一模一腔直澆口頂桿頂出水杯的塑料模具設(shè)計12

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1、武漢工程大學模具設(shè)計說明書目錄摘要.2.第一部分綜述.3.1.1制品原材料的選擇.31.1.1聚苯乙烯PS.3.1.1.2聚乙烯PE.31.1.3聚氯乙烯PVC.41.1.4聚丙烯PP.4.第二部分設(shè)計過程.5.2.1塑料水杯尺寸的確定.52.2成型零部件的設(shè)計.62.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的確定 .62.3選用標準模架.7.2.4注射機的選定.9.2.4.1初步選定注射機.92.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計.101直澆口（主流道）設(shè)計要點.1 02直澆口尺寸計算 .112.5.3澆口套的設(shè)計.112.6推出系統(tǒng)的設(shè)計.12脫模力的計算 .1.2圓推桿推出的設(shè)計.1.32.7導向系統(tǒng)的設(shè)計.142.

2、7.1導柱導向機構(gòu)設(shè)計要點 .1 42.7.2帶頭導柱.142.7.3帶頭導套.152.8其他結(jié)構(gòu)件設(shè)計.16復位桿.16定位圈.16墊塊.17注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 .18注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計 .1.8第三部分注射機的校核.203.1注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度校核 .203.2開模行程的校核.203.3模具在注射機上的安裝.20武漢工程大學模具設(shè)計說明書3.4流程比的校核.20總結(jié).21參考文獻.22武漢工程大學模具設(shè)計說明書3摘要中文摘要本次設(shè)計的是直筒水杯，主要介紹了水杯的設(shè)計思路、 加工過程和水杯的注 射模的設(shè)計。這種聚丙烯水杯無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度、耐熱性 都較好

3、，是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋夭豢缮俚纳钣闷贰１敬卧O(shè)計采用的是注射成型。在設(shè)計過程中，首先對進行原材料分析，比較 不同塑料的物理和化學性質(zhì)從而選定水杯的最佳原料為聚丙烯。然后介紹了不同形式的澆口的優(yōu)缺點，接下來初步選定注射機和標準模架， 再進一步設(shè)計模具各 個結(jié)構(gòu)，最后對注射機進行校核。關(guān)鍵詞：注塑成型注射機模具AbstractThis design is about water bottle. It mainly introduces the design ideasOf water bottle, the processes, and the injecti on mold. Water bot

4、tle havemany advantages, such as its non-poisonous, unpalatable, low density,whats more, its strength, stiffness, rigidity and heat-resistanee are alsogood. Its esse ntial to daily life.The desig n adopt the injecti on moldi ng. During the desig n process,first, we an alyse raw materials, and select

5、 PP as the best material ofwaterbottle by comparing the different physical and chemical properties ofplastics. Then we in troduce the adva ntages and disadva ntages of different types of sprue. Following initially selected injection machine and the standard mold, desig n further structural of each m

6、old. Fin ally, check on theinjectio n mach ine.Key words : injectio n moldi nginjectio n mach ine mould武漢工程大學模具設(shè)計說明書4第一部分綜述目前，塑料制品得到了越來越廣泛的應用， 塑料的成型方法也越來越多，如 注射成型、擠壓成型、真空成型、發(fā)泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以 及熱固性塑料的各種成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料 注射模則是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料注射成型的生產(chǎn)實踐中，高效的塑料注 射機、先進的塑料注射模具和合理的注射成型工藝是不可缺少的三項主要因素

7、， 本說明書即介紹了一模一腔直澆口頂桿頂出水杯塑料模具設(shè)計的基本過程。1.1 制品原材料的選擇塑料行業(yè)是20世紀發(fā)展最快的行業(yè)，也是21世紀最有前途的行業(yè)之一。塑 料的發(fā)展直接導致了塑料模具的發(fā)展。 塑料模具是用來生產(chǎn)塑料制品的工具， 在 設(shè)計模具之前，必須對塑料的成型工藝性能有充分的了解和掌握， 只有充分熟悉 成型工藝條件之間的內(nèi)在關(guān)系，才能精確控制模具尺寸與塑料制品的尺寸， 才能 設(shè)計出優(yōu)良的模具。以下為通用塑料的使用性能和用途。1.1.1 聚苯乙烯 PS性能：電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機玻 璃，著色性、耐水性、化學穩(wěn)定性良好，力學強度一般，剛性好，但性脆，易

8、產(chǎn) 生應力碎裂，不耐笨、汽油等有機溶劑。用途：適于制作絕緣透件、透明件、裝飾件日用品、泡沫包裝材料及建筑隔 熱材料等。1.1.2 聚乙烯 PE性能：耐腐蝕性、電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優(yōu)良，可以氯化、輻照改性, 可用玻璃纖維增強。高密度聚乙烯（HDPE）熔點、剛性、硬度和強度較高、耐應力開裂性好， 吸水性小，有突出的絕緣性能和良好的耐輻照性。低密度聚乙烯（LDPE）柔軟性、伸長率、沖擊強度和透明性較好。線性低密度聚乙烯（LLDPE）的性能介于LDPE和HDPE之間。茂金屬聚乙烯（mPE）主要用于薄膜，薄膜強度、柔軟性、熱封性和透明性 極好。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）沖擊強度高，耐疲勞，耐

9、磨，用冷壓燒結(jié) 成型。用途：高密度聚乙烯適于制作管材、中空瓶、注射制品、重包裝膜、編織袋、 撕裂膜、大包帶、周轉(zhuǎn)箱及絲類等。低密度聚乙烯用于制作地膜、大棚膜、保鮮膜、電纜及注射件等。線性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、編織袋、打包帶等。超高分子量聚乙烯適于制作減磨、耐磨及傳動零件。武漢工程大學模具設(shè)計說明書51.1.3 聚氯乙烯 PVC（1）硬聚氯乙烯（HPVC）性能：力學強度高，硬度大，絕緣性優(yōu)良，耐酸堿力極強，化學穩(wěn)定性好，阻燃 性好，印刷及焊接性好，但軟化點低。用途：適于制造型材、管材、棒材、板材、片材、絲類、中空瓶、焊條及注射制 品（管件和閥門等），代替木材和金屬材料。（2）軟聚氯

10、乙烯（SPVC）性能：制品柔軟，斷裂伸長率大，力學強度大、耐腐蝕性、電絕緣性均低于硬聚 氯乙烯，且易老化。用途：適于制作大棚薄膜、鹽膜、日用膜、電線電纜絕緣層、革類、鞋類、軟管、 軟片及密封材料等。1.1.4 聚丙烯 PP性能：性對密度小，強度、剛性、耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100C左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，耐疲勞性好，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響， 但低溫變脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纖維增強后，強度接近工程塑料。聚丙 烯的共聚物（PP-C）可改善其沖擊性能，其中無軌共聚物（PP-R）主要用于管 材，嵌段共聚物（PP-B）主要用于大型容器、周轉(zhuǎn)箱等。用途：PP適于制作注射制品、汽車

11、配件、殼體、日用品、打包帶、編織袋、 雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等）、電容器膜、上水管材、地熱管、片材（吸 塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。 根據(jù)以上制品性能，綜合參考，特別是聚丙烯具有很好的耐熱性，正是水杯 需要的性能，所以選擇PP作為水杯的原材料。經(jīng)查閱，由張維合主編注塑模具設(shè)計使用教程書中表1-1以及表1-4可知PP的計算收縮率及其他性能如表1-1。表 1-1 PP 的計算收縮率及其他性能性能名稱數(shù)值性能名稱數(shù)值收縮率1%2.5%熔點/C164相對密度/g/cm30.9 00.91流程比250:1模溫廠C160230型腔壓力/MPa20注射壓力MPa70140玻璃化溫度/C-20

12、武漢工程大學模具設(shè)計說明書6第二部分設(shè)計過程在選定原材料后，根據(jù)課程設(shè)計要求，我們需要設(shè)計的是直澆口一模一腔頂桿頂 出水杯的塑料模具設(shè)計，所以澆口方式、型腔數(shù)目、頂出方式都已經(jīng)確定。據(jù)此, 先設(shè)計塑料制品的尺寸。2.1 塑料水杯尺寸的確定用途：盛水。使用要求：耐高溫、表面光滑、無毒、韌性好。 選定其制品尺寸：水杯總高度：70mm；水杯外直徑：60mm；水杯壁厚：1.5mm；杯底壁厚：3.5mm。如圖2-1-1所示。武漢工程大學模具設(shè)計說明書7按塑件尺寸計算體積：2 2 2 2Vs=(60/2)X70X3.14 - (57/2)X66.5X3.14mm =28.21cm查表1-1,取PP密度為0

13、.90g/cm3則塑件重量：Ms=Vsp=28.21X0.90 = 25.389 g2.2成型零部件的設(shè)計型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模，凹模，型芯和成型桿、鑲 塊等構(gòu)成。2.2.1 型腔、型芯工作部位尺寸的確定查表1-1 PP塑料的收縮率為1%2.5%平均收縮率S=（1%+2.5%）/2=1.75%型腔工作部位尺寸：hM=h（1+S）=66.5X（1+1.75%）=67.66mm式中，Ls塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）；Is塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）；Hs塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）；hs塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）；A-塑件公差（mm）；

14、S模具制造公差，?。?/31/4）。則型芯、型腔的尺寸如表2-2-1所示：表 2-2-1 型芯、型腔尺寸尺寸類型尺寸（mm）型腔直徑61.05壁厚1.5型芯直徑58.00型腔高度71.22底厚3.5型腔深度尺寸:LM=D(1+S)=60X(1+1.75%)=61.05mm( 2HM= HsHsScp -3/0HM=H(1+S)=70X(1+1.75%)=71.225mm型芯外形尺寸：IM=（S+1SSCP+?A4丿IM=d(1+S)=57X(1+1.75%)= 58mm型芯高度尺寸:二hsA02 hsScp _：3_型腔內(nèi)形尺寸:武漢工程大學模具設(shè)計說明書8型芯高度67.662.3 選用標準模

15、架由設(shè)計要求，為一模一腔直澆口頂桿頂出，選擇直澆口A型模架根據(jù)塑料制品尺寸，有：模架寬度W塑件最大寬度+型腔側(cè)壁厚X2模架長度L 塑件最大長度+型腔側(cè)壁厚X2墊塊高度C H5+ H6+塑件高度 根據(jù)經(jīng)驗取型腔側(cè)壁厚為10m m,代入數(shù)據(jù)得到：W 60 +10X2=80mmL 70 +10X2=80mm C H5+ H6+70根據(jù)以上數(shù)據(jù)查得3基本型模架組合尺寸選用4040系列模架。選定模板厚度：A=80mm動模板厚度：B=40mm墊塊厚度：C=130mm模具厚度H模=Hi+H2+H4+A+B+C=30+50+50+80+40+130=380mm即模具外形尺寸：450X400X380mm即所選模

16、架為A 4040-80X40X30 GB/T 125552006, 模架的基本尺寸如表2-3。表 2-3-14040 系列模架標準參數(shù)表WLW1W2W3CH1H2400 n400P 4506826013030P 50H3H4H5H6W4W5W6W735502530198234324330模架尺寸示意圖如圖2-3-1武漢工程大學模具設(shè)計說明書9圖 2-3-1直澆口模架組合尺寸圖示I k武漢工程大學模具設(shè)計說明書102.4 注射機的選定注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應該對注射機有關(guān)技術(shù) 規(guī)范進行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。從模具設(shè)計角度考慮，需要

17、了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。 在設(shè)計模具時，最 好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān) “注射機使用說明書”上標明的技術(shù)規(guī)范。因 為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。2.4.1 初步選定注射機選用注射機時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱 注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸-進行校核。（1）注射量要求V機一V塑件/0.8式中，V機一額定注射量，cm3V塑件一塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和，cm3V塑件=VsVj=28.21+1.126=29.336cn?3則V機_V塑件/0.8=29.336/0.8=36.

18、67 cm（2）注射壓力要求P注亠P成型式中，P主一注射機的注射壓力P注一PP的成型壓力，為70140MPa所以，P注一140MPa（3）鎖模力巳鎖模力二PF式中，PPP成型時的型腔壓力，為20MPaF塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積和，mm2各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積2 2F=二X（61.05/2） =2925.78 mmP鎖模力二PF =20X2925.78 = 58.5 kN武漢工程大學模具設(shè)計說明書11根據(jù)以上分析計算，查得3常用注射技術(shù)規(guī)范及特性，初選注射機型號為：XS-ZY-500。注射機參數(shù)詳見表2-4-1表 2-4-1XS-ZY-500 注射機參數(shù)項目參數(shù)項

19、目參數(shù)額定注射量/ cm3500噴嘴圓弧半徑/mm18螺桿（柱塞）直徑/mm65噴嘴孔直徑/mm3注射壓力/MPa145頂出形式中心液壓頂出，中心距100mm注射行程/mm200動、定模固定板尺寸/mmx mm700 x850注射方式螺桿式拉桿空間/mm540 x440鎖模力/KN3500合模方式液壓-機械最大成型面積/cm31000液壓泵流量（L/min）200模板最大行程/mm500液壓泵壓力/Mpa6.5模具最大厚度/mm450電動機功率/Km22模具最小厚度/mm300機器外形尺寸/mmxmm79.3,滿足要求。武漢工程大學模具設(shè)計說明書23總結(jié)作為一名高分子材料專業(yè)的學生，學習塑料注

20、射模具的設(shè)計是必不可少的。經(jīng)過了半個月的時間，我與同組者孫峰一起，完成了這次一模一腔直澆口頂桿頂 出塑料水杯的模具設(shè)計。雖然我們的設(shè)計不是最麻煩、最難的，但是設(shè)計過程中 也同樣面對了很多問題，思考了很多解決方法。這份雖然只有二十頁的說明書， 卻凝結(jié)了我們半個月來的心血。從最初的無從下筆，到開始后以為能夠輕松搞定，再到后來過程中遇到的許 多問題，比如應該先考慮哪一步的設(shè)計，中間各部分之間應該怎樣配合，CAD該如何操作種種疑問，只有參與了課程設(shè)計過程的我們自己才能夠體會。 雖 然疑問很多，需要解決的難點還自己無比的糾結(jié)， 但是當它們都被各個擊破的時 候，內(nèi)心的喜悅也是溢于言表的。因為這次課程設(shè)計，

21、我更加了解了注射模具的組成，也在查閱資料的過程中 掌握了一些常用塑料的特性和用途，拓寬了知識面，完善了專業(yè)知識。這里，要特別感謝劉仿軍老師，在這半個月一直為我們講解課程設(shè)計的要點， 在我遇到疑惑時，哪怕已經(jīng)到晚上九點多，給老師打電話說明自己的疑惑， 劉老 師也給予詳細耐心的解答。在說明書定稿之前，也是劉老師給予提議和修改，最 終完善而成的。此外，在課程設(shè)計中，還得到了同學們的大力支持，我可愛的同學們給了我 許多幫助和鼓勵，讓我可以不離不棄的完成課程設(shè)計。武漢工程大學模具設(shè)計說明書24參考文獻ial王文廣，田寶善，田雁晨塑料注射模具設(shè)計技巧與實例化學工業(yè)出 版社ial張維合注塑模具設(shè)計使用教程化學工業(yè)出版社ial楊占堯塑料模具標準件及設(shè)計應用手冊化學工業(yè)出版社ial周達飛，唐頌超高分子材料成型加工中國輕工業(yè)出版社ial盛永華塑料成型工藝及模具設(shè)計華中科技大學出版社1王文廣，田寶善，田雁晨塑料注射模具設(shè)計技巧與實例化學工業(yè)出 版社張維合注塑模具設(shè)計使用教程化學工業(yè)出版社3楊占堯塑料模具標準件及設(shè)計應用手冊化學工業(yè)出版社