塑料油壶盖模具设计

成 绩 华北科技学院环境工程学院模具设计课程设计报告设计题目 塑料油壶盖注射模具设计侧浇口模具 学生姓名 学 号 专业班级 指导老师 教师评语 设计时间：2015年12月14日至2015年12 月25日目录模具设计课程设计报告1第一章 总论3第一节 设计内容3第二节 基本资料3第二章 塑料成型的工艺方案论证4第一节 塑料制品的工艺分析41. LDPE材料工艺分析42 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析6第二节 成型工艺参数的确定7第三章 模具结构设计8第一节 浇注系统设计82、型腔布局93、确定模具总体结构类型94、浇注系统10第二节 成型零部件设计与计算111、结构设计112、工作尺寸计算12第三节 选择标准模架13第四节 推出机构15第四章 装配图零件图151、装配图152、零件图15设计心得15参考资料17第一章 总论第一节 设计内容1、塑件分析，确定塑件设计要求，明确塑件的生产批量，计算塑件的体积和质量； 2、确定成型方法、成型工艺条件，包括成型时间、成型温度、成型压力； 3、模具结构设计，包括分型面设计，模具型腔数确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设计，模具工作零件的结构设计，侧向分型与抽芯机构设计，顶出结构设计，拉杆的形式选择，排气方式设计；4、模具总体尺寸的计算；5、模具装配图和成型零件图的绘制。第二节 基本资料1、成型方法与设备：在SZ120/630型塑料注射机上注射成型；2、塑件材料：低密度聚乙烯；3、成型收缩率在1.5%3%；4、生产批量：30万件/年；5、塑件图：二维图三维图6、 塑件外形尺寸4430第二章 塑料成型的工艺方案论证第一节 塑料制品的工艺分析1. LDPE材料工艺分析低密度聚乙烯（LDPE）是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。LDPE是树脂中的聚乙烯家族中最老的成员，二十世纪四十年代早期就作为电线包皮第一次商业生产。LDPE综合了一些良好的性能：透明、化学惰性、密封能力好，易于成型加工。这决定了LDPE是当今高分子工业中最广泛使用的材料之一。 （1）化学性能乙烯是聚乙烯制品的基本结构单元。它是从炼油厂气、液化的石油气或液态烃中获得的无色气体。因为它是许多其它工业化学品和聚合物的成分，所以不断地存在乙烯供应的竞争。这种获得乙烯的竞争具有戏剧性地影响着聚乙烯的价格和有效价值。例如：1990年，国内乙烯生产能力约为465亿磅，其中 51用于象聚乙烯这样的聚合物的生产。常规的LDPE可用两种方法生产：管式法或釜式法。两种制法都是将高纯度乙烯通入高压（103到276MPa）高温（300到500F）含有引发剂的反应器中。引发剂或是氧气或是一种有机过氧化物。反应终止的实现是通过加入链终止剂或靠两个分子链的连结。与其它聚乙烯（HDPE和LLDPE）制法获得的线性结构不同，通过高压手段制得的聚合物是分支结构。这种分支结构赋与常规LDPE优异的透明性、曲挠性及易于挤出的性能。为满足不同应用而特制的LDPE树脂是通过分子量、结晶度及分子量分布MWD的平衡与控制而得到的。分子量是表示构成聚合物的所有分子链的平均长度。为了方便，熔融指数（MI）被选作塑料工业分子量大小的量度。熔融指数用克/10分钟给出，它与分子量的大小成反比。对于LDPE，熔融指数反映了树脂的流动性能和涉及成品大形变的性质。降低MI（增大分子量）在增加大部分强度性能的同时，降低了LDPE的流动性和制造过程中树脂流向薄壁的能力。LDPE中的结晶度是树脂中存在的分支短链数量的函数。对于LDPE，结晶度正常浮动范围为 3040。增加 LDPE的结晶度将增大 LLDPE的刚度、抗化学腐蚀性、透气性能、拉伸强度、耐热性；同时，降低了LDPE的冲击强度、撕裂强度和抗应力开裂性。分子量分布（MWD）或聚合度分布性定义为重均分子量与数均分子量的比值。塑料工业中，MWD值35的树脂被认为是具有窄的分子量分布，MWD值612为中等分子量分布，MWD值在13以上视为宽分子量分布。MWD主要反映与流动相关的性能。具有相等平均分于量的树脂，宽分子量分布的在加工过程显示了比窄分子量分布的树脂具有更好的流动性。WD对最终使用性能有些影响。但是，MWD的影响一般都被分子量的变化影响掩盖。（2）加工性能LDPE级别可以满足大部分热塑性成型加工技术的要求。包括：薄膜吹制、薄膜铸制、挤压贴胶、电线电缆贴胶、注射成型、吹塑成型。LDPE可单独使用或与聚乙烯家族其它成员共混使用。广泛应用于包装。建筑、农业、工业和消费市场。挤出薄膜。LDPE最大的销路是制作薄膜（12毫时）。吹塑或铸压工艺生产出的单一和复合LDPE薄膜占LDPE国内消费总量的 55以上。LLDPE制做的薄膜表现了良好的光学性能、强度、曲挠性、密封性以及缓慢的气味扩散性和化学稳定性。LDPE用来包装面包、农产品、快餐食品、纺织品、经久性消费品及一些工业制品。LDPE也可用作非包装薄膜，比如：一次性尿布、农用薄膜和缩水膜。挤压贴胶。它是LDPE的另一个主要市场。由于LDPE分子的结构特点，它是聚乙烯树脂家族中唯一能够满足挤压贴胶加工工艺要求的树脂。贴胶提供了有助于成品包装密封的防护层，必不可少的优良的拉伸性能、持久的覆盖性和低的气味扩散性。典型的熔融指数范围为315克1O分钟。LDPE贴胶可覆盖在很多基质上面，如：纸、板，布料和其它高分子材料。LDPE贴胶是保证基质热密封性和防湿性的一个经济而有效的手段。使用LDPE贴胶的市场有盛牛奶的盒子，无菌防腐包装，食品包装。胶带和纸制品。LDPE复合挤压广泛作为高阻隔复合层压板的一种组分。重要的要求就是防湿和密封。满足不同的要求，树脂的性能随之不同。它可用于无菌包装、药品与日用品的包装。模塑。在聚乙烯树脂家族的竞争中，吹塑成型与注射成型使用常规LDPE已经相对稳定。LDPE树脂由于它的抗曲挠性和加工特性而被用于模塑成型。树脂熔融指数范围为0.52.0克10分钟，密度变化范围 0.9180.922克立方厘米。LDPE模塑应用于制做要求挤压性能的医用和日用消费瓶以及封密件。1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析产品如下图： 产品结构较为简单，主要结构特点表现为，外侧有12个防滑筋，内侧有内螺纹M323.5。该零件尺寸均为一般重要性尺寸，这些尺寸精度为MT7级（GB/T14861993）便可，螺纹主，大径，小径要控制好，保证以后好装配。 （1）、计算塑件的体积、质量 塑件的体积V=19.7cm3，LDPE的密度为0.91g/cm3 ，则质量M=0.9119.7=17.97g。（2）初步确定模具型腔数量 塑件的生产批量为300,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。第二节 成型工艺参数的确定LDPE的注射成形工艺参数如下： 1、温度（） 喷嘴温度 220240 料筒温度 后段160170， 中段180190， 前段200220 模具温度 20402、压力（M Pa） 注射压力 60100 保压压力 4050 背压压力 3-7 ，螺杆转速75-120 3、时间（S） 注射时间 1516 保压时间 1530 冷却时间 1530 成形周期 4060第三章 模具结构设计第一节 浇注系统设计1、确定分型面确定分面选择原则如下：（1）分型面的选择应便于脱模,此为必要条件。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求（3）有利于塑料充模成型,有利于排气。（4）分型面的选择应有利于侧向抽芯。（5）不影响制品外观,尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。（6）分型面的选择应便于模具加工制造。（7）有利于保证开模后产品留在动模侧。 由于图a，b的分型面会导致塑件表面产生毛边，使塑件表面质量下降，故本模具的分型面为产品底面，如图c所示。图a图b图c2、型腔布局由于采用一模两腔模具结构，型腔间隔15mm布置。 两腔中心距 = 44 + 15 = 59mm 3、确定模具总体结构类型由于塑件结构比较简单，且表面没有特殊要求，考虑到模具结构简单，优先采用两板模结构，即总体结构类型为单分型面注射模。4、浇注系统型腔布局为一模两腔，塑件结构简单，因此，采用侧浇口。浇注系统组成为主流道、分流道、浇口。（1）主流道 圆锥形，锥角a=3，表面粗糙度Ra0.63um。主流道进口端直径D1=4.5mm（由注塑机喷嘴尺寸决定），长度L由装配决定。设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。 （2）分流道 选用常用的梯形截面分流道，长度取13mm，截面上底边长 =2mm 查表取b=6mm，H=2b/3=4mm，下底边长a=3b/4=34/4=4.5mm(3)浇口采用侧浇口，已知材料为LDPE，查表得n=0.6，塑件壁厚3mm，简单塑件，则浇口厚度h=n t =1.8mm，宽b=3 h=5.4mm，长度L=(23)mm，取L=2mm第二节 成型零部件设计与计算1、结构设计 型腔和型芯结构的基本形式：整体式与组合式。 考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔图和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。 型芯结构简单，选择通孔台肩式，其为最常用的方法。型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为装拆方便，选通孔台肩式。2、工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算 查表可知LDPE的收缩率S min=1.5%，S max =2% 则其平均收缩率 S cp=(S min + S max)/2 =(1.5%+2%)/2 =1.75%型腔径向尺寸基本尺寸44 尺寸偏差0.66，换算为44.66-1.32 LM=(LS +LSScp3/4) + z =(44.66+44.661.75%3/41.32)+(1.32/4) =44.45+0.33基本尺寸38 尺寸偏差0.57，换算为38.57-1.14 LM=(LS +LSScp3/4) + z=(38.57+38.571.75%3/41.14)+(1.14/4)=38.39+0.29型腔深度尺寸基本尺寸30 尺寸偏差0.57，换算为30.57-1.14 HM=(HS +HSScp2/3)+ z =(30.57+30.571.75%2/31.14)+(1.14/4) =30.34+0.29 经计算Ds中=29 Ds小=26，查得螺纹中径公差中=0.31， 大=0.04， 中=0.03， 小=0.04螺纹型芯 中径 dm中=（1+Scp）Ds中中中 =（1+1.75%）290.310.03 =29.820.03 大径 dm大=（1+Scp）Ds大中大 =（1+1.75%）320.310.04 =32.870.04 小径 dm小=（1+Scp）Ds小中小 =（1+1.75%）260.310.04 =26.770.04 型芯高度尺寸基本尺寸27 尺寸偏差0.50，换算为27.5+1.0h m=(hs+hsScp+2/3)- z =(27.5+27.51.75%+2/31.0)-0.25 =28.65-0.25 基本尺寸3 尺寸偏差0.24，换算为2.76+0.48H m=(h s +hsScp+2/3)- z =(2.76+2.761.75%+2/30.48)-(0.48/4)=3.13-0.12 型芯径向尺寸基本尺寸 23 尺寸偏差0.44，换算为22.56+0.88lm=(ls+lsScp+3/4)- z=(22.56+22.561.75%+3/40.88)-(0.88/4)=23.61 -0.22型芯圆角R1 LM=(LSLS S cp) z =(1+11.75%)0.01 =1.020.01 型腔圆角R3 LM=(LSLS S cp)+ z =(3+30.55%)+0.01 =3.02+0.01 第三节 选择标准模架此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990塑料注射模中小型模架。 （1）确定模架组合形式采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择A4型。（2）计算型腔模板周界长度L=40144415441440=211 宽度N=4014441440=152（3）选取标准的型腔模板周界尺寸 首先确定模架宽度，N=152最接近于标准尺寸180，则选180L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=211的230。最终确定的模架规格为180230。 （4）确定模板厚度A板 定模板：用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度大于等于型腔镶块厚度 型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=3018=48，选取标准中A板厚度HA=50mm。 B板 动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式， B板厚度=（0.51）型芯高度，型芯高度27mm，则B板厚度HB标准化取HB=25mmC板 垫块，形成推出机构的移动空间， 厚度=推板厚度H6推杆固定板厚度H5塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。 此模架推板厚度=20mm，推杆固定板厚度=15 mm，塑件推出距离=型芯高度+（510）=24+5=29mm，则C板厚度=201529=64，选标准HC=70mm。 （5）选定模架第四节 推出机构采用推件板推出机构，其优点是作用面积大，推出力大，脱模力均匀，运动平稳，塑件上无推出痕迹。注意事项：1、导柱长度要足够，以保证推出塑件时推板留在模具上。2、推板与型芯的间隙为0.5mm，不会擦伤型芯。 第四章 装配图零件图1、装配图 尽可能按1:1比例绘制，视图表达清晰合理（剖视动模方向视图）， 整体性为主（过模具中心的阶梯剖），辅以局部性（局部剖或虚线），明细表、技术要求或使用说明书写完整，标注模具外形尺寸（合模状态）、重要的装配尺寸。 2、零件图 绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。 设计心得本学期的学习即将结束，课程设计是其中最后一个环节。它是对这一学期中所学知识的一个总结概括，更是一次检验，让我们每个人都能清楚自己学习的效果。确定了自己的课程设计题目后，开始可以说脑中是一片空白，很茫然，不知所措无从下手。于是就互联网上查找相关的资料，掌握了第一手资料。接着我又到图书馆查找相关的专业书籍，寻找塑料注塑模具的设计思路和一些塑料注塑模具设计与制造的实例进行参考。这些实例和思路就为我的课程设计创造了“骨架”，接下去就要为这个“骨架”添加“血肉”，最后使它生动完整。当然，在设计过程中也出现了一些难题。通过翻阅相关的书籍，在网络上寻找答案和经过指导老师的悉心指教和帮助后最终才得以解决。本次课程设计，也让我学会了齐心协力、共同协作、努力创新，自始至终都抱着一颗坚定的信念。此次课程设计，让我学到了许多知识，历经两周的毕业设计即将结束，敬请老师对我的设计过程作最后检查。在这次设计过程中，任老师的悉心指导，使我受益匪浅。从课题到手以及资料的查询到最后论文的撰写过程中给予了我很多指导，并且随时与我保持联系，随时了解我的设计进程，在我碰到问题的时候都及时的给我改正和补充,让我学到了知识，掌握了研究方法。她严谨的治学态度、对我的严格要求将使我终身受益。最后，由衷的感谢老师能在百忙之中查阅我的设计。参考资料 杨占尧，塑料模具标准件及设计应用手册，北京：化学工业出版社，2008。 杨占尧，塑料模具典型结构设计实例，北京：化学工业出版社，2008. 付宏生，模具识图与制图，北京：化学工业出版社，2006. 杨占尧，塑料注射模结构与设计，北京：高等教育出版社，2008. 廖月莹，塑料模具设计指导与资料汇编，大连：大连理工大学出版社，2007. 李学锋，模具设计与制造实训教程，北京：化学工业出版社，2005. 塑料模设计手册编写组，塑料模设计手册，北京：机械工业出版社，2002. 张维合，塑料模具设计实用手册，北京：化学工业出版社，2011 张维合，注塑模具设计实用教程，北京：化学工业出版社，2011 沈言锦，塑料模课程设计与毕业设计指导，湖南：湖南大学出版社，2008