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目 錄
內(nèi) 容 提 要 2
Abstract 3
前 言 4
1 塑件的工藝性分析 6
1.1 產(chǎn)品技術(shù)要求 6
1.2 塑件工藝分析 6
1.3 材料收縮率 7
2 注塑模的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 8
3 注塑模的設(shè)計(jì) 9
3.1 注射模與注射機(jī)的關(guān)系 9
3.2 分型面的設(shè)計(jì) 11
3.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
3.4 成型零件的設(shè)計(jì) 16
3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
3.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
3.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
3.8 模架的設(shè)計(jì) 26
4 模具裝配的工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 26
4.1 模具總的裝配程序 27
4.2 模具裝配要點(diǎn) 27
5 模具的安裝、調(diào)試及維護(hù) 29
設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 31
內(nèi) 容 提 要
本模具為一個(gè)紅酒酒瓶?jī)?nèi)蓋的注塑模具。設(shè)計(jì)分為整體裝配圖設(shè)計(jì)和所用各零件的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)從實(shí)際生產(chǎn)條件出發(fā)，結(jié)合相關(guān)理論給出了生產(chǎn)此類塑料制件的模具設(shè)計(jì)解決方案，涉及塑料的工藝性能、模具設(shè)計(jì)、以及機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。
關(guān)鍵詞：注塑模具 模具設(shè)計(jì) 塑料
Abstract
This is the injection plastic mould ,which is the cover of one kind of wines. It inclouds installing drawing and parts of the total drawing ,under the circum stance of real produce mert and associated with referring theory knowledges such as the properties of plastic mould design, manchining manufacture, design of machinery,the designives one general kind of solution about manufacturing of plastic products by mould.
【Keywords】 Injection plastic mould Mould design Plastic
前 言
大學(xué)三年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝。在驚嘆時(shí)光飛逝的同時(shí)，我們也面臨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的來(lái)臨。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為?？迫甑膶W(xué)業(yè)安排，是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一場(chǎng)大檢測(cè)，是對(duì)大學(xué)三年專業(yè)知識(shí)的一次全面總結(jié)，也是在參加工作前對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步加強(qiáng)和鞏固，并進(jìn)行的一次全面實(shí)踐 ，對(duì)模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程的學(xué)習(xí)。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中極為廣泛的主要工藝裝備，采用模具生產(chǎn)零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)以成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)之一。隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
塑料以成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四代工業(yè)基礎(chǔ)材料，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接于模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。有人說(shuō)，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀(jì)已經(jīng)到來(lái)了，世界各國(guó)對(duì)模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)。從而促進(jìn)模具制造技術(shù)的不斷提高和發(fā)展。一個(gè)國(guó)家模具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn)品更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
塑料制品生產(chǎn)中先進(jìn)合理的成型工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具更新為提前的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來(lái)越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是紅酒酒瓶?jī)?nèi)蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一個(gè)注塑模具來(lái)生產(chǎn)酒瓶?jī)?nèi)蓋產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)酒瓶?jī)?nèi)蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
此次設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下通過(guò)同學(xué)的熱情幫助進(jìn)行的首次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，衷心感謝羅玉梅老師的悉心指導(dǎo)和身邊同學(xué)的熱心幫助！對(duì)于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，肯定難免存在很多的錯(cuò)誤和漏洞，還敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)給予耐心指正。謹(jǐn)表示感謝！
1 塑件的工藝性分析
1.1 產(chǎn)品技術(shù)要求
(1) 使用性能
此為酒瓶?jī)?nèi)蓋，對(duì)于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。
(2) 外觀
平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。
圖1-1 工件簡(jiǎn)圖
1.2 塑件工藝分析
1.2.1. PE材質(zhì)簡(jiǎn)介
據(jù)《注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)》（化學(xué)工業(yè)出版社 付宏生 劉京華 主編2003年辦版）介紹。聚乙烯無(wú)味，無(wú)毒、呈乳白色。密度為0.91～0.96g/cm3為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。
聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。
聚乙烯有高度的耐水性，長(zhǎng)期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸汽的性能好。
聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80℃左右，低壓聚乙烯為100℃左右。
聚乙烯能耐寒，在-60℃時(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70℃時(shí)仍有一定的柔軟性。
聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向的收縮率差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。
1.3 材料收縮率
據(jù)《塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》（宋于恒 主編 航空工業(yè)出版社 1994） 表2－1聚乙烯（PE）1.5%～3.5%。
2 注塑模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
PE塑料它是屬于通用塑料，該產(chǎn)品是通過(guò)注塑成型的。它的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C(jī)的料中送進(jìn)加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過(guò)程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過(guò)程，塑件后處理。注塑過(guò)程它是一個(gè)比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個(gè)步驟都要控制好，這對(duì)塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問(wèn)題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其最關(guān)鍵的工藝參數(shù)。
注塑模包括：成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個(gè)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出一副較好的模具來(lái)，一副模具設(shè)計(jì)出來(lái)，把它裝在注塑機(jī)上，還要通過(guò)校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系也是至關(guān)重要。
3 注塑模的設(shè)計(jì)
3.1 注射模與注射機(jī)的關(guān)系
注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過(guò)程外，還應(yīng)對(duì)所選用注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。
3.1.1. 注塑機(jī)的選用
塑件體積和質(zhì)量的確定：
V圓頂=πr2h=3.14×13×2×13=1061.32mm3
V圓柱1=πr12h=3.14×9×9×30=7630.2 mm3
V圓柱2=πr22h=3.14×8.2×8.2×30=6334 mm3
V蓋=V圓頂+V圓柱=1061.32+（7630.2～6334）=1061.32+1296.2=2357.5 mm3
m=ρv=2.358×（0.91～0.96）=2.15g～2.26g
根據(jù)前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結(jié)構(gòu)特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用XS-ZS-22型注射機(jī)，該注射機(jī)的基本參數(shù)如下：
額定注射量為20cm3,
螺桿直徑D=20mm,
注射壓力75MPa
鎖模力 F=250KN，
拉桿內(nèi)間距 d=235mm,
開(kāi)模行程 s=160mm,
模具最大厚度 d=180mm,
模具最小厚度 d=60mm,
噴嘴球半徑 d=SR12.
3.1.2. 型腔數(shù)目的確定
(1) m1澆注系統(tǒng)凝量的計(jì)算
該注射模采用點(diǎn)澆口
d=0.5～1.5mm， L=0.5～2mm， α=6°～15°， β=60°～90°，
V小圓柱=4.71 mm3
V圓臺(tái)=43.75 mm3
V澆=2×V圓臺(tái)+ V小圓柱=2×43.75+4.71=92.1 mm3
(2) 按注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)量n得：
n≤(Kmp-m1)/m （3.1）
n≤(0.8×22-0.092)/2.358≤7
其中n是型腔數(shù)目，K是注射機(jī)的最大注射量的利用系數(shù)，取0.8，m是注射機(jī)的最大注射量(cm)，m1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。根據(jù)對(duì)塑件的精度要求及型腔的排布，n=4
3.1.3. 最大注射量的校核
nm+m1≤kmp （3.2）
4×2.358+0.092=9.5〈17.5
式中mp 是注射機(jī)充許的最大注射量(g或cm3)。
滿足nm1+m2≤80%mp，所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)的最大注射范圍內(nèi)。
3.1.4. 鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分型面漲開(kāi)的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力Fp，才能保證注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象即：
Fz=p(nA+A1)
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