水壺內(nèi)蓋注塑模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(論文).doc

畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題目： 水壺內(nèi)蓋注塑模具設(shè)計 大連工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）水壺內(nèi)蓋注塑模具設(shè)計The Injection Mould Design of water bottle lid設(shè)計（論文）完成日期 2013年6月5日學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué) 生 姓 名： 張揚(yáng) 班 級 學(xué) 號： 材料成控091-08 指 導(dǎo) 教 師： 王明偉 評 閱 教 師： 2013年6月大連工業(yè)大學(xué)2013屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）注：頁眉，居中，楷體，五號。閱后刪除此文本框。摘 要隨著中國近代工業(yè)的飛速發(fā)展，模具行業(yè)已經(jīng)成為了我國高度發(fā)展的支柱性行業(yè)之一。而注塑模具加工方法正是模具行業(yè)重要的組成部分。注塑模具成型加工方法可實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高精度、高質(zhì)量的塑料制品進(jìn)行大批量的加工，對我國工業(yè)發(fā)展起著無可替代的作用。所以，我選用注塑模具進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計。本次設(shè)計的塑件為水壺內(nèi)蓋，塑件材料選為PP。為保證塑件的外觀及產(chǎn)品質(zhì)量，采用一模兩腔布局、三板模結(jié)構(gòu)、點澆口澆注系統(tǒng)、推板頂出機(jī)構(gòu)。并設(shè)置冷卻水路，定模側(cè)為環(huán)形水路，動模側(cè)采用水井冷卻。在本次設(shè)計過程中，模具采用了兩次分型。根據(jù)以上要求，為了降低成本，并提高生產(chǎn)效率，模架選擇三板式細(xì)水口DDI-4040-A80-B50-C120模架，并選用大量的PUNCH標(biāo)準(zhǔn)件。關(guān)鍵詞：注射模具；點澆口；三板模AbstractWith the rapid development of Chinas modern industry, mould industry has become one of the pillars of the high development of our countrys industry. And the injection mold processing methods is the important part of mold industry. Injection molding processing method can realize the processing of complex structure, plastic products with high quality and high precision, large volume, plays an irreplaceable role in Chinas industrial development. So, I choose the injection mold for the graduation design.The design of the plastic parts for the kettle cover, plastic material is chosen as PP. In order to ensure the appearance of plastic parts and the quality of the products, using a mold two cavity layout, three-plate mold structure, point gate, push plate mechanism. And set the cooling waterway, fixed mold side is an annular water, using water cooling mold side movement. In this design process, the die with the two type. According to the above requirements, in order to reduce costs, and improve production efficiency, mold select three-plate pin-point gate DDI-4040-A80-B50-C120 frame, and the amount of PUNCH standard.Key Words：Injection mold；pin point gate；three plant mold；目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1 我國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀11.2 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢11.3 選題的意義2第二章 塑件的分析及材料選擇42.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析42.2 塑料材料的選擇52.2.1 PP的物理化學(xué)性能52.2.2 材料的注塑工藝52.2.3 PP的應(yīng)用范圍6第三章 Moldflow分析73.1 劃分網(wǎng)格73.2 最佳澆口位置的確定73.3 PP的選用及材料屬性83.4 充填分析83.4.1 填充時間83.4.2 V/P轉(zhuǎn)換時的壓力93.4.3 流動前沿處的溫度103.4.4 氣穴產(chǎn)生位置103.4.5 縮痕指數(shù)113.4.6 鎖模力XY曲線圖133.4.7 熔接痕分析133.5 冷卻分析14第四章 注射機(jī)的選用與參數(shù)164.1 注射機(jī)的選用164.2 XS-Z-100型注射機(jī)參數(shù)17第五章 分型面的選擇19第六章 成型零件設(shè)計206.1型腔的設(shè)計206.2 型芯的設(shè)計21第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計237.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則237.2 主流道的設(shè)計237.3 分流道的設(shè)計257.4 澆口的設(shè)計26第八章 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計298.1 冷卻的重要性及冷卻不良造成的缺陷298.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則298.3 冷卻水道直徑的選擇及布局29第九章 成型設(shè)備的校核319.1 最大注射量的校核319.2 注射壓力的校核319.3 鎖模力的校核319.4 模具開模行程的校核31第十章 模具開模順序33參考文獻(xiàn)34致 謝35- IV -第一章 緒論1.1 我國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀自從20世紀(jì)90年代起，隨著我國工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的塑料制品進(jìn)入市場，成為工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活必不可少的組成部分。在辦公用品、照明器材、車輛、儀表器材、機(jī)械加工制造、交通、通信、建筑業(yè)以及家用電器等等的各大領(lǐng)域中，塑料產(chǎn)品均被廣泛使用。因為塑料具有密度小、質(zhì)量輕的優(yōu)點，所以十分符合汽車領(lǐng)域向大幅度的減輕車身質(zhì)量，進(jìn)而提高車速、降低耗能的方向邁進(jìn)；對于備受人們喜愛和青睞的電子產(chǎn)品，塑料更是以其自身巨大的優(yōu)勢使電子設(shè)備迅速向短、小、輕、薄、精等方向發(fā)展；隨著市場對醫(yī)療材料需求量的大幅度提高，醫(yī)用塑料的應(yīng)用已經(jīng)大幅度提高，從藥劑品、點滴瓶、針劑品包裝等一次性設(shè)備向外科儀器等非一次性設(shè)備延伸，醫(yī)用塑料的開發(fā)、應(yīng)用與研制也得到大幅度的提升。目前，我國的模具制造業(yè)已從過去只能制造單一模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜的模具。例如在塑料模具方面,能設(shè)計制造車輛整體儀表盤及保險杠大型注射模,大型彩色電冰箱、洗衣機(jī)和電視機(jī)等復(fù)雜、大型注射模具.例如北京交通廣播公司模具廠制造和設(shè)計的汽車保險杠模具重達(dá)14余噸、模具尺寸精度可達(dá)15m,型腔表面粗糙度Ra=3.2m,模具壽命達(dá)40萬次以上，達(dá)到國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。1.2 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢從模具的設(shè)計制造技術(shù)上看，隨著大型塑料制品的不斷開發(fā)，CAM / CAD /CAE技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，此項技術(shù)應(yīng)用為優(yōu)化模擬注塑過程，注塑工藝條件，提高模具設(shè)計與塑件品質(zhì)，縮短模具設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本提供了有效方法。數(shù)據(jù)表明，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)后，模具的設(shè)計時間縮短了45%，制造時間縮短30%，成本下降15%，塑料原料節(jié)省9%。采用熱流道技術(shù)有降低制品成本、節(jié)約原料、提高產(chǎn)品質(zhì)量、周期縮短、適用塑料范圍廣，成型設(shè)備條件方便、多種澆口方式，進(jìn)料平衡等諸多優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大革命。設(shè)計熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)件，是發(fā)展熱流道模具的重點?？焖俪尚图夹g(shù)是20 世紀(jì)末發(fā)展起來的一項先進(jìn)制造技術(shù), 是在現(xiàn)代CAD/ CAM、CNC、激光、精密伺服驅(qū)動以及新材料等技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。快速成型根據(jù)計算機(jī)上構(gòu)造的三維模型, 能在很短時間內(nèi)直接制造出產(chǎn)品樣品, 是制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)的一項重要技術(shù)。逆向工程技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，給現(xiàn)代工業(yè)帶來三大變化：精確加工制造出復(fù)雜的零件；大大縮短產(chǎn)品的研制周期；有效地將各種現(xiàn)代化工具和理論應(yīng)用到具體問題，解決從前難以解決的問題。其已經(jīng)用到舊零件的還原、新產(chǎn)品的開發(fā)以及產(chǎn)品的檢測中，它不僅能消化和吸收實物原型，并且能修改再設(shè)計以制造出新的產(chǎn)品。從模具產(chǎn)需情況看，我國中低檔模具已供過于求，而以大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具為主要代表的高技術(shù)含量模具自給率只有60%左右，還較低，很大一部分仍需進(jìn)口。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前模具總銷售額中塑料模具占比最大，約45%；沖壓模具約占37%；鑄造模具約占9%；其他各類模具共約9%。（3）從我國人均模具塑料消費(fèi)情況看，人均為46公斤，僅為發(fā)達(dá)國家的1/3，這預(yù)示著我國塑料制行業(yè)人會保持高速發(fā)展。工程塑料制品在“以塑代鋼”、“以塑代木”的必然趨勢下，還會穩(wěn)步增長；由此可見，在模具總量中占比最高的塑料模具，也將會以較高的增長速度發(fā)展。（4）從模具生產(chǎn)成本上看，我國模具使用壽命相對美國、日本較低，生成周期較長。只有走“專、精、特”的道路才能縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具壽命，用模具制造的精細(xì)化來提高模具的可靠性和穩(wěn)定性。1.3 選題的意義選擇水壺內(nèi)蓋作為塑料模具設(shè)計的選題，首先運(yùn)用了工程材料、工程力學(xué)所學(xué)的知識，通過塑料制品的性能特點對力學(xué)性能參數(shù)、成型材料的特性進(jìn)行選擇；其次對各個工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，給下一步的設(shè)計提供參照，依據(jù)對制品，應(yīng)用moldflow進(jìn)行優(yōu)化分析，；最后進(jìn)行最核心的步驟模具的設(shè)計，不僅要培養(yǎng)我們的設(shè)計能力，也是對大學(xué)四年所學(xué)知識的綜合考察，塑料成型技術(shù)、注塑模具設(shè)計、傳熱學(xué)、公差與互換性等學(xué)科都得到了運(yùn)用；并且貫穿于繪圖的整個過程當(dāng)中。此選題對我們知識的運(yùn)用和能力的培養(yǎng)都有重要的現(xiàn)實意義。第二章 塑件的分析及材料選擇2.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析圖2.1和圖2.2分別為水壺內(nèi)蓋的3D立體圖和2D工程圖。圖2.1 水壺內(nèi)蓋立體圖圖2.2 水壺內(nèi)蓋二維圖由圖2.1和圖2.2可知，在設(shè)計水壺內(nèi)蓋時應(yīng)注意以下幾點：（1）塑件作為水壺內(nèi)蓋，要求不能有熔接痕和斑點，外觀光潔。（2）塑件為回轉(zhuǎn)體，為提高制品的剛度和強(qiáng)度，一側(cè)有加強(qiáng)筋，且壁厚均勻，符合最小壁厚要求。（3）不必考慮側(cè)向抽芯裝置，因為該塑件無側(cè)向凹凸結(jié)構(gòu)。（4）為了降低了應(yīng)力集中，提高塑件制品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，塑件的所有轉(zhuǎn)角均設(shè)計為圓角，也可以使塑件材料成型時有流線型流路，同時易于塑件頂出。（5）為了保證塑件的順利脫模，塑件內(nèi)部有1拔模斜度。（6）塑件為深腔結(jié)構(gòu)，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計上，要力求均勻冷卻，保證塑件的形狀，將收縮、變形的程度降到最低。2.2 塑料材料的選擇2.2.1 PP的物理化學(xué)性能PP是聚丙烯的縮寫，是一種高純晶度材料，是常用材料中最輕的，密度僅為0.91g/cm3 ,產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP耐磨性好，由于HIPS，高溫沖擊性好。硬度低于ABS，但優(yōu)于PE。并且有較高的熔點。由于均聚物型的聚丙烯溫度高于0C以上時非常脆，因此許多商業(yè)的聚丙烯材料是加入1%4%乙烯的無規(guī)則共聚物，或更高比例乙烯含量的嵌段式共聚物。共聚物型的聚丙烯材料有較低的熱扭曲溫度、低透明度、第光澤度、低剛性，但是具有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。聚丙烯軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP料流動性好，成型性能好，適合扁平大型膠件。PP料是通用塑料中耐熱性最好的，其熱變形溫度我80100C，能在沸水中煮。2.2.2 材料的注塑工藝干燥處理：如果儲存適當(dāng)，則不需要干燥處理。PP染色性較差，色粉在塑料中擴(kuò)散不夠均勻，大型件尤為明顯。PP制品表面若需要噴油等裝飾，需先用PP擦拭。注射壓力：7080MPa。注射速度：PP冷卻速度快，宜快速注射，適當(dāng)加深排氣槽來改善排氣不良。熔化溫度：PP結(jié)晶溫度高，加工溫度需要較高。 2.2.3 PP的應(yīng)用范圍機(jī)械工業(yè)：洗碗機(jī)門襯墊、干燥劑通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊。汽車工業(yè)：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等。電子工業(yè)：草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等。第三章 Moldflow分析3.1 劃分網(wǎng)格首先采用三維軟件solidworks進(jìn)行建模，再將文件導(dǎo)入到Moldflow軟件中，用MPI模塊對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將最大縱橫比降低為6，同時要保證匹配率達(dá)到90%以上，以保證接下來翹曲分析的精準(zhǔn)性。網(wǎng)格統(tǒng)計的結(jié)果為：壺蓋上的三角形區(qū)域為11243個，節(jié)點數(shù)為5612個，網(wǎng)格體積為18.6032 cm ，網(wǎng)格面積為309.533 cm 2，公共邊為15327個，無自由邊、交叉邊，無配向不正確單元。最大縱橫比為6.677，匹配率為91.5%。符合要求。網(wǎng)格劃分如圖3.1圖3.1 水壺內(nèi)蓋的網(wǎng)格劃分3.2 最佳澆口位置的確定 如圖3.2，最佳澆口位置為于圖中的藍(lán)色位置，共有兩處，一處位于球型弧面處，另一處位于壺蓋頂端的中心處，由于球型弧面為曲面，且要求外觀質(zhì)量較高，所以不能將澆口選在此處。所以將澆口位置選在水壺蓋頂端中心處，采用點澆口澆注形式，其澆口位置痕跡小，對壺蓋的外觀基本無影響。 圖3.2 最佳澆口位置3.3 PP的選用及材料屬性材料選用PP材料，選用此材料的推薦工藝為：模具溫度范圍在40-80之間，建議使用50左右，模溫太低，塑件表面光澤差，甚至無光澤；模溫太高，已發(fā)生收縮凹陷、翹曲變形等。熔體溫度范圍在160-190之間，絕對最大熔體溫度為275，為減少收縮、飛邊等缺陷，往往取偏下限的料溫。最大注射壓力為140Mpa，保壓時間應(yīng)較長以保證塑件尺寸。熔體溫度的設(shè)置要在推薦范圍內(nèi)，以免溫度過高使材料發(fā)生降解。3.4 充填分析3.4.1 填充時間塑件的填充時間為0.6027s。兩個件同時填充，沒有時間差。填充時間如圖3.3。 圖3.3 填充時間3.4.2 V/P轉(zhuǎn)換時的壓力V/P轉(zhuǎn)換時的壓力為122.6Mpa，該壺蓋為薄殼制品，壁厚為2mm，注射時要以很高的注射壓力，才能把流動性較好、料溫較高的PP材料以較高的注射速度壓入型腔。V/P轉(zhuǎn)換時的壓力如圖3.4。圖3.4 V/P轉(zhuǎn)換時的壓力3.4.3 流動前沿處的溫度圖3.5顯示了流動前沿的溫度分布狀況，溫度相差為9，處于合理范圍，此方案可以實行。圖3.5流動前沿處的溫度3.4.4 氣穴產(chǎn)生位置因為在模具中除了原有的空氣，還有塑料因局部過熱分解而生成的低分子氣體，所以在注射過程中，氣體若不及時排出型腔，就會導(dǎo)致大量氣穴產(chǎn)生。氣穴可能導(dǎo)致制品表面有缺陷，甚至可能由于氣體壓縮產(chǎn)生熱量而出現(xiàn)裂痕。氣穴產(chǎn)生在壺蓋凸緣的底端處，此處為分型面處，可以排氣，方案合理。圖3.6中紅色圈為氣穴產(chǎn)生的位置。 圖3.6 氣穴位置3.4.5 縮痕指數(shù)縮痕是指制品表面產(chǎn)生陷窩、收縮痕跡、凹坑等現(xiàn)象，縮痕深度一般比較小，并不影響制品的使用性能和強(qiáng)度，但由于它使光線朝不同方向反射，使產(chǎn)品的外觀達(dá)不到要求。影響縮痕指數(shù)的參數(shù)主要有保壓壓力、熔體溫度、保壓時間。延長保壓時間可以縮小縮痕深度，但在澆口凍結(jié)之前有效；增加保壓壓力可以降低縮痕深度；適當(dāng)?shù)奶岣呷垠w溫度也可以有效的降低縮痕深度。如圖3.7（1）為熔體溫度為模溫50，熔體溫度為220，保壓壓力為122.6Mpa時縮痕指數(shù)圖，其縮痕指數(shù)為0。圖3.7（1）縮痕指數(shù)如圖3.7（2）為模溫50，熔體溫度為230，保壓壓力為99.69Mpa時縮痕指數(shù)圖，其縮痕指數(shù)為1.364%，主要集中在蓋的凸緣和下端處，適當(dāng)?shù)奶岣弑簤毫梢詼p小縮痕程度。圖3.7（2）縮痕指數(shù)3.4.6 鎖模力XY曲線圖圖3.8為鎖模力XY圖，顯示了隨時間變化的鎖模力情況，提供了鎖模力的近似值，在2.5秒左右達(dá)到最大，約為84.5 t。圖3.8鎖模力XY圖3.4.7 熔接痕分析 熔接痕產(chǎn)生的位置會出現(xiàn)色差、凹陷等質(zhì)量缺陷，不僅影響塑件的力學(xué)強(qiáng)度，而且影響塑件的外觀。熔接痕產(chǎn)生的原因：熔體分流匯合時因制品局部太薄，或因料溫下降，導(dǎo)致匯合處熔接不良，強(qiáng)度降低或有痕跡。圖3.9為熔接痕產(chǎn)生的數(shù)量和位置?？梢钥闯鋈劢雍鄣臄?shù)量一共為兩條，且位于制品上較不敏感的區(qū)域，不影響制品的表面精度和外觀。 圖3.9 熔接痕3.5 冷卻分析冷卻系統(tǒng)的模擬設(shè)置為定模側(cè)為環(huán)形水路如圖3.10中可知，在定模側(cè)設(shè)置環(huán)形水路，制品在塑件中心達(dá)到最高溫度，且最高溫度達(dá)到59.8；圖3.10在塑件內(nèi)部加入冷卻水井，改進(jìn)冷卻水路。如圖3.11可知在動模側(cè)加入水井，最高溫度由59.8降為54.1，并且最深腔處的溫度將為40左右。相比于第一種冷卻方法，第二種方案的冷卻效果明顯更好，所以采用第二種冷卻方案。 圖3.11第四章 注射機(jī)的選用與參數(shù)注射成型離不開注射機(jī)，注射成型工藝又離不開注射機(jī)的各種技術(shù)參數(shù)。注射機(jī)的作用是使塑料均勻地塑化和達(dá)到流動狀態(tài)，并在很高的壓力和較快的速度下注入模腔中。4.1 注射機(jī)的選用 PP材料的密度取=0.91g/cm，通過三維軟件繪制出塑件和流道凝料，即可得出其體積和質(zhì)量。如圖4.1.1和4.1.2。圖4.1.1流道凝料質(zhì)量屬性圖4.1.1塑件質(zhì)量屬性得出塑件制品和流道凝料的總質(zhì)量為M=2*26.48+4.79=57.75g，總體積V塑=2*29.1+5.27=63.47 cm流道凝料和塑料制品的注射量應(yīng)小于選用注射機(jī)的額定注射量的80%，即V塑80%V，由此注射機(jī)額定注射量V79.33 cm。經(jīng)查表，選用XS-Z-100注射機(jī)，其額定注射量為100 cm。4.2 XS-Z-100型注射機(jī)參數(shù)根據(jù)對塑件的分析和塑件的質(zhì)量，預(yù)選注塑機(jī)為型號為：XS-Z-100的注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表4.1：表4.1注射機(jī)參數(shù)內(nèi)容參數(shù)合模方式液壓-機(jī)械注射方式柱塞式理論注射量cm375-105螺桿直徑mm30注射壓力Mpa164-224鎖模力KN630模具厚mm max min400150拉桿間距370*320模板行程mm270注射速率g/s60-80 第五章 分型面的選擇分型面為選在能夠取出制品或流道凝料的可分離的接觸面。分型面如圖5.1，分型面的選擇要有利于脫模，應(yīng)選在開模方向的最大投影輪廓上，即壺蓋的最大凸緣處。塑件成型均在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)，塑件冷卻后包緊在型芯上，使塑件留在動模，再又推板帶動型芯將塑件推出，此分型面的選擇有利于脫模。此塑件為水壺內(nèi)蓋，對外觀的光潔度要求較高，分型面選在壺蓋的最大凸緣處對其外觀無影響，而且便于清除毛刺和飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體。圖5.1分型面的選擇第六章 成型零件設(shè)計6.1型腔的設(shè)計 型腔是成型塑件外表面的成型零件，是制品結(jié)構(gòu)、外表面形狀的復(fù)制。按照其組成方式不同，可以分為：組合式凹模和整體式凹模。組合式凹模又可以分為：整體嵌入式凹模、底部鑲拼式凹模、局部鑲嵌式凹模和四壁拼合式凹模。以上幾種凹模方式相比較而言，整體式凹模是不宜變形、牢固、不會在塑件上產(chǎn)生接線痕跡。所以本次設(shè)計采用整體鑲嵌式型腔，其優(yōu)點是制品表面質(zhì)量好，成型制品表面無拼接線，適合外觀件的要求。 型腔具體形狀結(jié)構(gòu)如圖6.1中所示，具體尺寸如圖6.2中所示。圖6.1 型腔示意圖圖6.2 型腔二維圖6.2 型芯的設(shè)計 凸模即成型塑件的內(nèi)表面的大型芯。凸模分為：鑲拼組合結(jié)構(gòu)的凸模、整體結(jié)構(gòu)的凸模和整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模。就以上幾種凸模結(jié)構(gòu)來說，整體結(jié)構(gòu)的凸模多使用于形狀很簡單的小模具或試制性制品的小模具，偶有使用整體結(jié)構(gòu)的凸模，是將模板與凸模成為一整體來加工。由于材料浪費(fèi)太大，所以一般情況下不宜采用。整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模，其結(jié)構(gòu)采用優(yōu)質(zhì)鋼材，便于制造加工。鑲拼組合結(jié)構(gòu)的凸模，多應(yīng)用于復(fù)雜制品模具，其特點是便于加工，質(zhì)量容易得到保證 。本模具選用整體鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)，型芯的三維結(jié)構(gòu)如圖6.3所示，二維尺寸如圖6.4中所示。圖6.3 型芯示意圖圖6.4型芯二維圖第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計普通流道澆注系統(tǒng)分為點澆口澆注系統(tǒng)和側(cè)澆口澆注系統(tǒng)，它們都由澆口、冷料穴、主流道和分流道組成。7.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)遵循以下設(shè)計原則：1.保證制品的外觀質(zhì)量。任何澆口都會在制品表面留下痕跡，從而影響外觀質(zhì)量，澆口的痕跡是不可避免的，為將痕跡的影響降到最低，應(yīng)將澆口設(shè)置在制品的隱蔽位置。2.澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)防止制品出現(xiàn)翹曲變形、飛邊、縮痕、填充不足、收縮不均、熔接痕位置不理想等缺陷。3.澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利的引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個角落，可避免產(chǎn)生氣穴，使型腔內(nèi)的氣體順利排出。4.采用平衡式布置型腔，即一模兩腔，使熔體平均的填充到各個型腔，以便收縮均勻。5.流道設(shè)計要盡可能的短，以便使熔體快速的填充滿型腔，減小阻力，縮短成型周期，提高模具的經(jīng)濟(jì)效益。6.若模具要達(dá)到自動化生產(chǎn)模式，應(yīng)用凝料自動脫落得形式。7.2 主流道的設(shè)計為保證水壺內(nèi)蓋的外觀質(zhì)量，澆口的痕跡要盡量要小，故采用點澆口澆注形式。對于點澆注系統(tǒng)，主流道要盡可能的縮短，主流道越短，模具流道料越少，排氣負(fù)擔(dān)越輕，縮短了成型周期，降低了熔體的熱量損失。為脫模方便，主流道在設(shè)計上采用圓錐形，該主流道錐度為2。若錐度過大，容易產(chǎn)生斡流，進(jìn)入空氣，產(chǎn)生氣穴。為了防止注射機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套采用了優(yōu)質(zhì)鋼，硬度為37-43HRC。錐孔內(nèi)壁粗糙度Ra為0.68m，以加強(qiáng)內(nèi)壁的耐磨性，并降低注射中產(chǎn)生的阻力。澆口套參數(shù)（MISUMI）：SXGM13-L40-P2-A1。圖7.1 3D澆口套圖7.2 二維澆口套7.3 分流道的設(shè)計分流道采用平衡分布，此種布置可以使熔體進(jìn)入各型腔的距離相同，在相同的工藝條件下同時填滿，同時冷卻，同時固化，收縮率相同，有利于保證制品的質(zhì)量精度。下圖為流道布局。 圖7.3 流道布局分流道截面形狀可以是圓形、矩形、梯形、半圓形和U形等。U形截面分流道熱量損失僅大于圓形和正方形截面的分流道，但其加工容易，又比圓形和正方形截面流道容易脫模，所以U形截面分流道具有良好的綜合性。根據(jù)以上U形分流道的優(yōu)點，本設(shè)計采用U形分流道。如圖7.4所示。圖7.4分流道截面尺寸的計算： 式中： 梯形大底邊的寬度(mm)； 塑件的重量(g)；本次設(shè)計的塑件質(zhì)量為26.48g； 分流道的長度(mm) 為152mm。故 =4.8（）由于塑料經(jīng)過分流道后還有要經(jīng)過點澆口套才能到達(dá)澆口處,所以B的值不能取太小，本次設(shè)計取B=6mm 式中：U形的高度。把B=6mm代進(jìn)式計算得：= 4（）7.4 澆口的設(shè)計采用點澆口澆注系統(tǒng)，點澆口有以下優(yōu)點：（1）位置有較大的自由度，方便多點進(jìn)料。分流道在流道推板和定模板之間，不受型芯和型腔的阻礙。（2）澆口附近殘余應(yīng)力小。（3）澆口可自行脫落，留痕小。澆口位置的選擇也是至關(guān)重要的，澆口位置的正確與否直接關(guān)系到制品的質(zhì)量和注射過程能否順利的進(jìn)行。澆口位置的選擇應(yīng)注意以下事項：（1）澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程最短。（2）避免塑料在流入型腔時直沖型芯、型腔壁或嵌件，應(yīng)使塑料能盡快流入型腔的各個部位，以避免型芯或嵌件變形。（3）澆口應(yīng)設(shè)置在制品上最易清除的部位，同時盡可能不影響制品的外觀。由前文moldflow分析可知，最佳澆口位置位于塑件頂部中心處。點澆口的設(shè)計參數(shù)見表7.1。表7.1 點澆口設(shè)計參數(shù)序號dEG10.5 0.51.520.60.81.530.80.81.541.00.81.551.21.02.061.41.02.071.61.52.5點澆口保證了塑件外觀的光潔性，可以實現(xiàn)自動脫模。澆口的設(shè)計選用了表7.1中的第4組，截面為1.0mm的圓形截面。澆口的設(shè)計如圖7.5。圖7.5 點澆口的設(shè)計為改善塑料熔體流動狀況及安全起見，點澆口處要做凹坑，見圖7.5。點澆口如開得太大，開模時澆口難以拉斷；其錐度開得太小，開模時澆口塑料被切斷點不確定，易使制品表面（澆口處）留下一個細(xì)小的尖點，此尖點需手動切除。第八章 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計8.1 冷卻的重要性及冷卻不良造成的缺陷在注射成型過程中，模具的溫度直接影響熔體的成型、填充、制品的精度和模具的成型周期。在整個的成型過程中，冷卻時間約占80%。模具溫度控制的好，熔體可以及時固化、開模及取出成型制品，縮短了成型周期，提高了勞動生產(chǎn)率；模具溫度控制的不好，熔體固化的慢，不僅無法使模溫下降，嚴(yán)重時模具甚至不得不停下來休息，結(jié)果加長了模具注塑周期，降低了勞動生產(chǎn)率。8.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 冷卻系統(tǒng)要均勻冷卻，快速冷卻，加工簡單，并盡量保證模具的熱平衡，使模具均勻收縮。冷卻管道的布局和設(shè)計要適應(yīng)于塑件的厚度，塑件厚度大的部分要重點冷卻。定模和動模要分別冷卻，以達(dá)到平衡冷卻。為保證密封性，不漏水，冷卻管道不應(yīng)同過鑲件或設(shè)置在鑲件連接處。8.3 冷卻水道直徑的選擇及布局根據(jù)冷卻定律，冷卻水孔的直徑越大越好，但冷卻水孔的直徑過大會導(dǎo)致冷卻水的流動出現(xiàn)層流，降低冷卻效果，因此冷卻水孔的直徑不能過大。冷卻管道直徑根據(jù)制品壁厚確定，塑件制品的平均壁厚為2mm，由表8.1可知，冷卻管道直徑取6mm。表8.1根據(jù)制品壁厚確定冷卻管道直徑平均壁厚/mm冷卻管道直徑/mm1.55826104101261013圖8.1 動模鑲件水路分布 圖8.2 定模鑲件水路分布第九章 成型設(shè)備的校核9.1 最大注射量的校核模具成型的塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%。即V塑0.8V注，注射量滿足要求其中，V塑注射機(jī)最大注射容量，cm ;V注塑料制品和流道凝料體積總和，cm ;V注=0.8V理論=0.8100=80 cm V塑=79.33 cm ，即V塑0.8V注所以該注射機(jī)的注射量滿足要求。9.2 注射壓力的校核PP塑件的注射壓力為56176Mpa，選用注射機(jī)的最小注射壓力為164Mpa,注射壓力滿足要求。9.3 鎖模力的校核當(dāng)高壓的熔融體塑料充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具分型面脹開的力，即脹型力。脹型力的大小等于塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔壓強(qiáng)，它應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，通常取額定鎖模力的80%左右，以保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象。脹型力與料溫、膠料流動性、制品壁厚有關(guān)。脹型力的計算公式如下：脹型力=制品投影面積A型腔壓強(qiáng)鎖模力F脹型力80%制品投影面積為A=100.48cm2，常用PP料型腔壓強(qiáng)為20Mpa，脹型力=100.4820=200.96KN注射機(jī)鎖模力F=630KN即F200.9680%=251.2KN所以注射機(jī)鎖模力滿足注射要求。9.4 模具開模行程的校核對三板模，開模行程按下式校核：三板模最小開模行程=H1+H2+A+C+(510)mmH注H1制品需要推出的最小距離；H2制品及澆注系統(tǒng)凝料的總高度；A三板模澆注系統(tǒng)凝料高度B+30mm，且A的距離需大于100，以方便取出流道凝料；C610mm；510mm安全距離。帶入數(shù)據(jù)得，H注=40+40+100+10+10=200 H注270所以注射機(jī)開模行程滿足要求。第十章 模具開模順序模具開模時按-的先后順序開模，如圖10.1：注塑完成后，注射機(jī)帶動模具開模，由止動螺栓上的四個彈簧將面板和凝料版分開，所以面率先開模。模具繼續(xù)運(yùn)動，當(dāng)止動螺栓螺頭碰到定模板時，定模板給止動螺栓一個相反的力，螺釘拉桿帶動止動螺栓運(yùn)動，將面拉開，拉料釘將流道凝料從凝料板中強(qiáng)行脫出。注射機(jī)動模板繼續(xù)后移，當(dāng)止動螺釘與定模座板相碰時，將尼龍鎖模器拉開，動定模分模，即面分開。最后由推板將塑件推出。圖10.1 開模順序參考文獻(xiàn)1 周建安UG注塑模具設(shè)計與數(shù)控加工應(yīng)用N深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院報，2007-2.2 郝紅燕基于CAD_CAE_CAM技術(shù)的按鍵注塑模具設(shè)計J塑料科技，2008,12（36）：66-70.3 楊華林，童水光，吳榮仁基于范例推理的注塑模具設(shè)計自動化技術(shù)N機(jī)械工程學(xué)報，2008-10.4 董祥忠，莫建華基于快速制造新型注塑模具設(shè)計的探討J工程塑料應(yīng)用，2003,4（31）：40-43.5 曹將棟現(xiàn)代注塑模具設(shè)計的一些先進(jìn)技術(shù)概述J機(jī)電信息，2009（30）：165-167.6 劉瑩，宋滿倉注塑模具設(shè)計的基本程序J機(jī)械工人（冷加工），2002（11）：42-43.7 王學(xué)仁注塑模具設(shè)計中有關(guān)問題的探討J塑料科技，1994（6）：41-45.8 王艷輝.塑料模具成型尺寸的計算N.沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報，2009-12.9 商玉林.塑料成型模設(shè)計中應(yīng)注意的若干問題J.西安工程科技學(xué)院學(xué)報，2002，16(3):114-116.10 張偉,張海波.塑料模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計淺析J.機(jī)電信息,2011 (18): 54-56.11.陳世煌 陳可娟.塑料注射成型模具設(shè)計N.國防工業(yè)出版社,200712.許洪斌 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謝感謝王老師在此次畢業(yè)設(shè)計中給予我的幫助和指導(dǎo)，使我對問題的分析能力、設(shè)計技能都有了進(jìn)一步的提高。感謝模具教研室的老師，在四年的大學(xué)生活中，無論在知識方面還是在生活方面，都給我指引了前進(jìn)的方向。感謝大連工業(yè)大學(xué)對我的培育，點點滴滴的成長與積累會使我受益終生。在我的大學(xué)生活中還有很多可敬的老師、朋友、同學(xué)給了我無言的幫助，在此表達(dá)我最真摯的謝意！內(nèi)部資料僅供參考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxG89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89Amv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz84!z89Amv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuW