塑料瓶盖注塑毕业设计毕业设计案例.doc
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1、编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目塑料瓶盖注塑毕业设计学生姓名 学 号24102004系 部机电工程系专 业模具设计与制造班 级241020指导教师 顾问教师二一二年十一月摘要本产品是一个注塑模具,通过对注塑成型的特点、产品的要求、材料的分析等,设计制造出合格的产品。塑料注塑模的设计计算包括方案论证、确定成型设备、注塑模结构设计、注塑模设计的尺寸计算、注塑机有关参数的校核等方面。本设计的大体思路及内容是:首先对塑件的工艺性分析和塑件的尺寸精度分析,从而确定方案。然后对塑料瓶盖进行造型设计,得到塑件的体积和质量,来初选注塑机。注塑模结构设计包括:分型面的选择,型腔数目的确定及型腔的排列,浇
2、注系统的设计,型腔、型芯结构的确定等方面。本文注塑模设计的尺寸计算主要是成型零件尺寸的计算。模具闭合高度的确定和校核及模具安装部分的校核,是注塑机有关参数的校核。关键词: 塑料瓶盖 注塑机 注塑模目 录摘要I第一章 塑件的工艺性分析11.1塑件分析11.1.1塑件二维工作图及三维立体图11.1.2 塑件材料ABS的性能分析11.2 壁厚21.3 脱模斜度21.4 塑件的尺寸精度及表面质量分析21.4.1 尺寸精度21.4.2 塑件表面质量分析31.5 塑件的成型工艺参数确定3第二章 模具设计52.1 分型面的确定52.2 型腔数目的确定52.3 注塑机的选择52.4 成型零件的设计与计算62.
3、4.1 型芯、型腔结构的确定62.4.2 成型零件的计算72.5 模架的选用72.6 浇注系统的设计82.6.1 主流道82.6.2 主流道衬套的固定92.6.3 分流道设计102.6.4 浇口设计102.6.5 冷料穴和拉料杆102.7 脱模机构的设计112.7.1 脱模机构的设计原则及选择112.7.2 脱模力的计算112.7.3 推杆的尺寸计算122.8 排气系统的设计122.9 冷却系统的设计13第三章 注塑机有关参数的校核153.1 注射量的校核153.2 模具闭合高度的校核153.3 锁模力的校核153.4 注射机开模行程的校核15第四章 UG在模具分模中的应用174.1 UG的介
4、绍174.2 分模17第五章 总结与展望21致谢23参考文献25第一章 塑件的工艺性分析1.1塑件分析1.1.1塑件二维工作图及三维立体图图1.1塑料瓶盖二维图图1.2塑件产品名称:塑料瓶盖产品材料:ABS产品数量:较大批量生产塑件尺寸:见图1.1塑件重量:1.66克塑件颜色:蓝色塑件精度要求:未注公差按MT51.1.2 塑件材料ABS的性能分析设计任务书中自选定零件材料为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(简称ABS),下面是该材料的简介:表1.1 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物ABS塑料品种性能特点成 型 特 点模具设计注意事项使用温度主要用途ABS(线性结构非结晶型)综合性能较好,冲击韧性、力学
5、强度较高,尺寸稳定,耐化学性、电性能较好;易于成型和机械加工流动性中等,溢边值为0.04mm左右;收缩率为0.4%0.7%;吸湿性强,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥成型时易取高料温、高模温,但料温过高易分解(分解温度250OC)使用温度小于70C广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料1.2 壁厚各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度。一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率;其次可避免因过厚产
6、生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。以下是ABS的壁厚推荐值:ABS合适壁厚为0.753mm该塑件壁厚为2.0mm1.3 脱模斜度由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应具有合理的斜度。以下是ABS的脱模斜度推荐值:型腔 401.30 型芯 3540。塑件内表面在造型时就有弧度,如果要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处,这不仅对脱模有好处,而且可以更好的锁紧。1.4 塑件的尺寸精度及表面质量分析1.4.1 尺寸精度查表得,图中尺寸、均属于MT3级塑料件精度,其它未注公差为MT5。1.4.2 塑
7、件表面质量分析该零件要求外表面光洁,无毛刺、缺陷,粗糙度可取Ra0.8um,零件最终进行表面光度处理,塑件内部没有较高的粗糙度要求。1.5 塑件的成型工艺参数确定查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:适用注射机类型 螺杆式密度 1.031.07 g/cm3;收缩率 0.30.8 % ;预热温度 8085,预热时间23 h ;料筒温度 后段150170,中段165180,前段180200;喷嘴温度 170180;模具温度 5080; 注射压力 60100 MPa ;螺杆转速 30rmin-1成型时间 注射时2090s ,保压时间05s ,冷却时间20120s 。第二章 模具设计2.1 分型面的确定
8、分型面的设计原则:打开模具取出塑件或浇注系统的面,称之为分型面(或称分模面)。分型面除受排位的影响外,还受塑件的形状、外观、精度、模具浇口位置、抽芯滑块、顶出系统、机械加工等多种因素影响。合理的分型面是塑件能否完好成型的先决条件。一般应从以下几个方面综合考虑:(1)分型面应选择在塑件外形最大轮廓处(2)分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模(3)分型面的选择应保证塑件尺寸精度和表面质量(4)分型面的选择应有利于模具成型零件的加工(5)分型面的选择应有利于锁模(6)分型面的选择应有利于排气分型面图2.1 分型面的位置结合该产品的结构,分型面确定在塑件的最大投影面积上,如图2.1所示。2.2 型腔数目
9、的确定注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素:(1)塑件的尺寸精度;(2)模具制造成本;(3)注塑成型的生产效益;(4)模具制造难度。根据大批量生产要求,且塑件的精度要求较低,所以本模具采用一模4腔。2.3 注塑机的选择由注射量选定注射机:利用 UG建模软件直接查询到塑件的体积为(材料密度取=1.05g/cm3):体积V=1582.74mm3; 质量M=1.66g由于要大批量生产所以初步决定一模4腔; 浇注系统所需塑料质量M总=nM+NM1;M总=21.248g;注: M1 =0.6M ;可知ABS注射时所选用的型腔压力P=1520Mpa
10、;这里就选P=18Mpa;锁模力F= A总P; A总=A+A1; A1=(0.20.5)A;所以总的锁模力:F总=4A总P=43.1413.52 +(0.20.5)3.1413.52 180.001KN=107.136KN注:A单个塑件在模具分型面上的投影面积,mm2 ; A1 浇注系统在模具分型面上的投影面积,mm2 ;根据浇注系统所需塑料质量和总的锁模力初步选定注射机为XSZ60;表2.1 XSZ60型注塑机的主要参数注塑机型号XSZ60额定注射量60cm3螺杆(柱塞)直径38mm注射压力122Mpa注射行程170mm注射方式螺杆式锁模力500KN最大成型面积130cm2最大开合模行程18
11、0mm模具最大厚度200mm模具最小厚度70mm喷嘴圆弧半径R12mm喷嘴孔直径4mm动、定模固定板尺寸330440mm拉杆空间190330mm2.4 成型零件的设计与计算2.4.1 型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上加工,有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理较困难。整体式型芯结构牢固,成型塑件质量好,但尺寸较大,消耗贵重模具钢多,不便加热和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成的,机械加工和热处理比较容易,能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢,便于机加工和热处理,修理更换方便。同
12、时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较小,形状简单,故型腔、型芯都采用整体式。2.4.2 成型零件的计算该塑件的成型零件尺寸按平均法计算。查有关手册得ABS收缩率为S=0.40.8,故平均收缩率S=(0.4%+0.7%)/2=0.6%。根据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取z取1/3。如下表2.2表2.2 成型零件尺寸计算序号类别塑件尺寸计算公式结果1型腔尺寸径向尺寸2726.98222221.9673深度21.9524型芯尺寸径向尺寸1919.2795R16R 15.8056高度尺寸33.0982.5 模架的选用通过相关计算确定 :定模由一块模板组成,动模由一块模板组成;采用推杆推
13、出制件。动定模座板厚25mm,垫块厚70mm,动模板厚40mm,定模板厚30mm。 (1)模架尺寸的确定因为采用的是整体式凹模和整体式凸模,所以模架的大小可以任意制定,模架所承受的力最终是传递到凸、凹模上,从节约材料和见效模具尺寸出发,模架的值取的越小越好,但实际中因为要考虑冷却因素,又因为经过模架的冷却系统比经过模架外部的冷却系统效率高,所以为了给冷却系统留有足够的空间及考虑标准模架规格,故该设计取模架的大小为250250 mm。确定模架零件尺寸:动模座板 厚H=25mm 长L=250 mm 宽W=250 mm 定模座板 厚H=25mm 长L=250 mm 宽W=250 mm 垫块高度 厚H
14、=70mm 长L=250 mm 宽W=38 mm 动模板 厚H=40mm 长L=200 mm 宽W=200 mm 定模板 厚H=30mm 长L=200mm 宽W=200mm(2)模具高度尺寸的确定安装模具的高度应满足: HminHHmax设计模具高度为H总=190mm由于XS-Z-60型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin70mm,最大厚度为Hmax200mm,所以,模具闭合高度能满足安装要求。2.6 浇注系统的设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道,它由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。2.6.1 主流道主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道,通
15、常和注塑机的喷嘴在同一轴线上,断面为圆形,有一定的锥度,目的是便于熔体的流动和开模使主流道凝料顺利拔出,同时也改善料流的速度。主流道设计应注意的问题: 便于流道凝料从主流道衬套中拔出,主流道设计成圆锥形。锥角 粗糙度 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑,球半径略大于喷嘴头半径。 主流道要求耐高温和摩擦,要求设计成可拆卸的衬套,以便选 用优质材料单独加工和热处理。 衬套大端高出定模端面 ,并与注射机定模板的定位孔成间隙配合,起定位隙作用。因为要和注塑机相配,所以其尺寸与注塑机有关,如图2.2所示:图2.2主流道查表得知XS-Z-60型注塑机的喷嘴孔直径d0=4mm、喷嘴球半径R0=12mm,故:主流道
16、小端直径D=注塑机喷嘴直径d0+(0.51)=4+(0.51),取D=5 mm主流道球面半径SR0=喷嘴球半径R0+(12) =12+(12),取SR0=14 mm将主流道设计成圆锥形,锥度为24,取4球面配合高度h =35 mm,取h =3 mm主流道长度L=60 mm主流道大端直径8.4 mm由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞,所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套,以便选用优质的钢材单独加工和热处理。如下图2.3所示:图2.3 浇口套2.6.2 主流道衬套的固定因为采用的B型浇口套,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件,外径为120mm,内径36mm。具
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