咖啡杯塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jī)型號(hào)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(shè)計(jì)6</p><p>　　3.5 成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p>　　3.6模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇（示意圖）8</p><p>　　3.7排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.8溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)11</p><p&g

4、t;　　3.9推出機(jī)構(gòu)（脫模）11</p><p>　　3.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11</p><p><b>　　結(jié)論12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)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(shè)計(jì)</p><p>　　摘　要：本課題以咖啡杯的杯子作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)形式和材料的注射成型工藝進(jìn)行正確的分析，設(shè)計(jì)了一模兩腔的塑料注射成型模具。根據(jù)制件的質(zhì)量和體積初步選定注射機(jī)的型號(hào)，并對(duì)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了校核，同時(shí)對(duì)模具分型面進(jìn)行了選擇，型腔布局進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)重要成型零件比如型芯和型腔的工藝參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。其次對(duì)澆注系統(tǒng)的選擇，做了相關(guān)的研究。最后，對(duì)模具的總體裝配圖進(jìn)

6、行了繪制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：成型工藝卡，零件模具設(shè)計(jì)，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(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。</p><p>　　目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。</

8、p><p>　　20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?lt;/p><p>　　盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水

9、平，與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離將注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；重視快速模具制造技術(shù)，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(shè)計(jì)</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>　　（1）精度等級(jí) 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(jí)。</p><p>　　（2）脫模斜度 塑件外表面（40´～1°20´）塑件內(nèi)表面（30´～1°）（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以

11、型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）</p><p>　　2.3 塑件成型方法確定</p><p>　　由制件材質(zhì)的各性質(zhì)與制件結(jié)構(gòu)總和分析該制件適合注射成型。</p><p>　　3. 塑件成型模具設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 型腔數(shù)量及布置</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，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(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型制品（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。由以上分析初步定為一模兩腔,見(jiàn)圖雖然制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是由于一模兩腔，澆口開(kāi)設(shè)在制件底部澆口余料不容易取出所以開(kāi)設(shè)為定距導(dǎo)柱式雙分型面注射模具，如圖1。</p><p>　　3.2 選擇注塑機(jī)型號(hào)及參數(shù)</p><p>　　（1） 注

13、射量計(jì)算：制品的體積為：V1=36.99（cm）；質(zhì)量為：m=1.5g/cm × 36.99（cm）=35.15（g）。</p><p>　　初步估計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)算：流道凝料(包括澆口)在分型面上的的投影面積A2，在此時(shí)還是個(gè)未知數(shù)， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：A2=(0.2～0.5)A1 (A1為每個(gè)塑件在分型面上的投影面積)，用0.35n A1進(jìn)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(diǎn)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(jī)：根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XS—ZY—125 的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表：</p><p>　　國(guó)產(chǎn)注射機(jī)XS-ZY-125技術(shù)參數(shù)表：</p><p>　?。?）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核com </p&g

16、t;<p>　?、侔醋⑸錂C(jī)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(jī)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(jī)的注射壓力為 119（MPa），密胺樹(shù)脂的注射壓力為（80～130）MPa，所以能夠滿足

17、要求。</p><p><b>　?、坻i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(nèi)的壓力，該產(chǎn)品的因?yàn)樽⑸鋲毫?0Mpa型腔內(nèi)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(jīng)計(jì)算：A=245mm2；</p><p>　　F鎖——注塑機(jī)的額定鎖模力為1200KN。故 F鎖＞pA=30Mpa×245 mm2；</p><p>　?、茏畲笞⑸淞康男：? 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量和體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足：</p

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

20、 故 0.8V機(jī)≥（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(shè)計(jì)</p><p>　　(1)主澆道設(shè)計(jì): 主流道小端直徑： d=注射機(jī)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(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的 2～3mm.反之,兩者不能很好的貼合,會(huì)讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+2～3取 SR=12+2=14（mm）主流道長(zhǎng)度 L：一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)流道時(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具

22、。本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)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(jìn)口末端與分澆道結(jié)合處采用圓角過(guò)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(shè)計(jì)：分澆道設(shè)計(jì)應(yīng)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(gè)型腔。由于塑料流動(dòng)性好，采用高壓高述注射，為簡(jiǎn)化加工所以選用梯形截面。分澆道的寬度計(jì)算公式為：</p><p>　　式中：b：各分澆道的寬度； </p><p>　　m：塑件的質(zhì)量，35.15g；</p><p>　　L：流過(guò)熔體的分澆道的長(zhǎng)度70mm；</p><p>　　經(jīng)過(guò)計(jì)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(diǎn)澆口或側(cè)澆口， 胺密樹(shù)脂的流動(dòng)性好，點(diǎn)澆口或側(cè)澆口進(jìn)料不易出現(xiàn)渦流和噴射等現(xiàn)象。澆口開(kāi)設(shè)在塑件底部，不易產(chǎn)生噴射和澆不足，所以采用點(diǎn)澆口調(diào)整其截面的大小和高度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)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(zhǎng)度： 35+70+5=110<115mm，成立。</p><p>　　3.5 成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　（1）型芯： 采用臺(tái)肩固定的形式，其下底面用模仁將其壓緊。尺寸計(jì)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(shè)計(jì)尺寸參見(jiàn)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(shè)計(jì)尺寸參見(jiàn)零件圖

27、）。</p><p>　　3.6 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇</p><p>　　（1）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)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(dǎo)柱直徑為φ16㎜；</p><p>　　座板長(zhǎng)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(dòng)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(dǎo)柱 10、導(dǎo)套 11、定模座板 12、主澆道襯套 13、螺釘 14、拉料桿 5、限位導(dǎo)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(dǎo)套 23、推板導(dǎo)柱 24、杠桿 25、推桿</p><p>　?。?）凹模型腔側(cè)壁寬度計(jì)算 </p><p><b>　　由公式：</b></p><p>　　式中：b為凹模側(cè)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(nèi)的熔體壓力，因?yàn)樾颓粌?nèi)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(nèi)壓力取50Mpa；</p><p>　　y1為凹模長(zhǎng)邊側(cè)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(yīng)的數(shù)值代入公式可得b的值約為30.7mm；</p><p>　　凹模型腔側(cè)壁寬度為35mm；</p><p>　　（3）凹模板底部厚度計(jì)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(zhǎng)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(jīng)計(jì)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(dòng)模

34、之間先產(chǎn)生分型面，所以應(yīng)采用彈簧頂銷機(jī)構(gòu)，使型腔板與動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)從而在拉料板與型腔板間產(chǎn)生分型面。 </p><p>　　（4）模具厚度的校核</p><p>　　Hmin——注塑機(jī)允許最小模厚=150mm ；</p><p>　　Hmax——注塑機(jī)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(dòng)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(jī)開(kāi)模行程的校核：注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式：</p><p>　　S機(jī)≧H1＋H

36、2＋a+(5～10) ；</p><p>　　式中：S———機(jī)注塑機(jī)最大開(kāi)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(shè)計(jì)</p><p>　　由于塑件的體積較小，型腔內(nèi)的氣體比較少，利用模具分型面和推出機(jī)構(gòu)與模具的間隙排氣，能充分的排除型腔內(nèi)氣體。</p><p>　　3.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　查表得密胺樹(shù)脂成型時(shí)所需的模具溫度為40-60℃，此設(shè)模具的溫度為50℃。&l

38、t;/p><p><b>　　3.9 推出機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　因采用推板推出所以應(yīng)在動(dòng)模板和定模板間加上限位裝置。限位塊的長(zhǎng)度為開(kāi)模行程。</p><p>　　推板厚度的計(jì)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>　　：推板中心允許最大變形量為0.05㎜；</p><p>　　E：鋼材的彈性模量2.1×105Mpa；</p><p><b>　　脫模力計(jì)算：公式：</b></p><p>　　Fn =fFcosα-Fsinα ； F=AP； </p><p>　　式

40、中：A:塑件型芯的側(cè)面積7616mm2 ；</p><p>　　P：因?yàn)樗芗?duì)型芯產(chǎn)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?yàn)樵撝萍酌撃Ｋ詅=0.2,F=76.1N,Fn=55.2N ； </p><p>　　經(jīng)計(jì)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(jī)的要求。</p><p>　　4.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</p><p>　　導(dǎo)柱選用模架本身的規(guī)格，其相關(guān)的配合見(jiàn)裝配圖所示，與之相應(yīng)的導(dǎo)套選用模架自帶規(guī)格。</p><p><b&g

42、t;　　結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)首先對(duì)塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。其次介紹了注塑件的一般設(shè)計(jì)原則，對(duì)塑件的特征做了說(shuō)明，在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容，注塑模具的確定型腔數(shù)量及排列方式、模具結(jié)構(gòu)形式的確定、分型面的選擇、注射機(jī)型號(hào)的確定、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及注塑機(jī)參數(shù)的校核，做完這些工作之后，該模具的設(shè)

43、計(jì)到此結(jié)束。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)公式有不一致的地方，不同公式的計(jì)算結(jié)果有的相差很大，特別是在脫模力的計(jì)算。在完成圖紙之后發(fā)現(xiàn)塑件的設(shè)計(jì)有的地方是不合理的，比如說(shuō)壁厚，雖然有經(jīng)驗(yàn)可循，但從實(shí)際中看顯然本設(shè)計(jì)的塑件壁厚過(guò)?。粡倪@里可以知道，注塑件的設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)關(guān)系密切，好的塑件結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

44、/b></p><p>　　[1] 陳志剛主編.塑料模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)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(shè)計(jì)實(shí)例講解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3</p><p>　　[3] 劉永利主編.公差配合與級(jí)數(shù)測(cè)量[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.4&

45、lt;/p><p>　　[4] 吳斌主編. PRO/ENGINEER 模具設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.2</p><p>　　[5] 齊衛(wèi)東主編.簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.2</p><p>　　[6] 周興中主編.焊接方法與設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.</p><p&g

46、t;<b>　　謝 辭</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)忙碌之后，設(shè)計(jì)最終完成，心理有一種說(shuō)不出的輕松，設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到許多的問(wèn)題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝xxx老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促，xxx老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)知識(shí)的理解,同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路，要感謝宿舍同學(xué)，是大家營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中互幫互助，使我的PRO/E操