塑料油壺蓋的設(shè)計(jì)

1、成 績(jī) 華北科技學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王俊杰 學(xué) 號(hào) 201101064112 專業(yè)班級(jí) 材科B111班 指導(dǎo)老師 任學(xué)軍 教師評(píng)語(yǔ) 設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年12 月 21 日至2015年 1月 5 日 目錄第一章 總論 第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容. 第二節(jié) 基本資料.第二章 塑料成型的工藝方案論證 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析.第二節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定.第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析. 第二節(jié) 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 第三節(jié) 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì). 第四節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì). 第五節(jié) 支承與連接零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 設(shè)計(jì)小結(jié)

2、，體會(huì)、建議.第1章 總論第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容一、設(shè)計(jì)題目塑料油壺蓋注射模設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)給出的塑料件的結(jié)構(gòu)及尺寸，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容包括：1、塑件分析，確定塑件設(shè)計(jì)要求，明確塑件的生產(chǎn)批量，計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量； 2、確定成型方法、成型工藝條件，包括成型時(shí)間、成型溫度、成型壓力； 3、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括分型面設(shè)計(jì)，模具型腔數(shù)確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)計(jì)，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，拉桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)；4、模具總體尺寸的計(jì)算；5、模具裝配圖和成型零件圖的繪制。 三、設(shè)計(jì)成果1、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；2、模具裝配圖1張 (A1圖

3、紙)；3、主要模具零件圖（如塑件圖、成型零件圖、模具型腔及非標(biāo)準(zhǔn)件）。第二節(jié) 基本資料（1）成型方法與設(shè)備：在SZ125/630型塑料注射機(jī)上注射成型；（2）塑件材料：低密度聚乙烯；（3）成型收縮率在1.5%3%；（4）生產(chǎn)批量：30萬(wàn)件/年；（5）塑件圖：二維圖三維圖第二章 塑料成型的工藝方案論證第一節(jié) 塑料制品的工藝分析產(chǎn)品名稱：塑料油壺蓋產(chǎn)品材料：低密度聚乙烯 LDPE塑件材料特性： LDPE的機(jī)械強(qiáng)度 較差，耐熱性不高，抗環(huán)境應(yīng)力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差，需經(jīng)表面處理，如化學(xué)侵蝕、電暈等處理后方可改進(jìn)其粘合性、印刷性。吸水性很低，幾乎不吸水，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對(duì)酸、堿、鹽、有機(jī)

4、溶劑都較穩(wěn)定。對(duì)CO2、有機(jī)性臭氣滲透性大，但對(duì)水蒸汽、空氣的滲透性差。若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián)，可提高軟化點(diǎn)、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。塑件材料成形性能：成型收縮率范圍及收縮值大，方向性明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定;流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感；易用于高壓注射，料溫均勻，填充速度應(yīng)快，保壓充分；冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可以強(qiáng)行脫模。產(chǎn)品數(shù)量：30萬(wàn)件/年塑件的尺寸精度分析如圖1-1為油壺蓋的二維工程圖，單位mm。 圖1-1 塑件圖該塑件尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自

5、由尺寸，可按MT7查取公差，其主要尺寸公差要求如表1-1所示。表1-1 塑件上主要尺寸按MT7級(jí)精度的公差要求（單位mm）塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按MT7級(jí)精度）外形尺寸4842內(nèi)形尺寸=36mm=33.73mm=32.21mm32(2)塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒有提出特殊，通常，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m，沒有特殊要求塑件內(nèi)部表面粗糙度可取Ra=3.2m。(3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體，圓周均勻分布12個(gè)R3的半圓柱凸起旋鈕花紋，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊去除容易，設(shè)計(jì)合理；壁厚相對(duì)均勻，且符合最小壁厚的要求；在塑件內(nèi)壁

6、有M363.5螺紋孔，查表可知螺紋牙形強(qiáng)度足夠，在推薦選用的范圍內(nèi)，LDPE塑料為軟塑料，螺紋可強(qiáng)制脫模成型，但要注意為了防止螺孔的最外圈的螺紋崩裂或變形，螺紋始末端應(yīng)有0.20.8的臺(tái)階，始末的螺紋應(yīng)漸漸開始結(jié)束，有l(wèi)8的過渡長(zhǎng)度，如圖13所示。該塑件端部已開有3mm的臺(tái)階，但頂部臺(tái)階未有留出，在做型芯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意該處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖13 螺紋孔的設(shè)計(jì)綜合來(lái)看，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在注射成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。3塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，

7、以便降低生產(chǎn)成本。第二節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定塑件材料物理性能：密度：收縮率：熔點(diǎn)：熱變形溫度：塑件質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為低密度聚乙烯,由上得知其密度為,收縮率為，計(jì)算出硬聚聚乙烯平均密度為。通過計(jì)算得：塑件的體積 塑件的重量 式中： 塑料密度塑件要求：型腔的脫模斜度為2，型芯的脫模斜度為1，外表面粗糙度Ra1.6,無(wú)缺陷，內(nèi)表面無(wú)特殊要求，所有過度處有R0.2圓角。確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)選用塑料（LDPE）的特性和本設(shè)計(jì)中塑件的自身成型特點(diǎn)，查有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)，如表1-3所示。表1-3 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格注射壓力：保壓壓力：成型時(shí)間/s注射時(shí)間05保

8、壓時(shí)間1560料筒溫度t/后段中段前段140160170200冷卻時(shí)間1560總周期40140塑化形式：噴嘴形式：柱塞式通用式噴嘴溫度t/150170后處理方法溫度t/時(shí)間r/h退火處理循環(huán)烘箱（1020）812h模具溫度t/3045注射壓力p/MPa60100 雖然塑件體積、壁厚不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上LDPE塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)時(shí)要求有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成形周期，提高生產(chǎn)率。第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包（塑件成型位置，分型面的選擇，主流道、分流道、澆口、冷料井、排氣槽的形式、部位及尺寸）

9、；分型面的選擇該塑件為油壺蓋，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖1-4所示。圖1-4 分型面的選擇如果按圖1-4（a）所示的分型面分型，則塑件分別是由兩個(gè)模板成型，由于合模誤差的存在，會(huì)使塑件產(chǎn)生一定的同軸度誤差，且飛邊不易清除；而按照?qǐng)D1-4（b）所示的分型面分型，則塑件整體由一個(gè)模板成型，消除了由于合模誤差使塑件產(chǎn)生同軸度誤差的可能。因此，決定采用圖1-4（b）所示的分型面。另外，為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率

10、，減少LDPE的取向變形，以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口，而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)。一個(gè)分型面用于成型塑件，另一個(gè)分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。型腔的布局因?yàn)樗芗耐庑问菆A形的，各方向尺寸一致；另外，塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種。即左右對(duì)稱分布在模板兩側(cè)，如圖1-7所示。圖1-7型腔的排列方式澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)主流道設(shè)計(jì)根椐設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)可計(jì)算出澆注系統(tǒng)的總體積為：因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)為一模二腔，且一個(gè)塑件的體積為：所以一次性注入的塑料的體積為：根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)塑查22表8選定注塑機(jī)型號(hào)為：根據(jù)相關(guān)資料，查得SZ125/630型注射機(jī)注塑機(jī)的參數(shù)如下：注塑機(jī)最大注塑量

11、： 噴嘴球面半徑： 注塑機(jī)拉桿的間距：鎖模力：注塑壓力： 最小模厚：模板最大距離：模板行程：噴嘴前端孔徑： 噴嘴前端球面半徑 R0=15mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑 R= R0+（12）mm=15+（12）mm，取R=17mm；主流道進(jìn)口端孔直徑 d= d0+（0.51)mm=4+（0.51）mm，取d=4.5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4，同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆口套；為了能與注塑機(jī)的定位圈相配合，采用外

12、加定位環(huán)的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。 (2)分流道的設(shè)計(jì)該塑件的體積比較小，形狀比較簡(jiǎn)單，壁厚均勻，且塑料的流動(dòng)性好，可以采用單點(diǎn)進(jìn)料的方式。為便于加工，采用最為常用的截面形狀為U形的分流道。查分流道橫截面及其尺寸的有關(guān)資料，取U形分流道截面半徑R=3mm，h=3.75mm。分流道截面形狀及尺寸，如圖1-5所示。 圖1-5 分流道截面形狀及尺寸(3)點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合已確定的分型面位置，選擇如圖1-6所示的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。根

13、據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。點(diǎn)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。圖1-6 澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸（4）冷料穴設(shè)計(jì) 由于LDPE質(zhì)軟高彈的特點(diǎn)，采用帶球頭形拉料桿的冷料井，定模底板的分流道盡頭鉆小斜孔，一次分型時(shí)斜孔內(nèi)凝料使點(diǎn)澆口與塑件分離，同時(shí)球頭拉料桿將主流道的凝料拔出，而二次分型時(shí)凝料被定模板硬刮掉落下來(lái)，實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動(dòng)分離與脫出，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小。 排氣槽設(shè)計(jì)模具塑件質(zhì)量不大，當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，可由分型面排氣，不需要特意設(shè)計(jì)排氣槽。 第2節(jié) 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算型腔尺寸計(jì)算該塑件的材料是一種收縮率范圍較大的塑

14、料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得LDPE的收縮率為1.5%3%，故平均收縮率為SCP=(1.5%+3%)/2=2.25%根據(jù)尺寸公差的要求。模具的制造公差取z=/3。型腔尺寸計(jì)算如表4-1所示。塑件尺寸計(jì)算公式型腔的工作尺寸型腔的徑向尺寸型腔的軸向尺寸4-1型腔尺寸計(jì)算 型芯的尺寸計(jì)算 M36粗牙螺紋由有關(guān)公式可得=36mm，=33.73mm，=32.21mm，螺距Ps=3.5mm，中徑公差=0.31mm，螺紋型芯制造公差=0.05mm，=0.04mm，=0.05mm型芯尺寸計(jì)算如表4-2所示塑件尺寸計(jì)算公式型芯的工作尺寸型芯的徑向尺寸=36mm=33.73mm=32.21

15、mm型芯的軸向尺寸表4-2 模具型腔壁厚的確定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)表格，得該型腔的推薦壁厚為 35mm。 模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔直徑為48，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸35mm。綜合以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為BLH，其中B=150mm，L=200mm，H=50mm。4.標(biāo)準(zhǔn)模架的確定本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關(guān)資料，選擇1520-502560 GBT125552006型標(biāo)準(zhǔn)模架。第三節(jié) 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型特點(diǎn)，確定模具型腔在定模部分。模具的型心在動(dòng)模部分。塑件成型開模后，塑件和型芯一起

16、留在動(dòng)模一側(cè)。該塑件有螺紋孔，螺紋部分是由螺紋型心成形的，由于成型塑件的塑料(LDPE)有很好的彈性，可以采用強(qiáng)制脫模的方式，但需要較大的脫模力，故采用推板推出機(jī)構(gòu)。為了避免推件孔的內(nèi)表面與型芯的成型面的螺紋相摩擦，造成型芯的迅速擦傷，將推板的內(nèi)孔與型芯成型面以下的配合段制成單邊斜度為510錐面，該錐面不僅有效的避免了擦傷，且能準(zhǔn)確定位推件板，避免了該處的飛邊溢料。推桿與推桿孔配合一般為H8/f8或H9/f9第四節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)該塑件的要求精度不算高，塑件形狀，型腔分布對(duì)稱，無(wú)明顯單邊注射側(cè)向里，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動(dòng)模板、推件板、定模板間使用4對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要確保推

17、件板推出塑件不脫落，在定模板與定模座板間采用2對(duì)導(dǎo)柱，保證了澆注系統(tǒng)凝料方便取出，定位精度高。導(dǎo)柱與安裝孔采用間隙配合H7/f6或H8/f8,配合部分表面粗糙度為Ra=0.8m，根據(jù)選擇的模板外形尺寸，確定導(dǎo)柱直徑為16mm 第五節(jié) 支承與連接零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算C板厚度的計(jì)算 墊塊，形成推出機(jī)構(gòu)的移動(dòng)空間， 厚度=推桿墊板厚度推桿固定板厚度塑件推出距離，保證把塑件完全推離型芯。 此模架推桿墊板厚度=15mm，推桿固定板厚度=13 mm，塑件推出距離=型芯高度+（510）=27+5=35mm，則C板厚度=151335=63，選標(biāo)準(zhǔn)Hc=60mm。螺釘、銷釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件的選擇螺釘M16*120 4個(gè)螺釘

18、M6*20 4個(gè)螺釘M8*16 4個(gè)吊環(huán)螺釘M10 1個(gè)螺母M12 4個(gè) 結(jié)束語(yǔ) 此次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多知識(shí)，包括課本上學(xué)不到的知識(shí)。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些難題。通過我們翻閱相關(guān)的書籍，在網(wǎng)絡(luò)上尋找答案和經(jīng)過任老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。本次課程設(shè)計(jì)，也讓我學(xué)會(huì)了齊心協(xié)力、共同協(xié)作、努力創(chuàng)新，自始至終都抱著一顆堅(jiān)定的信念,經(jīng)過了漫長(zhǎng)而又短暫的設(shè)計(jì)工作，我們的作品終于出成效了，指導(dǎo)老師為此也為我們的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做出了很好的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí)，尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次項(xiàng)目中都得到了很好的印證，使我在這些方面能夠很快的領(lǐng)會(huì)。即將畢業(yè)的我，在以后的工作中將面臨著許多的問題或麻煩。我們應(yīng)該善于采集和利用各種信息資源，擴(kuò)展知識(shí)面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗、團(tuán)體協(xié)作的精神；增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會(huì)效益?！奥仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索”，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白了“書到用時(shí)方恨少”的痛苦，知識(shí)是無(wú)窮無(wú)盡的，在以后的工作中，就需要我更加努力地學(xué)習(xí)。因本人學(xué)識(shí)不深，文字水平有限，設(shè)計(jì)中必然存在所許多漏洞和不足之處，還望老師給予批評(píng)指正，提出改進(jìn)意見。 參