飲料杯注塑模具設計【全套含有CAD圖紙三維建模】
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任務書
一、課題來源、目標及意義
飲料杯是生活中常見的物品，使用廣泛，成本較低，可大批量生產(chǎn)，且精度要求不是很高，很適合作為模具畢業(yè)生的研究項目。
在研究該項目主要是為了更好地學習塑料模具設計過程及一些相關軟件，例如UG三維建模，CAD二維繪圖等，通過此次畢業(yè)設計，我們將對塑料模有進一步的了解。
對于本次設計，我們將綜合運用所學的知識，通過對塑件的分析，選擇合適的材料，完成材料的工藝分析、模具結構及尺寸的計算，型芯型腔的尺寸計算、繪制塑件的零件圖、模具裝配圖的等。此次設計，讓我們對塑料模設計有了更深的認識，在以后的工作中，我們將會更全面地考慮到模具設計的要點，為我們將來的工作積累了一定的經(jīng)驗。
二、畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容及要求
本次設計將通過對塑件件材料的分析與計算，對各個參數(shù)進行校核，設計出一副合理，經(jīng)濟、適用的塑料模具。
本次設計對于學生的能力有很大的提高，意義較大，熟悉型芯型腔尺寸的確定；繪制型芯型腔等主要零件的零件圖；推出方式的選擇；根據(jù)注射壓力選擇壓力機；模具裝配圖的繪制。
三、畢業(yè)設計（論文）進程安排
序號
設計（論文）各階段名稱
計劃時間
1
畢業(yè)設計輔導，學生進行相關準備工作，選題并審批。
年11 月15日 前
2
教師下發(fā)任務書，學生完成開題報告，教師審核。
年11 月28日 前
3
學生上交開題報告，開始設計。教師指導
年11 月29日至 年12 月12日
4
學生完成畢業(yè)設計，并上報周記5次，教師指導
年12 月12日至 年3月1日
5
學生提交畢業(yè)設計材料（電子稿與紙質稿）。
年3 月3日前
6
畢業(yè)設計答辯。
年 月 日
四、參考書及參考文獻
[1]林清安《Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具設計》，清華大學出版社 2011
[2]葉久新、王群主編《塑料制品成型及模具設計》湖南科學技術出版社 2012
[3]褚建忠 甘輝《塑料模具設計基礎及項目實踐》浙江大學出版社 2015
[4]張維合 《注塑模具復雜結構100例》化學工業(yè)出版社2010
[5]馮亞生 崔春雪《注塑模具與制造技術》化學工業(yè)出版社2013
[6]《塑料模具設計》北京航天航空大學出版社2010
[7]高軍 郝濱海 李輝平《模具設計及CAD》化學工業(yè)出版社2006
[8]池成忠《注塑成型工藝與模具設計》北京化學工業(yè)出版社 2010.8
指導教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）:
開題報告
一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應用價值
飲料杯是生活中常見的物品，使用廣泛，成本較低，可大批量生產(chǎn)，且精度要求不是很高，很適合作為模具畢業(yè)生的研究項目。
在研究該項目主要是為了更好地學習塑料模具設計過程及一些相關軟件，例如UG三維建模，CAD二維繪圖等，通過此次畢業(yè)設計，我們將對塑料模有進一步的了解。
對于本次設計，我們將綜合運用所學的知識，通過對塑件的分析，選擇合適的材料，完成材料的工藝分析、模具結構及尺寸的計算，型芯型腔的尺寸計算、繪制塑件的零件圖、模具裝配圖的等。此次設計，讓我們對塑料模設計有了更深的認識，在以后的工作中，我們將會更全面地考慮到模具設計的要點，為我們將來的工作積累了一定的經(jīng)驗。
二、課題研究的基本思路、研究的關鍵問題和研究手段（途徑）
此次設計的是簡單的飲料杯，首先考慮到所選的材料是否符合制作要求，然后根據(jù)材料的性能及塑件的尺寸，運用塑料模設計基礎知識確定模具結構及尺寸，之后確定型芯型腔尺寸，繪制主要零件圖，裝配圖等。
在整個設計過程中，我們將會遇到很多問題，其中研究的關鍵問題是型芯型腔的結構及尺寸計算，壓力機的選擇。。
通過老師對塑料相關知識的講解和查閱很多有關塑料模具設計的書籍、文獻，我相信，我們會攻克我們所遇到的困難。
三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述
想要設計出一套完美的設計，必須掌握本設計塑件成型工藝及模具設計的基礎知識，設計一套完整的塑料模設計一般按以下的步驟來完成：
1、塑件分析：1）結構分析2）材料分析
2、成型工藝分析：針對塑件做出工藝卡片
3、模具結構設計與草圖繪制：1）型芯型腔結構形式 2）推出方式的選擇3）草圖繪制
4、模具尺寸計算：1）型芯型腔尺寸確定： 2）基本尺寸計算3）開模行程
5、模具圖紙的繪制：1）模具裝配圖的繪制）2）零件圖的繪制
以上5點基本上包括了設計一套模具所需的步驟和要求。同時，在之后的設計過程中，我們將通過查閱大量資料、手冊、標準等，結合教材上的知識也對塑料模具的組成結構（推出機構）有了系統(tǒng)的認識。（根據(jù)論文目錄去寫）
四、論文工作進度與安排
起訖日期
工作內(nèi)容
達到要求
畢業(yè)設計輔導，學生進行相關準備工作，選題并審批。
選題審批完成
教師下發(fā)任務書，學生完成開題報告，教師審核。
完成開題報告
學生提交開題報告并開始設計，教師指導。
開題報告審核完成，并已開始設計
老師指導，我們自己更改并定稿。
畢業(yè)設計最終稿完成
提交畢業(yè)設計材料（電子稿與紙質稿）。
材料上交完成
畢業(yè)設計答辯。
五、指導教師意見
指導教師：
年 月 日
六、所在專業(yè)負責人審查意見
專業(yè)負責人：
年 月 日
七、參考文獻閱讀清單（要求8篇以上）
序號
題 目（及作者）
出處
（書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等）
1
《Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具設計》 林清安
清華大學出版社 2011
2
《塑料制品成型及模具設計》葉久新、王群
湖南科學技術出版社 2012
3
《塑料模具設計基礎及項目實踐》 褚建忠 甘輝
浙江大學出版社 2015
4
《注塑模具復雜結構100例》張維合
化學工業(yè)出版社2010
5
《注塑模具與制造技術》馮亞生 崔春雪
化學工業(yè)出版社2013
6
《塑料模具設計》 蔡玉俊
北京航天航空大學出版社2010
7
《模具設計及CAD》高軍 郝濱海 李輝平
化學工業(yè)出版社2006
8
《注塑成型工藝與模具設計》池成忠
北京化學工業(yè)出版社 2010.8
摘要
本課題主要主要是針對飲料杯的模具設計。
塑料成型是塑料加工中最普遍的方法，作為塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具，在質量、精度、制造周期，以及注射過程中的生產(chǎn)效率等方面影響著產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量、成本。產(chǎn)品的更新?lián)Q代對模具設計水平有了更高的要求。本設計以飲料杯的注塑模具設計為主要內(nèi)容，材料選用ABS，詳細介紹了注射模的設計的一般流程，注塑模具的設計一般包括：注塑機的選用，澆注系統(tǒng)的設計，成型零件的設計，抽芯機構的設計，冷卻系統(tǒng)的設計及注塑機參數(shù)的校核。
關鍵詞：ABS 飲料杯 產(chǎn)品工藝分析
目錄
前言 1
1.塑件分析 2
1.1功能分析 2
1.1.1尺寸精度分析 2
1.1.2表面質量分析 3
2.成型分析 4
2.1成型工藝參數(shù) 4
2.2確定成型方法 5
3.模具結構設計 6
3.1型腔布置 6
3.2分型面選擇 6
3.3澆注系統(tǒng)的選擇 7
3.4確定推出方式 8
3.5模架類型的選擇 8
3.5.1模具系統(tǒng)結構分析 9
3.6冷卻系統(tǒng)設計 9
3.7模具工作原理 9
4.模具尺寸計算與注塑機選擇 10
4.1型芯型腔結構形式 10
4.2型芯型腔尺寸計算 11
4.3模具結構及尺寸計算 12
4.3.1模具結構形式 12
4.3.2尺寸計算 13
4.4成型設備選擇 15
總結 16
致 謝 17
參考文獻 18
I
前言
隨著社會的經(jīng)濟技術不斷地向前發(fā)展，對注塑成型的制品質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與模具設計和制造有關，對塑料制品的要求就是對模具的要求。而我作為一名模具設計與制造專業(yè)的學生，本身的學習和研究方向就是模具設計及其制造，這個PA66注塑模具的設計不僅僅能夠把我大學所學的知識用到實處，也對我們進入崗位研究創(chuàng)新有非常巨大的意義。
注塑成型制品在整個塑件制品所占的數(shù)量最多，模具結構也多樣、復雜，根據(jù)老師給我們的指導以及對塑料形狀和材料特性的分析，我們順利的進入了完成注射機的選擇、分型面的選擇、澆口的選擇、型芯的設計、型腔的設計、模架的選擇、冷卻系統(tǒng)的設計等一系列工作。
1.塑件分析
圖1-1 飲料杯圖
產(chǎn)品名稱：飲料杯
產(chǎn)品材料:ABS
產(chǎn)品數(shù)量:較大批量生產(chǎn)
塑件尺寸:如圖1所示
塑件重量:15克
塑件顏色: 黑白拼色
1.1功能分析
1.1.1尺寸精度分析
此塑件為一個小飲料杯，塑件結構相對簡單，需較大批量生產(chǎn)。塑件的尺寸精度為MT7，尺寸精度要求不高，相對比較容易成型。
1.1.2表面質量分析
該塑件為飲料杯，使用的材料為ABS，塑件壁厚為1mm,頂部直徑為40mm，底部直徑為30mm，最打高度為50mm,內(nèi)壁深度為49mm，塑件要求外側表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡，因此表面質量公差等級為Ra3.2,塑件允許最大脫模斜度為0.5度。
2.成型分析
2.1成型工藝參數(shù)
查手冊得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)：
適用注射機類型：螺桿式
密度1.01～1.07g/cm3；
收縮率 0.3～0.8%；
預熱溫度 80℃～85℃，預熱時間2～3h；
料筒溫度 前段180℃～200℃ 中段165℃～180℃ 后段150℃～170℃；
噴嘴溫度 170℃～180℃；
模具溫度 50℃～80℃；
注射壓力 60～100MPa；
成型時間： 注射時間20～90s，保壓時間0～5s，冷卻時間20～120s 。
材料ABS的使用性能
綜合性能較好，沖擊韌度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結構零件。
材料ABS的加工特性
無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比PS（聚苯乙烯），AS（苯乙烯-丙烯睛共聚體）差，但比PC（聚碳酸酯）、PE（聚氯乙烯）好）
比PS（聚苯乙烯）加工困難，宜取高溫料、模溫（對耐熱、高抗沖擊和抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解，(分解溫度為250℃ 左右，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高塑件，模溫宜取50~ 60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60~80℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180~230℃,注射壓力為100~140MPa,螺桿式注塑機則取160~220℃，70~100MPa為宜。
模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡，（但在熱水中加熱可消失）。脫模斜度宜取2o以上。
2.2確定成型方法
擬采用一模兩穴，為保證塑件表面質量，使用點澆口成型，塑件采用注射成型法生產(chǎn)。
3.模具結構設計
3.1型腔布置
塑件形狀較簡單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應使用多型腔注射模具，因此采用一模二腔，平衡布置，這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖3-1所示。
圖3-1型腔布置圖
3.2分型面選擇
圖3-2分型面圖
如圖所示,通過以上兩圖比較，后者有利于型腔的加工，取件方便，對塑件成型影響較小，因此選用后者分型面。
3.3澆注系統(tǒng)的選擇
塑件采用點澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖3所示。點澆口直徑為￠0.8mm,點澆口長度1mm,頭部球R1.5～2mm.分流道采用半圓截面流道，其半徑R為3～3.5mm。主流道為圓錐形，錐角a為6o，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑￠6～8mm.
圖3-3 澆注系統(tǒng)圖
3.4確定推出方式
由于塑件形狀為圓形且質量相對較小，使用推件板推出推出力均勻，而使用推桿推出結構簡單、便于更換，推出可靠，因此選擇推桿推出。
由于是一模兩穴，采用兩根推桿，為保證推桿強度，選用階梯式推桿（如圖3-4），推桿截面為圓形，又因為塑件截面是圓形，所以推出點選在圓心，使推桿截面圓心與塑件截面圓心重合，這樣塑件被推出時受力較均勻，不易變形。
圖3-4推出方式
3.5模架類型的選擇
塑料注射模架一般可分為兩大系列
1）兩板式模具（單分型面）。不適用于帶有前?；瑝K的模具和點澆口的模具，除了這兩種結構外，其他所有結構和進膠方式都可使用。
2）三板式模具（雙分型面）。分為細水口、簡化細水口和假三板式三種形式。細水口模架通常用在塑料產(chǎn)品批量較大、對模具要求較高的模具上。簡化型細水口模架通常用在500mm以下的中小型模具上。
根據(jù)型芯型腔布局及各個機構位置布置要求，選用FCI型細水口模架。
本模具采用一模兩穴點澆口,無推板，無推件板，有水口板,細水口模架. 型芯采用組合式,型腔采用嵌入式.在A板、B板之間間隙排氣，有彈簧、拉料桿。
3.6冷卻系統(tǒng)設計
模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。
型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條￠10mm的冷卻水道完成。型芯的冷卻如圖8所示，在型芯內(nèi)部開有￠12mm的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支撐板上的￠10mm冷卻水路孔進入，沿著隔水板的一側上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側，再流回支撐板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支撐板上的冷卻水孔流出模具。
3.7模具工作原理
開模：動模后退，在開閉器作用下，A板隨動模板一起后退，A板和水口板分開，澆口被拉斷，動模繼續(xù)后退，限位拉桿勾住A板，在限位拉板作用下，水口板朝動模運動方向運動，帶動澆注系統(tǒng)運動，澆口從拉料桿和澆注系統(tǒng)中脫落，水口板在限位螺釘作用下停止運動，當推出機構撞上面板，停止運動，相當于推出機構將塑件推出，開模結束。
合模：動模前進迫使推出機構復位，碰上A板，B板撞上A板，合模結束。 4.模具尺寸計算與注塑機選擇
4.1型芯型腔結構形式
圖4-1型芯型腔結構圖
4.2型芯型腔尺寸計算
(1)型腔徑向尺寸
1）設塑料平均收縮率為Sen，塑件外形基本尺寸為Ls，其公差值為△ 2）尺寸為Ls-△/2 ;型腔基本尺寸為Lm，其制造公差為Sz，則型腔平均尺寸為Lm+Sz/2. 考慮平均收縮率及型腔磨損為最大值的一半(即Se/2)
整理并忽略二階無窮小量△/2·Sen腔基本尺寸為
Sz和Sen是影響塑件尺寸的主要因素，應根據(jù)塑件公差來確定，成型零件制造公差Sz一般取(1/3-1/6) △;磨損量一般取小于Se，故式(6-4)中取Se。
標注制造公差后，得Lm=Lx+ScD-X
式中 x—修正系數(shù)。對中、小型塑件,Sz = △ /3 ,Se=△ /6。
大尺寸和精度較低的塑件，Sz< △ /3 ，Se< △ /6 ，式(6 -6)中△前面的系數(shù)x將減小，該系數(shù)值在1/2~3/4間變化。
(2)型芯徑向尺寸
1）設塑件內(nèi)型尺寸為ls，其公差值為△，則其平均尺寸為ls+△/2;型芯基本尺寸為lm，制造公差為Sz，其平均尺寸為lm~Sz/2。同上面推導型腔徑向尺寸類似。
2)型腔深度與型芯高度尺寸
按上述公差帶標注原則，塑件高度尺寸為H0 x-△,型腔深度尺寸為H+Szm 0。。型腔底面和型芯端面均與塑件脫模方向垂直，磨損很小，因此，計算時磨損量Se不予考慮，則有
Hm=Hx+HxScd-(△/2+σx/2)
標注公差后，得
對中、小型塑件，Sz=1/3△,故得
同理可得型芯高度尺寸為
對中、小型塑件，Sz=1/3△,則為
詳細尺寸可由以上公式算出，具體數(shù)值參照附錄
4.3模具結構及尺寸計算
4.3.1模具結構形式
圖4-3-1 模具結構圖
1-面板；2-水口板；3-導柱；4-導套；5-動模板；6-小拉桿；7-開閉器
8-底針板；9-面針板；10-澆口套；11-水口板；12-型腔；13-型芯
14-推桿；15-模腳；16-底板
4.3.2尺寸計算
圖4-1 模架圖
A:鑲件側邊到模板側邊的距離；
B:定模鑲件底部到定模板底面的距離；
C:動模鑲件底部到動模板底面的距離；
D:產(chǎn)品到鑲件側邊的距離；
E:產(chǎn)品最高點到鑲件底部的距離；
H:動模支承板的厚度;
具體尺寸由以上數(shù)據(jù)得
普通塑件模具模架與鑲件大小的選擇，可參考下表
表4-1
由以上可得出模具外形尺寸為：長300mm,寬250mm,高345mm,小于注射機拉桿間距和最大模具厚度，具體尺寸如下
圖4-2模具外形圖
4.4成型設備選擇
選用G54-S200/400型臥式注射機，
有關參數(shù)為：
額定注射量 200/400cm3；
注射壓力 109MPa；
鎖模力 2540KN；
最大注射面積 645cm2；
模具厚度165～406mm；
最大開合模行程 260m；
噴嘴圓弧半徑 18mm；
噴嘴孔直徑 4mm；
總結
通過對飲料杯成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結構特點及設計計算方法，對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉。
在設計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設計的后一階段充分利用CAD軟就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。
以計算機為手段，專用模具分析設計軟件為工具設計模具。軟件可直接調用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計。
模具CAD技術是模具傳統(tǒng)設計方式的革命，大大提高了設計效率，尤其是系列化或類似注射模具設計效率更為提高。
致 謝
大學三年的學習生活即將結束，畢業(yè)設計作為其中的最后一個環(huán)節(jié)，也是對以往所學的知識的綜合運用和檢驗，經(jīng)過大學三年的課程學習和實習，在老師們的引領下，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)的基礎知識，對模具設計、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，而我對模具的認識也是如此，經(jīng)過一段時間的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯上劃上一個圓滿的句號，為將來奠定鑒定的基礎。在此，對關心指導過我的各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝！
參考文獻
[1]林清安 《Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具設計》 清華大學出版社 2011
[2]葉久新、王群 《塑料制品成型及模具設計》 湖南科學技術出版社 2012
[3]褚建忠 甘輝《塑料模具設計基礎及項目實踐》 浙江大學出版社 2015
[4]張維合 《注塑模具復雜結構100例》 化學工業(yè)出版社2010
[5]馮亞生 崔春雪 《注塑模具與制造技術》 化學工業(yè)出版社 2013
[6]《塑料模具設計》 北京航天航空大學出版社 2010
[7]高軍 郝濱海 李輝平 《模具設計及CAD》 化學工業(yè)出版社 2006
[8]池成忠 《注塑成型工藝與模具設計》 北京化學工業(yè)出版社 2010
15
2013 屆學生畢業(yè)設計（論文）選題審批表
姓名
選題教師
姓名
學號
專業(yè)技
術職務
高級
中級
初級
系
√
專業(yè)
申報課題名稱
飲料杯注塑模具設計
課題類別
設計
論文
其它
課題來源
生產(chǎn)實踐
科研
實驗室建設
自擬
√
√
課題簡介
本設計將運用注塑成型工藝及模具設計的基礎知識，通過查閱資料，參考有關文獻，確定了加工工藝及模具的結構尺寸，選擇了合適的材料，運用所學的軟件操作知識，最終設計出符合要求的圖紙。
設計（論文）要求（包括應具備的條件）
條理性好，文字通順，論文格式正確，方案正確。
課題預計
工作量大小
大
適中
小
課題預計
難易程度
難
一般
易
是否是新擬課題
是
否
√
√
√
所在項目團隊主任審定意見
負責人（簽名）：
年 月 日
注：1.該表作為學生畢業(yè)設計（論文）課題申報時專用,由選題教師填寫,經(jīng)所在專業(yè)有關人員討論,負責人簽名后生效;
2.該表的填寫針對1名學生畢業(yè)設計（論文）時選擇使用,如同一課題由2名及2名以上同學選擇,應在申報課題的名稱上加以區(qū)別(加副標題),并且在"設計(論文)要求"一欄中加以體現(xiàn);
3.課題簡介一欄主要指研究設計該課題的背景介紹及目的、主要內(nèi)容、意義；
4.“設計（論文）要求（包括應具備的條件）”一欄：主要指本課題技術方面的要求，而“條件”指從事該課題必須具備的基本條件（如儀器設備、場地、文獻資料等）；
5.課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計（論文）材料袋”中存檔。
包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396
摘要
本課題主要主要是針對飲料杯的模具設計。
塑料成型是塑料加工中最普遍的方法，作為塑料成型加工的工具之一的塑料注射模具，在質量、精度、制造周期，以及注射過程中的生產(chǎn)效率等方面影響著產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量、成本。產(chǎn)品的更新?lián)Q代對模具設計水平有了更高的要求。本設計以飲料杯的注塑模具設計為主要內(nèi)容，材料選用ABS，詳細介紹了注射模的設計的一般流程，注塑模具的設計一般包括：注塑機的選用，澆注系統(tǒng)的設計，成型零件的設計，抽芯機構的設計，冷卻系統(tǒng)的設計及注塑機參數(shù)的校核。
關鍵詞：ABS 飲料杯 產(chǎn)品工藝分析
目錄
前言 1
1.塑件分析 2
1.1功能分析 2
1.1.1尺寸精度分析 2
1.1.2表面質量分析 3
2.成型分析 4
2.1成型工藝參數(shù) 4
2.2確定成型方法 5
3.模具結構設計 6
3.1型腔布置 6
3.2分型面選擇 6
3.3澆注系統(tǒng)的選擇 7
3.4確定推出方式 8
3.5模架類型的選擇 8
3.5.1模具系統(tǒng)結構分析 9
3.6冷卻系統(tǒng)設計 9
3.7模具工作原理 9
4.模具尺寸計算與注塑機選擇 10
4.1型芯型腔結構形式 10
4.2型芯型腔尺寸計算 11
4.3模具結構及尺寸計算 12
4.3.1模具結構形式 12
4.3.2尺寸計算 13
4.4成型設備選擇 15
總結 16
致 謝 17
參考文獻 18
III
前言
隨著社會的經(jīng)濟技術不斷地向前發(fā)展，對注塑成型的制品質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與模具設計和制造有關，對塑料制品的要求就是對模具的要求。而我作為一名模具設計與制造專業(yè)的學生，本身的學習和研究方向就是模具設計及其制造，這個PA66注塑模具的設計不僅僅能夠把我大學所學的知識用到實處，也對我們進入崗位研究創(chuàng)新有非常巨大的意義。
注塑成型制品在整個塑件制品所占的數(shù)量最多，模具結構也多樣、復雜，根據(jù)老師給我們的指導以及對塑料形狀和材料特性的分析，我們順利的進入了完成注射機的選擇、分型面的選擇、澆口的選擇、型芯的設計、型腔的設計、模架的選擇、冷卻系統(tǒng)的設計等一系列工作。
1.塑件分析
圖1-1 飲料杯圖
產(chǎn)品名稱：飲料杯
產(chǎn)品材料:ABS
產(chǎn)品數(shù)量:較大批量生產(chǎn)
塑件尺寸:如圖1所示
塑件重量:15克
塑件顏色: 黑白拼色
1.1功能分析
1.1.1尺寸精度分析
此塑件為一個小飲料杯，塑件結構相對簡單，需較大批量生產(chǎn)。塑件的尺寸精度為MT7，尺寸精度要求不高，相對比較容易成型。
1.1.2表面質量分析
該塑件為飲料杯，使用的材料為ABS，塑件壁厚為1mm,頂部直徑為40mm，底部直徑為30mm，最打高度為50mm,內(nèi)壁深度為49mm，塑件要求外側表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡，因此表面質量公差等級為Ra3.2,塑件允許最大脫模斜度為0.5度。
2.成型分析
2.1成型工藝參數(shù)
查手冊得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)：
適用注射機類型：螺桿式
密度1.01～1.07g/cm3；
收縮率 0.3～0.8%；
預熱溫度 80℃～85℃，預熱時間2～3h；
料筒溫度 前段180℃～200℃ 中段165℃～180℃ 后段150℃～170℃；
噴嘴溫度 170℃～180℃；
模具溫度 50℃～80℃；
注射壓力 60～100MPa；
成型時間： 注射時間20～90s，保壓時間0～5s，冷卻時間20～120s 。
材料ABS的使用性能
綜合性能較好，沖擊韌度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結構零件。
材料ABS的加工特性
無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比PS（聚苯乙烯），AS（苯乙烯-丙烯睛共聚體）差，但比PC（聚碳酸酯）、PE（聚氯乙烯）好）
比PS（聚苯乙烯）加工困難，宜取高溫料、模溫（對耐熱、高抗沖擊和抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解，(分解溫度為250℃ 左右，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高塑件，模溫宜取50~ 60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60~80℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180~230℃,注射壓力為100~140MPa,螺桿式注塑機則取160~220℃，70~100MPa為宜。
模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡，（但在熱水中加熱可消失）。脫模斜度宜取2o以上。
2.2確定成型方法
擬采用一模兩穴，為保證塑件表面質量，使用點澆口成型，塑件采用注射成型法生產(chǎn)。
3.模具結構設計
3.1型腔布置
塑件形狀較簡單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應使用多型腔注射模具，因此采用一模二腔，平衡布置，這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖3-1所示。
圖3-1型腔布置圖
3.2分型面選擇
圖3-2分型面圖
如圖所示,通過以上兩圖比較，后者有利于型腔的加工，取件方便，對塑件成型影響較小，因此選用后者分型面。
3.3澆注系統(tǒng)的選擇
塑件采用點澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖3所示。點澆口直徑為￠0.8mm,點澆口長度1mm,頭部球R1.5～2mm.分流道采用半圓截面流道，其半徑R為3～3.5mm。主流道為圓錐形，錐角a為6o，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑￠6～8mm.
圖3-3 澆注系統(tǒng)圖
3.4確定推出方式
由于塑件形狀為圓形且質量相對較小，使用推件板推出推出力均勻，而使用推桿推出結構簡單、便于更換，推出可靠，因此選擇推桿推出。
由于是一模兩穴，采用兩根推桿，為保證推桿強度，選用階梯式推桿（如圖3-4），推桿截面為圓形，又因為塑件截面是圓形，所以推出點選在圓心，使推桿截面圓心與塑件截面圓心重合，這樣塑件被推出時受力較均勻，不易變形。
圖3-4推出方式
3.5模架類型的選擇
塑料注射模架一般可分為兩大系列
1）兩板式模具（單分型面）。不適用于帶有前?；瑝K的模具和點澆口的模具，除了這兩種結構外，其他所有結構和進膠方式都可使用。
2）三板式模具（雙分型面）。分為細水口、簡化細水口和假三板式三種形式。細水口模架通常用在塑料產(chǎn)品批量較大、對模具要求較高的模具上。簡化型細水口模架通常用在500mm以下的中小型模具上。
根據(jù)型芯型腔布局及各個機構位置布置要求，選用FCI型細水口模架。
本模具采用一模兩穴點澆口,無推板，無推件板，有水口板,細水口模架. 型芯采用組合式,型腔采用嵌入式.在A板、B板之間間隙排氣，有彈簧、拉料桿。
3.6冷卻系統(tǒng)設計
模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。
型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條￠10mm的冷卻水道完成。型芯的冷卻如圖8所示，在型芯內(nèi)部開有￠12mm的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支撐板上的￠10mm冷卻水路孔進入，沿著隔水板的一側上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側，再流回支撐板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支撐板上的冷卻水孔流出模具。
3.7模具工作原理
開模：動模后退，在開閉器作用下，A板隨動模板一起后退，A板和水口板分開，澆口被拉斷，動模繼續(xù)后退，限位拉桿勾住A板，在限位拉板作用下，水口板朝動模運動方向運動，帶動澆注系統(tǒng)運動，澆口從拉料桿和澆注系統(tǒng)中脫落，水口板在限位螺釘作用下停止運動，當推出機構撞上面板，停止運動，相當于推出機構將塑件推出，開模結束。
合模：動模前進迫使推出機構復位，碰上A板，B板撞上A板，合模結束。 4.模具尺寸計算與注塑機選擇
4.1型芯型腔結構形式
圖4-1型芯型腔結構圖
4.2型芯型腔尺寸計算
(1)型腔徑向尺寸
1）設塑料平均收縮率為Sen，塑件外形基本尺寸為Ls，其公差值為△ 2）尺寸為Ls-△/2 ;型腔基本尺寸為Lm，其制造公差為Sz，則型腔平均尺寸為Lm+Sz/2. 考慮平均收縮率及型腔磨損為最大值的一半(即Se/2)
整理并忽略二階無窮小量△/2·Sen腔基本尺寸為
Sz和Sen是影響塑件尺寸的主要因素，應根據(jù)塑件公差來確定，成型零件制造公差Sz一般取(1/3-1/6) △;磨損量一般取小于Se，故式(6-4)中取Se。
標注制造公差后，得Lm=Lx+ScD-X
式中 x—修正系數(shù)。對中、小型塑件,Sz = △ /3 ,Se=△ /6。
大尺寸和精度較低的塑件，Sz< △ /3 ，Se< △ /6 ，式(6 -6)中△前面的系數(shù)x將減小，該系數(shù)值在1/2~3/4間變化。
(2)型芯徑向尺寸
1）設塑件內(nèi)型尺寸為ls，其公差值為△，則其平均尺寸為ls+△/2;型芯基本尺寸為lm，制造公差為Sz，其平均尺寸為lm~Sz/2。同上面推導型腔徑向尺寸類似。
2)型腔深度與型芯高度尺寸
按上述公差帶標注原則，塑件高度尺寸為H0 x-△,型腔深度尺寸為H+Szm 0。。型腔底面和型芯端面均與塑件脫模方向垂直，磨損很小，因此，計算時磨損量Se不予考慮，則有
Hm=Hx+HxScd-(△/2+σx/2)
標注公差后，得
對中、小型塑件，Sz=1/3△,故得
同理可得型芯高度尺寸為
對中、小型塑件，Sz=1/3△,則為
詳細尺寸可由以上公式算出，具體數(shù)值參照附錄
4.3模具結構及尺寸計算
4.3.1模具結構形式
圖4-3-1 模具結構圖
1-面板；2-水口板；3-導柱；4-導套；5-動模板；6-小拉桿；7-開閉器
8-底針板；9-面針板；10-澆口套；11-水口板；12-型腔；13-型芯
14-推桿；15-模腳；16-底板
4.3.2尺寸計算
圖4-1 模架圖
A:鑲件側邊到模板側邊的距離；
B:定模鑲件底部到定模板底面的距離；
C:動模鑲件底部到動模板底面的距離；
D:產(chǎn)品到鑲件側邊的距離；
E:產(chǎn)品最高點到鑲件底部的距離；
H:動模支承板的厚度;
具體尺寸由以上數(shù)據(jù)得
普通塑件模具模架與鑲件大小的選擇，可參考下表
表4-1
由以上可得出模具外形尺寸為：長300mm,寬250mm,高345mm,小于注射機拉桿間距和最大模具厚度，具體尺寸如下
圖4-2模具外形圖
4.4成型設備選擇
選用G54-S200/400型臥式注射機，
有關參數(shù)為：
額定注射量 200/400cm3；
注射壓力 109MPa；
鎖模力 2540KN；
最大注射面積 645cm2；
模具厚度165～406mm；
最大開合模行程 260m；
噴嘴圓弧半徑 18mm；
噴嘴孔直徑 4mm；
總結
通過對飲料杯成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結構特點及設計計算方法，對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉。
在設計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設計的后一階段充分利用CAD軟就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。
以計算機為手段，專用模具分析設計軟件為工具設計模具。軟件可直接調用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計。
模具CAD技術是模具傳統(tǒng)設計方式的革命，大大提高了設計效率，尤其是系列化或類似注射模具設計效率更為提高。
致 謝
大學三年的學習生活即將結束，畢業(yè)設計作為其中的最后一個環(huán)節(jié)，也是對以往所學的知識的綜合運用和檢驗，經(jīng)過大學三年的課程學習和實習，在老師們的引領下，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)的基礎知識，對模具設計、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，而我對模具的認識也是如此，經(jīng)過一段時間的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯上劃上一個圓滿的句號，為將來奠定鑒定的基礎。在此，對關心指導過我的各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝！
參考文獻
[1]林清安 《Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具設計》 清華大學出版社 2011
[2]葉久新、王群 《塑料制品成型及模具設計》 湖南科學技術出版社 2012
[3]褚建忠 甘輝《塑料模具設計基礎及項目實踐》 浙江大學出版社 2015
[4]張維合 《注塑模具復雜結構100例》 化學工業(yè)出版社2010
[5]馮亞生 崔春雪 《注塑模具與制造技術》 化學工業(yè)出版社 2013
[6]《塑料模具設計》 北京航天航空大學出版社 2010
[7]高軍 郝濱海 李輝平 《模具設計及CAD》 化學工業(yè)出版社 2006
[8]池成忠 《注塑成型工藝與模具設計》 北京化學工業(yè)出版社 2010
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