蜜餞盒注塑模具設(shè)計【】

1、蜜餞盒注塑模具設(shè)計【完整（文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修訂后使用，可編輯放心下載）大建支冠乂孝畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題 目蜜餞盒注塑模具設(shè)計起訖日期學(xué)生姓名 專業(yè)班級所在院系指導(dǎo)教師 職稱所在單位模具設(shè)計2011 年 10 月 10 日摘要此畢業(yè)設(shè)計課題的制品的名稱為“蜜餞盒，是用于放置果脯的盒子。制品材料為：PS聚苯乙烯，聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可 達88%-90%制品質(zhì)硬，落地時會有金屬般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.041.07之間，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點燃后離開火源會繼續(xù)燃燒，并伴 有濃煙。在設(shè)計模具時需要考慮制品的材料的一些特點。制品的外形

2、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸大局部是按照標(biāo)準(zhǔn)系列來定的，在模具設(shè)計時盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。通過分析制品外形特點和材料特性選擇適宜的分型面。根據(jù)相關(guān)計算選擇 的注射機型號為XS-ZY-125。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴等四局部組成。 主流道的形狀為圓錐形，以便熔的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸 直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注塑機噴嘴反 復(fù)解除，因此設(shè)計中場設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，外表質(zhì)量要求較高。采用一模四腔注射，為 便于調(diào)整沖模時的剪切速率和封閉時間， 因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工， 便于試模后修正

3、，且開設(shè)在分型面上，從型腔邊緣進料。塑件注射成型后，塑件在模內(nèi)冷卻定型，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其 從模具中推出時，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對底部無孔的筒、殼類塑件， 脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設(shè)計脫模斜度，另外，塑件 剛開始脫模時，所需的脫模力最大，其后，推出力的作用是克服推出機僅僅是為構(gòu)移動 的摩擦力。本塑件采用推桿脫模方式。最后，在計算機上用CAE圖軟件畫出裝配圖和所有的零件圖，并標(biāo)注尺寸，技術(shù) 要求極其制造標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計蜜餞盒注塑模具AbstractThe graduation subject product name is pre

4、serves box, is used to place the dried fruit of the box.Product materials: PS (polystyrene), polystyrene is a colorless, odorless, transparent rigid solid, 88% light transmission rate of up to 90%, system quality, hard, landing there will be metal-like sound. The density of polystyrene is between 1.

5、04 to 1.07, good dimensional stability, low shrinkage. Polystyrene is easy to burn, lit the fire source will continue to burn out, accompanied by smoke. Need to be considered in the design of the mold products, some characteristics of the material.The dimensions and size of the internal structure of

6、 the products are mostly of the standard series, in the mold design, it is better to make use of standard parts as many as possible. By analyzing the physical characteristics and material properties of the products, we can select the appropriate sub-surface. By calculating I choice the XS-ZY-125 as

7、the injection machine model. From the main channel gating system, shunt, gate and cold material points composed of four parts. The conical shape of the main channel is good for the flow of melt and pouring mold material when the main channel smooth pull up. Main channel directly affects the size of

8、the melt flow rate and filling time. In addition, because of its high-temperature melt and plastic injection molding machine nozzle repeatedly lifted, so the design midfield designed to replace the removable gate sets.This requirement does not allow plastic deformation defects and cracks, the surfac

9、e quality requirements. I choose four-cavity mold injection, to facilitate adjustment of the shear rate and die at closing time, I choose side gate. The cross-sectional shape is simple, easy processing, easy to fix after the tryout, and the opening in the sub-type surface, the feed from the edge of

10、the cavity.After the injection molding of plastic parts, plastic parts in the mold cooling, due to volume contraction, tight package of core power generation, when it was introduced from the mold, it must overcome the bag tight friction force generated. On the bottom of the barrel, non-porous, shell

11、 type plastic parts, mold release when they overcome the atmospheric pressure. Core of the molding ends, generally to design stripping slope, the other, the beginning plastic parts ejection, the ejection force required for the largest, followed by the introduction of the role of force is introduced

12、to overcome the machine only for the organization moving of friction. The plastic parts are putting Stripping.Finally, use CAD to draw all of the parts assembly drawings and diagrams, and dimensioning, technical requirements very manufacturing standards.Keywords : injection mold, mold design, preser

13、ves box第一章緒論模具在加工工業(yè)中的地位.模具的開展趨勢國外注塑模的研究現(xiàn)狀及開展趨勢課題的研究意義設(shè)計論文的主要內(nèi)容.總結(jié) 錯誤!未定義書名 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽2 TOC o 1-5 h z 4 6 6 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第二章塑件分析及分型面的設(shè)計 7 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document ps的性能8 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 蜜餞盒ps的外形尺寸 12 HYPERLINK l bookmark29

14、 o Current Document 注塑設(shè)備的選擇 10估算塑件體積 10注射機型號確實定 10 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 第三章澆注系統(tǒng)的設(shè)計 13 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 主流道的設(shè)計13 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 分流道的設(shè)計14 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 澆口的設(shè)計15 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document

15、 校核主流道的剪切速率16 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 冷料穴的設(shè)計及計算1617第四章成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計17 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 成型零件材料的選用 17 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 成型零件工作尺寸的計算 17 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 成型零件尺寸及

16、動模墊板厚度的計算 22 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 排氣系統(tǒng)的設(shè)計23 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計23 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 推出機構(gòu)的設(shè)計 24推出方式確實定24脫模力的計算24冷卻系統(tǒng)的設(shè)計24謝辭 27 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 參考文獻 28模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中

17、廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加 工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用 要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的 角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、本錢低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、外表光潔度、分型面、進 澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、 機械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、外表光潔度、氣泡、凹痕、 燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難

18、以程度影 響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手 工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動 從模具中脫落。另外模具對制品的本錢也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費用在制件上 的本錢所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低本錢。現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少是三項重要因 素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的 作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的 生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制

19、件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具 也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前開展模具的開展趨勢目前，我國模具生產(chǎn)廠點約有3萬多家，從業(yè)人數(shù)80多萬人。2005年模具出口 7.4 億美元，比2004年的4.9億美元增長約50%,均居世界前列。2006年，我國塑料模具 總產(chǎn)值約300多億元人民幣，其中出口額約 58億元人民幣。除自產(chǎn)自用外，市場銷售 方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產(chǎn)模具總供應(yīng)約為230億元 人民幣，市場滿足率為73.5%。在我國，廣東、上海、浙江、江蘇、安徽是主要生產(chǎn)中 心3。廣東占我國模具總產(chǎn)量的四成，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模 具水平

20、進一步提高。注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的開展，我國最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最精密的注塑模具精度己到達 2微米。制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及到達高光 學(xué)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 CAD/CA瞰術(shù)得到普及的同時，CA日支術(shù)應(yīng)用越來越廣，以 CAD/CAM/CA曰體化得到開 展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，特別是汽車、家電等 工業(yè)快速開展，使得注塑模的

21、開展迅猛。整體來看我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)濟開展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、 復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口 5。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低 檔塑料模具卻供過于求，市場競爭劇烈，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。國外注塑模的研究現(xiàn)狀及開展趨勢由于我國的注塑模具行業(yè)過去長期處于一種生產(chǎn)力水平低下、主體技術(shù)不高、規(guī)模 過小、游離分散生產(chǎn)、企業(yè)管理水平不高、國家投入缺乏的狀況，大局部企業(yè)仍然處于 需要技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強現(xiàn)代化管理以及體制轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時期6。

22、國外的技術(shù)要比我國技術(shù)領(lǐng)先10到20年。國內(nèi)外注塑模局部性能指標(biāo)比照方表 1。表1注射速度國內(nèi)：通常80mm/seq大型機在6570mm/sec國外：普遍大于100mm/sec,最高可達 450mm/sec塑化能力國內(nèi)：通常不超過16g/sec國外：通常在28g/sec以上，且隨預(yù)塑馬達轉(zhuǎn) 速提升和螺桿長徑比和螺槽深度的改變，具塑化能 力還在不斷提升啟閉模速度國內(nèi)：普遍在24m/min國外：普遍已到達50m/min,最圖可達100m/min螺桿轉(zhuǎn)速國外注塑機的螺桿轉(zhuǎn)速局，比國內(nèi)機普遍圖25%開模行程、拉桿間距開模行程大、拉桿間距長，比國內(nèi)機高15批右模板移動速度國內(nèi)：2030m/min國外：2

23、030m/min目前，國外的注塑機開展主要通過以下幾個方面:1微型化與大型化微型化是各類產(chǎn)品今后的重要開展方向，有越來越多的市場需求。目前雖然已有重 量為萬分之一克的注射制品成型加工技術(shù)裝備，也已有直徑為1mm勺塑料管生產(chǎn)設(shè)備和3ml的中空吹塑機等，但是日本已提出開發(fā)重量為十萬分之一克的注射成型加工裝備； 而用于替代人體血管的直徑小于 0.5mm的塑料管生產(chǎn)設(shè)備，已為一些國家在研發(fā)中7。大型化也是今后產(chǎn)品的開展方向之一。目前，小轎車車身板生產(chǎn)用的8000kN合模力的注射機已開發(fā)出來，2000mm勺塑料管、寬10m的片材和5000L的中空容器等大型塑 料制品生產(chǎn)設(shè)備已有商品出現(xiàn)。但是，工業(yè)用各種

24、大型塑料制品的生產(chǎn)需求仍很明顯， 諸如洲際長途輸液輸氣超大直徑塑料管的生產(chǎn)，10000L甚至更大容積的塑料儲裝容器等 的生產(chǎn)都已有需求產(chǎn)生。2個性化長期以來塑料機械的機型、功能、規(guī)格的劃一和固定不變性已不能滿足市場要求?？蛻粲捎谏a(chǎn)的塑料制品要求經(jīng)常變化和經(jīng)營上有效投資的考慮，需要塑料機械工業(yè)能為其提供最大行程注射機、小注射量大合模力或大合模力小注射量的注射機、混料與注 射聯(lián)用的成型設(shè)備、附有特殊外圍配套裝置的擠出生產(chǎn)線、木材或其它材料與塑料 共混成型加工設(shè)備這既要求塑料機械企業(yè)在技術(shù)人才、技術(shù)創(chuàng)新方面要具有雄厚的實 力，也要求企業(yè)能在第一時間內(nèi)準(zhǔn)確把握客戶的個性化需求。3節(jié)能化節(jié)能降耗目前已

25、經(jīng)成為注塑機最主要的開展趨勢，全電動、兩板式注塑機將成為未 來國際市場的主流。80年代初，日本率先研制了電動注塑機，即不含任何液壓油路的注塑機。 與其它革 新技術(shù)一樣，這一新機型本錢高昂，業(yè)界對其持疑心態(tài)度，因此，初其并未獲得大幅度 推廣，致使業(yè)界難于認(rèn)識其優(yōu)勢。如今，注塑機市場的形勢已經(jīng)發(fā)生了根本變化。與傳 統(tǒng)液壓注塑機相比，全電動注塑機由于不采用液壓油，因而更加清潔，也意味著不需要 冷卻，這樣就不存在冷卻管路購置、運行和維護產(chǎn)生的費用，同時可降低能耗達30%-50%而且運行穩(wěn)定，產(chǎn)品重復(fù)精度高，特別適用于精密注塑。不過全電動注塑機具有 諸多優(yōu)勢，當(dāng)然也有一些缺乏之處，例如，本錢高于液壓機。

26、近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具 在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸 向理論技術(shù)設(shè)計各方面開展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。同時大量采用 各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn) 品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低本錢起了很大的作用。由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴大，于是出現(xiàn)了各 種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、 高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。另一方面，在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期

27、，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改 良，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比 重，而且提高了加工精度。最后就是開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率， 而且改善了質(zhì)量，降低了本錢。課題的研究意義近年來，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)單套重量到 達50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已到達2m制件精度很高的小模數(shù)齒輪模 具及到達高光學(xué)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、

28、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各 種模具網(wǎng)o在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CA腋術(shù)的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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90另外，三資企業(yè)的蓬勃開展進一步促進了塑料模具設(shè)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)過近幾年的開展，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開 展趨勢：1在模具的質(zhì)量、交貨周期、價格、效勞四要素中，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

29、一種趨勢。企業(yè)千方百計提高自己 的適應(yīng)能力、提高技術(shù)水準(zhǔn)、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具 生產(chǎn)周期的有效手段。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。目前，電視機和顯示 器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，和 機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設(shè)計 的被動局面。3隨著模具企業(yè)設(shè)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。這一趨

30、勢使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越 短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國模具行業(yè)目前已有10多個國家級高新技術(shù)企業(yè)，約 200個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨勢相適應(yīng)，生 產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才是必然要求10。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時間內(nèi)，技藝型人才仍十分重要，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的 依罪。4模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速開展。在信息社會中，作為一個高 水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 CAD/CAMJ應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了 CAE CAT PDM CAPP KBE KBS RE CI

31、MS ER對技術(shù)及其它先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向開展這一趨向已成為行業(yè)共識。5隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平開展?，F(xiàn) 在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具 企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向， 不斷提高綜合素質(zhì)和國際競爭力。6興旺工業(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。中國的模具企業(yè)應(yīng)抓住機遇，借用并學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)，加快自己的開 展步伐。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。1開

32、展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已到達或接近國際先進水平，但 總體來看，模具的精度、型腔外表的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進水平相 比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)興旺國家相比尚 有10年以上的差距。2工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然局部企業(yè)經(jīng)過近幾年 的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比擬先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外， 但大局部企業(yè)的工藝裝備仍比擬落后11。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整 合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比擬大的工程。3大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯缺乏。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另

33、一方面是科研開發(fā) 投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開 發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。4供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國 內(nèi)市場滿足率一直缺乏74%其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計缺乏 60% 同時，工業(yè)興旺國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看 好。市場需求旺盛，生產(chǎn)開展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。5 體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具 這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也

34、跟不上行業(yè)的快速開展12。在信息化帶開工業(yè)化開展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇, 采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國 際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速開展，有兩方面應(yīng)予以重視：一是政府相關(guān)政策對促進模具工業(yè)的開展起著非常重要的作用。從國際上看，各國 模具工業(yè)在開展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應(yīng)降低國內(nèi)不能生 產(chǎn)的進口精密模具生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)稅、執(zhí)行好國家對局部專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過 政策引導(dǎo)作用可加快行業(yè)的開展和進步；二是隨著市場的開展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷開展，因此對 模具的要求也越來越

35、高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較 快開展，而且這種開展必須跟上時代步伐。設(shè)計論文的主要內(nèi)容(1)論述該產(chǎn)品的設(shè)計的必要性及應(yīng)用前景；(2)蜜餞盒注塑模材料及結(jié)構(gòu)確實定；(3)蜜餞盒注塑模設(shè)計生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計；(4)主要技術(shù)要求確實定。總結(jié)通過將近兩周的學(xué)習(xí)調(diào)研實踐，讓我們在之前的根底上對注塑模具的設(shè)計計算有了 更進一步的認(rèn)識。不管是從前期注塑機的選擇、鎖模力校核、分型面選取還是后期澆注 系統(tǒng)設(shè)計、注塑模成型零件設(shè)計、模架設(shè)計等，由于過程中有諸多需要考慮的因素，此 次畢業(yè)設(shè)計不可能按照課程設(shè)計的模式，單純的套用公式，而是要求我們做到對整個設(shè) 計計算過

36、程及需要考慮的因素完全涵蓋到。 查閱相關(guān)文獻也讓我對注塑模具設(shè)計有了更 開闊的思路。掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特 點及設(shè)計計算的方法，以到達能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一 般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選 用模具加工新工藝。整個過程下來我已經(jīng)可以單獨按照半理論半經(jīng)驗公式完成一套模具 的設(shè)計。2塑件分析及分型面設(shè)計2.1 PS的性能PS的結(jié)構(gòu)聚苯乙烯的分子鏈上交替連接著側(cè)苯基。由于側(cè)苯基的體積較大，有較 大的位阻效應(yīng)，而使聚苯乙烯的分子鏈變得剛硬，因此，玻璃化溫度比聚乙烯、聚丙烯 都高，且剛性脆性

37、較大，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。由于側(cè)苯基在空間的排列為無規(guī)結(jié)構(gòu)，因 此聚苯乙烯為無定形聚合物，具有很高的透明性。側(cè)苯基具有很大的空間位阻，造成 PS分子鏈很僵硬，Tg在80C。側(cè)苯基的存在使聚苯乙烯的化學(xué)活性要大一些，苯環(huán)所 能進行的特征反響如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以進行。此外，側(cè)苯基可以使主 鏈上a氫原子活化，在空氣中易氧化生成過氧化物，并引起降解，因此制品長期在戶外 使用易變黃、變脆。但由于苯環(huán)為共扼體系，使得聚合物耐輻射性較好，在較強輻射的 條件下，其性能變化較小。-+-CH2GH+-(1)根本特征聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可達 88%90%,制 品質(zhì)硬，落地時會有金屬

38、般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.041.07之間，尺寸穩(wěn)定性好， 收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點燃后離開火源會繼續(xù)燃燒，并伴有濃煙。(2)力學(xué)性能聚苯乙烯屬于一種硬而脆的材料，無延伸性，拉伸時無屈服現(xiàn)象。聚苯乙烯的拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能在通用塑料中是很高的，但其沖擊強度很低。聚苯乙 烯的力學(xué)性能與合成方式、相對分子質(zhì)量大小、溫度上下、雜質(zhì)含量及測試方法有關(guān)。(3)熱性能聚苯乙烯的耐熱性能較差，熱變形溫度約為 7095C,長期使用溫度為6080Co 聚苯乙烯的熱導(dǎo)率較低，約為 0.100.13W/(m?K),根本不隨溫度的變化而變化，是良 好的絕熱保溫材料。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應(yīng)用的絕熱材料之

39、一。聚苯乙烯的線膨脹 系數(shù)較大，為68)X10-5K-1 一與金屬相差懸殊甚大，故制品不易帶有金屬嵌件。止匕 外，聚苯乙烯的許多力學(xué)性能都顯著受到溫度的影響。(4)電性能聚苯乙烯是非極性的聚合物， 使用中也很少加人填料和助劑，因此具有良 好的介電性能和絕緣性，其介電性能與頻率無關(guān)。由于其吸濕率很低，電性能不受環(huán)境濕度的影響，但由于其外表電阻和體積電阻均較大，又不吸水，因此易產(chǎn)生靜電，使用 時需加人抗靜電劑。(5)耐化學(xué)藥品性聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比擬好，可耐各種堿、一般的酸、鹽、礦物 油、低級醇及各種有機酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化劑的侵蝕。聚苯乙烯還會受到 許多姓:類、酮類及高級脂肪酸的侵蝕

40、，可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯 仿、二氯甲烷以及醋類當(dāng)中。止匕外，由于聚苯乙烯帶有苯基，可使苯基a位置上的氫活化，因此聚苯乙烯的耐氣候性不好，如果長期暴露在日光下會變色變脆，其耐光性、氧 化性都較差，使用時應(yīng)加人抗氧劑。但聚苯乙烯具有較優(yōu)的耐輻射性。(6)加工性聚苯乙烯是一種無定形的聚合物，沒有明顯的熔點，從開始熔融流動到分解的溫度 范圍很寬，約在120180c之間，且熱穩(wěn)定性較好，因此，成型加工可在很寬的范圍內(nèi) 進行。聚苯乙烯由于其成型溫度范圍寬且流動性、熱穩(wěn)定性好，所以可以用多種方法加 工成型，如注射、擠出、發(fā)泡、吹塑、熱成型等。由于聚苯乙烯的吸濕率很低，約為0.01% 0.

41、2%,因此加工前一般不需要枯燥，如果需要制成透明度高的制品時，才需枯燥。聚苯 乙烯在成型過程中，分子鏈易取向，但在制品冷卻定型時，取向的分子鏈尚未松弛完成， 因此易使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，加工時除了選擇適宜的工藝條件及合理的模具結(jié)構(gòu)外， 還應(yīng)對制品進行熱處理，熱處理的條件一般為 6080c下處理12h。聚苯乙烯的成型 收縮率較低，一般為0.2%0.7%,有利于成型尺寸精度較高及尺寸穩(wěn)定的制品。(3)聚苯乙烯的主要成型方法為注射、擠出和發(fā)泡.注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。 可采用螺桿式注射機及柱塞式注射機.成型時，根據(jù)制品的形狀和壁厚不同，可在較寬 的范圍內(nèi)調(diào)整熔體溫度，一般溫度范圍為 1

42、80220C 0擠出成型可采用普通的擠出機。 擠出成型的產(chǎn)品有板材、管材、棒材、片材、薄膜等。成型溫度范圍為150200C o蜜餞盒PS的外形尺寸本塑件為一 PS塑料蜜餞盒，如圖1所示。塑件比擬簡單，借此以說明注塑模的設(shè)301 ；塑料材料為PS計過程。塑件的質(zhì)量要求是不允許有裂紋和變形缺陷；脫模斜度 聚苯乙烯，大批量生產(chǎn)。圖1 PS塑料蜜餞盒圖2 PS塑料蜜餞盒（盒體）示意圖圖3 PS塑料蜜餞盒（盒蓋）示意圖注塑設(shè)備的選擇估算塑件體積估算塑件體積和質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為聚苯乙烯（PS）,查書本得知其密度為1.041.06g/cm3,收縮率為0.6-0.8%,計算其平均密度為1.05g/cm3,平均

43、收縮率為0.7%。使用PRO/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的 體積。另預(yù)置澆道凝料為2cmi因此估算蜜餞盒盒蓋體積為：11.1cm3;蜜餞盒盒體體積為: 32.1cm3注射機型號確實定1注射量的計算通過三維軟件設(shè)計分析計算得蜜餞盒盒蓋體積為：11.1cm3；蜜餞盒盒體體積為：32.1cm3 ；蜜餞盒盒蓋質(zhì)量為：11.7 g ;蜜餞盒盒體質(zhì)量為：33.7g ；2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照體積的 0.2-1倍來估算。由于本次采用六道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積 的0.2倍來計算，故依稀

44、注入模具型腔塑料熔體的總體積即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件的 體積之和為：V 蓋總 V 塑 1 0.2 11.1 1 0.213.32cm3一一 一一一 一 一 3V 底總 V 塑 1 0.2 32.1 1 0.2 38.52cm33選擇注塑機根據(jù)第二部得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量并結(jié)合下式：V公0.8可知 V蓋公 V蓋總,/0.8 13.32/0.8 16.65cm3V底公 V底總,0.8 38.52 0.8 48.15cm3根據(jù)以上的計算，初步定公稱注射量如下：蜜餞盒盒蓋：20cm3蜜餞盒盒體：50 cm3故注塑機的公稱注塑量初定為：70cm3根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機型號，故

45、注射機型號選定為:XS-ZY-125表1XS-ZY-125注塑機技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及特性型號XS-ZY-125螺桿柱塞直徑/mm30、42、45最大理論注射容量/g（或cm3）104、125、146注射壓力/MPa150鎖模力/kN1000 900取大注身J回積/cm 2300 320最大模具厚度H/mm300最小模具厚度H1/mm200145+10模板最大距離Lo / mm600模板行程Li / mm375 300噴嘴圓弧半徑R/mm12噴嘴孔徑/ mm4噴嘴移動距離/mm210推出形式兩側(cè)沒有推桿，機械推出其他最大開距時，動模板裝模向到頂板距離L2為190mm總力1030kN,頂桿最大頂出距離240

46、mm4注塑機的相關(guān)參數(shù)校核1注塑壓力校核。查表4-1可知PS的注塑壓力為80100MPa,這里取P0 90MPa , 該注塑機的公稱注射壓力P公150MPa ,注射壓力平安系數(shù)k1 1.251.4 ,這里取k1 1.3 , 那么：kip。1.3 90 117 150MPa ,所以注射機注射壓力合格。2鎖模力校核一一 2八塑件在分型面上的投影面積 A塑2%7697mm2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A澆，即流道凝料包括澆口在分型面上的投影面 積A澆數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積A澆的0.20.5倍。由于本例流道這幾簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積

47、 可以適當(dāng)取小一點。這里取 A澆0.3A塑塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積 A總，那么 22A總 n A塑 A澆 n A塑 0.3A1 1.3A塑 1 1.3 7697mm10006.1mm模具型腔內(nèi)的脹型力 F脹 A總p模10006.1 45N 450274.5N 450.274kN 式中，p模是型腔的平均計算壓力值。p模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常去注射壓 力為20%40%,大致范圍在3060MPa。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較 大值。PS屬于中等粘度塑料且有精度要求，故 p模取45MPa.查上表1可知XS-ZY-125型注塑機的公稱鎖模力F鎖900kN ,鎖模力平安系數(shù) 為

48、k2 1.11.2這里取k2 1.2 ,那么k2F脹1.2 450.274 540.33 F鎖，所以，注射機鎖模力合格。對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定前方可進行3澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.1主流道的設(shè)計主流道通常位于模具中性塑料熔體的入口處，它將注塑機噴嘴住宿處的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及 注塑機噴嘴反復(fù)解除，因此設(shè)計中場設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。(1)主流道尺寸1)主流道的長度：小型模具l主應(yīng)盡量小于60mm,本次設(shè)計中初取50mm進行設(shè)計。

49、2)主流道小端直徑：d =注塑機噴嘴尺寸+ 0.5-1 mm=(4+0.5)mm=4.5mm3)主流道大端直徑：d,=d+2L主tan11.5,式中4。4)主流道球面半徑：SR0=注塑機噴嘴球頭半徑+12mm=(12+2)mm=14mm.5)球面的配合高度：h=3mm.(2)主流道的凝料體積V= 3 LR2+r2+R r=兀/3 50 (2.252+5.752+2.25 5.75)mm3=2673.8mm3=2.674cm3(3)主流道當(dāng)量半徑Rn=(2.25+5.75)/2=3.985(4)主流道澆口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。 對材料的要

50、求嚴(yán)格，因而盡量小型注塑?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一體，但 是考慮上訴因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸方便。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材 進行單獨的加工和熱處理。 設(shè)計中常采用碳素工具鋼T8A或T10A，熱處理淬火外表硬度為50-55HRC。分流道的設(shè)計1分流道的布置形式在設(shè)計時應(yīng)盡量考慮減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能防止熔體溫度的降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。2分流道的長度由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時可設(shè)中選小 一些。單邊分流道長度L分取35mm。3分流道的當(dāng)量直徑因為該塑件的質(zhì)量m=45.4gm0.5XL 分

51、0.25=0.2654 45.40.5 C50.25=4.35mm4分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U型、六角形等，為了便于加工和凝料的脫 模，分流道大多設(shè)計在分型面上。本設(shè)計采用梯形截面，具加工工藝性能好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。5分流道截面尺寸設(shè)梯形的下底寬度為x,底面圓角半徑R=1mm,根據(jù)手冊設(shè)置梯形的高h(yuǎn)=3.5mm, 那么該梯形截面積為A=1/2 Xx+x+23.5 tan8)h=(x+3.5tan8) )3.5結(jié)合該面積與當(dāng)量直徑為4.5mm的圓面積相等，可得 x=4mm,那么梯形的上底邊為5mm。6凝料體積1分流道的長度L分=35X2=70mmo2

52、分流道的截面積 A分=(5+4)/2 3.5=15.75mm2o3凝料的體積 V分=1分A分=70X15.72=1.1cm2。7校核剪切速率1確定注射時間：查手冊，取t=1.6s。2計算分流道體積流量：q 分=V 分+V 塑/t=(1.1+51.84)/1.6=33.094cnf/s3計算得到剪切速率為于3.3q/3.14/R3=3.3 居3.094 103/3.14/(4.35/2)3=3.38 103s-1該分流道的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最正確剪切速率5X102-5X103之間，所以分流道內(nèi)的熔體的剪切速率合格。8分流道的外表粗糙度和脫模斜度分流道的外表粗糙度要求不是很低， 一般

53、去Ra1.252.5 m即可，此處Ra取1.6 m。另外，其脫模斜度一般為510之間，這里取脫模斜度為8。澆口的設(shè)計該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，外表質(zhì)量要求較高。采用一模四腔注射，為 便于調(diào)整沖模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔邊緣進料。1側(cè)澆口尺寸確定1計算側(cè)澆口的深度。根據(jù)手冊，可得側(cè)澆口的深度h計算公式為h=nt=0.7 2mm=1mm式中，t是塑件壁厚，這里t=1.5mm； n是塑料成型系數(shù)。2計算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)手冊公式計算，可得側(cè)澆口的寬度B=3cm。3計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)手冊，可得側(cè)澆口的長度L

54、一般選用0.72.5mm,這里取L=1mm。2側(cè)澆口剪切速率校核1計算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得，#2=Bh2校核澆口的剪切速率確定注射時間，計算澆口的體積流量，計算澆口的剪切速率，該矩形側(cè)澆口的剪切 速率處于澆口與分流道的最正確剪切速率之間，所以澆口剪切速率校核合格。校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積，主流道的體積、分流道的體積澆口的體積太小可以 忽略不計以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。1計算主流道的體積流量Q=（V 主+V 分+nV 塑）/t=2.674+1.1+1 43.2/1.6=29.36cm3/s2計算主流道的剪切速率計算主流道的剪切速率得到

55、其值處于澆口與分流道的最正確剪切速率之間，所以主流道的剪切速率校核合格。冷料穴的設(shè)計及計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進 入模具型腔而影響制品的外表質(zhì)量。本設(shè)計僅有主流道冷料穴。由于該塑料件外表要求 沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭型拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用 凝料對球頭的包緊力是凝料從主流道襯套中脫出。4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型制品的外外表的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可以將其分成整體式、整 體嵌入式、組合嵌入式和鑲嵌式。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用整體嵌入式凹模。 2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計

56、凸模是成型塑件內(nèi)外表的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過 對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，本設(shè)計采用整體式即可實現(xiàn)該模具的注塑設(shè)計。成型零件材料的選用根據(jù)隨成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及 良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生 產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。對于成型塑件的凸模型芯來說，采用性能較好的Cr12Moo成型零件工作尺寸的計算采用平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算塑件圖紙具體公差未給出，其具體數(shù)值均為人為設(shè)定。1)蜜餞盒模具尺寸計算1凹模徑向尺寸的計算根據(jù)塑

57、性成型零件圖可知：L=70mm, l_2=22mm,相應(yīng)的制造公差為A=0.5mmoLm1 =(1+Scp)L 1-x 0- =(1+0.0055) 70-0.6 %50-0.083mm=70.080-o.083mmLM2=(1+Scp)L3+xA0-廣(1+0.0055) 22+0.6 0.50-0.083mm =22.420-0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關(guān)手冊可知HDPC的收縮率為0.3%0.8%,所以平均收縮率為0.0055, x為系數(shù)，查表可知x一般為0.50.8之間，此處取x為0.6, A為塑件上相應(yīng)的制造公差，對于下型塑件取生1/6A。2凹模深度尺寸的計算根

58、據(jù)塑性成型零件可知：H1=60mm, H2=12mm,相應(yīng)的制造公差為A=0.5mmoHmi=(1+Scp)Li-xA0+=(1+0.0055) 6隆0.6 (X50+O.O83mm =60.030+O.O83mmHm2 =(1+Scp)L3+x A0- =(1+0.0055) 12+0.6 0.5o-o.083mm =12.370-o.083mm式中，Sep是塑件的平均收縮率，查找相關(guān)手冊可知HDPC的收縮率為0.3%0.8%, 所以平均U縮率為0.0055, x為系數(shù)，查表可知x一般為0.50.8之間，此處取x為0.6, A為塑件上相應(yīng)的制造公差，對于下型塑件取 生1/6A。3凸模徑向尺寸

59、的計算根據(jù)塑性成型零件圖可知：Li=68mm, L2=66mm, L3=26,相應(yīng)的制造公差為A=0.5mmoLmi=(1+Scp)L3+xA0-廣(1+0.0055) 68+0.6 O.50-o.o83mm=68.670 -o.o83mmLM2=(1+Scp)L3+xA0-廣(1+0.0055) 66+0.6 O.50-o.o83mm =66.66O-o.o83mmLM3=(1+Scp)L3-x 囚o+ =(1+0.0055) 260.6 O.5o+O.O83mm+o + + + +0,083 =25.84omm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關(guān)手冊可知HDPC的收縮率為0.3%0.8

60、%, 所以平均U縮率為0.0055, x為系數(shù)，查表可知x一般為0.50.8之間，此處取x為0.6, A為塑件上相應(yīng)的制造公差，對于下型塑件取 生1/6A。4凸模深度尺寸計算根據(jù)塑性成型零件可知：Hi=58mm, H2=12mm,相應(yīng)的制造公差為 A=0.5mmoHMi=(1+Scp)L3+x A0-尸(1+0.0055) 58+0.6 0,50-0,083mm=58.620-0.083mmHM2=(1+Scp)L2-xA0+=(1+0.0055) 120.6 0.50+0,083mm =1 1.770+0.083mmMl式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關(guān)手冊可知HDPC的收縮率為0.3