矿泉水瓶盖模具设计说明书.doc
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1、 矿泉水瓶盖注塑模具设计(论文)矿泉水瓶盖注塑模设计-院 (系): 机电工程学院 学生姓名: 专业班级: 08模具二班 学 号: 指导教师: 年 5 月27 日目录摘要4Abstract5第一章 引言6第二章 塑件成型工艺分析82.1 产品开发依据用途清单82.2 制品结构和形状的设计82.3制品材料选择102.3.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物(ABS)102.3.2聚苯乙烯(PS)112.3.3双酚A型聚碳酸酯(PC)122.4 注射工艺选择142.4.1 ABS塑料的干燥142.4.2 注射压力152.4.3 注射速度152.4.4模具温度152.4.5 料量控制15第三章 模具与注射机
2、的关系163.1 塑件的体积计算163.2 注射机的选择16第四章 注射模的结构设计184.1 分型面的选择184.2 确定型腔的数量及排列方式19第五章 浇注系统的设计215.1 主流道设计215.3 浇口设计22第七章 成型零件的设计257.1型腔径向尺寸计算257.2型芯外径尺寸计算267.3型腔深度尺寸计算267.4型芯高度尺寸计算267.5两成型杆的中心距计算26第八章 脱模推出机构的设计与模架的选用288.1脱模推出机构的设计288.2模架的选用29第九章 注射机工艺参数校核309.1 注射压力的校核309.2 锁模力的校核309.3 模具厚度的校核319.4 开模行程的校核31第
3、十章 模具冷却系统32第十一章 草图33第十二章 试模及模具维修3512.1 模具的安装3512.2 试模3512.3 模具的维修36第十三章 结论37致谢38参考文献39摘要近年来,我国家电工业的高速发展对模具工业,尤其是塑料模具提出了越来越高的要求,2004年,塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右,据有关专家预测,在未来几年中,中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大,其中发展重点为工程塑料模具。 注射成型是塑料成型的一种重要方法,它主要适用于热塑性塑料的成型,可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课题就是将矿泉
4、水瓶盖为设计模型,将注射模具的相关知识作为依据,阐述塑料注射模具的设计过程。 本设计对矿泉水瓶盖进行注塑模设计,利用UG4.0软件对塑件进行了实体造型,对塑件结构进行了工艺分析。明确了设计思路,确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠,保证了与其他部件的配合。最后用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。 本课题通过对矿泉水瓶盖的注射模具设计,巩固和深化了所学知识,取得了比较满意的效果,达到了预期的设计意图 关键词:塑料模具;注射成型;模具设计;AbstractIn recent years, the mould industry
5、 correctly of high-speed development of our national electric industry, the especially plastic mould has put forward higher and higher requirement, 2004, plastic mould proportion rise to 30% about already among whole mould trade, according to the estimation by relevant experts, during the following
6、several years, Chinese plastic mould industry will also keep the average annual growth rate being up to more than 10% of the development at a high speed continuously. Our country plastic mould market in order to mould plastics mould to be demand most heavy, develop focal point the engineering plasti
7、cs mould among them. Inject an important method that shaping is plastic shaping, it is mainly suitable for the shaping of the hot plasticity plastics, the precision of all right shaping with complicated form moulds one. This subject is to regard the storage bucket cup of the juice extractor of the s
8、mall electrical home appliances as the design model, regard it as the basis to inject the relevant knowledge of the mould, explain the plastics inject the design process of the mould. Originally design and mould and design the note that feed cup for juice extractor carries on, utilize UG4.0 software
9、 to carry on entitys model in moulding one, have carried on craft analysis to a structure of moulding. Have define the mentality of designing, has confirmed that injects the craft course of shaping and carries on detailed calculation and check to each concrete part. The structure designed so can gua
10、rantee it is reliable that the mould works and uses, has guaranteed to cooperate with other parts one. Drew a set of moulds installation diagram and part picture with autoCAD finally.This subject passes the injection mold design of feed cup for juice extractor, has consolidated and deepened a knowle
11、dge of studying, have make more satisfactory result, has reached the nticipated design intention Keyword: Plastic mould; Inject shaping; Mold design;第一章 引言毕业设计(论文)是大学生在学校学习的最后一个重要环节,既是对学生学习、实践与研究的全面总结,又是对学生素质与能力的一次综合检验,还是学生毕业资格。其目的有以下几方面:(1)培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行分析与解决实际问题的能力,培养学生的创新精神。(2)培养学生收集
12、整理和分析各种资料的能力,全面提高学生分析和解决实际问题的能力。(3)提高学生设计、计算和绘图的能力。提高学生实验研究和数据处理的能力。(4)全面提高学生综合分析、总结提高、编制设计说明书及撰写科技论文的能力。(5)提高学生外语、计算机应用能力。模具是工业生产的重要工艺装备,它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。模具成型已成为当代工业生产的重要手段,成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。尤其是塑料模具,在所有模具的总产量中所占的比例越来越大,对经济的发展起着十分重要的作用。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速,在工业生产中对塑料模具的要求是:能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的
13、制品。它包括三个方面的内容。第一,制品方面要求精度高,外观美,性能好。第二,制造方面要求结构合理,容易制造,而且成本要低。第三,使用方面要求操作简单方便,效率高,容易实现自动化,还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展,塑料成型模具将趋向于高效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。本次设计的题目是“矿泉水瓶盖模具设计”,其内容为:(1)学会观察制品,判断制件是否符合塑料件的成形条件(比如注意拔模斜度),还特别要留意制件影响开模的细部特征; (2)研究制件的排位方式和进浇方式,画草图确定模具的整体结构,保证结构能循环工作,稳定可靠; (3)在深入研究制件的基础上确定开模的分型面,以
14、及确定各镶块或滑块、斜顶的分割面组或体积块;(4)用UG4.0按照上步的结果把模具核心的部分:凸凹模分割出来,接着分出各镶块、滑块和斜顶; (5)进一步完善凸凹模和各细微结构; (6)调用EMX中适合的模架完成模架设计; (7)在UG4.0中出模具转配图和模仁图,以及对模架板块需要再加工的各组件出工程图; (8)把UG4.0工程图转入AUTOCAD中进行完善。第二章 塑件成型工艺分析2.1 产品开发依据用途清单最大几何尺寸:52X52X8.3mm环境:室内,使用温度范围-540无化学品接触抗冲击要求:限定量从1.5m高度,0下摔下外壳不出现裂缝或者开裂特征刚性要求:在4Kg负荷下无变形电气性能
15、电绝缘性好外观要求:部件美观,外部光洁性一般使用寿命:5年以上根据上述使用要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一定的抗冲击性并且由于是矿泉水瓶盖必须有良好的电绝缘性,随着风扇产品的大量普及价格也不断下跌要求生产自动化程度高,成型周期短生产自动化程度高、成型周期短,有较好电绝缘性。2.2 制品结构和形状的设计用UG4.0软件进行矿泉水瓶盖的三维建模,三维实体模型更加直观的表现了产品造型,可以从各个角度对模型进行观察,软件可以测量并且还可以根据三维模型数据使用 UG4.0的CAE分析模块-塑性顾问进行熔体的充模仿真,可以验证模具结构的正确性,制品如图2.2 图2.2: 矿泉水瓶盖(用UG4.
16、0设计完成的制品图)2.3制品材料选择通用塑料如聚丙烯PP,聚乙烯PE,聚氯乙烯PVC具有应用范围广、加工性能良好,价格低廉的优点,但由于其力学性能较差且成型收缩率较大不易成型尺寸稳定的制品故不选用,以下拿三种常用典型材料比较选取。2.3.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物(ABS)ABS外观上是淡黄色非晶态树脂,不透明,密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能,耐热,耐腐,耐油,耐磨、尺寸稳定,加工性能优良,它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性;丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性;苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工
17、流动性。改变三组分的比例,可以调节材料性能。 ABS为无定形聚合物,无明显熔点,熔融流动温度不太高,随所含三种单体比例不同,在160190范围即具有充分的流动性,且热稳定性较好,在约高于285时才出现分解现象,因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性,提高成型压力可以使熔体粘度明显减小,粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯,吸水率约在0.2%0.45%之间,但由于熔体粘度不太高,故对于要求不高的制品,可以不经干燥,但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率,收缩率变化最大范围约为0.3%
18、0.8%,在多数情况下,其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法,可以采用柱塞式注塑机,但更长采用螺杆式注塑机,后者更适于形状复杂制品、大型制品成型5。2.3.2聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯是无色无臭的透明刚硬固体,制品掷地时有金属般响鸣。聚苯乙烯透光率不低于80%,雾度约为3%,折射率较大,在1.591.60之间,具有特殊光亮性,但储存时易泛黄。泛黄原因之一是单体纯度不够,特别是在含有微量元素时;二是聚合物在空气中缓慢老化引起发黄。聚苯乙烯较轻,密度在1.041.065之间。力学性能 聚苯乙烯在热塑性塑料中属于典型的硬而脆塑料,拉伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃,拉伸时无屈服现象。热
19、学性能 聚苯乙烯分子链虽是刚性链,但由于是无定形结构,超过玻璃化温度即开始软化,软化点仅95左右,许多力学性能都受到温度升高的明显影响。最高连续使用温度仅6080。120开始成为熔体,180后开始具有流动性,其热稳定性较好,超过300才开始分解,因此聚苯乙烯具有较高的成型加工区间。电性能 聚苯乙烯是非极性聚合物,具有颇为优异的介电、电绝缘性能,由于吸湿性很小,电性能也不受环境湿度改变的影响。加工工艺性 吸湿性很小,加工前一般不需要专门的干燥工序成型温度范围较宽收缩率及其变化范围都很小,一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度较高和尺寸较稳定的制品5聚苯乙烯制品容易产生内应力,并且在空气中会缓
20、慢老化引起发黄很显然不适合选用2.3.3双酚A型聚碳酸酯(PC)双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。 力学性能双酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韧聚合物,具有良好的综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、聚酰胺66,冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料,抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺点是耐疲劳性较差,缺口敏感性较明显。热性能有良好的耐热性,玻璃化温度较高,高于所有的脂肪族聚酰胺,熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66,热变形温度和最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺,也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程塑料中,他的耐热性优于聚甲醛、脂肪
21、族聚酰胺和PBT,与PET相当,但逊于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐热性,脆化温度为-100电性能双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物,极性的存在对电性能有一定不利影响,在标准条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等,但也不失为是电性能较优的绝缘材料,特别是因其耐热性优于聚烯烃,可在较宽温度范围保持良好的电性能。由于吸湿性较小,环境温度对电性能无明显影响。其他性能在干燥的气候条件下物理力学性能基本不变,但在潮湿环境及强烈日照条件下,会产生表面裂纹并发暗,在火焰中可缓慢燃烧,离火源后可自熄5。PC剪切黏度高,充模阻力大,并且由于其在力学性能方面的缺点也不选用。表2.1: 三种材料性能参数表ABSPSP
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