高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计毕业设计.doc

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1、毕业论文(设计)题目名称：高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计题目类型： 毕业设计 时 间： 2011.3 至 2011.6 目录毕业设计任务书毕业设计开题报告中文摘要外文摘要正文11 前言12 选题背景12.1 课题来源12.2 目的12.3 意义22.4 国内的现状、存在的主要问题及发展趋势22.5 国外的现状、存在的主要问题及发展趋势43 注射成型工艺规程的编制53.1 塑件的工艺性分析53.2 计算塑件的体积和重量63.3 塑件注射工艺参数的确定73.4 塑料成型设备参数74 注射模的结构设计94.1 分型面的选择94.2 确定型腔的数目及排列方式114.3 浇注系统的设计124.4 排

2、气系统的设计214.5 成型零部件结构设计214.6 合模导向机构设计234.7 推出机构设计254.8 侧抽芯机构设计274.9 温度调节系统的设计335 模具零件的计算345.1 型腔工作尺寸的计算355.2 型芯工作尺寸计算365.3 型腔侧壁厚度和底板厚度计算385.4 冷却系统的有关计算395.5 斜导柱侧分型与抽芯的有关计算415.6 模架的选择446 注射机有关参数的校核456.1 模具闭合厚度校核456.2 喷嘴尺寸校核456.3 模具安装尺寸校核466.4 开模行程的校核467 绘制模具总装图和非标准零件工作图467.1 本模具总装图和非标准零件工作图见图467.2 本模具的

3、工作原理478 结论47参考文献48毕业设计(论文)任务书1. 毕业设计(论文)题目：高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计2. 毕业设计（论文）起止时间：11年3月 日10年6月 日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）1） 所需资料：注射成型工艺与模具设计、模具设计与制造手册、模具CAM、模具标准、分析与绘图软件等。2） 原始数据：制品材料、制品图如下。 4毕业设计(论文)应完成的主要内容1）查阅参考文献2）外文翻译3）撰写开题报告4）注射模设计塑料制品结构分析；注射成型工艺参数选择、模架选择、注射机选择；成型零部件、浇注系统、脱模机构、温度调节系统等的设计； 模具总体方案设

4、计和比较；主要零部件强度、刚度计算；绘制模具装配图；绘制主要零部件图；编制成型零件数控加工程序。5）撰写毕业设计论文5毕业设计(论文)的目标及具体要求3） 目标：通过本设计，学习塑料注射模具设计的特点和全过程，学习绘图、分析软件的应用，训练工程设计能力；4） 具体要求（按毕业设计工作条例要求）：查阅资料：近35年参考文献不少于15种（篇）；外文翻译：原文不少于2万字符，译文不少于3千汉字；撰写开题报告：不少于3千汉字； 绘制模具装配图：1张（计算机图）；绘制主要零部件图：总数不少于2张0#图板大小，计算机图；编制CAM程序：编制12个成型零件CAM程序；撰写毕业设计论文：字数不少于1.5万汉字

5、，计算机打印。6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求 所需工具: 分析与绘图软件。上机机时：约100小时。毕业设计开题报告题 目 名 称高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计开题报告日期 2011年4月9日 高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计1 题目来源题目来源于生产实际。2 研究的目的和意义2.1 研究的目的随着社会的不断发展，科学技术也在不断地更新，高压技术在科学研究，机械生产，生活用品方面都有很大的需求。为了满足这些方面的需求，需要将高压气体封闭起来，以便运用。为了能够有效的封闭高压气体，需要研究高压瓶盖。考虑到生产成本，生产周期的要求，采用注塑模具生产比较合理。为了使生产出的产品

6、能够满足要求，就需要对注塑模具进行研究。2.2 研究的意义对注塑模具进行研究设计，一方面能够满足生产的需求，另一方面也能加深对注塑模具的了解，将自己学到的知识加以运用，将知识掌握的更加牢靠，同时也可以在注塑模的设计中学到新的知识。3 阅读的主要参考文献及资料名称1张永俊，王冲，刘晓宁，矿泉水瓶盖注射模设计J，模具工业,2002,No.6:32-34页2张建宇，张南，刘志民，气压瓶盖注射模设计J，电加工与模具，2006，增刊:38-42页3张维合，饮料瓶盖注射模设计J，模具工业，2010，第36卷第9期:49-51页4孟广季，刘有余，大输液塑料瓶盖注塑模的设计J，工艺.装备，2009，机械制造4

7、7卷第537期:61-62页5郑新建，孙先明，胡凡建，程刚，点滴瓶瓶盖注射模设计J，模具技术，2005，No4:17-21页6朱计，张增，张杰，类彦威，基于CAE分析的铰链式塑料瓶盖注射模设计J，模具工业，2008，第34卷第1期:44-47页7尹健，一种专用瓶盖的注塑模设计N，贵州工业大学学报（自然科学版），2001，第4期:62-64页8严丽，黄国强，压出式瓶盖注射模设计J，机械设计与制造，2007，第4期:153-154页9张晓黎，张磊，刘保臣，洗发液瓶盖注射模设计J，模具工业，2008，第34卷第1期:47-49页10康俊远，吴任和，洗发水瓶盖注射模设计和工艺分析N，塑性工程学报，20

8、07，第14卷第4期:147-150页11张永俊，罗进生，瓶盖注射模设计及若干工艺问题探讨J，电加工与模具，2002，第3期:60-61页12吴光明，瓶盖注射模的设计J，现代机械，2000，第1期:30-31页13刘建仁，瓶盖热流道注射模设计J，模具工业，2008，第34卷第9期:63-66页14陶筱梅，杜小清，刘好，防伪瓶盖注塑模强制脱模机构设计J，塑机与模具，2007，第11期:86-88页15田利民，多头螺杆驱动的瓶盖注射模设计J，模具工业，2009，第35卷第2期:43-45页16汪立胜，黄友训，弹簧压盖注射模设计J，塑料注射模技术，2006，第10期:44-46页17S.H.Tang

9、*,Y.J.Tan,S.M.Sapuan,S.Sulaiman,N.Ismail,R.Samin,The use of taguchi meth-od in the design of plastic injection mould for reducing warpageJ,Journal of Materials Processing Technology,2007,182:418-12618S.H.Tang*,Y.M.Kong,S.M.Sapuan,R.Samin,S.Sulaiman,Design and thermal analysis of plastic injection mo

10、uldJ, Journal of Materials Processing Technology,2006,171:259-26719MARIA L.H.LOW and K.S.LEE*,A template approach to manage mould-testing stage in a plastic injection mould projectJ,International Journal of Production Research,2007,Vol 45,No.20:4685-471420C.G.Li,C.L.Li*,Plastic injection mould cooli

11、ng system design by the configuration space methodJ,Computer-Aided Design,2008,40:334-34921M.L.H.LOW and K.S.LEE*,Mould data management in plastic injection mould industriesJ,International Journal of Production Research,2008,Vol.46,No.22:6269-630422Li Xu,William Xu and Yingfa Chen,Plastic injection

12、molding process optimization using software tools,2001,Int.J.Vehicle Design,Vol.25,Nos1/2:53-634 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 国内的现状及发展4.1.1 产品结构现状我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已经能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已经能生产相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高

13、效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大的进展；气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。4.1.2 CAD/CAE/CAM应用现状为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具协会向全国模具行业推荐适合模具企业使用的CAD/CAE/CAM系统。对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在购买国外先进的CAD/CAM系统和设备上，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低。对于国内一些中小型模具企业，则很少应用CAD/CAM，有些仅停留在以计算机代替固板绘图。4.1.3 发展趋势在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施

14、，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进我国模具行业的快速发展。我国塑料模具工业今后的主要发展方向为：提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例；在塑料模具设计制造中全面推广应用CAD/CAE/CAM技术；推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术；开发新的成型工艺与快速经济模具；提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率；研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。4.2 国外的现状及发展趋势注塑成型是大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代已经开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形

15、型腔内的流动情况进行分析。80年代初，成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。4.3 研究的主攻方向我国模具塑料模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能的方向发展。5 主要研究内容、需要重点研究的关键问题及解决思路5.1 主要研究内容5.1.1 塑料制品结构分析该塑料制品为薄壁制品，且要求要耐高压，考虑到高压瓶盖的生产批量和生产成本的要求，

16、选择的材料为ABS，因为ABS来源广，成本低，有良好的稳定性能，抗压能力很强，能够满足要求。5.1.2 注射成型工艺参数选择ABS注射成型性工艺参数为工艺参数注射机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒温度/前部200210中部210230后部180200喷嘴温度()180190模具温度()5070注射压力(Mpa)7090保压压力(Mpa)5070螺杆转速(r/min)30605.1.3 注射机选择注塑模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机的有关技术参数有全面的了解，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备，按其外

17、形注射机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。5.1.4 模架选择模架的选择要根据塑件的尺寸和材料的特性选择。5.1.5 成型零部件的设计成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。5.1.6 浇注系统的设计浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节，它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响，是模具设计者重视的技术问题。5.1.7 脱模机构的设计设

18、计脱模机构时，要先确定脱模的方式，再计算脱模力。脱模方式是由塑件的特性决定的。确定了脱模方式，再由脱模方式来计算脱模力。5.1.8 温度调节系统的设计注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。5.1.9 主要零部件强度、刚度的计算设计出零件后，还需要计算它的强度和刚度，看其能否使用要求。5.1.10 零件图形的绘制零件图设计出来以后，要绘制其二维图形和三维图形。5.2 需重点研究的问题5.2.1 模架的选择选择出模架后，并不能直接确定该模架是否满足

19、要求。5.2.2 浇口位置的设计浇口位置的的选择很大程度决定了塑件的质量，所以浇口的位置设计是注射模具设计的一个很重要的环节，而浇口的位置不好确定。5.2.3 型腔数量的确定型腔的数量不好确定。5.3 解决的思路5.3.1 确定模架的合格当选择模架后，要进行注射量的校核、锁模力的校核和开模行程的校核，当这些校核都满足要求时，才能确定选择的模架是适用的。5.3.2 浇口位置的确定要确定浇口位置选择的是否合适，可以用Proe模流分析来确定。5.3.3 型腔数量的确定型腔数量的确定和选择的模架有关，根据模架的尺寸和塑件的尺寸以及生产批量要求和成本要求，可以确定型腔的数量。6 完成毕业设计所必须具备的

20、工作条件及解决的办法6.1 必须具备的条件1.要进行模具设计，先要对国内外和设计有关的资料有一定的了解，知道该怎么进行。2.进行模具设计时，要有专业的指导书籍。3.要能绘制零件的图形。4.要能编制成型零件的加工程序。5.要有工具写毕业论文。6.2 解决的办法1.去学校机房下载和毕业设计有关的中文和英文文献资料。2.去学校图书馆借模具设计与制造手册、模具CAM、注射成型工艺与模具设计，在网上下载相关的资料。3.使用AutoCAD 2007绘制二维图形，使用Proe绘制三维图形。4.学习用编程软件编制程序。5.在电脑上用Word 2003写毕业论文。7 工作的主要阶段、进度与时间安排第06周：到学

21、校计算机房下载和毕业设计有关的中文和英文文献及到图书馆借阅相关的手册。第07周：写开题报告并进行开题答辩。第08周：对塑件进行成型工艺分析，选择注塑机，模架，校核最大注射压力。第09周：设计模具的型腔和型芯，并绘制型腔及型芯的Auto CAD二维图形及Proe三维图形。第10周：设计浇注系统，并绘制浇口的图形。第11周：选择分型面，设计排气系统。第12周：设计合模导向机构、脱模机构，并绘制零件的二维和三维图形。第13周：将三维零件图组装成装配图，并绘制二维装配图。第14周：书写毕业设计论文初稿。第15周：把写好的毕业论文初稿交给导师批阅，修改毕业论文。第16周：检查整个设计过程，提交毕业设计论

22、文，进行毕业答辩。8 指导教师审查意见高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计摘要 在现代工业中，模具工业是高新技术产业化的重要领域。模具工业已经成为制造业的基础，而在模具行业中，塑料模具又是重中之重。CAD/CAM/CAE软件技术的应用更加促进了塑料模具的发展。本次设计的是高压瓶盖。本论文主要阐述了高压瓶盖注射模具的设计思路、工艺分析与模具设计过程。本次设计采用的是注射成型，在设计过程中，首先对塑件结构进行分析，确定型腔的数量为一模一腔。然后介绍了不同形式的分流道和浇口，并且比较确定合适的分流道和浇口。接着进行注射机的选择和标准模架的确定，并对注射机进行校核，再进一步对导向机构、推出机构、冷却系统

23、等进行了设计计算。针对塑件内壁有凸筋，特优化设计了斜滑块推出机构。对于塑件侧壁上的小孔，则采用斜导柱抽芯机构。本论文重点阐述了模具的结构设计、成型零件的结构设计计算与强度和刚度的校核、斜导柱侧抽芯机构的设计计算。最后，利用AutoCAD2007绘图软件绘制主要的零部件图和模具装配图。关键词 注射成型；注射机；模具；斜导柱侧抽芯机构。High-pressure cap injection molding process analysis and mold designAbstract In modern industry,the mould industry is an important ar

24、ea of high-tech industries. the mould industry has been the base of manufacture, while in the mould industry, the plastic mould is the most important one. The application of CAD, CAM, CAE software technology facilicate the development of the plastic mould. This design is high-pressure caps. In this

25、paper, I expound the design idea of high-pressure capinjection molding , process analysis and mould design process. This design uses is the injection molding, in the design process,first, I analyzed the structure of plastic parts, determine the amount of cavity is a cavity of a mould. Then introduce

26、s the different forms of runner and gate, and compare and determine the appropriate runner and gate. Followed by injection machine selection and the determination of standard mould, and checking the injection mould, and further to the guiding mechanism, the introduction of institutions, the cooling

27、system for the design calculations. For the convex tendons on the inner walls of plastic parts, I especially optimal design the introduced organizations of angled-lift splits. For the holes on the plastic wall, I use the oblique guide pin core-pulling mechanism. This paper focuses on the structural

28、design of the mould, forming part of the structural design, calculation and check the strength and stiffness, angle pin design of the side core pulling calculations. Finally, I using AutoCAD2007 drawing software rendering the main parts diagram and mould assembly drawing.Keywords injection molding；i

29、njection machine；mould；angle pin side core pulling高压瓶盖注射成型工艺分析与模具设计1 前言塑料模具是模具行业中十分重要的行业。我国塑料模具行业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。注射成型是大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。在经济全球化趋向日渐加速的情况下，塑料模具行业的发展水平对一个国家的制造业有着巨大的影响。做为二十一世纪的大学生，并且我们又学的是模具制造专业，因此，我们要抓住这次机会，尽可能多的了解和掌握塑料模具设计方面的知识，为中国塑料模具的发展贡献自己的力

30、量。这次毕业设计是我们在修完所有的课程之后，走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要会用到所学的注射模设计，机械制图以及机械设计等方面的知识。通过本次毕业设计，使我对塑料模具有了更深层次的了解，能将自己在课堂上学到的知识运用到实际中。同时，通过这次设计，我也学到了查阅相关资料的方法和实际工作中遇到的问题的解决方法，这为我以后的工作打下了良好的基础。本次毕业设计，我也得到了老师和同学们的帮助，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏和水平的限制，且时间仓促，在这次设计过程中出现了一些错误，恳请各位老师批评指正。在写毕业论文的过程中，我参考了塑料膜成型模具设计、中国模具设计大典、简明塑料成型工艺与

31、模具设计手册等有关教材，引用了其中的公式及图表。由于我对塑料模具设计不是很了解，所以在论文中存在一些缺点和错误，希望老师多加指正。2 选题背景2.1 课题来源课题来源于生产/社会实际。2.2 目的模具行业的发展日新月异，塑料模具行业的发展对我国制造业有着重要的影响。作为学习模具设计专业的大学生，为了将来能够更好的从事塑料模具设计这一行业，我们应当能够了解和掌握塑料模具的一般设计步骤。进行此课题，我能够初步地设计一副塑料模具。为了能够更好的掌握注塑模具设计方面的知识，高压瓶盖注射模具作为一个技术含量比较高的课题，值得我们去研究、设计。2.3 意义对本课题进行研究、设计，一方面能够使我们将自己在课

32、堂上学到的知识加以运用，将知识掌握得更加牢靠；另一方面能够让我们对塑料模具有更多的了解。同时，我们还能够从这次设计中学到在实际工作中解决困难的途径，为我们捡来的工作奠定了基础。2.4 国内的现状、存在的主要问题及发展趋势2.4.1 国内的现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右1。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大

33、提高。在大型模具方面已经能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具2；精密塑料模具方面，已经能生产相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具2。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大的进展；气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE

34、技术的应用水平上了一个新台阶。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具协会向全国模具行业推荐适合模具企业使用的CAD/CAE/CAM系统。对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在购买国外先进的CAD/CAM系统和设备上，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低。对于国内一些中小型模具企业，则

35、很少应用CAD/CAM，有些仅停留在以计算机代替固板绘图。2.4.2 存在的主要问题（1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。（2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。（4）供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场