塑料蓋的注射模設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

塑料蓋的注射模設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,塑料蓋,注射,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 包含有CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún)Q 197216396 摘 要 本文的研究?jī)?nèi)容是對(duì)塑料蓋的注射模具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑料件的工藝分析和計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出注塑模具。本次設(shè)計(jì)的塑料蓋注射模采用的是兩腔模，根據(jù)型芯和型腔的尺寸確定了A板和B板尺寸，從而確定了A4型標(biāo)準(zhǔn)模架；為了降低成本，90％以上的模具的零件都選擇了標(biāo)準(zhǔn)件； 經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算和查表最終完成塑料蓋注射模模具設(shè)計(jì)，繪制出塑料蓋注射模的零件圖和總裝配圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，引用UG和AutoCAD設(shè)計(jì)軟件,使設(shè)計(jì)過(guò)程達(dá)到參數(shù)化和智能化。 關(guān)鍵詞：AutoCAD ；塑料蓋 ；注塑模 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑料件的工藝分析 2 1.1 塑料蓋的零件圖 2 1.2 塑料ABS的特征 2 1.3 模具的結(jié)構(gòu)形式 3 1.3.1 確定模具分型面的位置 3 1.3.2 確定型腔的排列 3 1.4本章小結(jié) 4 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 2.1 主流道的設(shè)計(jì) 5 2.1.1 主流道的尺寸 5 2.1.2 主流道交口套形式 5 2.1.3校核主流道的剪切速率 5 2.2分流道設(shè)計(jì) 5 2.2.1分流道的布置形式 5 2.2.2分流道的長(zhǎng)度 6 2.2.3分流道的直徑 6 2.2.4分流道的截面形狀 6 2.2.5分流道的截面尺寸 6 2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度 6 2.3本章總結(jié) 6 3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 7 3.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1.2 凹模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（型芯） 7 3.2 成型零件鋼材的選用 7 3.2.1計(jì)算凹模徑向尺寸 7 3.2.2 計(jì)算型芯尺寸 8 3.2.3計(jì)算型芯高度 8 3.2.4計(jì)算孔間距 8 4 模架的確定及校核 10 4.1模架的確定 10 4.2 模板尺寸的確定 10 4.3 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 5脫模及冷卻機(jī)構(gòu) 11 5.1確定推出方式 11 5.2 計(jì)算脫模力 11 5.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力 11 5.4冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 5.4.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑件熔體的總質(zhì)量W 11 5.4.2確定冷卻水路的直徑 12 5.4.3計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 12 5.4.4冷卻水路的根數(shù) 12 6模具總裝圖 13 總 結(jié) 14 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 16 前 言 現(xiàn)階段，模具制造業(yè)的發(fā)展因?yàn)楣I(yè)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展而快速發(fā)展，模具制造業(yè)充斥了我們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)方式也以模具生產(chǎn)為主。像我們生活中的一些塑料，陶瓷，玻璃制作的物件基本都是用模具生產(chǎn)的。模具生產(chǎn)是大批量的，不但節(jié)約了人工成本，也大大降低了原材料的損耗，因?yàn)槟＞叩牧α勘容^大，有一些建筑材料也可以用模具來(lái)生產(chǎn)，模具的技術(shù)水品越高，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量也越高，反之亦然。所以，模具制造業(yè)在很多國(guó)家的眼中都是重中之重，他們會(huì)不停的研究新的模具，提高模具的加工精度，使用壽命。由于模具生產(chǎn)，需要很高的技術(shù)，比如CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為了高科技產(chǎn)業(yè)很重要的一部分。隨著我們現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的塑料被生產(chǎn)出來(lái)，包括了塑料成型也越來(lái)越多的用到了模具技術(shù)。 現(xiàn)在我們對(duì)質(zhì)量的要求也是越來(lái)越高，用塑料制成的物體，還有加工技術(shù)的高質(zhì)量模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)備，優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代成型設(shè)備是形成塑料部件質(zhì)量的重要的一些前提。塑料是現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展是基本材料之一，是農(nóng)業(yè)，工業(yè)，能源，交通等領(lǐng)域重要的經(jīng)濟(jì)材料，必不可少的，它的使用已經(jīng)滲透到所有經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和社會(huì)生活，塑料，鋼鐵，木材和水泥被稱(chēng)為材料領(lǐng)域的四大支柱。國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和模具制造業(yè)的水平時(shí)息息相關(guān)的。塑料模具設(shè)計(jì)的塑料材料，前期的工藝分析，讓我們對(duì)材料有了更加深入的了解，中期的模具模架的選擇還有分型面排列方式，還有最后模具成型的原理，使我們對(duì)一整套模具從最開(kāi)始的設(shè)計(jì)到最后的制造有了一個(gè)最基本的了解。 模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)在許多模具制造企業(yè)中大量應(yīng)用和普及。目前，計(jì)算機(jī)可以使用CAD/CAM/CAE集成技術(shù)來(lái)模擬零件的成型過(guò)程，如大型金屬覆蓋件，塑料件成型，復(fù)合成型等復(fù)雜精密加工。三維設(shè)計(jì)可用于建模，并可為數(shù)控加工提供數(shù)控程序，提高加工效率和質(zhì)量。 以前，無(wú)論是鍛造大型金屬?zèng)_壓，成型復(fù)雜零件，還是各種類(lèi)型的塑料成型或組合成型，無(wú)論多大，復(fù)雜的零件，或者多么小，精密，成型過(guò)程一般都可以模擬，這是是設(shè)計(jì)和制造緊密接觸的不可或缺的手段。 1 塑料件的工藝分析 1.1 塑料蓋的零件圖 圖1-1塑料蓋草圖 產(chǎn)品名稱(chēng)：塑料蓋 產(chǎn)品材料：ABS 產(chǎn)品尺寸：如圖1-1所示 技術(shù)要求：不能有裂痕和變形缺陷 生產(chǎn)數(shù)量：大批量生產(chǎn) 1.2 塑料ABS的特征 1）性能 綜合性能非常好，它的尺寸很穩(wěn)定，不會(huì)輕易的變換形狀，很容易成型，方便用機(jī)械來(lái)加工。 2）成型性能 （1）無(wú)定型塑料； （2）吸濕性比較好； （3）流動(dòng)性一般。 ABS屬無(wú)定型塑料成型，收縮率較小，參考表1-1選擇該塑件的型芯和型腔的統(tǒng)一斜度為1°。 表1-1 ABS的性能指標(biāo) 1.3 模具的結(jié)構(gòu)形式 1.3.1 確定模具分型面的位置 1）通過(guò)對(duì)塑料件的結(jié)構(gòu)形式的分析，最后得出結(jié)論：它的分型面應(yīng)該選A-A處，如圖1-2。 2）確定型腔的數(shù)量 因?yàn)樾枰軌虼笈康纳a(chǎn)，所以我們可以采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式，我們也要對(duì)考慮到塑件的尺寸進(jìn)行測(cè)量，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行比較，同時(shí)我們要考慮的還有制造時(shí)的各種成本及其他的一些問(wèn)題。 1.3.2 確定型腔的排列 通過(guò)之前對(duì)材料的工藝分析，我們這次選擇了一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。為了節(jié)約空間，材料和成本，盡量的縮小排列間距，而且要和交口的位置對(duì)稱(chēng)，所以型腔的排列方式只能是對(duì)稱(chēng)擺放，如圖1-3. 圖1-2 分型面位置A-A 圖1-3 型腔的排列和位置 1.4本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)塑件材料工藝性的分析，了解了它的一些基本特征，同時(shí)也查閱了很多相關(guān)的資料，分析總結(jié)得出最后的答案，確定了分型面的位置和型腔排列的形式。 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1 主流道的設(shè)計(jì) 2.1.1 主流道的尺寸 1）主流道的長(zhǎng)度：通過(guò)查表和計(jì)算得出長(zhǎng)度盡量要＜80mm，所以取73mm。 2）主流道小道端直徑：通過(guò)查表和計(jì)算得出直徑約為3.5mm。 3）主流道大端直徑：通過(guò)查表和計(jì)算得出大端直徑約為7mm。 4）主流帶球面半徑：通過(guò)查表和計(jì)算得出球面半徑為14mm。 5）球面的配合高度：通過(guò)查表和計(jì)算得出高度為3mm。 2.1.2 主流道交口套形式 因?yàn)橹髁鞯廊肟谔幣c注射機(jī)噴嘴經(jīng)常出現(xiàn)摩擦，很容易出現(xiàn)一些損耗，所以對(duì)材料本身的一些要求就比較高，所以我們可以用碳素鋼，經(jīng)過(guò)熱處理淬火后，它表面的硬度相對(duì)而言就會(huì)高很多,如圖2-1。 圖2-1 主流道 2.1.3校核主流道的剪切速率 1) 計(jì)算主流道的體積流量 通過(guò)公式計(jì)算得出主流道的體積流量為66cm3/s. 2) 計(jì)算主流道的剪切速率 通過(guò)公式計(jì)算得出剪切率為3.4×103s-1. 2.2分流道設(shè)計(jì) 2.2.1分流道的布置形式 在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還要考慮到要盡可能的減少熔體因流道內(nèi)的壓力而造成的損失并且盡可能的避免熔體的溫度降低，因此我們的分流道用分流道的形式。 2.2.2分流道的長(zhǎng)度 由于此次的流道設(shè)計(jì)比較的簡(jiǎn)單，而且分流道的長(zhǎng)度比較短，可以稍微的小點(diǎn)，所以分流道長(zhǎng)度總長(zhǎng)為140mm左右，左右分流道分別為70mm.如圖2-2所示。 2.2.3分流道的直徑 通過(guò)公式m塑 =ρν塑得出該塑件質(zhì)量的為52.7g，52.7＜200 通過(guò)公式可以得出流道的當(dāng)量直徑為4.5mm 2.2.4分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、六角形等，相對(duì)于其他形狀，圓形的截面的工藝性比較好，而且圓形的截面能夠有效地防止熱量的流逝，它對(duì)于塑料液流動(dòng)的阻力也比較小，再考慮到方便加工和脫模等因素，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。所以本次設(shè)計(jì)的分流道的截面選擇了圓形。 2.2.5分流道的截面尺寸 圖2-2 分流道截面 2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求相對(duì)而言比較高，所以取1.5。脫模斜度取7o。 2.3本章總結(jié) 本章主要是介紹了澆注系統(tǒng)的組成，并對(duì)主流道和分流道進(jìn)行了計(jì)算。選擇了比較合適的圓形截面，確定了流道的擺放位置。 3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)楦鱾€(gè)凹模的結(jié)構(gòu)都是不相同的，所以，我們可以根據(jù)凹模不同的結(jié)構(gòu)而分為分為整體式，整體嵌入式，鑲拼式和組合式這四種結(jié)構(gòu)，我們通過(guò)分析這個(gè)塑件后，決定用第二種凹模也就是整體嵌入式的凹模。 3.1.2 凹模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（型芯） 凹模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)通常可以分為整體式和組合式這兩種類(lèi)型，分析過(guò)塑料件的結(jié)構(gòu)后，得出一個(gè)結(jié)論，就是這個(gè)塑件的型芯只有一個(gè)，就是成型零件內(nèi)表面的大型芯。 3.2 成型零件鋼材的選用 通過(guò)對(duì)整個(gè)塑件進(jìn)行了一次綜合分析后的結(jié)果得知，該塑件的成型零件需要達(dá)到一些要求，比如強(qiáng)度要高，耐磨性要好。當(dāng)然它的抗疲勞性也必須是良好的，因?yàn)樵撍芗纳a(chǎn)是大批量的，所以凹模的材料我們可以選擇鋼材P20，由于脫模時(shí)，大型芯與塑件的摩擦比較多，損耗比較嚴(yán)重，所以材料選用高合金工具鋼Cr12MoV。 3.2.1計(jì)算凹模徑向尺寸 為了計(jì)算方便，需要對(duì)塑料蓋外部徑向尺寸進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如： mm, ， 查表得，該塑件的收縮率為0.5%， Scp=(0.8%+0.3%)/2=0.55% Lm1=[ls1（Scp+1)-x1△1]=mm Lm2=[ls2（Scp+1）-x1△1]=mm。 公式中，△為塑料件上相應(yīng)的尺寸公差，可以查表獲得； x為系數(shù)，此處取X=0.6； &為塑料件上相應(yīng)尺寸的制造公差，取&z=1/6△。 凹模深度尺寸的計(jì)算： 塑件高度的最大尺寸Hs==35.12； Hm1 =[（Scp+1）hs-x1△1] =35.17+0.037 mm 式中，X1,X2查表取0.63和0.65。 3.2.2 計(jì)算型芯尺寸 尺寸轉(zhuǎn)換: ls =85=84.79mm，制造公差△1=0.43。 lm1=[（Scp+1）ls2+x△]=85.56mm。 3.2.3計(jì)算型芯高度 尺寸轉(zhuǎn)換： Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。 Hm =[（Scp+1）hs +x1△1]=31.21mm。 3.2.4計(jì)算孔間距 尺寸轉(zhuǎn)換： Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。 Hm =[（Scp+1）hs +x1△1]=31.21mm 塑件型芯及凹模的成型尺寸的標(biāo)注如圖3-1、圖3-2所示。 圖3-1凹模嵌件 圖3-2動(dòng)模型芯 4 模架的確定及校核 4.1模架的確定 根據(jù)模具型腔的布局，尺寸等因素，再通過(guò)計(jì)算，最后還要考慮到實(shí)際情況，各個(gè)部分的一些尺寸，布局等等因素，模架應(yīng)為組成部分不同，它們的尺寸也不盡相同，所以分成了很多樣式。最后確定了選用長(zhǎng)寬分別為500和400的模架。模架結(jié)構(gòu)則選擇了比較常見(jiàn)的A4模架。 4.2 模板尺寸的確定 A板：通過(guò)測(cè)量塑件的高度查相關(guān)表格最終確定A板厚度為50mm。 B板：按型芯尺寸，B板厚取40mm. C板：C板的高度為推桿推出的距離加上推板的厚度加上推桿固定板厚度加上（5-10）所以C板的高度大概是97-102mm,暫時(shí)選定C為100mm。 根據(jù)上述的計(jì)算得出，板面的長(zhǎng)為500mm，寬為400mm，整個(gè)模架的長(zhǎng)是500mm，寬是400mm，高是340mm。如圖4-1所示。 圖4-1所選A4型模架 4.3 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的塑料蓋注塑模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用4個(gè)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合完成動(dòng)模和定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向。 該模具的定位主要包括：①模具工作部分的定位是通過(guò)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合進(jìn)行定位的；②模具與注塑機(jī)的定位是靠注塑模具的定位圈進(jìn)行定位的。 5脫模及冷卻機(jī)構(gòu) 5.1確定推出方式 本次設(shè)計(jì)采用推桿式來(lái)脫模。為了減少了脫模板推出時(shí)和型芯的摩擦，設(shè)計(jì)時(shí)型芯帶有脫模斜度1°。 5.2 計(jì)算脫模力 因?yàn)樵撍芗=r/t=85/3=28.3>10，所以，此處視為薄壁圓筒塑件，根據(jù)脫模力的計(jì)算公式得： 脫模力F1=6037.4N 5.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力 根據(jù)公式，查表可得： 推出截面A1= 2101.3mm2 推出力 & =3.45Mpa <53Mpa(抗壓強(qiáng)度)，合格。 5.4冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ABS的粘度屬于中等，它的成型溫度在200攝氏度左右，模具的溫度在50攝氏度到80攝氏度之內(nèi)，模具的溫度初步選定為50攝氏度，所以用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 5.4.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑件熔體的總質(zhì)量W 1) 塑料制品的體積 根據(jù)公式V=V主+V分+nV塑可得： V =124.032 cm3 2) 塑件制品的質(zhì)量 根據(jù)公式M=νρ可得： M=52.7 g 3) 注射周期 塑料制品的壁厚為3mm，可以查得T冷=20.4 S，取注射時(shí)間T注=1.6S,脫模時(shí)間T脫=8S,所以29.6 S注射一次。所以每小時(shí)注射次數(shù)大概是120次左右。 4) 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量: 根據(jù)公式可得總質(zhì)量W=6.377 Kg/h 5.4.2確定冷卻水路的直徑 查表可知，冷卻水處于快速流通的狀態(tài)下，直徑大概是10cm。 5.4.3計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L = A/3.14d =97 mm 5.4.4冷卻水路的根數(shù) X=L/l≈1 通過(guò)上述計(jì)算本模具只需要一條冷卻管道，一條冷卻水道在模具結(jié)構(gòu)上是不合理的，根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)際情況加以修改，考慮模具的生產(chǎn)效率和模具的使用壽命，本次設(shè)計(jì)選擇兩條直通式的冷卻水道，冷卻水道放在型腔上。 6模具總裝圖 跟據(jù)上述的計(jì)算和設(shè)計(jì)結(jié)果，繪制模具裝配圖如圖6-1所示。 圖6-1裝配圖 總 結(jié) 本次所選課題為塑料蓋注塑模設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)指導(dǎo)老師提供的方向，我查閱很多資料(軟件應(yīng)用、注塑模設(shè)計(jì)、材料選擇、圖片處理），通過(guò)學(xué)習(xí)這些資料，我完成了塑料蓋產(chǎn)品的工藝性分析，確定了ABS塑料的成型性能和主要成型參數(shù)；通過(guò)相關(guān)計(jì)算和對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析，我最終確定了模具型腔數(shù)量，確定了產(chǎn)品的分型面；通過(guò)軟件我完成產(chǎn)品的3D建模和模具工作部分的分模，從而獲得模具的型芯和型腔結(jié)構(gòu)；通過(guò)查表和學(xué)習(xí)澆注系統(tǒng)，確定了模具的澆注的結(jié)構(gòu)和主要尺寸；根據(jù)型芯和型腔的結(jié)構(gòu)，確定A板和B板的尺寸，通過(guò)軟件選擇合適的模架；通過(guò)查表和計(jì)算確定冷卻、脫模等機(jī)構(gòu)，通過(guò)軟件完成3D機(jī)構(gòu)建設(shè)；最后完成2D圖紙的繪制。 致 謝 本次設(shè)計(jì)的過(guò)程剛開(kāi)始是比較艱難的，但是后來(lái)，老師對(duì)我進(jìn)行了精心指導(dǎo)，老師用他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?zhuān)業(yè)性，大膽的創(chuàng)新精神和進(jìn)取精神深深的影響了我。在這個(gè)過(guò)程中，老師給了我很大的幫助，包括對(duì)資料的選擇，一些基本公式的原理與運(yùn)用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了很多有關(guān)其設(shè)計(jì)狀態(tài)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的知識(shí)。 通過(guò)這次的實(shí)際設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我獨(dú)立完成工作的能力，不但鞏固了我以前所學(xué)的知識(shí)，還讓我學(xué)到了很多以前沒(méi)有學(xué)會(huì)的知識(shí)。注塑模具設(shè)計(jì)，從開(kāi)始過(guò)程分析部分，確定過(guò)程，了解模具的基本結(jié)構(gòu)，到最后的設(shè)計(jì)與計(jì)算，提高了我的計(jì)算能力和繪圖能力，CAD和UG技術(shù)也得到了顯著的提升，對(duì)一些設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有了很多的了解，對(duì)以前的所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)新的回顧，獨(dú)立思考能力也是有所提高。 老師們用自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)幫助我們完成這次的模具設(shè)計(jì)，我們也為自己的勞動(dòng)成果感到快樂(lè)，并且發(fā)現(xiàn)我們以前學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題并加以解決。 非常感謝幾位老師對(duì)我的幫助和指導(dǎo)！ 參考文獻(xiàn) [1] 歐麥嘉，周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設(shè)計(jì)與制造[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007. 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