暖瓶底盖注塑模具设计.doc

目 录1 绪论 41.1 国内外塑料模具技术的现状及发展趋势 41.2 塑料的注射成型过程 61.2.1 塑化过程 61.2.2 注射过程 61.2.3 模塑过程 71.3 塑料注塑模具介绍 71.3.1 塑料模具结构的组成 71.3.2 料模具结构设计要点 81.4 工业在国民经济中的重要地位 92 模具预设计 122.1 塑件分析 122.1.1 塑件原材料分析 142.1.2 塑件的尺寸精度分析 142.1.3 塑件表面质量分析 142.1.4 塑件的结构工艺性分析 152.2 初选成型设备与注射工艺规程编制 152.2.1 计算塑件的体积和重量 152.2.2 确定成型工艺参数 153 分型面的选取和型腔的布局 163.1 分型面的选取 163.2 型腔数目的确定及型腔的排列 184 浇注系统的设计 204.1 主流道的设计 204.1.1 主流道尺寸 204.1.2 主流道衬套的形式 204.1.3 主流道衬套的固定 214.1.4 分流道设计 224.2 浇口位置的选择及设计 234.2.1 浇口的选用 234.2.2 浇口位置的选择 244.2.3 冷料穴的设计 255 模具成型零件的设计及工艺 275.1 型腔壁厚和底板厚度的计算 275.1.2 型腔侧壁厚度的计算 285.1.3 型腔底板厚度的计算 295.2 成型零件的结构设计 305.2.1 型腔的设计 305.2.2 型芯的设计 305.2.3 下仁嵌块的设计 335.3 成型零件的加工工艺 335.3.1 订材料、开料 345.3.2 热处理前的加工 345.3.3 热处理后的加工 355.3.4 型腔的加工 356 侧抽芯机构的设计 386.1 脱模力的计算 386.2 抽芯距的计算 396.3 斜导柱的设计 396.3.1 斜导柱的结构形式 396.3.2 圆形斜导柱直径的确定 396.3.3 抽拔角α的选取 406.3.4 圆形斜导柱总长度的计算 407 顶出机构的设计 417.1 顶出机构的设计原则 417.2 顶杆的结构形式、固定方式和组装精度 428 模具的温度调节系统的设计 438.1 冷却系统机构设计 448.2 模具加热系统的选取 469 注射模具有关尺寸的计算 469.1 成型零件尺寸计算 469.2 模具闭合高度的确定 479.3 模具安装部分校核 479.4 模具开模行程校核 4710 模具最终设计结果 4811 结束语 4811.1 本毕业设计的主要工作 4811.2 需进一步研究的工作 48参考文献 50致 谢 错误!未定义书签。

1 绪论塑料制件是现代新兴产品之一，犹如空气，塑料时时刻刻围绕在人们的身旁如今我们可谓生活在“塑料世界”里由于塑料具有密度小、化学稳定性好、电绝缘性能高、比强度大等优异性能，在加上原料丰富、制作方便及成本低廉等优点，所以在国民经济各领域的方面应用广泛无论是工农业生产、交通运输、邮电通讯、军事国防、仪器仪表、文体医卫及建筑五金，还是能源开发、海洋利用等，各行各业都有这种新颖、性能特异的塑料产品[1]塑料是从石油生产出来的合成树脂加入增塑剂、稳定剂、填充剂及着色剂等物质而组成，原料为小颗粒或粉状将这些小颗粒塑料加热熔化成粘流状，注射到一个具有所需产品形状的型腔中，待塑料冷却后取出来，就得到了一个与型腔形状一样的塑件，这个具有型腔的东西就叫做模具，因为它专门用于制作塑料件，所以通常称为注塑模具目前，塑料制品得到了越来越广泛的应用，塑料的成型方法也越来越多，如注射成型、挤压成型、真空成型、发泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以及热固型塑料的各种成型等其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料注射模则是注射成型的工具在现代塑料注射成型的生产实践中，高效的塑料注射机、先进的塑料注射模具和合理的成型工艺是不可缺少的三项主要因素。

[2]1.1 国内外塑料模具技术的现状及发展趋势料制品的质量和生产效率与塑料模具的技术水平关系十分密切模具的结构、型腔的精度、表面粗糙度、分型面位置、脱模方式对塑件的尺寸精度、形位精度、外观质量影响很大模具的温度控制、充模速度、浇口位置、排气槽大小对塑件内分子取向、结晶形态等凝聚态结构以及由它们决定的力学性能、残余应力水平、光学、电学性能以及气泡、凹陷等各种制品缺陷又重要的关系模具的脱模机构和抽芯机构的驱动方式、动作简繁、运动速度、冷却快慢对成型效率又决定性的影响从模具的制造角度出发，要求模具零件经久耐用，它的加工工艺性能好，选材合理，制造容易，造价低廉由于模具的制造费用十分昂贵，它的成本对产品的价格影响很大综上所述可以看出：对于一副模具的要求是多方面的，在各种产品制造行业，人们对上述各个方面都进行深入而全面的研究，使模具的产量和水平十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量所占比例不断增大从模具设计和制造两方面来看，模具发展趋势可归纳为一下几个方面：(1) 高速、高效的自动化模具 现在的塑料模具基本上都能实现自动脱出产品、自动脱出浇注系统、自动坠落，大型制品或不能自动坠落的制品则采用机械手或机器人取出制品，对又侧抽芯或带螺纹的制品多采用自动侧抽芯或自动旋出螺纹型芯的结构。

2) 高精度注塑模具 能否产出高精度的塑件取决于模具、机器、原料、工艺、环境五大影响因素，只有当成型机械精度高、工艺稳定、环境不变、原料收缩率波动小，特别是模具精度高时，才能生产出高精度的塑件3) 大型塑料模具 随着塑料制品应用领域的日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、仪表、家用电器上采用了许多大型塑料制品，如洗衣机桶、大周转箱，甚至汽车车体，这就相应的需要大型模具，特别是注塑模具大型注塑模具物流流程长，弹性变形大，自重大，因此它的设计、安装、使用都有特殊之处4) 计算机技术与模具技术完美结合 模具计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)是20世纪70年代迅速发展起来的，在80年代已进入实用化，使设计质量提高，设计速度加快很多倍5) 模具设计新工艺的进展 塑料模具制造中最困难的莫过于型腔，特别是异形复杂型腔的切削加工为缩短制模周期，提高模具精度，减少钳工等的手工操作量，采用了各种坐标机床、仿形机床、光控机床和数控机床等而别是近年来发展起来的计算机辅助制造使模具制造技术取得了突破性的进展，它采用计算机程序来控制数字机床的刀具和工件运动轨迹和加工程序，来完成模具型腔的加工 过程。

6) 简易制模工艺的研究 为了及时地更新产品的花色品种，降低成本和适应小批量产品生产的要求，开展了简易制模工艺的研究这些模具虽然精度较差，寿命不长，但制模周期特别短，成本低，有一定的适用范围7) 模具标准化 近年来我国的模具标准化工作有了很大的进展，基本上配齐了各种主要模具类别的零件标准在塑料模具方面有塑料模零件标准，塑料注塑模零件技术条件、塑料注塑模模架标准、塑料注塑模技术条件等，其中零件标准包括模板、垫块、推杆、导柱等十余种零件8) 特种塑料成型模具的研制 例如随着成型新工艺不断发展而出现的气体辅助注塑成型模具、低头泡制品注塑模具、反应注塑成型模具、多层多腔注塑模具、多色注塑模具以及低发泡挤出机头、多层复合机头等此外在模具制造上采用特殊的模具专用钢材，采用特殊的表面处理技术如离子注入、物理沉积、喷镀、刷镀等提高模具的使用寿命表面花纹加工新技术可提高塑件外观质量等1.2 塑料的注射成型过程注射成型是热塑性塑料的主要成型方法它的成型过程是，塑料在塑料注射机的料桶中加热到一定温度，使其熔融并保持流动状态，然后在注射机挤压系统的高压下，定温、定压、定量地注射到闭合的模腔内成型，熔料经过冷却固化成与模腔相对应的形状，模具开启后将成型的塑件顶出，其注射成型的工艺流程如图1-1所示。

图1-1 塑料注塑成型工艺流程方框图[1]但总体归纳起来塑料的注射过程实质上是塑化、注射和模塑三个重要过程1.2.1 塑化过程指塑料在机筒内经加热达到流动状态，经螺杆旋转或柱塞的推挤达到组织分布均匀并具有良好可塑性的过程，即塑化过程只是注射成型的准备过程对塑化的要求是，熔料在进入模腔之前应达到规定的成型温度，且温度应前后内外均匀一致，并在规定的时间内提供足够数量的熔融塑料1.2.2 注射过程塑料由料筒注射进入模腔需要克服一系列的流动阻力和运动阻力，即必须克服熔料与料筒、浇口浇道和模腔的的外摩擦力和熔料间的内摩擦力因此所用的注射压力很高，一般喷嘴的的注射压力常在80～120MPa之间熔融塑料在柱塞式注射机中，注射过程压力损失较大，注射速度低，螺杆式注射机注射时压力损失较少，可以得到相对较高的注射速度1.2.3 模塑过程从塑料熔体注射如模具开始，经过模腔注满熔体冷却固化定型，直到塑件制品从模腔内脱出的这一过程称模塑模塑大体分为两个阶段1. 充模阶段0～t1从柱塞或螺杆开始想向前推动熔料起直至塑料充满模腔为止在这个过程中，起决定性作用的是注射压力，他决定了充模时间注射压力大可以缩短充模时间（快速充模）。

这时塑料熔体通过喷嘴、主流道、分流道及浇口时产生大量的摩擦热而使料温升高，在较高的注射压力下的到强度、外观都较好的塑件2. 保压阶段t1～t2从熔体充满模腔时起柱塞或螺杆撤回为止这段过程，由于塑料熔体在模腔受到冷却而发生收缩，但因模腔内的的塑料仍处于柱塞或螺杆的稳压之下，料筒内的熔料必然向模腔内继续填充，以补足因收缩而留出的空间这个阶段对于提高制品的密度，降低收缩和和克服制品表面缺陷如缩孔、凹陷、气泡等都有作用保压时间长些，模内封口压力高，倒流少，收缩率较少1.3 塑料注塑模具介绍塑料成型生产中使用的模具简称注塑模，它是实现注塑成型生产的工艺装备注塑模、塑料原材料和注塑机通过成型工艺联系在一起，形成注塑成型生产单元1.3.1 塑料模具结构的组成注塑模的结构是根据选用的注塑机种类、规格和塑件本身的形状结构特点所决定，注塑机的种类和结构形式是很多的，而塑件的形状结构根据使用要求不同更是千变万化，从而导致注塑模的结构形式也是十分繁多的但不管模具结构如何变化，每付模具都是由以下几个部分组成，而且它们在不同模具中的所起的作用是相同的根据模具上各个部件的不同作用，可细分为以下几个部分：(1) 成型零部件 主要用来决定塑件的几何形状和尺寸，它通常由凸模（成型塑件内部形状），凹模（成型塑件外部形状），型芯或成型杆、镶块，以及螺纹型芯或型环等组成。

2) 浇注系统 将塑件熔体由注塑机喷嘴引向型腔的一组流动通道，它由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成注系统设计的好坏会直接关系到塑料制件的质量和注塑成型的效率3) 向导部件 为了确保动模与定模在合模时能准确对中，在模具中必须设置向导部件通常向导部件由导柱和导向孔组成4) 脱模机构 脱模机构是指在开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构，它由拉料杆，推杆、复位杆、推杆固定杆和推板组成(5) 侧向分型抽芯机构 对于有些带带外侧凹槽或侧孔的塑件，在被推出模具之前，模具必须先进行侧向分型，拔出侧向凸模或抽出侧向凹模或侧向抽芯，然后方能顺利脱模，此时需要设置侧向分型抽芯机构6) 温度调节系统 为了满足塑料成型工艺对模具温度的要求，需要有温度调节系统对模具的温度。