漱口杯塑料模具設(shè)計CAD圖紙全套注塑模具畢業(yè)資料

塑料刷牙杯模具設(shè)計前言近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為 30%，在模具進出口中的比重高達 5070%。目前，帶嵌件模具發(fā)展也是相當(dāng)?shù)目臁，F(xiàn)在最常見帶嵌件模具是帶金屬嵌件的模具以及帶樹脂嵌件的模具。結(jié)合 Pro/E、Moldex3D 等 CAE 分析軟件一起對帶嵌件模具進行模擬分析，從而來指導(dǎo)帶嵌件模具設(shè)計及其工藝方案的優(yōu)化，已經(jīng)成為了當(dāng)今社會的一個的重要研究手段。但是總體說來，對帶嵌件的模具設(shè)計仍然還不成熟。塑料產(chǎn)品從設(shè)計到成型生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具加工制造和模塑生產(chǎn)等幾個主要方面，它需要產(chǎn)品設(shè)計師、模具設(shè)計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成，它是一個設(shè)計、修改、再設(shè)計的反復(fù)迭代，不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計算機技術(shù)的運用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。1 塑件工藝性分析 1.1 塑件的原材料分析產(chǎn)品名稱: 塑料刷牙杯型腔數(shù):一模四腔生產(chǎn)類型:大批量材料: PP圖 1-1(1) 塑件材料性能分析PP 塑 料 ， 化 學(xué) 名 稱 ： 聚 丙 烯 英 文 名 稱 :Polypropylene（ 簡 稱 PP） 比 重 :0.9-0.91 克 /立 方 厘 米 成 型 收 縮 率 :1.0-2.5% 成 型 溫 度 ： 160-220 。 成分結(jié)構(gòu)PP 為 結(jié) 晶 型 高 聚 物 ， 常 用 塑 料 中 PP 最 輕 ， 密 度 僅 為 0.91g/cm3（ 比 水 小 ） 。通 用 塑 料 中 ， PP 的 耐 熱 性 最 好 ， 其 熱 變 形 溫 度 為 80-100 ， 能 在 沸 水 中 煮 。 PP有 良 好 的 耐 應(yīng) 力 開 裂 性 ， 有 很 高 的 彎 曲 疲 勞 壽 命 ， 俗 稱 “百 折 膠 ”。 PP 的 綜 合 性能 優(yōu) 于 PE 料 。 PP 產(chǎn) 品 質(zhì) 輕 、 韌 性 好 、 耐 化 學(xué) 性 好 。 PP 的 缺 點 ： 尺 寸 精 度 低 、 剛性 不 足 、 耐 候 性 差 ， 它 具 有 后 收 縮 現(xiàn) 象 ， 脫 模 后 ， 易 老 化 、 變 脆 、 易 變 形 。 成型特性1)結(jié) 晶 料 ,吸 濕 性 小 ,易 發(fā) 生 融 體 破 裂 ,長 期 與 熱 金 屬 接 觸 易 分 解 。 2)流 動 性 好 ,但 收 縮 范 圍 及 收 縮 值 大 ,易 發(fā) 生 縮 孔 .凹 痕 ,變 形 。 3)冷 卻 速 度 快 ,澆 注 系 統(tǒng) 及 冷 卻 系 統(tǒng) 應(yīng) 緩 慢 散 熱 ,并 注 意 控 制 成 型 溫 度 。 料 溫低 溫 高 壓 時 容 易 取 向 ,模 具 溫 度 低 于 50 度 時 ,塑 件 不 光 滑 ,易 產(chǎn) 生 熔 接 不 良 ,流 痕 ,90 度 以 上 易 發(fā) 生 翹 曲 變 形 4)塑 料 壁 厚 須 均 勻 ,避 免 缺 膠 ,尖 角 ,以 防 應(yīng) 力 集 中 。 PP 與 其 它 幾 種 主 要 的 通 用 塑 料 的 性 能 比 較 表 1-1 材料性能表材料性能、種類 PP PE PVC PS ABS密度 最小 小于 水 較大 略高于 水 略高于 水剛性 較好 差 好 好 好收縮率 差 一般 好 好 好韌性 低溫下 差 好 差 差 好強度 較高 低 較高 高 高耐熱性 好 一般 差 較差 較差化學(xué)穩(wěn)定性 好 好 好 好 好耐候性 差 差 一般 一般 較差毒性 無毒 無毒 可以無 毒 無毒 無毒粘合劑粘合 差 差 好 一般 一般熱合性 一般 好 一般 一般 一般成型加工性 好 好 不易 好 好(2) 成型工藝性分析PP 在 熔 融 溫 度 下 有 較 好 的 流 動 性 ， 成 型 性 能 好 ， PP 在 加 工 上 有 兩 個 特 點 ： 其一 ： PP 熔 體 的 粘 度 隨 剪 切 速 度 的 提 高 而 有 明 顯 的 下 降 （ 受 溫 度 影 響 較 小 ） ； 其 二 ：分 子 取 向 程 度 高 而 呈 現(xiàn) 較 大 的 收 縮 率 。 PP 的 加 工 溫 度 在 200-300 左 右 較 好 ， 它 有 良 好 的 熱 穩(wěn) 定 性 （ 分 解 溫 度 為310 ） ， 但 高 溫 下 （ 270-300 ） ， 長 時 間 停 留 在 炮 筒 中 會 有 降 解 的 可 能 。 因 PP的 粘 度 隨 著 剪 切 速 度 的 提 高 有 明 顯 的 降 低 ， 所 以 提 高 注 射 壓 力 和 注 射 速 度 會 提 高 其流 動 性 ， 改 善 收 縮 變 形 和 凹 陷 。 模 溫 宜 控 制 在 30-50 范 圍 內(nèi) 。 PP 熔 體 能 穿 越 很窄 的 模 具 縫 隙 而 出 現(xiàn) 披 鋒 。 PP 在 熔 化 過 程 中 ， 要 吸 收 大 量 的 熔 解 熱 （ 比 熱 較 大 ） ，產(chǎn) 品 出 模 后 比 較 燙 。 PP 料 加 工 時 不 需 干 燥 ， PP 的 收 縮 率 和 結(jié) 晶 度 比 PE 低 。 1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析塑件的具體結(jié)構(gòu)如圖所示。其中塑件外形結(jié)構(gòu)大致圓柱形，帶有拔模角度，注塑重點在于，注塑時不能出現(xiàn)澆不足，收縮均勻。同時外觀要求不能有熔接痕、脫模痕, 不能有劃傷、變形、飛邊，必須符合 GB/T 2828.1、QC/T 32-2006 和 GB/T 3730.1-2001。制品尺寸精度分析。該塑件尺寸無特殊要求，尺寸精度按 MT5 查取公差。該塑件內(nèi)外尺寸均受到模具活動的影響，故為 B 類尺寸。據(jù)國家標(biāo)準塑件尺寸公差（GB/T144486-1993）查得，該零件主要尺寸如下所示：表 1-2塑件標(biāo)注尺寸 尺寸公差（MT5）塑件標(biāo)注尺寸 尺寸公差（MT5）18 180.3 1 10.320 200.3 32 320.323 230.3 33 330.325 250.3尺寸27 270.3尺寸圖 1-2 水杯三維圖2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1 分型面位置確定 在模具設(shè)計初期階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是在注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。 分型面的選擇主要應(yīng)遵循以下原則： （1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大截面處。 （2) 便于塑件順利脫模，盡可能使塑件留在動模一側(cè)。 （3) 有利于保證塑件的精度要求。 （4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 （5) 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 （6) 盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。 （7) 有利于排氣。 綜合上述的各原則，分型面可取在制件的最大投影面積處。圖 2-1 分型面2.2 型腔數(shù)量及排列方式確定 該塑件三維是54上40下66高mm，為中小型尺寸工件，采用一模四腔，大批量生產(chǎn)。排列如圖所示。圖 2-2 型腔排列2.3 注塑機選擇和參數(shù)校核2.3.1 注射量計算 模具所需塑料熔體注射量 m = nm1 + m2 (3-1) 式中： m 一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積（ g 或 cm3）;n 初步選定的型腔數(shù)量；m1 單個塑件的質(zhì)量或體積（g 或 cm3）m2 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g 或 cm3）其中 m2 是個未知值（注塑廠的統(tǒng)計資料） ，在做設(shè)計時以 0.6nm1 來估算，即 m = 1.6n m1 (3-2)經(jīng) proe 分析，塑件質(zhì)量 m1= 5.9480.91=5.412g，所以注射量m=1.6nm1=1.64 5.4=34.56g2.3.2 投影面積及鎖模力的計算塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力為：A = nA1+A2 (3-3) Fm=(nA1+A2)P 型 (3-4)式中： A 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積（mm 2）;A1單個塑件在分型面上的投影面積（mm 2） ；A2流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（mm 2）;Fm 模具所需的鎖模力（N） ；P 型 塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa） 。表 5-1 常用塑料注射成型時型腔平均壓力 單位：MPa塑件特點 P 型 舉例容易成型塑件 25 PE、PP、PS 等壁厚均勻的日用品，一般塑件 30 容器類中等黏度塑件及有精度要求塑件35 在模溫較高的情況下，成型薄壁容器類高黏度塑料及高精度、難充模塑料40 ABS、POM 等有精度要求的零件，如殼類等高精度的機械零件，如齒輪、凸輪等流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A 2，在模具設(shè)計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A 2是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2倍到0.5倍，因此可用0.45nA 1來估算，另外部分塑料注射壓力P可查相關(guān)數(shù)據(jù)。經(jīng)過 moldex 3D 的計算，總投影面積為：9156mm 2。所以：A=4（3.14*27*27 ）=9156mm 2 Fm =AP型 =915640=366.24kN2.3.3 選擇注射機根據(jù)上面計算得到的 m 和 Fm 值來選擇一種注射機，注射機的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 滿足G m/ (3-5)式中 注射系數(shù)，無定型塑料取 0.85，結(jié)晶型塑料取 0.75。FFm (3-6)則：Gm/G34.56g/0.85=40.66g 生產(chǎn)原料密度為 1.76g/cm3 注射容量為 23.1 cm3一般注塑機澆注塑料原料時, 其每次注射量僅達標(biāo)準注射量的75 %。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定, 表面光澤、色調(diào)的均勻, 要求注射量為標(biāo)定注射量的50 %為宜，即46.2cm 3。根據(jù)注射機的注射容量需大于 46.2cm3、鎖模力需大于 366.24kN，又由于模具設(shè)計與制造簡明手冊表 2-40 選擇注射機 XS-ZY-1000 螺桿式注射機，其參數(shù)如下：額定注射量：1000 3cm螺桿直徑： 85mm注射壓力：178Mpa鎖模力：4500KN模板行程：700-mm模具最大厚度：700mm 模具最小厚度：300mm模板尺寸：700850mm拉桿空間：650550mm定位孔直徑： 150mm合模方式：液壓機械 2.3.4 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 （1） 最大注塑量校核模具成型塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應(yīng)小于注塑機的額定注塑量的80%，所以額定注塑量138.24g80%=172.8g，選定的注塑機額定注塑量為1000cm31.76g/cm3=1760g，注塑量校核合格。（2） 鎖模力校核FkAp型=1.2*366.24KN =439.482KN，所選注塑機的鎖模力為4500KN，鎖模力校核合格。（3） 注射壓力的校核注射機的最大壓力應(yīng)大于塑件成型所需的壓力，即(3-7)ZahP式中： 注射機最大注射壓力(Mpa)；Z塑件成型所需的注射壓力(Mpa)；ah采用柱塞式注塑機PPA注射壓力為140180MPa，螺桿式注塑機則取 120140MPa為宜，因此選定的注塑機的注射壓力：178 Mpa，滿足要求。3 成型零件有關(guān)尺寸的計算（1）型芯設(shè)計圖 3-1 型芯型芯的尺寸計算型芯的尺寸按以下公式計算D =1+ d +x1s10 式中 D 型芯外徑尺寸d 塑件內(nèi)形尺寸1塑件公差塑料平均收縮率s成形零件制造公差,取 /2 。（2） 型腔設(shè)計圖 3-2 型腔1）型腔徑向尺寸按以下公式計算D =1+ d x2s20式中 D 型腔的內(nèi)形尺寸d 塑件外形基本尺寸2 塑件公差塑料平均收縮率s成形零件制造公差,取 /2 。2）型腔深度尺寸按以下公式計算=MH0)(xs式中 型腔深度MH塑件外形高度尺寸 塑件公差塑料平均收縮率s成形零件制造公差,取 /3（3） 由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在機床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值，型腔的表面粗糟將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.80.4 。在本次設(shè)計中，型腔取 Ra0.8。（4） X綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時，X 取 1/2；塑件精度高、批量比較大，X 取 3/4，根據(jù)設(shè)計要求取 X 為 0.5。要計算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)