蜜餞盒的課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　【摘要】本課題是針對蜜餞盒的模具設(shè)計(jì)，通過對塑件進(jìn)行的分析和比較，最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。該模具是

2、點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。其優(yōu)點(diǎn)在于簡化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本，通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到蜜餞盒的質(zhì)量和加工工藝要求。</p><p>　　塑件注射成型后，塑件在模內(nèi)冷卻定型，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對底部無孔的筒、殼類塑件，脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設(shè)計(jì)脫模斜度，另外，塑件剛開始脫模時，所需的脫模力

3、最大，其后，推出力的作用是克服推出機(jī)僅僅是為構(gòu)移動的摩擦力。本塑件采用推桿脫模方式。</p><p>　　最后，在計(jì)算機(jī)上用CAD繪圖軟件畫出裝配圖和所有的零件圖，并標(biāo)注尺寸，技術(shù)要求極其制造標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】蜜餞盒 模具 蜜餞盒 注塑模具</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

4、;　　第一章 塑件分析及分型面的選擇</p><p>　　1.1塑件的原材料分析····························

5、;·········3</p><p>　　1.2塑件的外形尺寸······················

6、;·················4</p><p>　　1.3估算塑件體積··············

7、···························4</p><p>　　1.4注射機(jī)型號的確定····

8、;·································5</p><p>

9、;　　第二章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主流道的設(shè)計(jì)·····························

10、;···········7</p><p>　　2.2 澆口的設(shè)計(jì)····················

11、······················7</p><p>　　第三章 成型零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　3.1型腔與型芯的確定··

12、3;·································8</p><p&g

13、t;　　3.2成型零件的工作尺寸計(jì)算······························8</p><p>

14、　　3.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)··································

15、3;···9</p><p>　　3.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)···························

16、3;··········9</p><p>　　第四章 模架型號、規(guī)格選擇</p><p>　　4.1 確定模架組合形式··············&

17、#183;·····················10</p><p>　　4.2 查表確定型腔壁厚S及型腔底部鋼厚，確定模仁周界尺寸··10</p><p>

18、　　4.3 確定模架上零件尺寸··································1

19、0</p><p>　　第五章 繪制裝配圖及零件圖（另附）</p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b></p><p>　　1.1塑件的原材料分析</p><p>　　(1) 基本特征聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可達(dá)88%～90%，制品質(zhì)硬，落地時會有金屬般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.04～1.0

20、7之間，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點(diǎn)燃后離開火源會繼續(xù)燃燒，并伴有濃煙。</p><p>　　(2)力學(xué)性能聚苯乙烯屬于一種硬而脆的材料，無延伸性，拉伸時無屈服現(xiàn)象。聚苯乙烯的拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能在通用塑料中是很高的，但其沖擊強(qiáng)度很低。聚苯乙烯的力學(xué)性能與合成方式、相對分子質(zhì)量大小、溫度高低、雜質(zhì)含量及測試方法有關(guān)。</p><p><b>　　(3)熱性能&

21、lt;/b></p><p>　　聚苯乙烯的耐熱性能較差，熱變形溫度約為70～95℃，長期使用溫度為60～80℃。聚苯乙烯的熱導(dǎo)率較低，約為0.10～0.13W/(m?K)，基本不隨溫度的變化而變化，是良好的絕熱保溫材料。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應(yīng)用的絕熱材料之一。聚苯乙烯的線膨脹系數(shù)較大，為（6～8)X10-5K-1，，與金屬相差懸殊甚大，故制品不易帶有金屬嵌件。此外，聚苯乙烯的許多力學(xué)性能都顯著受到溫度的

22、影響。</p><p>　　(4)電性能聚苯乙烯是非極性的聚合物，使用中也很少加人填料和助劑，因此具有良好的介電性能和絕緣性，其介電性能與頻率無關(guān)。由于其吸濕率很低，電性能不受環(huán)境濕度的影響，但由于其表面電阻和體積電阻均較大，又不吸水，因此易產(chǎn)生靜電，使用時需加人抗靜電劑。</p><p>　　(5)耐化學(xué)藥品性聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較好，可耐各種堿、一般的酸、鹽、礦物油、低級醇及各種有機(jī)

23、酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化劑的侵蝕。聚苯乙烯還會受到許多烴類、酮類及高級脂肪酸的侵蝕，可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及醋類當(dāng)中。此外，由于聚苯乙烯帶有苯基，可使苯基a位置上的氫活化，因此聚苯乙烯的耐氣候性不好，如果長期暴露在日光下會變色變脆，其耐光性、氧化性都較差，使用時應(yīng)加人抗氧劑。但聚苯乙烯具有較優(yōu)的耐輻射性。</p><p><b>　　(6)加工性</b>

24、;</p><p>　　聚苯乙烯是一種無定形的聚合物，沒有明顯的熔點(diǎn)，從開始熔融流動到分解的溫度范圍很寬，約在120～180℃之間，且熱穩(wěn)定性較好，因此，成型加工可在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行。聚苯乙烯由于其成型溫度范圍寬且流動性、熱穩(wěn)定性好，所以可以用多種方法加工成型，如注射、擠出、發(fā)泡、吹塑、熱成型等。由于聚苯乙烯的吸濕率很低，約為0.01%～0.2%，因此加工前一般不需要干燥，如果需要制成透明度高的制品時，才需干燥。

25、聚苯乙烯在成型過程中，分子鏈易取向，但在制品冷卻定型時，取向的分子鏈尚未松弛完成，因此易使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，加工時除了選擇合適的工藝條件及合理的模具結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)對制品進(jìn)行熱處理，熱處理的條件一般為60～80℃下處理1～2h。聚苯乙烯的成型收縮率較低，一般為0.2%～0.7%，有利于成型尺寸精度較高及尺寸穩(wěn)定的制品。(3)聚苯乙烯的主要成型方法為注射、擠出和發(fā)泡．注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。可采用螺桿式注射機(jī)及柱塞式注射機(jī)．

26、成型時，根據(jù)制品的形狀和壁厚不同，可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整熔體溫度，一般溫度范圍為180～220℃。擠出成型可采用普通的擠出機(jī)。擠出成型的產(chǎn)品有板材、管材、棒材、片材、薄膜</p><p>　　1.2塑件的外形尺寸</p><p>　　本塑件為一PS塑料蜜餞盒，如圖1所示。塑件比較簡單，借此以闡明注塑模的設(shè)計(jì)過程。塑件的質(zhì)量要求是不允許有裂紋和變形缺陷；脫模斜度；塑料材料為PS（聚苯乙烯）。&

27、lt;/p><p><b>　　1.3估算塑件體積</b></p><p>　　估算塑件體積和質(zhì)量：</p><p>　　該產(chǎn)品材料為聚苯乙烯(PS)，查書本得知其密度為1.04～1.06g/cm3，收縮率為0.6-0.8%，計(jì)算其平均密度為1.05g/cm3，平均收縮率為0.7﹪。</p><p>　　使用PRO/E軟件畫

28、出三維實(shí)體圖，軟件能自動計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。</p><p>　　另預(yù)置澆道凝料為2cm3因此估算蜜餞盒盒蓋體積為：；蜜餞盒盒體體積為：</p><p>　　1.4注射機(jī)型號的確定</p><p>　　（1）注射量的計(jì)算通過三維軟件設(shè)計(jì)分析計(jì)算得</p><p>　　蜜餞盒盒體體積為：；</p><p>

29、;　　蜜餞盒盒體質(zhì)量為：；</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算</p><p>　　澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照體積的0.2-1倍來估算。由于本次采用六道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的0.2倍來計(jì)算，故依稀注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件的體積之和）為：</p><p>&l

30、t;b>　?。?）選擇注塑機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)第二部得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量并結(jié)合下式：</p><p>　　根據(jù)以上的計(jì)算，初步定公稱注射量如下：</p><p><b>　　蜜餞盒盒體：</b></p><p>　　故注塑機(jī)的公稱注塑量初定為： </p><

31、;p>　　根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號,故注射機(jī)型號選定為：XS-ZY-125</p><p>　　表1XS-ZY-125注塑機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性</p><p>　?。?）注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核</p><p>　　1）注塑壓力校核。查表4-1可知PS的注塑壓力為80~100MPa，這里取，該注塑機(jī)的公稱注射壓力，注射壓力安全系數(shù)，這里取，則：&

32、lt;/p><p>　　，所以注射機(jī)注射壓力合格。</p><p><b>　　2）鎖模力校核</b></p><p>　　塑件在分型面上的投影面積A塑=3.14×（70／2）=3976.5</p><p>　　澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析

33、來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本例流道這幾簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一點(diǎn)。這里取</p><p>　　塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積，則</p><p>　　A總=n（A塑+A澆）=n（A塑+0.3A塑）=1×1.3A塑=1×1.3×3976.5=5169.45</p><

34、p>　　模具型腔內(nèi)的脹型力F脹=A總P模=5169.45×45N=232.625KN</p><p>　　式中，是型腔的平均計(jì)算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力，通常去注射壓力為20%~40%，大致范圍在30~60MPa。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。PS屬于中等粘度塑料且有精度要求，故取45MPa.</p><p>　　查上表1可知XS-ZY-125型注塑機(jī)的公

35、稱鎖模力，鎖模力安全系數(shù)為這里取，則</p><p>　　K2F脹=1.2×232.625=279.15＜F鎖，所以，注射機(jī)鎖模力合格。</p><p>　　對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。</p><p>　　第二章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1主流道的設(shè)計(jì)<

36、;/b></p><p>　　主流道通常位于模具中性塑料熔體的入口處，它將注塑機(jī)噴嘴住宿處的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注塑機(jī)噴嘴反復(fù)解除，因此設(shè)計(jì)中場設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。</p><p><b>　　(1)主流道尺寸</b&g

37、t;</p><p>　　主流道的長度：小型模具應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　主流道小端直徑：=注塑機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=(4+0.5)mm=4.5mm</p><p>　　主流道大端直徑：D =+211.5，式中。</p><p>　　主流道球面半徑：=注塑機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm

38、=(12+2)mm=14mm.</p><p>　　球面的配合高度：h=3mm.</p><p>　　(2)主流道的凝料體積</p><p>　　V=π/3L（R2+r2+Rr）=π/350(2.252+5.752+2.255.75)mm3</p><p>　　=2673.8mm3=2.674cm3</p><p>　

39、　(3)主流道當(dāng)量半徑</p><p>　　Rn=(2.25+5.75)/2=3.985</p><p>　　(4)主流道澆口套的形式</p><p>　　主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處于注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求嚴(yán)格，因而盡量小型注塑?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一體，但是考慮上訴因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸方便。同時也便于

40、選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)的加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50-55HRC。</p><p><b>　　2.2 澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高。采用一模一腔注射，為便于調(diào)整沖模時的剪切速率和封閉時間，因此采用點(diǎn)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。<

41、/p><p><b>　　點(diǎn)澆口的計(jì)算：</b></p><p>　　d=（0.14——0.12）4√S2A</p><p><b>　　d：點(diǎn)澆口直徑mm</b></p><p>　　S：塑件在澆口處的壁厚</p><p><b>　　A：型腔表面積</b>

42、;</p><p>　　第三章 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1型腔與型芯的確定</p><p>　　整體嵌入式型芯，適用于小型塑件的多腔模具中，最常用的嵌入裝配方法是臺肩墊板式，其他裝配方法還有通孔螺釘連接式，沉孔螺釘聯(lián)接式。</p><p>　　凹模采用整體組合式，先在模仁上加工型腔，再裝入模板。</p><

43、;p>　　3.2成型零件的工作尺寸計(jì)算</p><p>　　所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位尺寸，其直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸，鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計(jì)算簡便，塑件公差尺寸按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關(guān)手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，所以平均收縮率為0.0055，x為系數(shù)，查表可知x一般為0

44、.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應(yīng)的制造公差，對于下型塑件取δ=1/6Δ。</p><p>　　型腔、型芯工作尺寸計(jì)算表：</p><p>　　3.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向三大部分組成。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求:</p><p>　　1.設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)</p&

45、gt;<p>　　2.塑件在推出過程中不發(fā)生變形或破壞</p><p>　　3.被損壞塑件的外觀質(zhì)量</p><p>　　4.合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位</p><p>　　5.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動作可靠</p><p>　　3.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　模具型腔在塑料的填充過程中，除了型腔內(nèi)原有的空

46、氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，考慮排氣是很必要的。一般是在塑料填充同時，必須將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體產(chǎn)生的高溫會引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至阻礙塑件填充等。為了使這些氣體能從型腔中及時排出，可采用排氣槽等方法。當(dāng)塑件熔體充填型腔時，必須順序的排出型腔以及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑件受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出

47、現(xiàn)氣泡，接縫或表而輪廓不清等缺陷;甚至因氣體受而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化?？紤]該塑件尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，故可以利用推出機(jī)構(gòu)與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值為0.03mm。</p><p>　　第四章 模架型號、規(guī)格的選擇</p><p>　　4.1 確定模架組合形式</p><p>　　根據(jù)對塑件的分析，模架須滿足采用點(diǎn)澆口的形式、雙分型面、工作件被推板

48、推出等條件，故選用標(biāo)準(zhǔn)三板模模架。</p><p>　　4.2 查表確定型腔壁厚S及型腔底部鋼厚，確定模仁周界尺寸</p><p>　　通過查表確定型腔壁厚S為10至25mm之間，型腔底部鋼厚H大于或等于10mm，根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析，確定模仁的長×寬×厚尺寸為120×120×60（mm）。</p><p>　　4.3確定模架上零

49、件尺寸</p><p>　　動模座板 厚H=20 長= 125 寬=125 </p><p>　　定模座板 厚H=20 長=125 寬=125 </p><p>　　墊塊高度 厚H=30 長=125 寬=40 </

50、p><p>　　支撐板 厚H=15 長=100 寬=100 </p><p>　　推件板 厚H=10 長= 100 寬=100 </p><p>　　凹模板 厚H=80 長=100 寬=100 </p>

51、<p>　　型芯固定板 厚H=60 長= 100 寬=100 </p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b></p><p>　　通過對蜜餞盒塑料成型模具的設(shè)計(jì)，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。<

52、/p><p>　　在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD及UG軟件就是一例，新的工具的利用，大大的提高了工作效率。</p><p>　　模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命，大大提高了設(shè)計(jì)效率，尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計(jì)效率更為提高。</p><p>　　總之，通過課程設(shè)計(jì)的又一次鍛煉