毕业设计（论文）注水器盖塑料模具设计.doc

西南科技大学网络教育毕业设计（论文）题目名称： 注水器盖塑料模具设计 年 级： 08秋 层次： 本科专科学生学号：88160250591 指导教师： 学生姓名： 技术职称： 讲师 学生专业：机电一体化技术 学习中心名称： 重庆学习中心 西南科技大学网络教育学院制 毕业设计（论文）任 务 书题目名称：注水器盖塑料模具设计 题目性质 真实题目 虚拟题目学生学号 88160250591 指导教师 金江 学生姓名 周玲玲 专业名称机电一体化技术 技术职称 讲师 学生层次 高起专 学习中心名称 重庆学习中心 2010年 5 月 26 毕业设计（论文）内容与要求： 1.我国的塑料成型模具设计制作技术起步较晚，整体水平还比较低。目前单占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。据预测，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步提高。2.该产品要求质量轻、成本低廉、能大规模的生产、无毒。另外产品的精度要求不高，按一般精度等级选取即可。在此我选择的注塑材料为聚丙烯（PP）。3.在分析塑件结构的基础上，选用了 浇口 推出机构 毕业设计领导小组负责人： （签字）2010年 月 日毕业设计（论文）成绩考核表过程评分评阅成绩答辩成绩总成绩百分制等级制1、 指导教师评语手写建议成绩 指导教师签字： 2010年 月 日2、 论文评阅教师评语建议成绩 评阅教师签字： 2010年 月 日3、 毕业答辩专家组评语建议成绩 答辩组长签字： 年 月 日4、 毕业设计领导小组推优评语组长签字： 年 月 日摘 要在现代工业中，模具工业已成为制造业的基础。而在模具行业中塑料模具又是重中之重，这类模具占模具行业总份额的50以上。我国的塑料成型模具设计制作技术起步较晚，整体水平还比较低。本文介绍了模具行业的现状及发展趋势，另外还重点介绍了注射器盖的注射模设计过程。文中对塑件分析、注射机的选择、型腔数量和布局的确定、浇注系统的设计、脱模和导向机构的设计、成型零部件的设计及冷却系统的设计等一一进行了详细的介绍，最后对模具与注射机进行了相关校核。关键词 注射模 注射器盖 设计ABSTRACTIn modern industry, mould industry has become the foundation of manufacturing industry. But in the mould industry, plastic mould is the most important part. This kind of mould account for above 50% of the total share. In our country, mould design of plastic formation technology starts late, the overall level is still relatively low. In this paper, development trend and status in quo of mould industry are discussed. Besides that, the design process of syringe cover injection mould is introduced with emphasis. The analysis of plastic part, injection machine of choice, the number and layout of the cavity identified, the gating system design, the design of ejection and oriented organ, the design of forming parts and the design of the cooling system are also introduced. Finally, the mould and injection machine are verified.Keywords injection mould syringe cover design 目录引 言8第 一 章 产品的说明9第 二章 塑件的分析102.1PP的特点及分子式102.2丙烯的成型条件11第 三 章 注射机的型号和规格选择及校核123.1注射机的选用1232锁模力的校核133.3开模行程与推出机构的校核13第 四 章分型面的选择15第 五 章 浇注系统的设计1651注系统的组成1652统各部件设计16第 六 章 成型零件的工作尺寸计算：20第 七 章 导柱导向机构的设计22第 八章 脱模机构的设计2381机构的分类及选用2382构的设计原则2383结构及固定方式23第九 章 温度调节系统的设计2591时间的确定及冷却系统的结构形式2592统设计25结 论28致 谢29参考文献30引 言压滤机作为一种间歇性的过滤设备，用于各种悬浮液的固液分离；广泛用于石油、化工、染料、冶金、医药、食品等工艺流程；也适用于纺织、印染、制药、皮革、造纸行业的污水处理等各种需进行固液分离的领域。每年在中国需求量将近有数万台之多。该设备采用机、电、液一体化设计制造；能实现滤板压紧、进料过滤、滤饼洗涤、拉板卸料等各道工序。其中拉板卸料采用人工手动或自动两种方式依靠重力下落到料槽内（部分机型配置有曲张、振打等辅助卸饼装置）。手动拉板过程需配置两人同时进行操作，不仅劳动强度大、效率低，而且不适于劳动环境恶劣的场合。为适应压滤机向大型化、自动化发展的要求，配置自动拉板系统的机型必将是大势所趋。 第一章 塑件原材料分析本产品主要用于医药药品盖，它要求质量轻、成本低廉、能大规模的生产、无毒，下列为其图样。 第二章 塑件的分析2.1 PP的特点及分子式PP学名聚丙烯，其相对分子质量一般为1050万。PP的主要特点如下：成白色蜡状，无毒，透明；有着极低的密度（0.890.92），固质量很轻，是大品种塑料中最轻的一种；化学稳定性好，在室温下溶剂不能溶解PP，且有着优良的耐化学药品性和耐；耐热性好，能在130使用；电性能优异，耐高频电绝缘性好，在潮湿环境中也具有良好的电绝缘性；有着优异的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度和硬度，突出的刚性和耐弯曲疲劳性能；PP比PE容易发生热、光氧化，耐气候老化性差，必须添加抗氧剂或紫外线吸收剂；耐抗冲击性能较差，尤其是低温冲击性差，对缺口十分敏感；PP的结晶性能导致制品的不透明性。2.2丙烯的成型条件塑料名称 聚丙烯 缩写 PP 注射成形机类型 螺杆式 密度(g/cm3) 0.90.91 计算收缩率 1.02.5 预热/温度 80100 预热/时间 12 料筒温度()/后段 160180 料筒温度()/中段 180200 料筒温度()/前段 200220 模具温度() 8090 注射压力(MPa) 70100 成形时间(s)/注射时间 2060 成形时间(s)/高压时间 03 成形时间(s)/冷却时间 2090 成形时间(s)/总周期 50160 螺杆转速(r/min) 48 第 三 章 注射机的型号和规格选择及校核3.1注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：式子中，实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（）。 从PP的物理性质可得：=0.890.92，取m=100g，故 ，现我们选择XS-ZY-125型号的注射成型机，此型号表示液压注射成型机，其公称注射量为。2、注射压力的校核该项工作是效核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70150MPa，通常要求P> P0。我们这里选70MPa。32锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁×F胀 = A 分 × P型F锁注射机的额定锁模力（N）； P分模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.30.65倍，通常取2040MPa。我们这里选P型=30MPa。A分塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2） F锁 ×F胀 = A 分 × P型= 80×200×30=4.8×105（N）3.3开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。1、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。对单分型面注射模，所需开模行程H为：S ×H= H1 + H2 + （510） mm式中，H1塑件推出距离（也可以作为凸模高度） （mm）； H2包括浇注系统在内的塑高度 （mm）； S 注射机移动板最大行程 （mm）； H 所需要开模行程 （mm）。而我们这里通过资料可得出图3.1H = 16 + 57 + 8 = 81 （mm）。第 四 章分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。1分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。2.分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：、 在开模时尽量使塑件留在动模内 、应有利于侧面分型和抽芯 、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气 e）、尽量使模具加工方便3.我们这里选择水平分型面如图：图 4.1第 五 章 浇注系统的设计51注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图5.1所示： 图 5.11主流道 2主流道衬套 3定位圈 4分流道5浇口 6型腔 7冷料穴 8中间板9定模板（或定模座板）52统各部件设计A、主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为： 主流道圆锥角=2o6o，对流动性差的塑件可取3 o6o，内壁粗糙度为Ra0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。B、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图5.2： 图 5.21 定位圈 2 冷料穴 3 推 杆 4 动模板C、分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。 分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图5.3。因为圆形截面 图 5.3分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径。 但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：D=0.2654式中 ， m流经分流道的塑料量（g）；L分流道长度（mm）；D分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的 D值再乘以1.21.25的系数。我们这里取m=100g，L=50mm。固分流道尺寸为1.2D，即D=1.2D=1.2×0.265××=10（mm）。所以S=× ×1.22=78.5（mm2） 分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填。D、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.52mm，表面粗糙度Ra不低于0.4m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口。简图如图5.4图 5.4浇口的截面一般只取分流道截面积的39，浇口的长度约为0.5mm2mm，现在可算出我们需要的浇口面积S=5×s=3.9。 第 六 章 成型零件的工作尺寸计算：1、型腔的结构形式凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，我们的产品属于小型制件，从各方面分析我们可选用组合式凹模整体嵌入式凹模。整体嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以过渡配合嵌入定模板，然后用定模板座板将其固定。其结构如图6.1所示：2、凸模的结构形式凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，如图6.2所示： 图 6.1 图 6.2第 七 章 导柱导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构，其结构如图7.1：我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。、导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm（图九），以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。 图 7.1、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。、导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考准模架数据选取。 第 八章 脱模机构的设计81机构的分类及选用在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。脱模机构的分类及选用（8.1）脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推板一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。83结构及固定方式因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。其结构形式见图8.2推杆的固定方式(8.3) 图 8.2 图 8.3 图 8.1第九 章 温度调节系统的设计91时间的确定及冷却系统的结构形式冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图9.1。图 9.192统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。 2、冷却系统的计算设PP塑料的密度=0.90，且流量为125，Qs=590。现有公式可得：Q = n · G · Qs式中，Qs 塑料熔体的单位热流量 N 每小时的注射次数 G 制品包括浇注系统在内的质量（Kg） G = nG件 + G浇 = 4 × 0.9 ×100 + 140 = 500 （g） Q = 30 × 0.5 × 590 = 8850（Kj）其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。 结 论塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。 塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。致 谢在完成本篇毕业论文的过程中，本人得到了指导老师的帮助，是他为此付出了心血和精力，在此请允许我向他表示最衷心的感谢！我要感谢我的导师。当然，这些都离不开父母和老师们平时的谆谆教诲和的尽心辅导。本篇论文从提纲到初稿乃至成稿，都经过他们精心的指导和修改，提出了严格的要求和许多宝贵的意见。可以说，我的整篇论文凝聚着他们的心血。其次，我要感谢教学中心的老师。是他们对论文选题、选材、编写格式等方面给予了细心的指导，使本人的毕业论文设计得以有条不紊地进行。最后，我要感谢所有参考文献的作者。我论文是建立在他们研究基础上的。参考文献1.塑料成型工艺与模具设计屈华昌主编，高等教育出版社2、塑料模具设计卜建新主编，中国轻工业出版社3、塑料模具设计申树义、高济编.机械工业出版社4、塑料模具设计手册塑料模具技术手册编委会，编机械工业出版社5、塑料制品成型及模具设计叶久新、王群主编，湖南科学技术出版社