set the number of the last of the plastic parts of the features of the design parameters established mold, design elements and the introduction of the device selected. The plastic pieces are threaded structure, but less thread, in order to reduce working hours, the cost savings can be forced Stripping. The deputy dies in the design, on the lower section, have a Bo Circle, in the manufacturing, processing inconvenient, but we can manufacture of small electrodes, used EDM technology. Key words: mandatory injection mold gate Stripping push plate Pro / E 1 緒 論 1.1我國模具現(xiàn)狀 截至2007年11月底，中國規(guī)模以上模具制造企業(yè)共有企業(yè)1603家，從業(yè)人員達到29萬人；我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國。中商情報網(wǎng)研究數(shù)據(jù)顯示，2003-2007年間中國模具產(chǎn)業(yè)年均復合增長率（CAGR）高達45.4%，中商情報網(wǎng)分析師預測到2012年中國模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可以達到1500億元。當今世界正進行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整．一些模具制造逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國正成為世界模具大國。近年來，外資對我國模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化，我國模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機遇的同時，也將面臨巨大的挑戰(zhàn)。目前我國一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔模具也有供過于求的趨勢。 目前存在的一些問題： ⑴高級模具人才嚴重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少 ⑵工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 ⑶專業(yè)化、標準化、商品化程度低，協(xié)作能力差 ⑷模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 ⑸小企業(yè)多，多為作坊式 目前模具制造企業(yè)的生產(chǎn)模式總的可以分為以下幾種： ⑴大承包(包料、包加工、包工人工資) ⑶小承包(不包料、不包加工、包工人工資) ⑷自產(chǎn)(不包料、不包加工、不包工人工資) ⑸個體戶型： 1.2 國外模具現(xiàn)狀 據(jù)中國工業(yè)報報道，高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應用于模具的設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 高新技術(shù)應用于模具的設計與制造 ⑴CAD/CAE/CAM的廣泛應用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 ⑵為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù) ⑶快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應用 我國塑料模具現(xiàn)狀分析 整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機會。由于中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的1/5～1/3，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。 從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。 近年來，港資、臺資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 ?1.3 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 ??? 近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術(shù)的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造。 ??? 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的發(fā)展趨勢： （1）在模具的質(zhì)量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。 （2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。 （3）隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。 （4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。 （5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。 （6）發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購。 存在的主要問題，中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，主要存在以下問題。 ⑴發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。 （2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。 （3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。 （4）供需矛盾短期難以緩解。 （5）體制和人才問題的解決尚需時日。 2 康師傅（礦泉水）瓶蓋工藝分析 2.1 康師傅瓶蓋 其二維視圖，如圖1 圖1 瓶蓋原始尺寸 2.1.1、材料分析 礦泉水瓶蓋在國家標準中是以聚烯烴為主要原料的。聚烯烴是聚乙烯PE、聚丙烯PP和聚1—丁烯及其他烯烴內(nèi)聚合物的總稱。線形低密度聚乙烯LLDPE注塑而成，LLDPE是聚乙烯的一種。 線性低密度聚乙烯在結(jié)構(gòu)上不同于一般的低密度聚乙烯，因為不存在長支鏈。LLDPE的線性度取決于LLDPE和?LDPE的不同生產(chǎn)加工過程。LLDPE?通常在更低溫度和壓力下，由乙烯和高?級的a烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合?而生成。共聚過程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布，同時具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的流變特性。LLDPE的熔融流動特性適應新工藝的要求，特別是用薄膜擠出工藝，可產(chǎn)出高質(zhì)的?LLDPE產(chǎn)品。LLDPE應用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場。增強了抗伸、抗穿透、抗沖擊和抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。它的優(yōu)異的抗環(huán)境應力開裂性，抗低溫沖擊性和抗翹曲性使?LLDPE對管材、板材擠塑和所有模塑應用都有吸引力。?LLDPE最新的應用是作為地膜用于廢渣填埋和廢液池的襯層。 2.1.2、成型特性 LLDPE收縮率為1.6%，溢邊值為0.05，流動性極好，模具溫度對塑件的結(jié)晶狀況有較大的影響，模溫高，強度高，但收縮率也會增大，一般LLDPE取30℃--50℃。 提高注塑壓力有利于熔融熔料的充模，由于LLDPE的流動性很好，因此除薄壁細長制品外，應該精良選擇較低的注塑壓力，一般注塑壓力為50～100MPa. 2.2 康師傅瓶蓋的結(jié)構(gòu)分析 2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 塑料瓶蓋壁厚0.8毫米，符合注塑成型壁厚最好1～3毫米的原則，壁厚也比較均勻。在瓶蓋頂端上部周邊是一勸的凸起，中部注塑有“康師傅”三個字。側(cè)壁0.8毫米，手紋高0.5毫米，凸臺厚1.5毫米。瓶蓋內(nèi)側(cè)有三線螺紋，長度都為240℃的圓周。外表面豎向螺紋不僅可以起美觀的作用，也可以增加摩擦力，還可以增加側(cè)壁的剛度和強度。 2.2.2 工藝性分析 實現(xiàn)強制脫螺紋對象是聚烯烴類柔性塑料，并且是內(nèi)螺紋。螺紋大多設計成半圓的粗牙。螺牙高度h小于螺紋外徑d的2.5%，制品必須要有足夠厚度和吸收彈性變形性能，通常采用脫斑推頂，塑件被推頂?shù)膽瞧矫?，型芯外圓和推件板孔應有3℃～5℃斜度，單面間隙最大為0.05毫米。 側(cè)壁凸臺厚1.5毫米，側(cè)壁厚0.8，手紋高0.5毫米，內(nèi)螺紋外徑為30毫米，螺紋牙高度0.7毫米，0.7/30≈2.3%〈2.5%，由于LLDPE機械性能良好，故可采用強制脫模。LLDPE的流動性極好，可以采用點澆口。 3 凸凹模設計 3.1 分型面 ⑴模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面，叫做分型面。在模具制造不良或鎖模力不足的情況下，模內(nèi)熔融塑料會通過分型面濺出，在塑件上形成較厚的飛邊，經(jīng)修整后會留下明顯的殘痕。模具設計的第一步，就是選擇分型面的位置。 ⑵設計分型面的原則 ①塑件脫模方便 ②模具的結(jié)構(gòu)簡單 ③型腔排氣順利 ④確保塑件質(zhì)量 ⑤無損塑件外觀 ⑥合理利用設備 ⑶由于制件結(jié)構(gòu)簡單，綜合以上因素考慮，選擇制品的下端面做為分型面，分型面將制品全部留在定模內(nèi)，不會影響塑件外觀。從上到下注塑，氣體可從分型面排出，不會影響塑件質(zhì)量。這樣也有利于強制脫模，使塑件脫離螺紋，而不會損害制件質(zhì)量！塑件側(cè)壁手紋可以增強側(cè)壁在強制脫模時強度，確保脫模時不會撕裂！ 3.2、凹模 3.2.1 制件質(zhì)量、體積 計算過程：=0.94g/ml 單個瓶蓋體積V≈2.43ml 單個瓶蓋質(zhì)量=2.43×0.940=2.29g 3.2.2 布局 根據(jù)要求本套模具采用一模兩腔的形式。模具型腔布局要求對稱平衡，保證注塑機受力均勻。制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復雜程度、模具分型面的確定、澆口的位置、制品的尺寸精度和質(zhì)量等，設計時應遵守一下基本要求： （1） 制品或制品組件（含嵌件）的正視圖，應盡量相對于注塑機的軸線對稱布置，以便于成型 （2）制品的方位應便于脫模，開模后模具應留在動模部分，這樣便于利用成型設備脫模 (3) 當用模具相互的垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應著眼于使成型零件的水平位移最簡單，使抽芯操作方便 (4) 螺紋型芯的位置，應便于螺紋型芯旋轉(zhuǎn)，便于脫模！ 3.2.3 收縮率 LLDPE的收縮率為1.6%， 形狀如圖2 圖2 凹模結(jié)構(gòu)圖 瓶蓋高H為14，考慮收縮率后為14.21±0.1㎜； 壁厚L為0.8㎜，由于壁厚不是很嚴格，故可以不考慮收縮率，公差取0～0.1㎜； 上端部分直徑D為33㎜，考慮收縮率后33.5±0.1㎜； d的實際尺寸25㎜，考慮收縮率后應為25.40㎜，公差0～0.1㎜； h為5㎜，可以不考慮收縮率，故5±1mm； 手紋半徑為0.5mm,相隔0.5mm,可以不考慮收縮率，0.5±0.1mm； 小l為1.4，可以不考慮收縮率，尺寸取1.4±0.1㎜； 頂部“小大個”幾個字可以不考慮收縮率； 3.2.4 型腔板 本套模具采用一模兩腔，制品的尺寸比較小，故可以采用整體型腔板，整體型腔板是在成型模具的凹模板上加工型腔，有較高的強度和剛度，但加工較困難。需要用電火花、立式冼床加工，僅適合于形狀簡單的中小型模具。 由上述表達，可得到的數(shù)據(jù)：D1=33.5±0.1㎜, h=14.2±0.1㎜ R=0.5±0.1㎜ 通過尺寸鏈計算，得到 L=35.5±0.1㎜ 有經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，低壁厚度h1,可由表1確定 表1 型腔低壁厚度th的經(jīng)驗數(shù)據(jù) B/mm B≈L …… B≈2L …… …… …… ﹥102～300 th=(0.13～0.15)b …… …… …… …… …… …… 型腔為圓形，由于L=36.5,b=36.5,故b=L,B應介于〉102～300之間,故th=(0.13～0.15)b,th=0.14b=0.14×36.5≈6㎜,公差上偏差去0，下偏差取-0.5㎜ 側(cè)壁tc,可由經(jīng)驗公式tc=0.20L+17(型腔壓力Pm<49MPa) 由于聚烯烴一般注塑壓力為50～100 MPa，但考慮到LLDPE的流動性極好，故可取Pm<49MPa， 故tc=0.20L+17=0.20×36.5+17≈25mm 考慮冷卻水道的影響加8mm(因為冷卻水道直徑優(yōu)先取大于8mm的圓形水道) tc’≧ tc/2=25/2=12.5mm 考慮冷卻水道的影響和拉料頂桿孔的影響加兩個8mm和2.2mm,取33mm 故 型腔板至少長度為L=139mm 寬度B=102.5mm 高度H=20.2mm 3.3 選擇模架 前面已經(jīng)設計了型腔，型腔的整體尺寸為B*L=102.5*139mm 高 H=20.2；標準化：在國標中應選擇B*L=125*160mm H=25 上偏差+0.20，下偏差+0.05mm；在第一節(jié)中已經(jīng)分析了本套模具采用點澆口的形式，根據(jù)經(jīng)驗應有兩個分型面，一個分型面脫廢料，一個分型面脫制件。本套模具采用強制脫模為中小型模具，優(yōu)先采用脫件板脫模，尺寸為B*L=125*160 H=12.5mm上偏差+0.20，下偏差+0.05;根據(jù)以上信息，可選擇中小型模架中的派生型P8 。如圖3 模板從上到下依次標為h1 , h4 , A , h6 , B , h5 , C , h3 , h2 , h1 圖3 模架 由于模座要比模板稍大一些，故可以選擇160*160（B*L),厚度選擇h1=16mm,上偏差+0.20，下偏差+0.05 頂板及固定板在寬度方向上要小于型腔板，墊板的寬度將選擇20mm,故兩版的寬度應小于85mm,查相應表格，得B*L=73*160,h2=h3=12.5mm, h4確定高度為12.5上偏差+0.20，下偏差+0.05，B*L=125*160mm; 墊板h5:B*L=125*160 高H為12.5 上偏差+0.20，下偏差+0.05; 型芯固定板：B*L=125*160 高H為20 上偏差+0.20，下偏差+0.05； 墊塊：選擇20*160 確定高度C,因為塑件高度為14.2mm，h2+h3=25mm,共39.2mm 應大于39.2mm,根據(jù)標準化表格選擇50mm,因為要保證足夠的頂出空間； 查表，得此模架的編號為P9-125160-32-Z1 3.4 型芯 此型芯由于要成型上面的小圓塑料圈，形狀復雜，可以采用電火花技術(shù)，制造一個小電及，采用電火花放電。 螺芽高度0.5mm,螺紋為成120°的三線螺紋 圖4 型芯結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)經(jīng)驗及有關(guān)資料確定如下：L1=27±0.1mm L2=25.4mm L3=31.9±0.1mm L4=67mm L5=69.5mm h2=5mm h3=14.2mm h4=5mm 配合尺寸h6=5mm h7=12mm h8=8mm 高度H=46.7mm 螺紋為三條線，每條線的長度為圓心角長為240度 3.5 型芯、型腔選材 成型零件材料選用要求如下： （1）機加工性能好 （2）拋光性能好 （3）耐磨性和抗疲勞性能好 （4）具有耐腐蝕性能 （5）熱處理性能好 選用成型零件材料，取決于模具的壽命及模具制品的精度要求。 型腔： 型腔與塑件的摩擦不強烈，考慮只是批量生產(chǎn)，故壽命不是很長，再加上價格因素，采用我國上海五鋼公司生產(chǎn)的塑料模具鋼SM50鋼比較合適。其含碳量范圍由原來（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼50鋼）0.47%-0.53%縮小到0.49-0.52%，p、s含量也降到=《0.025%，氣體、雜質(zhì)和宏觀缺陷少，鍛壓比大，對于熱處理工藝和操作是 很有利的，適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命不需要很長的模具鋼;但該鋼的焊接性能、冷卻變形性能差。 型芯上面的制件與芯摩擦力大，故需要耐磨材料，型芯材料需要易加工的材料，并且熱處理變形小，且價格中等偏下的材料。 SM55鋼屬碳素塑料模具鋼，其化學成化與高強中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼55鋼相近，但鋼的潔凈度更高，碳含量波動范圍更窄，力學性能更穩(wěn)定。該鋼經(jīng)熱處理后具有高的表面硬度、強度、耐磨性和一定的韌性，一般在正火或調(diào)質(zhì)處理后使用。該鋼價格便宜、切削加工性能中等，該鋼焊接性和冷變形性均勻低。 4 設計脫模方式及澆道 4.1 設計脫模方式 在注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的結(jié)構(gòu)就是頂出機構(gòu)，也成為脫模結(jié)構(gòu)。在本套模具中采用強制脫模，故驅(qū)動方式為機動脫模，利用注塑機的開模動力，分型后塑件隨動模一起運動，達到一定的位置時，脫模結(jié)構(gòu)被注塑機的頂桿頂住，不再隨動模移動，此時脫模機構(gòu)動作把制件從動模上脫下來。這種脫模方式生產(chǎn)率效率高，工人勞動強度低且頂出力大等優(yōu)點，但對塑件會產(chǎn)生撞擊。采用強制脫模脫模，本套模具采用推板脫模。 推板也稱脫件板或推板，在分型面處從殼體塑件的周邊推出，推出力大且均勻。對側(cè)壁脫模阻力較大的薄壁箱體或圓筒制品，推出后外觀幾乎不留痕跡，著對透明塑件尤為重要。 推板脫模結(jié)構(gòu)不需要回程桿復位。推板應由模具的導柱導向機構(gòu)導向定位，以防止推孔板與型芯的過度磨損和偏移。為防止推桿與推板分離，推桿與推板采用螺紋聯(lián)接。推板與型芯要有高精度的間隙、均勻的動配合。要使推板靈活脫模和回復，又不能又塑料熔體溢料，最大單面間隙應限制在0.05mm以下。為防止過度磨損和咬合發(fā)生，推板孔與型芯應作淬火處理。在推板與型芯間留由單邊0.02左右的間距，避免兩者之間接觸，同時又有錐形配合面起輔助定位作用，可防止推板孔偏心而引起溢料，其斜度為10度左右。 4.2 拉廢料方式及尺寸 當模具采用脫件板脫模機構(gòu)時，不能采用其他拉下主流道凝料的形式，應采用端頭為球形的拉料桿。球形拉料桿的球頭和細徑部分伸到冷料井內(nèi)，被料井中的凝料包圍。動定模打開時將主流道凝料拉向動模一側(cè)，頂出行程中，脫件板將塑件從主型芯上脫下的同時也將主流道凝料從球頭上脫下。這里應該注意，球形拉料桿應安裝在型芯固定板上，而不時頂桿固定板上。 圖5 拉料桿 其形狀如圖5： d=2.2mm d1=1.2mm d2=2mm d3=4.4mm h1=2mm h2=5mm H=57mm 4.3 澆注系統(tǒng) 4．3．1 概述 所謂澆注系統(tǒng)是紙模具中從注塑機開始到型腔為止的塑料溶體的流動通道。其作用是使塑料溶體平穩(wěn)且有序的填充到型腔中，并在填充和凝固過程中把壓力充分傳遞到各個部分，以獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖6： 圖6 流道 其設計原則： ⑴排氣良好 ⑵流程短 ⑶防止型芯和嵌件變形 ⑷整修方便 ⑸防止制件翹曲變形 ⑹合理設計冷料穴和益料槽 ⑺澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取最小值 4.3.2 主流道 表 各種塑料主流道進出口值 主流道注塑量 10g ……… 進、出端值 D1 D2 ……… 聚乙烯 3 4.5 ……… ………… ……………….. ……. 制件2.39*2=4.78g,故D1=3mm,D2=4.5mm ,R=1mm ,Lz=28.5mm,D5=5mm,h=3mm 4.3.3 分流道 采用梯形截面，形狀如圖7： 圖7 梯形主流道截面 差表格得 h=3.5mm ,b1=5mm ,R=0.5mm , L1=36.75 , L2=36.75+5=41.75 4.3.4、澆口 澆口尺寸應盡量小，以減小在塑件上留下痕跡，取D4=1mm , D3=3mm 5 注塑機 計算所用塑料的質(zhì)量和體積 1、制品的質(zhì)量為m1=2.29*2=4.58g 澆注系統(tǒng)的凝料質(zhì)量為m ， 主流道體積：V1≈ 分流道體積：V2=2SL1=1.461ml 澆口體積： Vb=0.038ml 廢料總體積：V’=V1+V2+V3=1.76ml 廢料總質(zhì)量：m’=V’=1.65g 澆注系統(tǒng)總體：V=V’+V制=6.62ml 澆注系統(tǒng)總質(zhì)量：m=m’+m1=6.23g 2、模具的整體尺寸為： 長×寬×高 160×160× 開模行程：Smax≧H1+H2++(5～10)mm H1—制品所用的脫模距離（mm） H2—制品高度 --取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度mm H1=13.8mm H2=14.2mm =34.5mm Smax≧13.8+14.2+34.5=62.5mm 3、選擇注塑機 SZ-60/450臥式注塑機，部分參數(shù)如下： 理論注射容量/立方厘米 78/106 螺桿（柱塞）直徑/mm 30/50 注塑壓力/MPa 170/125 注射速率/(g/s) 60/75 塑化能力/(g/s)5.6/10 螺桿轉(zhuǎn)速/(Hmin) 14-200 鎖模力/KN 450 拉桿內(nèi)間距/mm 280*250 移模行程/mm 220 鎖模形式為雙曲肘 最大/最小模具厚度/mm 300/100 噴嘴求半徑SR20 模具定位孔直徑/mm 55 以上參素均符合本套模具的要求，可以使用！ 6 完善澆注系統(tǒng) 6.1 設計主流道襯套 由于注塑機注塑時，主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開在定模上，而是將它單獨開設在一個嵌套中，然后將此嵌套嵌如定模內(nèi)，該嵌套稱為主流道襯套（澆口套）。采用主流道襯套以后，不僅對主流道的加工和熱處理以及襯套自身的選擇的等工作帶來很大的方便，而且在主流道損壞后也便于修磨和更換。 設計主流道襯套時應注意一下事項： ⑴對于小型注塑模，可將主流道與定位環(huán)設計成一個整體，但多數(shù)情況下應分開設計 ⑵主流道襯套應選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A）,熱處理硬度為53～57HBC ⑶襯套的長度應與定模部分的厚度一致，主流道出口處端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成益料，而且還會壓壞模具 主流道襯套由A 、B兩種形式 ，本套模具制品比較小，型腔少可采用A型。其結(jié)構(gòu)如圖6 圖8 稱套 根據(jù)方便程度，設計的尺寸為d=10mm , dh=20 , Lb=35mm , L1=12.5mm SR=20mm Lb長度考慮了與定位環(huán)的長度10mm ,材料選用T8A ，熱處理硬度為53-57HRC 6.2設計定位環(huán) 定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合，其作用時為了使主流道與噴嘴和料筒對中。定位環(huán)與注塑機定模板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合，如H11/h11或H11/b11。對于小型模具，定位環(huán)與定位孔的配合長度可取8-10mm 。 定位環(huán)形狀如圖7： 圖9 定位環(huán) 由于目前我國對于定位環(huán)還沒有國標，故根據(jù)注塑機噴嘴設計 d=20mm 選擇固定螺釘：M6固定螺釘 7 冷卻系統(tǒng) 7. 1 設計原則： ①在保證模具材料有足夠強度的前提下，冷卻水道盡可能設置在靠近型腔表面； ②在保證模具材料的機械強度的前提下，冷卻水道應盡可能緊密； ③冷卻水道的直徑應優(yōu)先采用大于8cm; ④冷卻水道在模具中的流速，以盡可能高一些為好，但就其流動狀態(tài)來說以湍流為佳； ⑤制品較厚的部位應特別加強冷卻； ⑥充分考慮所用的模具材料的熱傳導率。 7.2 冷卻水道 本套模具由于是小型模具，故可采用直徑為8mm冷卻水道。在凹模布置如圖8： 圖10 冷卻系統(tǒng) L1=115mm L2=8mm L3=0-1mm L4=100mm 8 完善非標準零部件的設計 1、上模座，綜合螺釘孔，銷釘孔及稱套孔，其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00-01 2、上墊板，在上面開有螺釘孔、導套孔、銷釘孔及稱套孔，其結(jié)構(gòu)見附圖00-02 3、型腔，根據(jù)以上所塑凹模的設計圖見附圖00-03 4、推板，推板的尺寸及形狀見附圖00-04 5、壓板形狀見附圖00-05 6、擺鉤形狀見附圖00-06 7、支撐桿形狀見附圖00-07 8、掛板形狀見附圖00-08 9、下模座，其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00-09 10、頂板，其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00-10 11、推桿固定板，其結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00-11 12、下墊板，結(jié)構(gòu)及各項細節(jié)見附圖00-12 13、型芯固定板，開有螺釘孔、導柱孔、銷釘孔及型芯孔，其結(jié)構(gòu)見附圖00-13 14、型芯，設計其他結(jié)構(gòu)時改變了型芯的部分結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖00-14 9 繪制模具的總裝圖和非標零件工作圖 9.1 本模具的總裝圖 見附圖 9.2本模具的工作原理 模具工作原理:模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模部分固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開模時,動模后退，由于擺鉤的作用首先使模具在I-I分型面分型，由于動模部分設有拉料桿，因此流道凝料保留在動模座板上，當擺鉤受到壓板的作用時，型腔板停止運動。動模繼續(xù)后退，在II-II分型面開始分型，動模運動到一定距離，頂板受到注塑機的作用，停止運動，同時脫模機構(gòu)工作，制件被強制脫模，脫掉制件，動模運動停止。合模時,借助注塑機的閉合運動分型面I-I先閉合，接著II-II，III-III分型面閉合，完成一個模具行程，模具被鎖緊，進而進行下一次注塑。 10 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 10.1凹模的加工工序卡見附表1 10.2凹模的加工工藝過程卡見附表2 11 結(jié)論 大學三年的學習即將結(jié)束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師丁海的悉心指導和自己的努力，完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正 致 謝 首先感謝本人的導師丁海老師，他對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。還有丁鵬、于匯永等老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，老師給了我鼓勵和幫助，在這里我向他們表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等專科學校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能,同時感謝我們所有的材料工程系的老師們,你們是優(yōu)秀的,老師們,你們辛苦啦! 感謝和我在一起進行課題研究的同窗好友喬杰、秦萬鑫等，是你們在宿舍、教室和我一起討論交流,使我學到了許多新的知識。一并感謝你們。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻 [1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設計. 清華大學出版社. [2] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機械工業(yè)出版社. 2000 [3] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社. 1996 [4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊. 上?？? 學技術(shù)出版社，1998 [5] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 [6] 唐志玉主編. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999 [7] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計. 機械工業(yè)出版社. 1995 [8] 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 1999 [9] 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993 參考文獻 [1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設計. 清華大學出版社. [2] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機械工業(yè)出版社. 2000 [3] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社. 1996 [4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊. 上海科 學技術(shù)出版社，1998 [5] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 [6] 唐志玉主編. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999 [7] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計. 機械工業(yè)出版社. 1995 [8] 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 1999 [9] 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993