塑料瓶蓋注塑模具設計與制造

塑料瓶蓋注塑模具設計與制造,塑料,瓶蓋,注塑,模具設計,制造 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 劉永生 學 號 0312123 指導教師 翟德梅 選題情況 課題名稱 塑料瓶蓋注塑模具設計與制造 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 插圖清單 【1】 圖 1 制件圖 ……………………………………………………… 6 【2】 圖2 分型面選擇 …………………………………………………10 【3】 圖3 型腔的排列方式 ……………………………………………10 【4】 圖4 斜導柱 ………………………………………………………12 【5】 圖 5 滑塊抽芯圖 ………………………………………………… 12 【6】 圖 6 型芯結構圖… ……………………………………………… 15 【7】 圖 7 冷卻水道布置圖 …………………………………………… 17 附表清單 【1】 表一：凹模工作尺寸表…………………………………………………… 14 【2】 表二: 凸模工作尺寸表 ………………………………………………… 14 【3】 表三：型芯工作尺寸表 ………………………………………………… 14 【4】 表四: 冷卻水道選取表…………………………………………… …… 17 【5】 表五: 制件常見缺陷及解決辦法…………………………………………20 【6】 表六: 凹模型腔板的加工工藝尺寸………………………………………21 【7】 表八: 型芯固定板的加工工藝尺寸………………………………………21 小結 通過這次課程設計使我學到了許多知識，對一些原本模糊的理論也有了清楚的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、塑料模具設計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經(jīng)濟性，設計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等了解到許多原本不的知識。 由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導。 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 1 產(chǎn)品名稱 凸模固定板 零（部）件名稱 共（2）頁第（1）頁 材料牌號 45 毛坯 種類 塊料 毛坯外型尺寸 504×354×48 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 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 20 時效 對鍛件進行時效處理 30 銑削 粗銑504×354的塊料及端面 銑床 臥式銑床 40 銑削 精銑504×354的塊料 銑床 臥式銑床 50 磨削 粗磨504×354的塊料 磨床 M1040 平面磨床 60 退火 去加工應力 熱處理 電爐 70 磨削 精磨臺階軸的外表面 磨床 M1040 專用磨夾具 80 淬火回火 對凸模固定板的要加工的部分進行熱處理 熱處理 90 研磨 對凸模固定板進行進一步的修整 金工 100 檢驗 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 審核日期 標準化日期 會簽 日期 機械加工工藝過程卡片1 機械加工工藝過程卡片2 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 2 產(chǎn)品名稱 型腔板 零（部）件名稱 共（2）頁第（2）頁 材料牌號 45 毛坯 種類 鍛件 毛坯外型尺寸 504mm×354mm×53mm 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 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 20 鍛造 鍛成六方 鍛 30 時效 對鍛件進行時效退火 熱 40 粗銑 粗銑六面 金工 X 50A 專用銑夾具 50 磨削 粗磨六面成直角 金工 M 1040 專用磨夾具 60 劃線 確定孔位，為下一步加工打好基準沖眼兒 鉗工 70 鉆孔 根據(jù)沖眼兒鉆孔 金工 ZQ 4015 專用鉆夾具 80 精磨 精磨上下兩面，表面粗糟度值為Ra0.8 金工 M 1040 專用磨夾具 90 成型 由加工中心得來的銅電極來加工型腔 CKX-2A 專用電火花夾具 100 研磨 對型腔模板進行進一步的修整 金工 110 淬火回火 對型腔模板進行熱處理 熱處理 120 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 緒論 1.本課題的意義、目的及應達到的要求 本設計主要意義是在我們學習完模具設計與制造的所有專業(yè)課之后，總結條理以前我們所學的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 【1】 本設計的目的是在學生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設計的實踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學知識進行全面的總結和應用，提高綜合能力的培訓以及擴大模具領域的新知識。具體的要求是： 1． 系統(tǒng)總結，鞏固過去所學的基礎課和專業(yè)課知識。 2． 運用所學的知識解決模具技術領域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。 3． 通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。 4． 提高和運用與工程技術有關的人文科學，價值工程和技術經(jīng)濟的綜合知識。 2 本課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀 2.1我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀  我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距， （1）成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達不 到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 （2）在制造技術方面：CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 （3）模具材料方面：近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 2.2我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 2..2.1我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢 據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 2.2.2我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向  （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）.應用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 （7）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 3國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 　?。?）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為5～14萬美元。 　?。?）專業(yè)分工細，技術精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標準件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 　?。?）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術密集和精密加工設備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展?！　? （4）緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣?！　? （5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術應用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應能力強，CAD/CAE/CAM技術和高速切削技術的普及應用，無疑是一個重要因素。 （6） 模具企業(yè)對管理的重視程度在加大，利用軟體包括管理軟件和工藝流程開發(fā)軟件來提高企業(yè)本身的競爭力，而不僅僅是靜態(tài)得考慮模具的開發(fā)和制造成本，對此企業(yè)向更科學更系統(tǒng)的現(xiàn)代管理模式發(fā)展。  4．本設計所要解決的問題 現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快和人們對生活品質(zhì)要求的提高以及環(huán)境污染給人們心理上早成的影響,使人們更樂于接受經(jīng)過多層過濾更為安全可靠的純凈水或者礦泉水,應其而生的經(jīng)濟的瓶子和瓶蓋成為大批量需求的產(chǎn)品. 在瓶蓋塑料模具的設計與制造過程中， 根據(jù)所學的知識和我們在畢業(yè)實習中所積累的經(jīng)驗，所采用方案如下:生產(chǎn)效率是第一的考慮,所以在結構上確定為一模十二腔,同時考慮設計上模具壽命,以及一次生產(chǎn)即可使用而不需要多加工序,這些都可以是提高效率的因素. 礦泉水瓶蓋的應用是很廣泛的,在結構上必要的保留幾種功能,一是內(nèi)螺紋用于旋緊,二是需要擋水圈的設計來取代以往加橡皮墊圈的密封方式,三是防偽圈的倒扣設計以及和其瓶蓋主題的點連接結構,以方便瓶蓋的壓入和瓶蓋打開時順利脫離防偽圈而不至產(chǎn)生一塊脫離的現(xiàn)象或者難以旋斷的情況. 一 工藝性分析 1.1: 塑料的原材料分析 [1] (1)塑件材料選用ＰＰ屬于熱塑性塑料，從使用性能上看，該塑料力學性能好，可以在１００Ｃ以下使用，若不受外力，則溫度在１５０Ｃ時不會變形，化學穩(wěn)定性好 ． (2)從成型性能上看該塑料吸水性小，熔料流動性好，成型容易，但收縮率大，此外，該塑料成型易產(chǎn)生縮孔凹痕變形等缺陷．成型溫度底時，方向性明顯，凝固速度快，易產(chǎn)生內(nèi)應力，因此在成型時一注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應緩慢散熱，冷卻速度不易過快． 1.2：塑件的結構和尺寸精度等級及表面質(zhì)量分析 從該制品的零件圖可知；形狀，結構對制件脫模要求較高，但對尺寸大小，產(chǎn)品精度和表面質(zhì)量要求都不高。 （1） 該塑件結構結構工藝分析：此設計任務書中給出的零件圖存在若干弊端，給模具結構設計帶來一些困難，現(xiàn)在在不影響起使用性能的基礎上改進三處．第一是在瓶蓋外表表面的防滑豎紋，不應該直接在下面切半通槽，而應該通向型腔，使其在開模時不增加不必要抽芯難度．第二是擋水圈的脫模設計，將其設計為傾斜４５度，并將斜底做在角處，是型芯最大直徑變得小一些，便于在強脫之后不至于碰到下邊的內(nèi)螺紋而增加脫模行程,而傾斜的擋水圈會在旋入時壓平,第三是防偽圈內(nèi)惻設計為凸起的倒扣環(huán),間斷式.整個修改后的制件如圖一: 圖1 制件圖 （2） 制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，此處塑料件未注公差，由于該制件的原材料為聚丙烯，而聚丙烯的制件公差等級較低為MT7級，該塑件的精度等級較低。受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級取0.05，MT3-5級取0.1?！?】 （3） 制品的表面質(zhì)量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質(zhì)量除要求無缺陷，毛刺，無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。 （4）制品的形狀結構；制品的最小壁厚為0.5mm。符合聚乙烯的最小壁厚原則，聚丙烯的質(zhì)軟，所以可以強制脫模.所以在模具的設計和加工過程中要特別注意，防止出現(xiàn)缺陷. 1.3：計算塑料制件的體積和質(zhì)量 計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)量。 計算塑料制件的體積： V= 1675*2=3.350 cm3 查《塑料注塑模結構與設計》知聚丙烯密度為ρ=0.9～0.91g/ cm3 .這里取ρ=0.905g/cm3 由密度可得出單個制件的質(zhì)量： Q=ρV=0.905×3.35 =3.03175g 此模具采用一模12腔結構,質(zhì)量w=3.03175*12=36.381g 1.4：聚丙烯 塑料注射成型的工藝參數(shù)。（注塑工藝卡） 注射溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度：后段溫度t1選用220℃ 中段溫度t2選用240℃ 前段溫度t3選用260℃ 噴嘴溫度 選用220℃ 注塑壓力：選用100mpa 注塑時間： 選用15s 保壓壓力： 選用 72mpa 保壓時間： 選用10s 冷卻時間： 選用30s 總周期:40～130s 1.5：塑料成型設備的選取 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為xs-60/450臥式 查材料可知： 【4】(模具設計大典) 注射容量： 78cm3 注射壓力： 170mpa 鎖模力： 450KN 模具厚度： 100～300mm 鎖模型式: 雙曲肘 噴嘴球半徑： SR20mm 模具定位孔直徑： Ф55mm 2.1.1 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=×－ 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力mpa A 每個制件在分型面上的面積（m㎡） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（m㎡） B 在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40mpa實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1= =0.6×450000/50×150=36（個） 2.1.2 注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（cm3） V 單個制件體積 （cm3） C 流道和澆口的總體積（cm3） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2===78×0.375 =29.5（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是2，4，6，8，12,16個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況。我們所設計的塑料瓶蓋模具采用一模十二腔的方案，即 N=12 【5】 2.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 【6】 2.2.1 分型面的選擇； 模具設計的過程中分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)分型面選擇的原則來確定模具的分型面: （1）塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動模一側，模具的脫模機構在動模一側，一般將主型芯裝在動模一側，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設在定模一側。 （2）模具結構簡單，使模具容易切削加工，從簡化模具加工來考慮，對要求抽芯的塑件，應盡量避免在定模部分抽芯。 其他必須型腔排氣順利，確保塑件質(zhì)量，無損塑件外觀，設備利用合理以及塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為瓶蓋，表面無特殊的要求，由于制件有側向抽心的點連接,因此制件需要側向內(nèi)抽芯機構，分型比較復雜，可采用滑快側向分型，故分型面選擇如下圖所示： 圖2 分型面選擇 2.2、 確定型腔的排列方式 圖3 型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模12腔，即綜合考慮模具的開模行程較短，注塑機有足夠的開?？臻g，澆注系統(tǒng)符合原則（主流道的長度小于60mm），模具結構簡單和制件精讀符合圖紙要求以制件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，可采用上圖所示的型腔排列方式和分型面選擇。 采用上述型腔布置最大優(yōu)點是便于設置抽芯機構,最大的缺點是熔料進入單個型腔的不均勻性. 3、澆注系統(tǒng)的設計 3.１：主流道設計 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關尺寸 噴嘴前瓶孔徑： d0=Ф4mm 噴嘴前瓶球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑: R=14mm 取主流道的小瓶直徑d=Ф4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大瓶直徑D=Ф6.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料瓶設計半徑r=5mm的圓弧過渡。 3.２：主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。 圖4 主流道襯套 3.3排氣結構的設計 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至會產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。 由于瓶蓋注塑模是小型內(nèi)抽心模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。（聚乙烯塑料的最小不溢料間隙為0.02mm，間隙較小，再加上聚丙烯的流動性極好，也不宜開排氣槽。） 4、側滑快抽芯機構 圖5 滑塊抽芯機構 如上圖所示的是該模具側抽芯機構,其依靠斜導柱的上下方向運動使滑快做側向開模,完成對制件防偽圈點連接的抽拔,長度很小,因此斜角應選取較小值,一般不宜超過25°,這里選擇18°. 三、模具工作零件的設計 1、凹模的設計： 本副模具采用整體式凹模結構，由于制件結構簡易程度中等，模具牢固，不易變形，制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 根據(jù)澆口的設計要求，澆口設在凹模型腔上其結構。 凹模板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線知，此塑件的成型 壓力小于30MPA. 由經(jīng)驗可知： 長為500 mm. 寬為350 mm. 凹模高為 h=50mm 制件高為20.91mm 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用數(shù)控加工孔,再用點火花放電加工防滑槽。 2、塑料瓶蓋注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸） 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。 查教材表1-3塑料聚丙烯的成型收縮率為S=1％-2.5％，故平均我們?nèi)镾cp=1.75％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 表一：凹模工作尺寸的計算： 塑件尺寸 計算公式 型腔工作尺寸 31.38 Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б 31.2+0.14 14.31 14.12+0.14 30.5 30.42+0.11 9+0.11 3-0.32 2.95+0.11 表二：凸模工作尺寸的計算 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型芯工作尺寸 型芯 22.3 Ln=(Ls+LsScp％+Δ) 22.32-0.13 26.28 26.28－0.13 23.38 23.38-0.13 27.53 27.53-0.13 28.88 28.88-0.13 1.4 1.4－0.11 表三：滑塊工作尺寸的計算 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型芯工作尺寸 滑塊 3.3 Ln=(Ls+LsScp％+Δ) 3.3-0.11 4.4 4.4－0.11 6.6 6.6-0.11 31.38 31.32-0.13 3、型芯結構的確定： 可根據(jù)模具的各部分結構確定型芯的尺寸和結構。 型芯端面尺寸為,其結構圖如下: 圖6　　　型芯結構 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上.凸模用凸模固定板固定, 固定板選用45鋼． 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設計時一般應將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級，綜合考慮取IT8級。 4 .滑塊結構確定 滑塊在此模具加工中難度是比較高的,滑塊用于切斷瓶蓋主題與防偽圈,切口為半圓,兩個滑塊構成一個整圓,鑒于采用整體式滑塊容易報廢,采用分體式滑塊結構. 加工則采用線切割的方式,滑塊機體加工則采用加工中心來做,,保證分體滑塊的相對位置. 四、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計 注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。 模具溫調(diào)系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質(zhì)量。 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設計可按下式進行計算： 設該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 1、 計算熱流量 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q，查有關文獻得聚乙烯的單位熱流量為Q=420.3～450.1J/g ,取Q=430J/g： Q=W Q=1008g/h×430J/h=433440J 2、 冷卻水的體積流量V V=WQ/Pc(T－T) =433440/60×1/1000×4.2×（30－20） =172cm 溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 變形 尺寸精度 力學性能 表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時，應根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關鍵。 在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 表四　冷卻水道的選取：（有計算選?。? 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量 v/（m/s） 流量 Ｖ/（m/min） 12 1.10 7.4×10 冷卻回路的布置應根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應同時開設在動定模兩側. 圖7 冷卻水道布置 五、模具的合模高度 在支撐板與固定零件的設計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度H1=30mm，凹模型腔板厚度為H2=34mm，型芯固定板厚度為H3=30mm，型芯墊板厚度為H4=20mm，墊塊厚度H5=73mm(考慮模具的抽芯距)動模板厚度H6=30mm. 1、計算模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6 =30＋50＋35＋50＋120＋30 =360mm 2、校核注塑機的開，合模空間 A：模具合模時校核： 100mm<360mm<500mm 注:模具符合注塑機的要求; B：模具開模時校核： 100mm<360mm＋80mm<500mm 注:模具符合注塑機的要求; 六、注塑機有關參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為500mm×350mm×360mm, SZ-120/450型注塑機模板最大安裝尺寸是330mm×240mm。 由于上述計算的模具閉合高度為217mm，SZ-120/450型注塑機的最小模具厚度為100mm，最大模具厚度為500mm 1、模具合模時校核： 100mm<360mm<500mm 1.1、模具開模時校核： 100mm<360mm＋80mm<500mm 其中：80mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核SZ-120/450型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 七、模具的裝配 裝配主要要求如下： （1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。 （2） 推件時推桿與卸料板要保持同步。 （3） 上、下模型芯必須緊密接觸。 裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下： （1） 裝配前按圖檢驗主要工作零部件及其它零件尺寸。 （2） 鏜導柱、導套孔。將定模板、動模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導柱、導套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。 （3） 加工定模。用定模側面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置，并以次作為加工基準，分別鏜型芯孔φ34mm、φ10mm，并锪臺肩φ44mm×6mm、 φ14mm×6mm。 （4） 壓入導柱、導套。將定模、板動模板、支撐板上分別壓入導柱、導套，使其導向可靠，滑動靈活。 （5） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。 （6） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。 （7） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。 （8） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復位桿孔。 （9） 組裝墊塊和支撐板。 （10） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導柱孔，并將澆口套、導柱套壓入定模座板。 （11） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對中，在上面鉆固定在注塑機上的孔，使其與注塑機相配合。 （12） 裝配動模部分。修正推桿和復位桿的長度。 （13） 完成裝配后進行試模，并校驗入庫。 八、制件常見缺陷及解決辦法: 表五： 名稱 注塑機及成型條件問題 模具或材料問題 填充不滿 1 注塑機的注塑能力不夠 2 加料量不夠 3 注塑壓力太低 4 料溫太底使塑料溶體流動不好 5 注塑速度太慢 6 注塑機噴嘴有異物阻塞 1 澆口平衡不好 2 模具溫度太低 3 排氣不良 4 流道澆口過小 5 澆口流道有異物阻塞 6 塑料原料流動性不好 飛邊 1 注塑壓力太低 2 鎖模力不夠 3 加料量過大 4 料溫過高 5 保壓時間過長 1 模具配合面不嚴 2 成型期間塑料原料粘性太低 流痕 1 料溫太低使塑料流動性不好 2 注塑速度較低 3 注塑機噴嘴過小 4 保壓壓力不夠 1 模具溫度過低 2 模具冷卻不良 3 塑料流動性差 龜裂 1 注塑壓力過高 2 料溫太低導致流動不好 3 保壓壓力過高 4保壓時間過長 1 模具溫度過低 2 型腔設計不良 3 塑料粘性不良 4 塑料原料退火不良 空洞 1 注塑壓力過低 2 保壓壓力不夠 3 注塑速度過快或過慢 4 保壓時間短 1 模具排氣不良 2 壁厚設計不均 3 澆口位置不良 4 澆口澆道尺寸過小 九、主要工作零件加工工藝規(guī)程 在此僅對成型零件型芯、型腔的加工工藝進行分析。 1、 凹模型腔板的加工工藝過程 凹模型腔板的加工工藝過程見表7-1。 表六 凹模型腔板的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 508mm×358mm×58mm的T8A鋼 2 刨（普通刨床） 刨六個面,達到501mm×352mm×51mm尺寸 3 熱處理 調(diào)質(zhì)24~28HRC 4 磨削 磨削上下兩個平面,達到要求的粗糙度 5 電火花成型加工 加工出凹模型腔 6 鉆孔 配合定模板加工螺紋孔和銷釘孔,之后是倒角(有選擇的倒角) 7 攻螺紋 配合定模板攻螺紋 8 熱處理 淬火54~58HRC 9 鉗工 修磨和拋光 2、 型芯固定板加工工藝過程 型芯固定板加工工藝過程見表7-2 表七 型芯固定板加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 下坯料尺寸為510mm×354mm×47mm 2 熱處理 調(diào)質(zhì)至24~28HRC 3 平磨 留0.6見光兩側面//0.01mm 4 鉆孔 鉆4×M12螺紋孔,配合另外幾個板鉆2個銷釘孔 5 割孔 線切割割出4個導柱孔 6 倒角 鉆床上給各個孔倒角 7 熱處理 淬火、回火 保證55~62HRC 13 鉗工 修磨和拋光 小結 通過這次課程設計使我學到了許多知識，對一些原本模糊的理論也有了清楚的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、塑料模具設計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經(jīng)濟性，設計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等了解到許多原本不清楚的知識。 由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導。 致謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設計。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設計工作中給予我很大的幫助。 首先：我要感謝我的指導老師翟老師，特別感謝程老師的近段設計期間對我的指導和幫助。 其次：我要感謝的是我的同學們，在設計過程中遇到技術問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關，助我順利地完成設計。我還要深深地感謝在工廠里的師傅們，在進行畢業(yè)設計期間，他們給予我以模具制造與設計方面上的經(jīng)驗指導。 最后：我還要感謝提供在畢業(yè)前到工廠中去工作實習機會的廠家,使自己的到鍛煉,對設計有了許多感性認識. 參考文獻 【1】楊占堯 教學實踐環(huán)節(jié)指導書 新鄉(xiāng) 河南機電高等?？茖W校 2004.5 【2】瞿金平 塑料工業(yè)手冊 北京 化學工業(yè)出版社 1999.1 【3】馮炳堯 模具設計與制造 上海 上?？茖W技術出版社 1985.6 【4】張克惠 注塑模設計 西安 西北工業(yè)大學出版社 2001.6【5】肖祥芷 模具設計大典（三） 南昌 江西科學技術出版社 2002.10 【6】楊占堯 塑料注塑模結構與設計 北京 清華大學出版社 2004.9 【7】翟德梅 模具制造技術 新鄉(xiāng) 河南機電高等?？茖W校 2001.7 【8】閻亞林 塑料模具圖冊 北京 高等教育出版社 2002.11 【9】黃虹 塑料成型加工與模具 北京 化學工業(yè)出版社 2003.01 【10】薛嚴成公差配合與測量技術　　 北京 機械工業(yè)出版社　　 1992.10 【11】Tracy McGrady Tolerance fitting and technology of measuring Publishing house of the mechanical industry 1999.10 【12】王永平 注塑模具設計經(jīng)驗點評 北京 機械工業(yè)出版設 2005 .. 25