咖啡杯塑料模具畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　1.咖啡杯成型工藝卡3</p><p>　　2.塑件成型工藝分析與設計4</p><p>

2、　　2.1塑件原材料分析4</p><p>　　2.2 塑件的尺寸精度分析4</p><p>　　2.3確定成型方法4</p><p>　　3.塑件成型模具設計4</p><p>　　3.1確定型腔數(shù)量及布置4</p><p>　　3.2 選擇注射機型號及參數(shù)4</p><p>　　

3、3.3 分型面的選擇6</p><p>　　3.4 澆注系統(tǒng)設計6</p><p>　　3.5 成型部件的設計計算7</p><p>　　3.6模架的確定和標準件選擇（示意圖）8</p><p>　　3.7排氣系統(tǒng)設計10</p><p>　　3.8溫度調節(jié)系統(tǒng)設計11</p><p&g

4、t;　　3.9推出機構（脫模）11</p><p>　　3.10 導向機構11</p><p><b>　　結論12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　謝辭14</b></p><p>　　一

5、次性使用咖啡杯塑料模具設計</p><p>　　摘　要：本課題以咖啡杯的杯子作為研究對象，通過對其結構形式和材料的注射成型工藝進行正確的分析，設計了一模兩腔的塑料注射成型模具。根據(jù)制件的質量和體積初步選定注射機的型號，并對注射機的相關參數(shù)進行了校核，同時對模具分型面進行了選擇，型腔布局進行了設計，對重要成型零件比如型芯和型腔的工藝參數(shù)進行了設計計算。其次對澆注系統(tǒng)的選擇，做了相關的研究。最后，對模具的總體裝配圖進

6、行了繪制。</p><p>　　關鍵詞：成型工藝卡，零件模具設計，參數(shù)校核，裝配圖 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，

7、它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低廣泛應用于制造業(yè)中。</p><p>　　目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。</

8、p><p>　　20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。</p><p>　　盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水

9、平，與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離將注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；加強模具標準件的應用；推廣CAD/CAM/CAE技術；重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期。</p><p>　　1．咖啡杯成型工藝卡</p><p>　　2．塑件成型工藝分析與設計</p><p>

10、;　　2.1 塑件原材料分析：</p><p>　　2.2 塑件的尺寸精度分析 </p><p>　?。?）精度等級 制件的尺寸精度，表面光潔度的要求普通，采用一般精度6級。</p><p>　?。?）脫模斜度 塑件外表面（40´～1°20´）塑件內表面（30´～1°）（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內，塑件外形以

11、型腔大端為準，塑件內形以型芯小端為準。）</p><p>　　2.3 塑件成型方法確定</p><p>　　由制件材質的各性質與制件結構總和分析該制件適合注射成型。</p><p>　　3. 塑件成型模具設計</p><p>　　3.1 型腔數(shù)量及布置</p><p>　　一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)

12、先采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產效率大為提高。由以上分析初步定為一模兩腔,見圖雖然制件結構簡單,但是由于一模兩腔，澆口開設在制件底部澆口余料不容易取出所以開設為定距導柱式雙分型面注射模具，如圖1。</p><p>　　3.2 選擇注塑機型號及參數(shù)</p><p>　?。?） 注

13、射量計算：制品的體積為：V1=36.99（cm）；質量為：m=1.5g/cm × 36.99（cm）=35.15（g）。</p><p>　　初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0.7 倍：V2=36.99× 0.7 =24.605（cm）；本設計中取 V2=25（cm）；該模具一次注射共需塑料的體積約為： V0=2V1+ V2 =98.98（cm）。</p><p>　

14、?。?） 鎖模力的計算：流道凝料(包括澆口)在分型面上的的投影面積A2，在此時還是個未知數(shù)， 根據(jù)經驗公式：A2=(0.2～0.5)A1 (A1為每個塑件在分型面上的投影面積)，用0.35n A1進行估算： A= n A1+ A2= n A1+0.35n A1=1.35 n A1=67298.36mm2式中：</p><p>　　查塑件所需的注射壓力70-105Mpa，而型腔的平均壓力是注射壓力的30%

15、-65%，因塑件為薄壁塑件，且澆口為點澆口，其壓力損失比較大，所以取大一些，則P型=90х60%=54Mpa；</p><p>　?。?） 選擇注射機：根據(jù)以上的計算初步選定型號為 XS—ZY—125 的注射機，其主要技術參數(shù)如下表：</p><p>　　國產注射機XS-ZY-125技術參數(shù)表：</p><p>　?。?）注射機有關參數(shù)的校核com </p&g

16、t;<p>　　①按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 n：</p><p>　　N=2.063 ， 2.0637.3 ≥ 2 （符合要求）；</p><p>　　式中 KMn——注射機允許的最大注射量（g 或 cm）；</p><p>　?、谧⑸鋲毫Φ男：耍涸撟⑸錂C的注射壓力為 119（MPa），密胺樹脂的注射壓力為（80～130）MPa，所以能夠滿足

17、要求。</p><p><b>　　③鎖模力的校核：</b></p><p><b>　　F鎖﹥pA </b></p><p>　　式中 ：p——熔融型料在型腔內的壓力，該產品的因為注射壓力為80Mpa型腔內的熔體壓力為注射壓力的2/3所以p=30Mpa；</p><p>　　A——塑件和澆注系統(tǒng)在

18、分型面上的投影面之和，經計算：A=245mm2；</p><p>　　F鎖——注塑機的額定鎖模力為1200KN。故 F鎖＞pA=30Mpa×245 mm2；</p><p>　　④最大注射量的校核: 注塑機的最大注塑量應大于制品的質量和體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足：</p

19、><p>　　0.8 V機  ≥ V塑＋V澆 </p><p>　　式中： V機 ——注塑機的最大注塑量，125cm3；</p><p>　　V塑——塑件的體積，該產品V塑＝36.99cm3；</p><p>　　V澆——澆注系統(tǒng)體積，該產品V澆=25cm3 ；

20、 故 0.8V機≥（36.99×2+25）cm3；</p><p>　　3.3 分型面的選擇</p><p>　　塑件為凹形薄壁件，面積較大，采用型心與型腔合模。其分型面確定如圖2、圖3：</p><p>　　3.4 澆注系統(tǒng)設計</p><p>　　(1)主澆道設計: 主流道小端直徑： d=注射機噴嘴

21、直徑+0.5～1 =4+0.5～1取d=5（mm）；主流道球面半徑： 主流道入口的凹坑球面半徑 R,應該大于注射機噴嘴球頭半徑的 2～3mm.反之,兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.SR=注射機噴嘴球頭半徑+2～3取 SR=12+2=14（mm）主流道長度 L：一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在 50 之內在出現(xiàn)過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具

22、。本設計中結合該模具的結構取 L=35（mm）主流道大端直徑： D=d+2Ltgα（半錐角α為 1°～ 2°，取 α=2°） ≈8 取 D=8（mm）主澆道進口末端與分澆道結合處采用圓角過度半R為3 mm，主澆道襯套選用T8A熱處理硬度為53——57HRC。襯套與定模板間 配合為H7/m6。</p><p>　　(2)分澆道設計：分澆道設計應盡量滿足良好的壓力損失盡可能小,能將塑膠料

23、熔體均衡地分配到各個型腔。由于塑料流動性好，采用高壓高述注射，為簡化加工所以選用梯形截面。分澆道的寬度計算公式為：</p><p>　　式中：b：各分澆道的寬度； </p><p>　　m：塑件的質量，35.15g；</p><p>　　L：流過熔體的分澆道的長度70mm；</p><p>　　經過計算得b為 8 mm ； </p>

24、;<p>　　(3)澆口的位置、形狀及尺寸：澆口形式可以點澆口或側澆口， 胺密樹脂的流動性好，點澆口或側澆口進料不易出現(xiàn)渦流和噴射等現(xiàn)象。澆口開設在塑件底部，不易產生噴射和澆不足，所以采用點澆口調整其截面的大小和高度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。如右圖4：</p><p>　　(4)注射行程的校核</p><p>　　查XS-ZY-125注射注射行程為115，澆

25、注系統(tǒng)的長度： 35+70+5=110<115mm，成立。</p><p>　　3.5 成型部件的設計計算</p><p>　　（1）型芯： 采用臺肩固定的形式，其下底面用模仁將其壓緊。尺寸計算。查其尺寸公差：76.6,48.21,31.44；由于尺寸精度為中等，故分別取制造偏差為尺寸公差，磨損偏差為尺寸公差1/6，即：。塑料收縮率范圍為：0.4-0.8%，則平均收縮率為：<

26、/p><p>　　故型腔芯尺寸為：（設計尺寸參見零件圖）</p><p>　?。?）型腔： 查其尺寸公差：</p><p>　　D3=80.60-1.52,D4=48.31+0-0.260,D5=R1.780-0.4,H2=1.50-0.240,H3=48.040-0.64,H4=R16.50-0.32；</p><p>　?。ㄔO計尺寸參見零件圖

27、）。</p><p>　　3.6 模架的確定和標準件選擇</p><p>　?。?）根據(jù)以上計算結果和由表查得：</p><p>　　模架B×L=250mm×315㎜；</p><p>　　墊板寬度為80㎜，厚度為63㎜；</p><p><b>　　推板厚度為25㎜；</b>

28、</p><p>　　推板導柱直徑為φ16㎜；</p><p>　　座板長度為315㎜，厚度為32㎜；</p><p><b>　　墊板厚度為20㎜；</b></p><p>　　上模座板和型腔間用M12的螺釘鎖緊；</p><p>　　推板和推板固定板間用M8的螺釘鎖緊；</p>

29、<p>　　因此模具總裝圖如圖5所視:</p><p><b>　　圖5 模具總裝圖</b></p><p>　　1、動模座板 2、墊塊 3、推板 4、推桿固定板 5、支承板 6、型芯固定板 7、推件板 8、定距拉板 9、導柱 10、導套 11、定模座板 12、主澆道襯套 13、螺釘 14、拉料桿 5、限位導柱 16、加熱板

30、17、限位釘 18、拉桿 19、型芯 20、型腔 21、推板固定桿 22、推板導套 23、推板導柱 24、杠桿 25、推桿</p><p>　　（2）凹模型腔側壁寬度計算 </p><p><b>　　由公式：</b></p><p>　　式中：b為凹模側壁的寬度；</p><p>　　h為凹模型腔的深

31、度；</p><p>　　p為凹模型腔內的熔體壓力，因為型腔內壓力為注射壓力的2/3～1/3注射壓力為70～100 Mpa所以型腔內壓力取50Mpa；</p><p>　　y1為凹模長邊側壁的允許彈性變形量，為0.005cm；</p><p><b>　　c=1，=0.8；</b></p><p>　　E為鋼材的抗拉彈性

32、模量：為2.1×105Mpa；</p><p>　　把相應的數(shù)值代入公式可得b的值約為30.7mm；</p><p>　　凹模型腔側壁寬度為35mm；</p><p>　　（3）凹模板底部厚度計算：</p><p><b>　　公式： </b></p><p>　　式中：C1查表為0.

33、023，E=2.1×105Mpa， </p><p>　　凹模腔短邊長度為7.4㎝，</p><p>　　凹模板中央部分的允許彈性變形量y2=0.005㎝,P=50Mpa</p><p>　　經計算得=14.8㎜</p><p>　　所以凹模板底部最小厚度為20㎜。</p><p>　　由于為防止定模與動模

34、之間先產生分型面，所以應采用彈簧頂銷機構，使型腔板與動模一起運動從而在拉料板與型腔板間產生分型面。 </p><p>　?。?）模具厚度的校核</p><p>　　Hmin——注塑機允許最小模厚=150mm ；</p><p>　　Hmax——注塑機允許最大模厚=400mm； </p><p>　　H

35、——模具閉合高度等于上模座板32 mm +型腔63 mm+推板25 mm +動模板32 mm +墊板30 mm +墊塊80 mm +定模座板32 mm =294 mm；</p><p>　　故滿足Hmax＞H＞Hmin。</p><p>　　（5）注射機開模行程的校核：注塑機的最大行程與模具厚度有關，故注塑機的開模行程應滿足下式：</p><p>　　S機≧H1＋H

36、2＋a+(5～10) ；</p><p>　　式中：S———機注塑機最大開模行程，500mm；</p><p>　　H1———頂出距離，15mm； </p><p>　　H2———塑件高度，25 mm；</p><p>　　a———取出澆注系統(tǒng)凝料所需的分模距離,35mm；</p><p>　　50015+25+35+

37、(5～１０)滿足條件。</p><p>　　3.7 排氣系統(tǒng)的設計</p><p>　　由于塑件的體積較小，型腔內的氣體比較少，利用模具分型面和推出機構與模具的間隙排氣，能充分的排除型腔內氣體。</p><p>　　3.8 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計</p><p>　　查表得密胺樹脂成型時所需的模具溫度為40-60℃，此設模具的溫度為50℃。&l

38、t;/p><p><b>　　3.9 推出機構</b></p><p>　　因采用推板推出所以應在動模板和定模板間加上限位裝置。限位塊的長度為開模行程。</p><p>　　推板厚度的計算公式：</p><p>　　式中：H：為推板厚度；</p><p><b>　　FN：為脫模力；<

39、/b></p><p>　?。和瓢逯行脑试S最大變形量為0.05㎜；</p><p>　　E：鋼材的彈性模量2.1×105Mpa；</p><p><b>　　脫模力計算：公式：</b></p><p>　　Fn =fFcosα-Fsinα ； F=AP； </p><p>　　式

40、中：A:塑件型芯的側面積7616mm2 ；</p><p>　　P：因為塑件對型芯產生的單位正壓力一般P=(8～12) Mpa,由于塑件薄所以P=10Mpa,摩擦系數(shù)取(0.15～1.0),因為該制件易脫模所以f=0.2,F=76.1N,Fn=55.2N ； </p><p>　　經計算推板厚度為大于20㎜所以取25㎜。</p><p><

41、b>　?。?）脫模力的校核</b></p><p>　　查XS－ZY－125的頂出力為500NFC=76.1N<500N即能滿足注射機的要求。</p><p>　　4.10 導向機構</p><p>　　導柱選用模架本身的規(guī)格，其相關的配合見裝配圖所示，與之相應的導套選用模架自帶規(guī)格。</p><p><b&g

42、t;　　結 論</b></p><p>　　本設計首先對塑料工業(yè)的重要地位和當今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經濟的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。其次介紹了注塑件的一般設計原則，對塑件的特征做了說明，在做好注塑成型的準備工作之后，接著介紹了模具設計的內容，注塑模具的確定型腔數(shù)量及排列方式、模具結構形式的確定、分型面的選擇、注射機型號的確定、 澆注系統(tǒng)設計及注塑機參數(shù)的校核，做完這些工作之后，該模具的設

43、計到此結束。</p><p>　　在設計的過程中發(fā)現(xiàn)經驗公式有不一致的地方，不同公式的計算結果有的相差很大，特別是在脫模力的計算。在完成圖紙之后發(fā)現(xiàn)塑件的設計有的地方是不合理的，比如說壁厚，雖然有經驗可循，但從實際中看顯然本設計的塑件壁厚過?。粡倪@里可以知道，注塑件的設計與模具設計關系密切，好的塑件結構可以簡化模具結構，降低生產成本。</p><p><b>　　參考文獻<

44、/b></p><p>　　[1] 陳志剛主編.塑料模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.1</p><p>　　[2] 葛正浩主編.PRO/ENGINEER Wildfire 3.0 塑料模具設計實例講解[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.3</p><p>　　[3] 劉永利主編.公差配合與級數(shù)測量[M].北京：中國農業(yè)出版社，2006.4&

45、lt;/p><p>　　[4] 吳斌主編. PRO/ENGINEER 模具設計技術與實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.2</p><p>　　[5] 齊衛(wèi)東主編.簡明塑料模具設計手冊[M].北京：北京理工大學出版社，2008.2</p><p>　　[6] 周興中主編.焊接方法與設備[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.</p><p&g

46、t;<b>　　謝 辭</b></p><p>　　經過幾個月的畢業(yè)設計忙碌之后，設計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設計過程中遇到許多的問題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝xxx老師對我的指導和督促，xxx老師給我指出了正確的設計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設計過程中少走彎路，要感謝宿舍同學，是大家營造了良好的學習環(huán)境，在做設計的過程中互幫互助，使我的PRO/E操