模具制造工艺课程设计咖啡杯盖注塑模具设计【全套图纸】

xxxxxx塑料模具课程设计x x x x 大 学 xx学院模具制造工艺课程设计说明书设计题目： 咖啡杯盖注塑模具设计 姓名：xxx 班级：xxxxx 学号：xxxxxxx 指导老师：xxxx xxxx年x月x日xxxxxxxx学院 xx 级学生专业课程设计任务书I、专业课程设计题目： 咖啡杯盖注塑模具设计II、专业课程设计任务及设计技术要求：一、设计任务：1 绘制塑件产品零件图2 确定模具的型腔数3 选择注射机型号大小4 设计模具分型方案及结构形式5 设计模具的浇注系统并经行核算6 设计计算工作型腔的尺寸7 设计脱件机构2、 设计要求1. 绘制模具总装备图1张2. 绘制工件零件图34张3. 设计说明书要求约3000字III、专业课程设计进度：2010.01.04-01.07 绘制零件图、计算型腔数目、选择注射机和模架等；2010.01.08-01.12 绘制装配图、零件图等；2010.01.13-01.15 写说明书；079013 班 模具设计与制造专业类学生： xxxx日期：自 xxxx 年 xx 月 xx日 至 xxxx年 x月x日指导教师： xxxx 目 录目 录- 3 -一塑件的分析- 6 -二注射机的选择- 7 -三注射机有关工艺参数的校核- 7 -1.型腔数量的确定和校核- 7 -2.锁模力的校核- 8 -3.注射压力的校核- 8 -4.开模行程的校核- 8 -5.推出装置的校核- 8 -四.型腔的布局与分型面设计- 9 -1.型腔的布局- 9 -2.分型面的选择- 9 -五浇注系统的设计- 11 -1.主流道的设计- 11 -2.分流道设计- 11 -（1）.分流道的形状与尺寸- 11 -（2）.分流道的长度- 11 -（3）.分流道的表面粗糙度- 11 -3.浇口的设计- 12 -（1）.浇口的选用- 12 -（2）.浇口位置的选择- 12 -六成型零部件的设计- 13 -1.凹模和凸模的结构设计- 13 -2.成型零件的工作尺寸计算- 14 -（1）型腔和型芯径向尺寸的计算- 14 -（2）型腔深度和型芯高度尺寸的计算- 15 -七.合模导向机构设计- 16 -八推出机构设计- 17 -1.推出机构及机构组成- 17 -2.推出机构的分类- 17 -3.推出结构的设计要求- 17 -4.推杆的设计- 17 -（1）推杆的形状- 17 -（2）推杆位置的选择- 18 -九侧向分型与抽芯机构的设计- 18 -1.抽芯力与抽芯距的确定- 19 -（1）抽心力的确定- 19 -（2）抽芯距地确定- 19 -2.斜导柱的设计- 19 -（1）斜导柱的基本形式- 19 -（2）斜导柱倾斜角的选择- 20 -（3）斜导柱长度计算- 20 -(4)侧滑块的设计- 21 -十设计小结- 22 -十一参考文献- 22 -全套图纸，加153893706 塑 料 模 具 课 程 设 计 咖啡杯盖塑件名称：咖啡杯盖材料：ABS产品塑件图一塑件的分析 ABS塑料，化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene，比重:1.081.2克/立方厘米。特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。二注射机的选择 选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即： 式子中，实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（）。 估算= 51，取=1.05，所以m=53.55g,产品正面投影面积为 S=73.86c。所以在这里我们选取XS-ZY-125型号注射机，查表可以知道 XS-ZY-125型号注射机的注射压力为120Mpa，合模力为90010N，注射方式 是螺杆式，喷嘴球半径R为12mm，喷嘴口直径为4mm 。 三注射机有关工艺参数的校核 1.型腔数量的确定和校核型腔数量的确定方法有很多种，这里我们采用按注射机的额定锁模力确定型腔的数量n. 式中 注射机的额定锁模力，N； A单个塑件在模具分型面上的投影面积，c； 浇注系统在模具分型面上的投影面积，； P塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般为注射压力的80%，Mpa;根据上式我们估算出，n1.2,所以我们采用一模一腔。 2.锁模力的校核 为了平衡塑料熔体的压力，锁紧模具保证塑件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。它同注射量一样，也反映了注射机的加工能力。涨模力应小于注射机的额定锁模力F，既满足下面公式： 因为型腔数量是根据注射机的额定锁模力来确定的，所以在确定型腔数量是就已经保证了锁模力。 3.注射压力的校核 注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需要的注射压力。查表可得ABS材料注射成型时所需的型腔压力为30MpaF。 4.开模行程的校核 注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模距离必须大于脱模距离，否则塑件无法从模具中取去。由于注射机的合模机构不同，开模行程可按下面三种情况校核： 1）对于单分型面注射模具，其开模行程H为： 10)mm 式中 s注射机最大开模行程，mm； 推出距离（脱模距离），mm； 包括浇注系统在内的塑件高度，mm； 2）对于双分型面注射模具，其开模行程H为： 10)mm 3）具有侧向抽芯机构时，开模行程的校核应考虑侧向抽芯所需的开模行 程。 5.推出装置的校核各种型号注射记得推出装置和最大推出距离不尽相同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。四.型腔的布局与分型面设计 1.型腔的布局 已经算出型腔的数目n为1 ，所以塑件在模具的位置如下图 2.分型面的选择 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）对侧向抽芯的影响。 在这里我们选择如下图分型面：五浇注系统的设计 1.主流道的设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，其设计的主要要点为： 1）主流道设计成圆锥形，锥角为26，流道的表面粗糙度Ra0.8m。 2）浇口套一般采用碳素工具钢（如T8A、T10A等）材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。3）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。 4）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。5）浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9的配合。 2.分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体的流向，使其以平稳的流态均衡的分配到各个型腔。 （1）.分流道的形状与尺寸1）分流道的截面形状 常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，因为圆形截面分流道的效率是最高的，所以选它。2）分流道的尺寸 圆形截面的分流道在长度很短时，直径可小到2；对于大多数塑料，分流道截面直径常取56。 （2）.分流道的长度 分流道的长度应尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和降低能耗。 （3）.分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只用内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般Ra取1.6m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，行程绝热层。 3.浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。 （1）.浇口的选用按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为：直接浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口及爪形浇口等。在这里我们采用点浇口。点浇口又称针点浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能较大地增加塑料熔体的剪切并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表面粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填。 （2）.浇口位置的选择浇口开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大，因此，合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。浇口位置的不同还会影响模具的结构。选择浇口位置时，需要根据塑件的结构与工艺特征和成型的质量要求，并分析塑件原材料的工艺特性与塑料熔体在模内的路东状态、成型的工艺条件，综合进行考虑： 1）尽量素缎流动距离； 2）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 3）浇口应开设在塑件壁厚处； 4）考虑分子定向的影响； 5）减少熔接痕提高熔接强度； 6）应利于塑料型腔的气体排出； 7）塑件外观的质量问题； 六成型零部件的设计 1.凹模和凸模的结构设计凹模亦称型腔，是成型塑件外表面的主要零件；凸模亦称型芯，是成型塑件内表面的零件。凹、凸模按结构不同主要分为整体式和组合式两种结构形式。 这里我们采用整体式凹模，型芯采用局部镶嵌式。 2.成型零件的工作尺寸计算 （1）型腔和型芯径向尺寸的计算从附表中可查到的最大和最小收缩率，该塑料的平均收缩率为查表得的最大和最小收缩率为0.8% ，0.3%所以 =0.65% 1）型腔径向尺寸的计算 塑件外形的基本尺寸L是最大尺寸，其公差为负偏差，模具型腔的基本尺寸为L是最小尺寸，可得公式： 取,可得出 2）型芯径向尺寸的计算 塑件孔的径向基本尺寸是最小尺寸，其公差为正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差为负偏差，经过与上面型腔径向尺寸相类似的推导，可得： 取，可得出： （2）型腔深度和型芯高度尺寸的计算计算型腔深度和型芯高度尺寸是，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，由此推导出型腔深度公式为： 型芯高度公式为： 取所以，根据公式可得：七.合模导向机构设计合模导向机构主要用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间准确对合，以确保塑料制件的形状和尺寸精度，并避免模内各零部件发生碰撞和干涉。导向机构的主要作用是定位、导向、承受一定的侧向压力等。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。我们在这里选择导柱导向机构。我们在设计导柱导向机构的时候应注意以下几点：（1） 导柱的长度必须比凸模端面高出68，以免导柱未导准方向而型芯先进入型腔与其可能相碰而损坏；（2） 导柱的表面应具有较好的耐磨性，而芯部坚韧，不易折断；（3） 导柱固定部分表面粗糙度Ra一般为0.8m,导柱配合部分表面粗糙度Ra一般为0.80.4m；（4） 导柱固定部分与模板之间一般采用H7/m6或者H7/k6的过渡配合；（5） 导柱应合理均布在磨具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度。（6） 为使导柱顺利进入导套，在导柱的前端应倒圆角；（7） 导向孔最好做成通孔，否则会由于孔中的气体无法逸出而产生反压，造成导柱导入的困难；（8） 导套固定部分表面粗糙度Ra一般为0.8m；（9） 导柱与导套的配合精度通常采用H7/f7或H8/f7。 八推出机构设计 1.推出机构及机构组成 每次注射模在注射机上合模注射结束后，都必须将模具打开，然后把成型后的塑料制作及浇注系统的凝料从模具中脱出，完成推出脱模的机构成为推出机构或者脱模机构。推出机构设计的合理性与可靠性直接影响到塑料制件的质量，因此，推出机构的设计是注射模设计的一个十分重要的环节。推出机构一般由推出、复位和导向等三大元件组成。 2.推出机构的分类 推出机构可按基本传动形式分类，也可按推出元件的类别和推出机构的结构特征进行分类。按基本传动形式分类：机动推出、液压推出，手动推出；按退出元件的类别分类：推杆推出、推管推出、推件推出；按模具的结构特征分类：简单推出结构、复杂推出结构。 3.推出结构的设计要求 （1）推出机构设计时应尽量使塑件留于动模一侧；（2） 塑件在推出过程中不发生变形和损坏；（3） 不损坏塑件的外观质量；（4） 合模是应使推出机构正确复位；（5） 推出机构应动作可靠。 4.推杆的设计 （1）推杆的形状 （2）推杆位置的选择 1）推杆的位置应选择在脱模阻力最大的地方； 2）推杆位置选择应保证塑件推出时受力均匀； 3）推杆位置选择时应注意塑件的强度和刚度； 4）推杆位置的选择还应考虑推杆本身的刚性； 推杆的位置 ：九侧向分型与抽芯机构的设计 当注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧具有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向分型抽芯和复位的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。按照侧向抽芯动力来源的不同，注射模的侧向分型与抽芯机构可分为机动侧向分型与抽芯机构、液压侧向分型与抽芯机构和手动侧向分型与抽芯机构等三大类。 1.抽芯力与抽芯距的确定 （1）抽心力的确定侧向分型与抽芯的力一定要大于抽拔阻力。侧向抽芯力与脱模力的计算方法相同，即=15.3kN。 （2）抽芯距地确定侧向抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大23，用公式表示为： （23）式中 s抽芯距，； s塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，；可算出s=10+2=12。 2.斜导柱的设计 （1）斜导柱的基本形式斜导柱的基本形式：为固定于模板内的部分，与模板内的安装孔采取H7/m6的过度配合，为完成抽芯所需要的工作部分长度，为斜导柱的倾斜角，为斜导柱端部具有斜部分的长度，为合模时斜导柱能顺利插入策划快斜导孔而设计，角度通常取比大。侧滑块与斜导柱工作部分常采用H11/b11配合或留0.51的间隙。 （2）斜导柱倾斜角的选择 由于侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直，通过受力分析与理论计算可知，斜导柱的倾斜角取比较理想，一般在设计时取，最常用的是。为了便于计算在这里我们选择20。 （3）斜导柱长度计算 由于侧型芯滑块抽芯方向与开模方向垂直，所以可以推导出斜导柱的工作长度L与抽芯距s及倾斜角有关，即 在这里我把斜导柱的长度做到尽量长最长不超过230mm，在这里我取220。斜导柱安装固定部分的尺寸为： 1）式中 - 斜导柱安装固定部分的尺寸； - 斜导柱固定部分的直径。 由于脱模力为15.03kN，斜导柱倾斜角为20，查表可得最大弯曲力为16kN。所以经查表可得出斜导柱直径为18。 所以取为20，= =56.2mm (4)侧滑块的设计 侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一个重要的零部件，一般情况下，他与侧向型芯组合成侧滑块型芯，称为组合体。 十设计小结 塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。 十一参考文献 【1】塑料成型工艺与模具设计屈华昌主编，高等教育出版社， 【2】塑料模具设计手册塑料模具技术手册编委会，编机械工业出版社 【3】塑料模具设计申树义、高济编，机械工业出版社 - 24 -