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沈陽化工大學科亞學院
本科畢業(yè)論文
題 目： Φ17*10密封蓋注射模具
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機制1101
學生姓名： 朱鄧龍
指導教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 4 日
機械制造及其自動化專業(yè)
1101班
學生：朱鄧龍
畢業(yè)設計（論文）題目：Φ17*10密封蓋注射模具
畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容： 一號圖紙1張，二號圖紙3張，（裝配圖，零件圖）；計算說明書一份（A4紙小4字30頁）
畢業(yè)設計（論文）專題部分：注塑成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
起止時間：2015年3月2日-6月5日
指導教師： 年 月 日
畢業(yè)設計（論文）任務書
摘 要
本課題就是做密封件的模具設計，通過對產(chǎn)品的做工分析和比較，最后做出可以一下做四件產(chǎn)品的注射模。這個課題簡述了怎么做塑件的一些原理，從塑件的結(jié)構(gòu)，到涉及到的所有模具，所有其中的各種系統(tǒng)都有詳細的設計說明。就密封件的具體結(jié)構(gòu)看，我們應該選擇點澆口的單分型面注射模具。因為塑件本身沒有口子，所以不用用滑塊結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使模具在開模的時候簡單，很大的減少了模具的成本。通過這次設計證明模具達到密封件的工藝要求。
經(jīng)過本設計，使我們對注塑模具又一個認識，了解它的結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對二維軟件學習，使我們學會了一些零件的外形，從而有效地提高工作效率。
關(guān)鍵詞： 點澆口 ； 密封件 ； 注射模 ； 單分型面；
Abstract
Now very industrial types in growth in the world, including plastic is one of the plastic mould is developing rapidly, therefore, the research injection mold to understand the plastic product the production process and improve the quality of products has great significance.
This topic is to be the seal of mold design, through the work of product analysis and comparison, finally can make the injection mould for four more products. This topic describes how to do the principle of the plastic parts, from the structure of plastic parts, to involve all of the mold, all the various systems have a detailed design specifications. Seal of concrete structure, we should be the option gate single parting surface injection mould. Because itself has no cut plastic, so you don't have to use the slider structure. Its advantages are simple structure, make the mould in the mould was simple, a lot of reduce the cost of the mould. Through this design proves that mould meet the process requirements of the seals.
Through this design, to our understanding of injection mold and a, understand its structure and working principle; Based on two-dimensional learning software, we learn to make the appearance of some parts, so as to effectively improve the work efficiency.
Key words: point gate; The seals; Injection mould; Single parting surface;
目 錄
第一章引言 1
1.1 課題的來源、目的、意義 1
1.1.1 課題的來源 1
1.2 主要內(nèi)容和工作方法 2
1.2.1 主要內(nèi)容 2
1.2.2 工作方法 2
1.3 設計中應注意的問題 3
第二章模具結(jié)構(gòu)形式及注射機的初步確定 3
2.1 塑件成形工藝的可行性性分析 3
2.1.1 塑件的工藝分析 3
2.1.2 塑件精度等級與脫模斜度 4
2.1.3 熱塑性塑料PE的成型過程 4
2.1.4 PE的注射機工藝參數(shù) 5
2.1.5 PE主要性能指標 5
2.2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6
2.2.1 分型面位置的確定 6
2.2.2 型腔數(shù)目的確定及排位方式的確定 6
2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式初步確定 6
2.3 注射機型號確定 7
2.3.1 注射量的計算 7
2.3.2 選擇注射機 7
2.3.3 注射機主要技術(shù)參數(shù) 7
2.3.4 注射機相關(guān)參數(shù)的校核 8
第三章澆注系統(tǒng)的設計 9
3.1 主流道的設計 9
3.1.1 主流道設計要點 9
3.1.2 主流道的尺寸 10
3.1.3 主流道的凝料體積 10
3.1.4 主流道當量半徑 10
3.1.5 主流道的襯套形式 10
3.2 分流道的設計 12
3.2.1 分流道的形狀及尺寸 12
3.2.2 分流道的布置形式 13
3.3 澆口的設計 13
3.3.1澆口的選擇 14
3.3.2 澆口長度、寬度的確定 14
3.4 澆注系統(tǒng)的平衡 14
3.5 冷料穴和拉料桿的設計 14
第四章成型零部件的設計 15
4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計 15
4.1.1 凹模 15
4.1.2 凸模和型芯 15
4.1.3 成型零部件鋼材的選用及技術(shù)要求 15
4.2 成型零部件工作尺寸的計算 16
4.2.1 塑料成型收縮率的計算 16
4.2.2 型腔和型芯徑向尺寸的計算 16
4.2.3 型腔深度和型芯高度的尺寸計算 16
4.3 模具型腔側(cè)壁和動模墊板厚度的計算 17
4.3.1 凹模側(cè)壁厚度計算 17
4.3.2 動模墊板厚度計算 17
第五章模架設計和其它部件及標準件選用 18
5.1 模架的選用 18
5.2 標準件的選用 19
5.3 合模導向機構(gòu)的設計 19
5.4 脫模推出機構(gòu)的設計 20
5.4.1 脫模力的計算 20
5.4.2 脫模推出機構(gòu)的選擇 21
5.5 排氣系統(tǒng)的設計 22
5.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設置 22
5.6.1 冷卻介質(zhì) 23
5.6.2 冷卻系統(tǒng)的簡略計算 23
第六章模具裝配圖的設計 24
6.1 模具裝配的技術(shù)要求 24
6.2 模具工作過程 25
參考文獻 26
致謝 28
沈陽化工大學科亞學院學位學士論文 第一章 引言
第一章引言
1.1 課題的來源、目的、意義
1.1.1 課題的來源
塑料制品有很多，在我們?nèi)粘Ｖ薪佑|到很多，工業(yè)中也離不開它。它的發(fā)展大概有幾個方面。一種是用各種方法對現(xiàn)有進行改良，提高它的綜合性能；二是使用具有某些特殊性能的高分子材料，使它能夠具有一些物理特性。
密封件就是不讓一些外來物從連接處進入機器內(nèi)部，如沙粒等，進入機器設備里面的原料零件。密封件因引用比較廣泛。
⑴ 設計的目的
1) 本次設計是在模具設計與制造專業(yè)理論教學之后進行的。也是對所學學問的綜合應用能力檢驗：
2) 造就認真負責、量力而行的態(tài)度和周詳求實的作風。
3) 利用在大學時學到的所有和模具，機械等有關(guān)的知識專業(yè)和自己在平常生活積累的常識，去解決在這次設計中的工藝分析，工藝方案論證、模具構(gòu)造設計和零件設計等問題。
4) 根據(jù)選定的參數(shù)，對結(jié)構(gòu)的尺寸加以計算及檢驗，最后完成總圖及零件圖的繪制。
5) 依據(jù)要求進行模具設計，不僅要設計出省時省力，成本低而且確保加工質(zhì)量的模具。
⑵ 設計的意義
課程設計不僅是對所學專業(yè)的一次溫習和綜合應用的綜述，同時我們熟悉二維繪圖軟件在模具設計中的應用和理論知識與實踐好好歸納在一起，實現(xiàn)靈活運用，可以在設計中融入自己的創(chuàng)新和想法。從而使我們將更加清楚模具行業(yè)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。
1.2 主要內(nèi)容和工作方法
1.2.1 主要內(nèi)容
1) 選定課程設計題目
2) 塑料成型工藝性分析
3) 注射機型號的確定
4) 澆注系統(tǒng)的設計
5) 成型零件的設計
6) 導向機構(gòu)的設計
7) 脫模結(jié)構(gòu)的設計
8) 澆口的設計
9) 澆注系統(tǒng)的平衡
10) 冷料穴的設計
11) 排氣槽的設計
12) 模架的選定和模具其它零部件的設計及標準件的選用
13) 模具裝配圖的設計及繪制裝配圖
1.2.2 工作方法
查閱圖書館的有關(guān)資料及老師的幫助去完成本次課程設計任務。
具體分以下幾步實施：
1) 充分利用課余時間到圖書館查閱相關(guān)資料
2) 設計時要利用自己所學和查閱的相關(guān)資料，不懂的地方要虛心的向老師請教。
3) 列出幾種方案，選取最合理的方案。
4) 確定分型面，畫出模具草圖
5) 根據(jù)相關(guān)資料完成相關(guān)的尺寸計算及設計說明書的制作
6) 做完后要拿給老師檢查，對錯誤和不足的地方要及時改正和補救。
1.3 設計中應注意的問題
1) 合理的選擇模具結(jié)構(gòu)。按照塑料制件圖紙及技術(shù)要求，找到恰當?shù)某尚头ㄗ蛹俺尚团渲?，?lián)系工廠的生產(chǎn)實際情況，構(gòu)思方案，并進行討論，使設計出的模具構(gòu)造合理。
2) 正確的確定模具成型零件尺寸。模具成型零件的尺寸對塑件的質(zhì)量影響極大。
3) 便于制造的模具設計。設計模具時，應使設計的模具設計容易，價格低廉。
4) 考慮到制件設計特色，應使用具有要求尺寸精度的部件，避免后加工。在許可范圍內(nèi)，盡量地消減模具成型件上的槽、孔、上凸、下凹等，防止做好后再用其他方法加工。
2
沈陽化工大學科亞學院學位學士論文 第二章 模具的結(jié)構(gòu)形式及注射機的初步確定
第二章模具結(jié)構(gòu)形式及注射機的初步確定
2.1 塑件成形工藝的可行性性分析
2.1.1塑件的工藝分析
這是密封，壁薄，生產(chǎn)適合大批量生產(chǎn)，材質(zhì)為PE（聚乙烯）。其特征是：不易受潮，在流道中很好流動，壓力感應明感，注射時選擇高壓，塑料加熱平均，加料速度快，密封保持一段時間.用直接澆口不好，成型后內(nèi)部的力加大。當規(guī)模減小和收縮值大時，造成變形。慢慢減溫，模具要冷料穴，有降溫系統(tǒng)；加熱不能太長，不然會發(fā)生解體，于是塑料停留時間不能過長；不要與某些溶劑碰到，以防開裂[1]。
圖2.1 材質(zhì)PE
2.1.2 塑件精度等級與脫模斜度
塑件的厚度為3mm,以及模具的拔模角為2°。
2.1.3 熱塑性塑料PE的成型過程
1）成型前的準備。對PE的質(zhì)量和均勻度進行檢驗，PE的吸濕小，進行烘干以保證塑件質(zhì)量。
2）注射工藝。該過程包括加料、塑化、模具填充、保壓、回流、冷卻和釋放等幾個階段。增加注射機料斗后，由螺桿插入料筒進行加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)過澆注系統(tǒng)填滿模具型腔，在充填結(jié)束后，保持該狀態(tài)一段時間，并補充型腔內(nèi)塑料收縮需要的熔料，最后經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻成型。
3）塑件的水分轉(zhuǎn)移。這個過程稱為濕處理后調(diào)整塑件的水分含量。在假如介質(zhì)中吸收水分和水分平衡的殘余應力和塑件可以消除在傳熱過程中防止加熱介質(zhì)，在使用過程中發(fā)生尺寸變化。在這份過程所用的介質(zhì)為水，加熱溫度為110～121℃。
2.1.4 PE的注射工藝參數(shù)
查《模具設計指導》表6—5得：
1.注射機類型：柱塞式
2.料筒溫度：前段（200～220℃）、中段（220～240℃）、后段（190～200℃）
3.噴嘴類型：直通式
4.噴嘴溫度：190～200℃
5.模具溫度：60～85℃
6.注射壓力（MPa）：85～120
7.保壓壓力（MPa）：50～80
8.注射時間（s）：3～5
保壓時間（s）：15～30
冷卻時間（s）：15～30
成型周期（s）：40～70
2.1.5 PE主要性能指標
查《塑料模具設計指導》得：
表2-1 PE主要性能
密度/(g/cm)
0.94～0.96
抗拉強度/MPa
27
抗伸彈性模量E/GPa
0.84～0.95
抗彎強度δw/MPa
27～40
熔點/℃
140
硬度HB
2.07
收縮率/（%）
1.5～3.6
體積電阻率pv/??m
1013～1014
沖擊韌度/(KJ/m2)
無缺口
不斷
缺口
65.5
2.2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
2.2.1 分型面位置的確定
思考前提和塑件形狀結(jié)構(gòu)后，它外形簡單，可以采用點澆口，需兩次取件，因為零件的外形簡單，尺寸要求不高，又是大批量生產(chǎn)，選用多行腔模具使生產(chǎn)效能大為提升。
2.2.2 型腔數(shù)目的確定及排位方式的確定
該塑件的精度高，尺寸較小，需要生產(chǎn)很多，它可以被用在一個多腔，生產(chǎn)效率高。同時考慮到塑件尺寸、模架尺寸的關(guān)系，以及制造費用等因素，初步定為一模四件。
型腔排列形式的確定
該模具采用一模四件，其型腔排布如圖所示：
圖2.1 型腔排布
平衡的布局，因為從澆口到各腔澆口的長度，斷面的尺寸和形狀均為相應的相同，可以達到各個型腔的均質(zhì)材料，實現(xiàn)全腔相同。
2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式初步確定
綜上述分析可知，模具設計成一次做出4個制品，分布成H。依據(jù)塑件的外形構(gòu)造，模具推出部分選推桿推出方式。由分型面A—A取出凝料，分型面B—B，拿出塑件，定模和動模之間需有中間板。所以這次可以模具采用推桿推出的雙分型面注射模。
2.3 注射機型號確定
2.3.1 注射量的計算
完成制品所需注射的最大量，確定注射機的最大注射量。
1） 塑件質(zhì)量、體積的計算
a 塑件的體積：
V=πRI2×H1＋πR22×H2－πR32×H3 (2-1)
=3.14×8.52×3＋3.14×72×7－3.14×62×7
=966.335mm3
=0.966335cm3
b 塑件的質(zhì)量：m=ρV=0.966335×0.95=0.92g（取PE的密度為0.95g/cm3）
c 帶流道凝料的體積：
加入料的體積在之前是不能確定的，可按塑件體積的0.2～1倍來計算。應為采用一模四件，通道相對于繁雜，所以材料體積是0.6倍的塑件[2]。
Vg=1.6nV=1.6×4×0.966335
=1.6×4×0.966335
=6.18cm3
2.3.2 選擇注射機
由計算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量Vg=6.18cm3，結(jié)合《塑料成型工藝及模具設計》則有：Vg/0.8=6.18/0.8㎝3=7.725㎝3。根據(jù)以上計算，初步選定注射量為30cm3的注射機。
注射機型號為XS-Z-30
2.3.3 注射機主要技術(shù)參數(shù)
表2-2 注射機技術(shù)參數(shù)
注射量/cm3
30
合模方式
液壓-機械
柱塞直徑/mm
28
最大模具厚度/mm
180
注射壓力/Mpa
119
最小模具厚度/mm
60
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
-
噴嘴球半徑/mm
12
鎖模力/kN
250
噴嘴孔直徑/mm
4
2.3.4 注射機相關(guān)參數(shù)的校核
1）注射壓力校核
注射壓力的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成型時所需的注射壓力。
查《塑料成型工藝與模具設計》表3—1得：PE的注射壓力為70～100MPa,這里取p=85MPa,該注射機公稱壓力P公=119MPa。注射壓力安全系數(shù)k1=1.25～1.4，取k1=1.3。
則k1p=1.3×85=110.5MPa
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