果凍盒的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖

果凍盒的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖,果凍,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,nx,三維,cad 果凍盒注塑模設(shè)計(jì) 摘 要 本篇運(yùn)用CAD和UG軟件對(duì)塑料果凍盒進(jìn)行了設(shè)計(jì)。塑料果凍盒是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奈锲?，它的材料是PS。在了解果凍盒的結(jié)構(gòu)特征后，我們采用注射成型加工工藝。在設(shè)計(jì)過程中我們采用的點(diǎn)澆口澆注方式，其他關(guān)于模架的選用、鑲件的大小都進(jìn)行相關(guān)資料的查詢并計(jì)算得出。 關(guān)鍵詞：果凍盒；PS塑料；注射成型；點(diǎn)澆口 目 錄 前 言 1 1塑件的成型工藝分析 2 1.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析 2 1.1.1 塑件的工藝性分析 2 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析 2 1.2 塑件的材料分析 3 1.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用 3 1.2.2材料的性能 3 2 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制 4 2.1 塑件的計(jì)算 4 2.2 注射成型工藝 5 2.2.1 注射成型工藝過程 5 2.2.2 注射成形的工藝參數(shù) 6 3 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 8 3.1 分型面的位置確定 8 3.2 型腔布局設(shè)計(jì) 8 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 8 3.2.2 型腔排列方式的確定 9 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3.3.1 澆口設(shè)計(jì) 9 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 10 3.3.3 主流道設(shè)計(jì) 10 3.4 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 14 4.1模架的設(shè)計(jì) 14 4.1.1 模架設(shè)計(jì)思路 14 4.1.2 模架選用的基本原則 14 4.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計(jì)算 14 4.2.1 鑲件大小的選擇 14 4.2.2 A/B板尺寸的確定 14 4.2.3 C板尺寸的確定 15 5 模具繪圖 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻(xiàn) 20 前 言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，塑料制品所占的比例也在變大，大規(guī)模的模具生產(chǎn)使我國(guó)的模具質(zhì)量、模具的制造水平得到很大的改善［10］。 塑料模具，簡(jiǎn)單來說就是加工完整構(gòu)造和精確尺寸塑料的工具。由于塑料品種和加工方式的繁多，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也很多。按照塑料制品成型加工方法的不同，我們通常將塑料模具分為六大類型：注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、熱成形模具。 其實(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏嗍峭ㄟ^注塑模加工成型的，如碗裝泡面盒、快餐盒、飲料瓶、家用開關(guān)蓋、肥皂盒等等。由此說明，模具在我們生活中是必不可少的，塑料模具更為重要。為了讓大家了解塑料模具，我選擇了在日常生活中不引人注意的果凍盒來做一次設(shè)計(jì)。 本篇文章主要是對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷牧闶嘲b——塑料果凍盒的設(shè)計(jì)。在沒有接觸模具設(shè)計(jì)這方面的知識(shí)時(shí)，我們只知道果凍盒是用模具做出來的，不同的形狀用不同的模具。可是，對(duì)于具體的加工方式并不了解。為此我利用自己學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)圓形的果凍盒進(jìn)行了一次設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)前，我們首先需要的是要了解產(chǎn)品所采用的是何種材料，其次了解這種材料的各項(xiàng)性能和加工時(shí)需要的工藝參數(shù)。接下來我們需要利用測(cè)量工具得到零件的尺寸并用UG軟件建模。并用分析軟件（如Mold-flow）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，知道最佳注射點(diǎn)。分析之后我們需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。對(duì)于這個(gè)產(chǎn)品我們選用了注塑加工成型方法，也就是用注塑模。對(duì)于模架的選擇和鑲件的確定，需要我們通過查閱資料中的經(jīng)驗(yàn)值并計(jì)算得出合理的數(shù)據(jù)；并選用合理的澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)。這些在說明書中都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。 由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中存在需要改進(jìn)和提高的地方。我十分希望老師能提出寶貴的意見，讓我可以做出一份較好的設(shè)計(jì)說明書，以便自身能力今后不斷提高。 1塑件的成型工藝分析 1.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析 1.1.1 塑件的工藝性分析 該塑件是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷墓麅龊?。它?jiǎn)單對(duì)稱，結(jié)構(gòu)性能很好；材料為PS塑料，壁厚2mm，適合大批量生產(chǎn)。圖1-1為塑件二維圖。 圖1-1 塑件二維圖 PS塑料是無定型塑料，它的成型收縮率為0.3％～0.8％，因此要有脫模斜度（要進(jìn)行拔模）。 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析 果凍盒為獨(dú)立性產(chǎn)品，不需要與其它零件配合使用。所以對(duì)尺寸精度和表面質(zhì)量要求不是很高。只要保證表面沒有刮痕、摸起來光滑即可。在選擇澆口位置時(shí)要考慮是否對(duì)表面質(zhì)量有影響，盡量不要影響使用。 1.2 塑件的材料分析 1.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用 PS是聚苯乙烯系塑料的簡(jiǎn)稱，是大分子鏈中包括苯乙烯基的一種塑料；其英文名為general purpose polystyrene。PS主要分為普通聚苯乙烯(GPPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)和茂金屬聚苯乙烯(SPS)等。其中通用級(jí)聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂，為有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。它的密度為1.04～1.09 g·cm3,透明度為88%～92%,折射率為1.59%～1.60%。 其實(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏喽际荘S塑料，像碗裝泡面盒、快餐盒、礦泉水瓶、食品包裝盒、塑料吸盤等。 1.2.2材料的性能 a. 機(jī)械性能：強(qiáng)度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化)； b. 耐熱老化性：增強(qiáng)后的UL溫度指數(shù)達(dá)120℃～140℃(戶外長(zhǎng)期老化性也很好)； c. 耐溶劑性：無應(yīng)力開裂； d. 對(duì)水穩(wěn)定性：遇水易分解(高溫、高濕環(huán)境下謹(jǐn)慎使用)； e. 成型加工性：普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快，流動(dòng)性好，模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時(shí)，僅需幾秒鐘，對(duì)大部件也只需要40s～60s。 anonymity 百度百科 PS塑料 2 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制 2.1 塑件的計(jì)算 圖2-1果凍盒是根據(jù)實(shí)際尺寸，用UG三維軟件做出的果凍盒三維圖。 圖2-1果凍盒 三維建模后，通過UG軟件中的分析我們可以直接得出塑件的體積（圖2-2）、質(zhì)量（圖2-3）和重量（圖2-4）。 圖2-2體積 圖2-3質(zhì)量 圖2-4重量 通過設(shè)計(jì)手冊(cè)查的PS材料密度為ρ≈1.04～1.09g·cm3。因此塑件的質(zhì)量G=V·ρ≈11.0939～11.35859g,故取11g塑件的質(zhì)量。 2.2 注射成型工藝 2.2.1 注射成型工藝過程 注射成型是熱塑性塑料的主要成型方法。注射成型工藝過程包括：成形前的準(zhǔn)備、注射成型過程及塑件的后處理三個(gè)階段［10］。 注射裝置準(zhǔn)備注射 預(yù)塑化 裝入料斗 塑料原料 清理模具、加熱 注 射 閉 模 放入嵌件 裝注料射預(yù)裝塑置 注射模具、加熱涂脫模劑 保壓（硬化） 排 氣 脫 模 塑 件 噴嘴后退 圖2-5工藝過程 2.2.2 注射成形的工藝參數(shù) 正確的注射成形工藝可以保證原材料良好塑化，順利充模、冷卻、定型，從而生產(chǎn)出合格的塑料制品。 PS注射成型時(shí)一般直接使用。有的時(shí)候?yàn)榱颂岣咚芗馁|(zhì)量,可以在55℃～70℃下的鼓風(fēng)烘箱預(yù)干燥1h～2h。關(guān)于這次注塑果凍殼所用的PS塑料具體的加工條件我們可以從表2-1常見的熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)得出： 1）溫度：料筒溫度為140℃～190℃,模具溫度為20℃～60℃； 2）壓力：注塑壓力為60MPa～100MPa,保護(hù)壓力為30MPa～40MPa； 3）時(shí)間：成形周期為40～90s。 由于這次做的果凍盒壁厚2mm較薄，所以保壓時(shí)間要短些（塑件收縮率最小為保壓時(shí)間最佳值），此外成形過程中盡量縮短開模、脫模等時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 表2-1熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù) 塑料 項(xiàng)目 乙丙共聚PP 聚丙烯 PP ABS 軟聚氯乙烯PVC 硬聚氯乙烯PVC 聚苯乙烯 PS HIPS 注射機(jī)類型 柱塞式 螺桿式 螺桿式 柱塞式 螺桿式 柱塞式 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） ― 30～60 30～60 ― 30～60 ― 30～60 噴 嘴 形式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 溫度/℃ 170～190 170～190 180～190 140～150 150～170 160～170 160～170 料筒溫度/℃ 前段 180～200 180～200 200～210 160～190 170～190 170～190 170～190 中段 190～220 200～220 210～230 ― 165～180 ― 170～190 后段 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 模具溫度/℃ 50～70 40～80 50～70 30～40 30～60 20～60 20～50 注射壓力/MPa 70～100 70～120 70～90 40～80 80～130 60～100 60～100 保壓壓力/MPa 40～50 50～60 50～70 20～30 40～60 30～40 30～40 注射時(shí)間/s 0～5 0～5 3～5 0～8 2～5 0～3 0～3 保壓時(shí)間/s 15～60 20～60 15～40 15～40 15～40 15～40 15～40 冷卻時(shí)間/s 15～50 15～50 15～30 15～40 15～30 15～30 10～40 成形周期/S 40～120 40～120 40～70 40～80 40～90 40～90 40～90 3 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 3.1 分型面的位置確定 為使產(chǎn)品順利從模具中取出，模具分成動(dòng)模和定模，此分界面為分型面。單分型面注塑模是我們通常所說的二板模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單只有一個(gè)分型面，一般用于側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)。雙分型面注塑模是我們通常所說的三板模，有兩個(gè)分型面，一般用于點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。分型面的不同，工作原理也不同。 選擇分型面要注意：①不能影響產(chǎn)品外觀；②盡可能把產(chǎn)品留在動(dòng)模一側(cè)，方便取出；③選擇產(chǎn)品最大截面，利于排氣。 綜合以上要點(diǎn)，選擇出合適的分型面，分型面的位置如圖3-1分型面中A-A處所示。 圖3-1分型面 3.2 型腔布局設(shè)計(jì) 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 影響型腔數(shù)量的主要因素有以下幾種： ①產(chǎn)品重量與注塑機(jī)的額定注塑量：各腔塑料制品總重+澆注系統(tǒng)凝料≤注塑機(jī)額度注塑量×80％（用于校對(duì)）； ②注塑機(jī)的額定鎖模； ③產(chǎn)品的生產(chǎn)批量：生產(chǎn)批量決定型腔的個(gè)數(shù)； ④經(jīng)濟(jì)效益：型腔數(shù)量越多，制造費(fèi)用和制造難度也越大，模具質(zhì)量也會(huì)下降； ⑤保養(yǎng)與維修：型腔數(shù)量越多，故障發(fā)生率也越高。 3.2.2 型腔排列方式的確定 型腔排列的原則 ①要保證模具壓力和溫度平衡，可以采用對(duì)稱排位或?qū)桥盼弧? A 對(duì)稱排位：一模多件，制品相同，腔數(shù)為雙數(shù)； B 對(duì)角排位：一模兩件，制品相同，但制品不對(duì)稱，叫鴛鴦模。 ②澆口位置要統(tǒng)一：相同制品要從相同的位置進(jìn)膠。 ③進(jìn)料平衡：熔料要同時(shí)充滿各型腔。 ④分流道盡量取最短：減少熔體在分流道內(nèi)的壓力和溫度損失。 綜合以上原則和產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如圖3-2所示型腔數(shù)量為二，排列方式為對(duì)稱排列較好。 圖3-2型腔布局 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型腔澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定、澆口的位置選擇、澆口形式及澆口截面尺寸的確定。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、大小、形狀以及制品批量大小，首先確定采用冷流道澆注系統(tǒng)還是熱流道澆注系統(tǒng)。本產(chǎn)品要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形狀似圓桶狀、大批量生產(chǎn)，所以我們采用冷流道澆注系統(tǒng)。 3.3.1 澆口設(shè)計(jì) 澆口設(shè)計(jì)原則： ①澆口數(shù)量在滿足注塑要求下越少越好； ②澆口位置盡量選在分型面上，要保證到型腔各個(gè)部位距離盡量相等，還要利于排氣，最重要的是不能影響制品外觀。 本產(chǎn)品要求：表面光潔無毛刺、無縮痕，所以采用點(diǎn)澆口，根據(jù)型腔的數(shù)量選用兩個(gè)點(diǎn)澆口（如圖3-3所示）。 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 對(duì)于多腔布置，盡量選用平衡式分流道，保證每個(gè)澆口位置相同且分流道長(zhǎng)短一致。本產(chǎn)品選用了點(diǎn)澆口和兩穴形式，所以選用U型水道較好（如圖3-3所示）。 圖3-3點(diǎn)澆口 3.3.3 主流道設(shè)計(jì) 主流道形狀由唧咀決定，為了便于脫模，一般主流道采用圓錐形。本產(chǎn)品選用的是點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口適用于三板模，所以主流道錐度可取5°～10°（如圖3-4所示）。 圖3-4主流道 3.4 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）頂出方向 模具的頂出方向分為：定模頂出、動(dòng)模頂出或動(dòng)、定模同時(shí)頂出。根據(jù)本產(chǎn)品的實(shí)際情況，我們采用動(dòng)模頂出。 2）頂出距離 ①一般是頂出的產(chǎn)品距離模具5～10mm； ②一些形狀簡(jiǎn)單且脫模角度大的桶形制品頂出成品深度的2/3。 3）頂出方式 頂出裝置一般分為：圓頂桿、扁頂桿、推管、斜頂、氣頂、頂出塊。 4）頂出位置 ①不能太靠邊，要保證1～2mm的料厚； ②在制品包緊力大的位置。 5）標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ①頂針固定板按照標(biāo)準(zhǔn)模架選擇； ②圓推桿一般選用4～6mm,制品較大可根據(jù)實(shí)際情況選擇。 該產(chǎn)品內(nèi)部沒有加強(qiáng)筋，壁厚為2mm，分型面最小直徑為Ф32mm，所以選用最普遍最簡(jiǎn)單的圓頂桿。通過計(jì)算，選用兩根Ф18×193mm的圓頂桿（如圖3-5所示）。 圖3-5頂桿 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型腔冷卻系統(tǒng)有很多形式：普通冷卻、水井冷卻、內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻、噴泉式冷卻等。根據(jù)實(shí)際情況，當(dāng)內(nèi)模鑲件冷卻時(shí)，可采用內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻法（如圖3-6所示）。 圖3-6水路 1）水孔直徑選用 根據(jù)表3-1水口直徑參照表，產(chǎn)品壁厚2mm選擇合適的水路直徑10mm。 表3-1水口直徑參照表 產(chǎn)品壁厚mm 冷卻水路直徑mm 1.5 5-8 2 8-10 2-4 10-12 2）水孔位置確定 表3-2水孔位置參數(shù)表 示意圖 參數(shù) d=2D～3D(水路孔邊至鑲件邊緣要求大于10mm) P=3D～5D 根據(jù)表3-2，計(jì)算得出： d=20～30mm,故取24.5mm。 P=30～50mm,故取50mm。 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 4.1模架的設(shè)計(jì) 4.1.1 模架設(shè)計(jì)思路 模架的選用與塑件進(jìn)澆方式和模具型腔的數(shù)量有關(guān)。本產(chǎn)品表面質(zhì)量較高，應(yīng)選用的是點(diǎn)澆口；產(chǎn)品尺寸較小，選用模具型腔的數(shù)量是“一模兩腔”。 4.1.2 模架選用的基本原則 1）盡量選擇較小的規(guī)格； 2）一般情況下優(yōu)先選擇工字模架（考慮注塑的容模量）； 3）模架盡量用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。 根據(jù)塑件進(jìn)澆方式、型腔的數(shù)量和模架選用的基本原則，選用了DCI模架。 4.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計(jì)算 4.2.1 鑲件大小的選擇 根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸和產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)可以確定好鑲件的外形尺寸。 通過計(jì)算得知產(chǎn)品的陰影面積為S=1734.065mm2。參考表4-1鑲件的大小參照表中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出A=40mm,B=24mm，C=40mm。 表4-1鑲件的大小參照表 產(chǎn)品投影面S（mm2） A(mm) B(mm) C(mm) 100-900 40 20 30 900-2500 40-45 20-24 30-40 2500-6400 45-50 24-30 40-50 6400-14400 50-55 30-36 50-65 14400-25600 55-65 36-42 65-80 “A”表示塑料制品最大外形邊到模芯邊的距離； “B”表示塑料制品最高點(diǎn)到前模芯底面的距離； “C”表示塑料制品到后模芯底面的距離。 4.2.2 A/B板尺寸的確定 A/B板各種尺寸如圖4-1、圖4-2所示。 圖4-1動(dòng)模 圖4-2 模架 A/B板各種尺寸，可以通過表4-2經(jīng)驗(yàn)參考值得出： D1：A/B板寬度尺寸 D1=W1+2T1 =126+2×40=206mm D2：A/B板長(zhǎng)度尺寸 D2=W2+2T2 =210+2×60=330mm H1：A板厚度尺寸 H1=V1+N1=65+40=105mm H2：B板厚度尺寸 H2=V2+N2=40+40=80mm 根據(jù)以上計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，可以選用型號(hào)為“3535” 的標(biāo)準(zhǔn)模架。 表4-2 A/B板參照表 W1 T1min W2 T2min V1 N1min V2 N2min <150 40 <200 50 <30 20 <30 30 150～250 50 200～300 60 30～40 35 30～40 40 >250 65 >300 70 >40 40 >40 50 4.2.3 C板尺寸的確定 模腳的高度H必須能順利推出塑件，并使推桿固定板離托板間有10mm左右的間隙。 方鐵高度H=頂針面板厚度+頂針底板厚度+限位釘高度+頂出距離+10～15mm = 20+25+5+45+10 =105mm （頂出距離≥制品需頂出高度+5～10mm）［10］ 5 模具繪圖 模具圖一般分為零件圖和裝配圖，為了讓人看懂，繪制圖紙時(shí)一定要特別注意圖紙的使用對(duì)象。繪制出的圖紙一定要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)注尺寸、公差，還有確保尺寸的完整性，圖紙的整潔性。 1） 零件圖 零件圖主要為了表示所加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸（包括尺寸公差、形為公差、粗糙度）及技術(shù)要求。 2） 裝配圖 模具裝配圖要清晰完整地表達(dá)出該模具的內(nèi)部構(gòu)造，零件之間的裝配與連接關(guān)系，模具的工作原理及生產(chǎn)該模具的技術(shù)要求和檢驗(yàn)要求。圖5-1為簡(jiǎn)易的裝配表達(dá)圖。 1.定位環(huán)；2.唧咀；3.工字板；4.推板；5.點(diǎn)澆口；6.A板；7.型芯；8.B板；9.頂針；10.方鐵；11.面針板；12.底針板；13.底板；14.U型道；15.型腔；16.膠塞；17.回針；18.垃圾釘；19.小拉桿 圖5-1裝配簡(jiǎn)圖 總 結(jié) 本篇文章是對(duì)塑料果凍盒注塑模設(shè)計(jì)。我運(yùn)用自己平時(shí)學(xué)習(xí)到的關(guān)于塑料模具的知識(shí)來進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)前我先了解了一下果凍盒的原材料—PS塑料；其次通過實(shí)體測(cè)量用UG軟件三維實(shí)體建模，得出產(chǎn)品的體積、質(zhì)量和重量并計(jì)算出該材料產(chǎn)品的質(zhì)量。在注射機(jī)的選用過程中，我發(fā)現(xiàn)有很多名詞是我所不了解的如鎖模力、注射量、注射壓力。通過查詢資料我了解了這些名詞的概念，但對(duì)于這些的計(jì)算還是存在困難，需要求助老師。 在這次設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅僅是冷流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)的區(qū)別，更多的是澆口、分流道、主流道的設(shè)計(jì)。頂出機(jī)構(gòu)除了圓頂桿，還有其他的頂出方式斜頂、推管等。冷卻系統(tǒng)也分很多形式，當(dāng)中還有水孔直徑、水口位置和水路布置。這些設(shè)計(jì)都需要通過尺寸計(jì)算來選擇合適的。總的來說整個(gè)模具的設(shè)計(jì)都是通過查詢相關(guān)資料計(jì)算選擇的，沒有一個(gè)系統(tǒng)是隨意定尺寸的。模具設(shè)計(jì)好后，進(jìn)行UG三維建模，然后需要用cad進(jìn)行導(dǎo)模具繪圖（也就是將三維轉(zhuǎn)換為二維圖），轉(zhuǎn)變?yōu)閳D紙形式。在圖形轉(zhuǎn)換過程中，我發(fā)現(xiàn)修改有些麻煩，對(duì)于注塑模的結(jié)構(gòu)表達(dá)有些困難。我在表達(dá)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行視圖分析時(shí)，有些細(xì)致的小地方，不能很好的表達(dá)出來（像冷卻系統(tǒng)中分流道和水路的表達(dá)方式）。 總的來說，這次的設(shè)計(jì)讓我在模具設(shè)計(jì)方面學(xué)到很多理論性和實(shí)踐性的知識(shí)，讓我有很大的進(jìn)步。對(duì)于模具設(shè)計(jì)思路也變得清晰。 致 謝 轉(zhuǎn)眼間就實(shí)習(xí)了，在實(shí)習(xí)前我做了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我遇到一些難題，做這份設(shè)計(jì)并不是很順利。在注射機(jī)的選擇過程中，有些計(jì)算類的問題我不太懂如何計(jì)算。我向我的同學(xué)尋求了幫助，我很感謝他們。但我更要感謝的是我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中他幫我解答難題，并幫我改正了我在設(shè)計(jì)上犯的一些錯(cuò)誤。因?yàn)槲沂堑谝淮巫约涸O(shè)計(jì)塑料模具，所以很多關(guān)于注射機(jī)的設(shè)計(jì)中澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的選用我都無從下手。模具設(shè)計(jì)并不是抱著隨隨便便的心態(tài)來完成，要精益求精，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來選用模架及其模具結(jié)構(gòu)。再次感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助。 附 錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 1 果凍盒注塑模裝配圖 GDHZS—00 2 果凍盒塑件圖 GDHZS—01 3 型腔 GDHZS—02 4 型芯 GDHZS—03 參考文獻(xiàn) [1] 張維合. 注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京：化工工業(yè)出版社，2011. [2] 浦學(xué)西. 模具結(jié)構(gòu).北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008. [3] 李學(xué)峰. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造（第2版）.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [4] 劉朝福. 注塑成型實(shí)用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013. [5] 李忠文.精密注塑工藝與產(chǎn)品缺陷解決方案100例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009. [6] 宋玉恒．塑料注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)．　北京：航空工業(yè)出版社，1994． [7] 許發(fā)樾．模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（第2版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015． [8] 陳劍鶴．模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．　北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009． [9] 李振平．模具制造工藝學(xué)．　北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007． [10] 褚建忠、甘輝、黃志高．塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐．杭州：浙江大學(xué)出版社，2015． XXXX 設(shè)計(jì)（XXX）任務(wù)書 課題名稱： 果凍盒注塑模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 起止日期 20 年 月 日至 20 年 月 日 一、課題來源、目標(biāo)及意義 果凍是生活很常見的一種零食，它是兒童的最愛，也是哄小孩的“必備武器”之一。它的外包裝——果凍盒也引起廣大父母的注意，父母關(guān)心它的材質(zhì)和成型過程，很適合作為模具設(shè)計(jì)畢業(yè)生的研究項(xiàng)目。 研究該項(xiàng)目是為了通過果凍盒注塑模設(shè)計(jì)的過程和思路，讓學(xué)生可以獨(dú)立完成一套模具設(shè)計(jì)，所用到的軟件更加熟練，如UG三維建模，CAD二維圖，Mold-flow模流分析。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)注塑模有了更深的了解。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，學(xué)生將運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，完成材料的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（分型面、型腔布局的確定，澆注、頂出、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）、模架的選擇、型芯型腔的繪制、模具裝配圖的繪制。對(duì)學(xué)生以后的設(shè)計(jì)有了一個(gè)簡(jiǎn)單的參照。為學(xué)生今后的模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，讓學(xué)生從身邊發(fā)現(xiàn)模具，對(duì)模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生更大的興趣。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求 本次設(shè)計(jì)將通過對(duì)注塑件的分析與計(jì)算，選擇合適的模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算選用，設(shè)計(jì)出一套合理、經(jīng)濟(jì)、安全的果凍盒注塑模具。 本次設(shè)計(jì)有助于提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，熟悉型芯型腔的計(jì)算和模架的選擇；頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的選擇；繪制出完整的裝配圖，將模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 計(jì)劃時(shí)間 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。 2 教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。 3 學(xué)生上交開題報(bào)告，開始設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo) 4 學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并上報(bào)周記5次，教師指導(dǎo) 5 學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 四、參考書及參考文獻(xiàn) 【1】 張維合. 注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京：化工工業(yè)出版社，2011. 【2】 浦學(xué)西. 模具結(jié)構(gòu).北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008. 【3】 李學(xué)峰. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造（第2版）.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 【4】 劉朝福. 注塑成型實(shí)用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013. 【5】 李忠文.精密注塑工藝與產(chǎn)品缺陷解決方案100例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009. 【6】 宋玉恒．塑料注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)．　北京：航空工業(yè)出版社，1994． 【7】 許發(fā)樾．模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（第2版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015． 【8】 陳劍鶴．模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．　北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009． 【9】 李振平．模具制造工藝學(xué)．　北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007． 【10】 褚建忠、甘輝、黃志高．塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐．杭州：浙江大學(xué)出版社，2015． 指導(dǎo)教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）: XX 設(shè)計(jì)(XX)開題報(bào)告 題 目： 果凍盒注塑模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 20X 年 月 日 一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應(yīng)用價(jià)值 果凍是生活很常見的一種零食，它是兒童的最愛，也是哄小孩的“必備武器”之一。它的外包裝——果凍盒也引起廣大父母的注意，父母關(guān)心它的材質(zhì)和成型過程，很適合作為模具設(shè)計(jì)畢業(yè)生的研究項(xiàng)目。 通過此次果凍盒注塑模設(shè)計(jì)的過程和思路，讓我們可以獨(dú)立完成一套模具設(shè)計(jì)，對(duì)所用到的軟件使用更加熟練，比如用UG三維建模；CAD繪制裝配圖；Mold-flow做模流分析，選擇最佳注塑位置和澆注方案。讓我們對(duì)注塑模有更深的了解。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，我們將運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，完成材料的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（分型面、型腔布局的確定，澆注、頂出、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）、模架的選擇、型芯型腔的繪制、模具裝配圖的繪制。對(duì)我們以后的設(shè)計(jì)有了一個(gè)簡(jiǎn)單的參照。為我們今后的模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，讓我們從身邊發(fā)現(xiàn)模具，對(duì)模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生更大的興趣。 二、課題研究的基本思路、研究的關(guān)鍵問題和研究手段（途徑） 對(duì)于果凍盒的設(shè)計(jì)，我們首先需要考慮我們需要設(shè)計(jì)的塑件制造要求，然后運(yùn)用學(xué)到的關(guān)于模具注塑成型及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，分析塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇符合塑件的材料。接下來就是型腔數(shù)量、布局的確定；型芯型腔尺寸的確定；模架的選擇；零件圖、裝配圖的繪制等。 在設(shè)計(jì)過程中，我們將遇到很多問題，其中要研究的關(guān)鍵問題有塑件材料的選用；塑件的公差等級(jí)；注塑機(jī)的選擇。 還有一些細(xì)節(jié)問題，也是我們此次設(shè)計(jì)中要注意的。比如繪制零件圖時(shí)，要考慮型芯型腔的精度、尺寸和加工過程材料的收縮。 通過老師對(duì)塑料模具方面知識(shí)的講解和注塑模具相關(guān)資料的參考、查詢，這些關(guān)鍵問題我們都逐一解決了。 三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述 想要設(shè)計(jì)出一套完整的設(shè)計(jì)，必須掌握與本設(shè)計(jì)相關(guān)注塑成型加工工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。一套完整的塑料模具設(shè)計(jì)一般有如下幾個(gè)步驟： 1.塑料成型工藝分析：1)塑件工藝分析2）塑件材料分析 2.成型設(shè)備的選擇與注塑工藝參數(shù)的編制：1）塑件的體積、質(zhì)量計(jì)算2）注塑成型工藝 3.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1）分型面的確定2）型腔布局設(shè)計(jì)3）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇：1）模架的設(shè)計(jì)2）型芯型腔的尺寸計(jì)算3）動(dòng)模、定模的計(jì)算 5.模具繪圖：1）模具裝配圖的繪制2）零件圖的繪制 以上五點(diǎn)包括了設(shè)計(jì)一套模具所需的基本步驟和要求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，我們通過查閱大量的相關(guān)資料、手冊(cè)等，對(duì)塑料模具的組成結(jié)構(gòu)（澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)）有了新的認(rèn)識(shí)，不在局限于定義理解。 四、論文工作進(jìn)度與安排 起訖日期 工作內(nèi)容 達(dá)到要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。 選題審批完成 教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。 完成開題報(bào)告 學(xué)生提交開題報(bào)告并開始設(shè)計(jì)，教師指導(dǎo)。 開題報(bào)告審核完成，并已開始設(shè)計(jì) 老師指導(dǎo)，學(xué)生更改并定稿。 畢業(yè)設(shè)計(jì)最終稿完成 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。 材料上交完成 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 六、所在專業(yè)負(fù)責(zé)人審查意見 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 年 月 日 七、參考文獻(xiàn)閱讀清單（要求8篇以上） 序號(hào) 題 目（及作者） 出處 （書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號(hào)等） 1 張維合. 注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京：化工工業(yè)出版社，2011. 2 浦學(xué)西. 模具結(jié)構(gòu). 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008. 3 李學(xué)峰. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造（第2版）. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 4 劉朝福. 注塑成型實(shí)用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013. 5 李忠文.精密注塑工藝與產(chǎn)品缺陷解決方案100例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009. 6 宋玉恒．塑料注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)．　 北京：航空工業(yè)出版社，1994． 7 許發(fā)樾．模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（第2版）． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015． 8 陳劍鶴．模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009． 9 李振平．模具制造工藝學(xué)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007． 10 褚建忠、甘輝、黃志高．塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐． 杭州：浙江大學(xué)出版社，2015． 果凍盒注塑模設(shè)計(jì) 摘 要 本篇運(yùn)用CAD和UG軟件對(duì)塑料果凍盒進(jìn)行了設(shè)計(jì)。塑料果凍盒是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奈锲?，它的材料是PS。在了解果凍盒的結(jié)構(gòu)特征后，我們采用注射成型加工工藝。在設(shè)計(jì)過程中我們采用的點(diǎn)澆口澆注方式，其他關(guān)于模架的選用、鑲件的大小都進(jìn)行相關(guān)資料的查詢并計(jì)算得出。 關(guān)鍵詞：果凍盒；PS塑料；注射成型；點(diǎn)澆口 目 錄 前 言 1 1塑件的成型工藝分析 2 1.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析 2 1.1.1 塑件的工藝性分析 2 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析 2 1.2 塑件的材料分析 3 1.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用 3 1.2.2材料的性能 3 2 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制 4 2.1 塑件的計(jì)算 4 2.2 注射成型工藝 5 2.2.1 注射成型工藝過程 5 2.2.2 注射成形的工藝參數(shù) 6 3 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 8 3.1 分型面的位置確定 8 3.2 型腔布局設(shè)計(jì) 8 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 8 3.2.2 型腔排列方式的確定 9 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3.3.1 澆口設(shè)計(jì) 9 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 10 3.3.3 主流道設(shè)計(jì) 10 3.4 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 14 4.1模架的設(shè)計(jì) 14 4.1.1 模架設(shè)計(jì)思路 14 4.1.2 模架選用的基本原則 14 4.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計(jì)算 14 4.2.1 鑲件大小的選擇 14 4.2.2 A/B板尺寸的確定 14 4.2.3 C板尺寸的確定 15 5 模具繪圖 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻(xiàn) 20 前 言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，塑料制品所占的比例也在變大，大規(guī)模的模具生產(chǎn)使我國(guó)的模具質(zhì)量、模具的制造水平得到很大的改善［10］。 塑料模具，簡(jiǎn)單來說就是加工完整構(gòu)造和精確尺寸塑料的工具。由于塑料品種和加工方式的繁多，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也很多。按照塑料制品成型加工方法的不同，我們通常將塑料模具分為六大類型：注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、熱成形模具。 其實(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏嗍峭ㄟ^注塑模加工成型的，如碗裝泡面盒、快餐盒、飲料瓶、家用開關(guān)蓋、肥皂盒等等。由此說明，模具在我們生活中是必不可少的，塑料模具更為重要。為了讓大家了解塑料模具，我選擇了在日常生活中不引人注意的果凍盒來做一次設(shè)計(jì)。 本篇文章主要是對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷牧闶嘲b——塑料果凍盒的設(shè)計(jì)。在沒有接觸模具設(shè)計(jì)這方面的知識(shí)時(shí)，我們只知道果凍盒是用模具做出來的，不同的形狀用不同的模具?？墒?，對(duì)于具體的加工方式并不了解。為此我利用自己學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)圓形的果凍盒進(jìn)行了一次設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)前，我們首先需要的是要了解產(chǎn)品所采用的是何種材料，其次了解這種材料的各項(xiàng)性能和加工時(shí)需要的工藝參數(shù)。接下來我們需要利用測(cè)量工具得到零件的尺寸并用UG軟件建模。并用分析軟件（如Mold-flow）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，知道最佳注射點(diǎn)。分析之后我們需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。對(duì)于這個(gè)產(chǎn)品我們選用了注塑加工成型方法，也就是用注塑模。對(duì)于模架的選擇和鑲件的確定，需要我們通過查閱資料中的經(jīng)驗(yàn)值并計(jì)算得出合理的數(shù)據(jù)；并選用合理的澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)。這些在說明書中都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。 由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中存在需要改進(jìn)和提高的地方。我十分希望老師能提出寶貴的意見，讓我可以做出一份較好的設(shè)計(jì)說明書，以便自身能力今后不斷提高。 1塑件的成型工藝分析 1.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析 1.1.1 塑件的工藝性分析 該塑件是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷墓麅龊?。它?jiǎn)單對(duì)稱，結(jié)構(gòu)性能很好；材料為PS塑料，壁厚2mm，適合大批量生產(chǎn)。圖1-1為塑件二維圖。 圖1-1 塑件二維圖 PS塑料是無定型塑料，它的成型收縮率為0.3％～0.8％，因此要有脫模斜度（要進(jìn)行拔模）。 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析 果凍盒為獨(dú)立性產(chǎn)品，不需要與其它零件配合使用。所以對(duì)尺寸精度和表面質(zhì)量要求不是很高。只要保證表面沒有刮痕、摸起來光滑即可。在選擇澆口位置時(shí)要考慮是否對(duì)表面質(zhì)量有影響，盡量不要影響使用。 1.2 塑件的材料分析 1.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用 PS是聚苯乙烯系塑料的簡(jiǎn)稱，是大分子鏈中包括苯乙烯基的一種塑料；其英文名為general purpose polystyrene。PS主要分為普通聚苯乙烯(GPPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)和茂金屬聚苯乙烯(SPS)等。其中通用級(jí)聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂，為有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。它的密度為1.04～1.09 g·cm3,透明度為88%～92%,折射率為1.59%～1.60%。 其實(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏喽际荘S塑料，像碗裝泡面盒、快餐盒、礦泉水瓶、食品包裝盒、塑料吸盤等。 1.2.2材料的性能 a. 機(jī)械性能：強(qiáng)度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化)； b. 耐熱老化性：增強(qiáng)后的UL溫度指數(shù)達(dá)120℃～140℃(戶外長(zhǎng)期老化性也很好)； c. 耐溶劑性：無應(yīng)力開裂； d. 對(duì)水穩(wěn)定性：遇水易分解(高溫、高濕環(huán)境下謹(jǐn)慎使用)； e. 成型加工性：普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快，流動(dòng)性好，模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時(shí)，僅需幾秒鐘，對(duì)大部件也只需要40s～60s。 anonymity 百度百科 PS塑料 2 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制 2.1 塑件的計(jì)算 圖2-1果凍盒是根據(jù)實(shí)際尺寸，用UG三維軟件做出的果凍盒三維圖。 圖2-1果凍盒 三維建模后，通過UG軟件中的分析我們可以直接得出塑件的體積（圖2-2）、質(zhì)量（圖2-3）和重量（圖2-4）。 圖2-2體積 圖2-3質(zhì)量 圖2-4重量 通過設(shè)計(jì)手冊(cè)查的PS材料密度為ρ≈1.04～1.09g·cm3。因此塑件的質(zhì)量G=V·ρ≈11.0939～11.35859g,故取11g塑件的質(zhì)量。 2.2 注射成型工藝 2.2.1 注射成型工藝過程 注射成型是熱塑性塑料的主要成型方法。注射成型工藝過程包括：成形前的準(zhǔn)備、注射成型過程及塑件的后處理三個(gè)階段［10］。 注射裝置準(zhǔn)備注射 預(yù)塑化 裝入料斗 塑料原料 清理模具、加熱 注 射 閉 模 放入嵌件 裝注料射預(yù)裝塑置 注射模具、加熱涂脫模劑 保壓（硬化） 排 氣 脫 模 塑 件 噴嘴后退 圖2-5工藝過程 2.2.2 注射成形的工藝參數(shù) 正確的注射成形工藝可以保證原材料良好塑化，順利充模、冷卻、定型，從而生產(chǎn)出合格的塑料制品。 PS注射成型時(shí)一般直接使用。有的時(shí)候?yàn)榱颂岣咚芗馁|(zhì)量,可以在55℃～70℃下的鼓風(fēng)烘箱預(yù)干燥1h～2h。關(guān)于這次注塑果凍殼所用的PS塑料具體的加工條件我們可以從表2-1常見的熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)得出： 1）溫度：料筒溫度為140℃～190℃,模具溫度為20℃～60℃； 2）壓力：注塑壓力為60MPa～100MPa,保護(hù)壓力為30MPa～40MPa； 3）時(shí)間：成形周期為40～90s。 由于這次做的果凍盒壁厚2mm較薄，所以保壓時(shí)間要短些（塑件收縮率最小為保壓時(shí)間最佳值），此外成形過程中盡量縮短開模、脫模等時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 表2-1熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù) 塑料 項(xiàng)目 乙丙共聚PP 聚丙烯 PP ABS 軟聚氯乙烯PVC 硬聚氯乙烯PVC 聚苯乙烯 PS HIPS 注射機(jī)類型 柱塞式 螺桿式 螺桿式 柱塞式 螺桿式 柱塞式 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） ― 30～60 30～60 ― 30～60 ― 30～60 噴 嘴 形式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 溫度/℃ 170～190 170～190 180～190 140～150 150～170 160～170 160～170 料筒溫度/℃ 前段 180～200 180～200 200～210 160～190 170～190 170～190 170～190 中段 190～220 200～220 210～230 ― 165～180 ― 170～190 后段 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 150～170 模具溫度/℃ 50～70 40～80 50～70 30～40 30～60 20～60 20～50 注射壓力/MPa 70～100 70～120 70～90 40～80 80～130 60～100 60～100 保壓壓力/MPa 40～50 50～60 50～70 20～30 40～60 30～40 30～40 注射時(shí)間/s 0～5 0～5 3～5 0～8 2～5 0～3 0～3 保壓時(shí)間/s 15～60 20～60 15～40 15～40 15～40 15～40 15～40 冷卻時(shí)間/s 15～50 15～50 15～30 15～40 15～30 15～30 10～40 成形周期/S 40～120 40～120 40～70 40～80 40～90 40～90 40～90 3 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 3.1 分型面的位置確定 為使產(chǎn)品順利從模具中取出，模具分成動(dòng)模和定模，此分界面為分型面。單分型面注塑模是我們通常所說的二板模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單只有一個(gè)分型面，一般用于側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)。雙分型面注塑模是我們通常所說的三板模，有兩個(gè)分型面，一般用于點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。分型面的不同，工作原理也不同。 選擇分型面要注意：①不能影響產(chǎn)品外觀；②盡可能把產(chǎn)品留在動(dòng)模一側(cè)，方便取出；③選擇產(chǎn)品最大截面，利于排氣。 綜合以上要點(diǎn)，選擇出合適的分型面，分型面的位置如圖3-1分型面中A-A處所示。 圖3-1分型面 3.2 型腔布局設(shè)計(jì) 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 影響型腔數(shù)量的主要因素有以下幾種： ①產(chǎn)品重量與注塑機(jī)的額定注塑量：各腔塑料制品總重+澆注系統(tǒng)凝料≤注塑機(jī)額度注塑量×80％（用于校對(duì)）； ②注塑機(jī)的額定鎖模； ③產(chǎn)品的生產(chǎn)批量：生產(chǎn)批量決定型腔的個(gè)數(shù)； ④經(jīng)濟(jì)效益：型腔數(shù)量越多，制造費(fèi)用和制造難度也越大，模具質(zhì)量也會(huì)下降； ⑤保養(yǎng)與維修：型腔數(shù)量越多，故障發(fā)生率也越高。 3.2.2 型腔排列方式的確定 型腔排列的原則 ①要保證模具壓力和溫度平衡，可以采用對(duì)稱排位或?qū)桥盼弧? A 對(duì)稱排位：一模多件，制品相同，腔數(shù)為雙數(shù)； B 對(duì)角排位：一模兩件，制品相同，但制品不對(duì)稱，叫鴛鴦模。 ②澆口位置要統(tǒng)一：相同制品要從相同的位置進(jìn)膠。 ③進(jìn)料平衡：熔料要同時(shí)充滿各型腔。 ④分流道盡量取最短：減少熔體在分流道內(nèi)的壓力和溫度損失。 綜合以上原則和產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如圖3-2所示型腔數(shù)量為二，排列方式為對(duì)稱排列較好。 圖3-2型腔布局 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型腔澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定、澆口的位置選擇、澆口形式及澆口截面尺寸的確定。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、大小、形狀以及制品批量大小，首先確定采用冷流道澆注系統(tǒng)還是熱流道澆注系統(tǒng)。本產(chǎn)品要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形狀似圓桶狀、大批量生產(chǎn)，所以我們采用冷流道澆注系統(tǒng)。 3.3.1 澆口設(shè)計(jì) 澆口設(shè)計(jì)原則： ①澆口數(shù)量在滿足注塑要求下越少越好； ②澆口位置盡量選在分型面上，要保證到型腔各個(gè)部位距離盡量相等，還要利于排氣，最重要的是不能影響制品外觀。 本產(chǎn)品要求：表面光潔無毛刺、無縮痕，所以采用點(diǎn)澆口，根據(jù)型腔的數(shù)量選用兩個(gè)點(diǎn)澆口（如圖3-3所示）。 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 對(duì)于多腔布置，盡量選用平衡式分流道，保證每個(gè)澆口位置相同且分流道長(zhǎng)短一致。本產(chǎn)品選用了點(diǎn)澆口和兩穴形式，所以選用U型水道較好（如圖3-3所示）。 圖3-3點(diǎn)澆口 3.3.3 主流道設(shè)計(jì) 主流道形狀由唧咀決定，為了便于脫模，一般主流道采用圓錐形。本產(chǎn)品選用的是點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口適用于三板模，所以主流道錐度可取5°～10°（如圖3-4所示）。 圖3-4主流道 3.4 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）頂出方向 模具的頂出方向分為：定模頂出、動(dòng)模頂出或動(dòng)、定模同時(shí)頂出。根據(jù)本產(chǎn)品的實(shí)際情況，我們采用動(dòng)模頂出。 2）頂出距離 ①一般是頂出的產(chǎn)品距離模具5～10mm； ②一些形狀簡(jiǎn)單且脫模角度大的桶形制品頂出成品深度的2/3。 3）頂出方式 頂出裝置一般分為：圓頂桿、扁頂桿、推管、斜頂、氣頂、頂出塊。 4）頂出位置 ①不能太靠邊，要保證1～2mm的料厚； ②在制品包緊力大的位置。 5）標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ①頂針固定板按照標(biāo)準(zhǔn)模架選擇； ②圓推桿一般選用4～6mm,制品較大可根據(jù)實(shí)際情況選擇。 該產(chǎn)品內(nèi)部沒有加強(qiáng)筋，壁厚為2mm，分型面最小直徑為Ф32mm，所以選用最普遍最簡(jiǎn)單的圓頂桿。通過計(jì)算，選用兩根Ф18×193mm的圓頂桿（如圖3-5所示）。 圖3-5頂桿 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型腔冷卻系統(tǒng)有很多形式：普通冷卻、水井冷卻、內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻、噴泉式冷卻等。根據(jù)實(shí)際情況，當(dāng)內(nèi)模鑲件冷卻時(shí)，可采用內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻法（如圖3-6所示）。 圖3-6水路 1）水孔直徑選用 根據(jù)表3-1水口直徑參照表，產(chǎn)品壁厚2mm選擇合適的水路直徑10mm。 表3-1水口直徑參照表 產(chǎn)品壁厚mm 冷卻水路直徑mm 1.5 5-8 2 8-10 2-4 10-12 2）水孔位置確定 表3-2水孔位置參數(shù)表 示意圖 參數(shù) d=2D～3D(水路孔邊至鑲件邊緣要求大于10mm) P=3D～5D 根據(jù)表3-2，計(jì)算得出： d=20～30mm,故取24.5mm。 P=30～50mm,故取50mm。 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 4.1模架的設(shè)計(jì) 4.1.1 模架設(shè)計(jì)思路 模架的選用與塑件進(jìn)澆方式和模具型腔的數(shù)量有關(guān)。本產(chǎn)品表面質(zhì)量較高，應(yīng)選用的是點(diǎn)澆口；產(chǎn)品尺寸較小，選用模具型腔的數(shù)量是“一模兩腔”。 4.1.2 模架選用的基本原則 1）盡量選擇較小的規(guī)格； 2）一般情況下優(yōu)先選擇工字模架（考慮注塑的容模量）； 3）模架盡量用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。 根據(jù)塑件進(jìn)澆方式、型腔的數(shù)量和模架選用的基本原則，選用了DCI模架。 4.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計(jì)算 4.2.1 鑲件大小的選擇 根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸和產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)可以確定好鑲件的外形尺寸。 通過計(jì)算得知產(chǎn)品的陰影面積為S=1734.065mm2。參考表4-1鑲件的大小參照表中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出A=40mm,B=24mm，C=40mm。 表4-1鑲件的大小參照表 產(chǎn)品投影面S（mm2） A(mm) B(mm) C(mm) 100-900 40 20 30 900-2500 40-45 20-24 30-40 2500-6400 45-50 24-30 40-50 6400-14400 50-55 30-36 50-65 14400-25600 55-65 36-42 65-80 “A”表示塑料制品最大外形邊到模芯邊的距離； “B”表示塑料制品最高點(diǎn)到前模芯底面的距離； “C”表示塑料制品到后模芯底面的距離。 4.2.2 A/B板尺寸的確定 A/B板各種尺寸如圖4-1、圖4-2所示。 圖4-1動(dòng)模 圖4-2 模架 A/B板各種尺寸，可以通過表4-2經(jīng)驗(yàn)參考值得出： D1：A/B板寬度尺寸 D1=W1+2T1 =126+2×40=206mm D2：A/B板長(zhǎng)度尺寸 D2=W2+2T2 =210+2×60=330mm H1：A板厚度尺寸 H1=V1+N1=65+40=105mm H2：B板厚度尺寸 H2=V2+N2=40+40=80mm 根據(jù)以上計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，可以選用型號(hào)為“3535” 的標(biāo)準(zhǔn)模架。 表4-2 A/B板參照表 W1 T1min W2 T2min V1 N1min V2 N2min <150 40 <200 50 <30 20 <30 30 150～250 50 200～300 60 30～40 35 30～40 40 >250 65 >300 70 >40 40 >40 50 4.2.3 C板尺寸的確定 模腳的高度H必須能順利推出塑件，并使推桿固定板離托板間有10mm左右的間隙。 方鐵高度H=頂針面板厚度+頂針底板厚度+限位釘高度+頂出距離+10～15mm = 20+25+5+45+10 =105mm （頂出距離≥制品需頂出高度+5～10mm）［10］ 5 模具繪圖 模具圖一般分為零件圖和裝配圖，為了讓人看懂，繪制圖紙時(shí)一定要特別注意圖紙的使用對(duì)象。繪制出的圖紙一定要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)注尺寸、公差，還有確保尺寸的完整性，圖紙的整潔性。 1） 零件圖 零件圖主要為了表示所加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸（包括尺寸公差、形為公差、粗糙度）及技術(shù)要求。 2） 裝配圖 模具裝配圖要清晰完整地表達(dá)出該模具的內(nèi)部構(gòu)造，零件之間的裝配與連接關(guān)系，模具的工作原理及生產(chǎn)該模具的技術(shù)要求和檢驗(yàn)要求。圖5-1為簡(jiǎn)易的裝配表達(dá)圖。 1.定位環(huán)；2.唧咀；3.工字板；4.推板；5.點(diǎn)澆口；6.A板；7.型芯；8.B板；9.頂針；10.方鐵；11.面針板；12.底針板；13.底板；14.U型道；15.型腔；16.膠塞；17.回針；18.垃圾釘；19.小拉桿 圖5-1裝配簡(jiǎn)圖 總 結(jié) 本篇文章是對(duì)塑料果凍盒注塑模設(shè)計(jì)。我運(yùn)用自己平時(shí)學(xué)習(xí)到的關(guān)于塑料模具的知識(shí)來進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)前我先了解了一下果凍盒的原材料—PS塑料；其次通過實(shí)體測(cè)量用UG軟件三維實(shí)體建模，得出產(chǎn)品的體積、質(zhì)量和重量并計(jì)算出該材料產(chǎn)品的質(zhì)量。在注射機(jī)的選用過程中，我發(fā)現(xiàn)有很多名詞是我所不了解的如鎖模力、注射量、注射壓力。通過查詢資料我了解了這些名詞的概念，但對(duì)于這些的計(jì)算還是存在困難，需要求助老師。 在這次設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅僅是冷流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)的區(qū)別，更多的是澆口、分流道、主流道的設(shè)計(jì)。頂出機(jī)構(gòu)除了圓頂桿，還有其他的頂出方式斜頂、推管等。冷卻系統(tǒng)也分很多形式，當(dāng)中還有水孔直徑、水口位置和水路布置。這些設(shè)計(jì)都需要通過尺寸計(jì)算來選擇合適的。總的來說整個(gè)模具的設(shè)計(jì)都是通過查詢相關(guān)資料計(jì)算選擇的，沒有一個(gè)系統(tǒng)是隨意定尺寸的。模具設(shè)計(jì)好后，進(jìn)行UG三維建模，然后需要用cad進(jìn)行導(dǎo)模具繪圖（也就是將三維轉(zhuǎn)換為二維圖），轉(zhuǎn)變?yōu)閳D紙形式。在圖形轉(zhuǎn)換過程中，我發(fā)現(xiàn)修改有些麻煩，對(duì)于注塑模的結(jié)構(gòu)表達(dá)有些困難。我在表達(dá)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行視圖分析時(shí)，有些細(xì)致的小地方，不能很好的表達(dá)出來（像冷卻系統(tǒng)中分流道和水路的表達(dá)方式）。 總的來說，這次的設(shè)計(jì)讓我在模具設(shè)計(jì)方面學(xué)到很多理論性和實(shí)踐性的知識(shí)，讓我有很大的進(jìn)步。對(duì)于模具設(shè)計(jì)思路也變得清晰。 致 謝 轉(zhuǎn)眼間就實(shí)習(xí)了，在實(shí)習(xí)前我做了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我遇到一些難題，做這份設(shè)計(jì)并不是很順利。在注射機(jī)的選擇過程中，有些計(jì)算類的問題我不太懂如何計(jì)算。我向我的同學(xué)尋求了幫助，我很感謝他們。但我更要感謝的是我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中他幫我解答難題，并幫我改正了我在設(shè)計(jì)上犯的一些錯(cuò)誤。因?yàn)槲沂堑谝淮巫约涸O(shè)計(jì)塑料模具，所以很多關(guān)于注射機(jī)的設(shè)計(jì)中澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的選用我都無從下手。模具設(shè)計(jì)并不是抱著隨隨便便的心態(tài)來完成，要精益求精，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來選用模架及其模具結(jié)構(gòu)。再次感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助。 附 錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 1 果凍盒注塑模裝配圖 GDHZS—00 2 果凍盒塑件圖 GDHZS—01 3 型腔 GDHZS—02 4 型芯 GDHZS—03 參考文獻(xiàn) [1] 張維合. 注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京：化工工業(yè)出版社，2011. 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