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1、摘要摘要 本毕业设计论文详细记录了分类垃圾桶底座热流道模具的设计全过程。 本文主要内容包括：垃圾桶的改进方案、制品的选材、制品的工艺分 析、注射机的选择及校核、热流道浇注系统的设计、脱模机构的设计、成 型零件和结构零件的设计以及相关尺寸的计算校核、排气系统及温控系统 的设计、模具材料的选择等注射模设计中的关键问题。其中热流道浇注系 统的设计是本次毕业设计的重点。 此外，本文中还包括一篇文献综述。 关键词关键词 ：垃圾桶底座 热流道 注射机 注射模具 AbstractAbstract The thesis of the graduate design notes the whole design
2、 processes of the hot runner mould for the rubbish bin pedestal in details. The thesis mainly includes: the improving method of the rubbish bin, the selecting material of the product, the technical analysis of the product, the option and check of the injector machine, the design of hot runner system
3、, the design of the ejection mechanism, the design of the moulding parts and makeup parts ,as well as some key problem in injection mould design. Such as: the calculations of the related sizes, exhausting system and temperature control system, the choices of the mould materials. And the emphases of
4、this design is the design of the hot runner system. Besides, this thesis includes a literature summary . Keywords： rubbish bin pedestal hot runner system injector machine injection mould 目录目录 摘要摘要I ABSTRACTABSTRACTII 目录目录.III 引言引言.1 第一章第一章 塑件工艺分析及模具结构方案的确定塑件工艺分析及模具结构方案的确定.3 1.1 塑件工艺分析3 1.2 确定模具结构方案7
5、 1.3 选择注塑成型设备并进行校核8 第二章第二章 浇注系统的设计和排溢系统的设计浇注系统的设计和排溢系统的设计.11 2.1 浇注系统的选定11 2.3 排气系统的设计18 第三章第三章 成型零部件尺寸的设计及校核成型零部件尺寸的设计及校核.19 3.1 塑件精度及影响因素19 3.2 成型零部件尺寸的计算20 第四章第四章 模具结构设计模具结构设计.25 4.1 标准模架的选择 25 4.2 凹模型腔的强度25 第五章第五章 推出机构的设计及校核推出机构的设计及校核.29 5.1 模具对脱模机构的要求29 5.2 脱模力的计算29 5.3 脱模力的具体计算30 5.4 推板的设计33 第
6、六章第六章 冷却系统设计冷却系统设计.34 6.1 冷却系统的设计原则34 6.2 冷却系统的简易计算34 6.3 冷却回路的确定37 第七章第七章 模具材料的选择模具材料的选择.38 7.1 材料的选择选择原则38 7.2 成型零件的材料选择38 7.3 其它模具零件材料的选择39 第八章第八章 模具的论述与评价模具的论述与评价.40 8.1 模具的动作原理40 8.2 模具的结构特点42 8.3 模具的经济评价42 结束语结束语.43 参考文献参考文献.44 引言引言 近年来我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业 中约占30%左右。且随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平
7、的提高， 对模具工业提出了越来越高的要求。以前传统的注塑模具及其生产出来的 产品已不能满足当前人民的需要了。于是一些新型的注塑模技术以其优良 的产品质量、低的注射成本、高的生产效率等优点不断应用于当今模具行 业，兴起了新一波的制造业高潮。热流道技术正是其中的一种，且随着科 技的进步越来越广泛地应用到现代模具行业中。 热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑料始终保持熔融状态，在 每次开模时不需要固化作为废料取出，滞留在浇注系统中的熔料可在再一 次注射时被注入型腔。该系统一般由喷嘴、热流道板、温控器和加热元件 热流道加热元件等几部分组成。 它的优点有： 1. 缩短制件成型周期，因没有流道系统冷却时
8、间的限制，制件成型固化 后便可及时顶出，许多用热流道模具生产的薄壁零件成型周期可在5S 以内。 2. 节省塑料原料，在纯热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料， 这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。 3. 减少废品，提高产品质量，在热流道模具成型过程中，塑料熔体温度 在流道系统里得到准确地控制，塑料可以更为均匀一致的状态流入各 模腔，其结果是品质一致的零件，热流道成型的零件浇口质量好，脱 模后残余应力低，零件变形小。 4. 消除后续工序，有利于生产自动化，制件经热流道模具成型后即为成 品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序，有利于生产自动化。 5. 扩大注塑成型工艺应用范围，许多先进的塑
9、料成型工艺是在热流道技 术 6. 基础上发展起来的，如PET 预成型，在模具中多色共注，多种材料共 注工艺。 第一章第一章 塑件工艺分析及模具结构方案的确定塑件工艺分析及模具结构方案的确定 1.1 塑件工艺分析塑件工艺分析 1.1.1 塑件塑件结构特点及工艺性结构特点及工艺性 重量 378 g 密度 0.91g/cm3 材料 PP 体积 4153 厚度 2mm 投影面积约为：500cm2 图 1-1 该塑件为垃圾桶的底座。现在市场上用于家庭或办公室的垃圾桶均为 单桶式，它的不足是不能将垃圾分类，最终造成环 境的污染，及可回收材料的浪费。因此，我们立足于这一不足点，将 垃圾桶进行改进，使其成为绿
10、色环保性的双桶式垃圾桶。两桶成对称分布， 高度为 65mm，壁厚 2mm，其加强筋部分均为 3，且高度均为 1，最大 投影面积为 50000mm2。制件的外表面的光洁度要求比较高，内表面的精度 低些，塑件精度外表面选 MT2 级，内表面选 MT3 级。 该垃圾桶的底座只有两个部位尺寸要求严格，即与桶身相配合的 10 个小凸台、装脚踏板的 4 个小孔。并且在安装的过程中，均是强制压入。 其它部位可由设计者，根据材料的节省、模具加工的难易、模具设计的方 便性自行进行修改。从制件的结构来看， 2厚的制品必须在工艺上考虑 其充模能力。此外该制件的造型有点，这是一大难点，这可能会给后面的 零件及模具图的
11、表达带来困难。 1.1.2 塑件材质及成型工艺性塑件材质及成型工艺性 该塑件所采用材料为：聚丙烯（PP） 。它来源广泛，合成工艺较简单、 密度小、价格低、加工成型容易。拉伸强度、压缩强度等都比低压聚乙烯 高，还有很突出的刚性和耐折叠性，以及优良的耐腐蚀性和电绝缘性。但 冲击性能不足，低温条件下易脆裂，且成型收缩率较大，热变形温度不高， 但可以通过改性改善。 它主要的成形特性如下： 1.结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属长 期接触易发生分解。 2.流动性极好，溢边值 0.003mm 左右。 3.冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢。 4.成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、
12、凹痕、变形、方 向性强。 5.注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更 明显，模具温度低于 50以下塑件不光泽，易产生熔接不良， 流痕；90以上易发生翘曲、变形。 6.塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。 表 1-1 聚丙烯成型条 1.1.3 填写工艺卡填写工艺卡 表 1-2 塑件工艺卡片 产品名称零件名称 分类垃圾桶 底座 设备型号 产品图号零件图号 SJ-00XS-ZY-1000 材料名称聚丙烯收 缩 率材 料 预 处 理 材材料牌号 PP 1.02.5%干燥 7085 后段160170 中段200220 塑料名称聚丙烯 料筒 温度 （） 前段180200 缩写 P
13、P 注射压力 （MPa） 70120 注射成形机类型螺杆式注射时间（s）05 密 度（g/cm3）0.900.91保压时间（s）20 60 比 容（ml/g ） 1.92 冷却时间（s）1550 收缩率（ % ）1.02.5总周期 （s）40120 喷嘴温度（）170190 螺杆转速 （r/min） 48 温度（） 7085 干燥 时间 （h） 2 适用注射机类型 螺杆式 柱塞式均可 模具温度（）4080后处理无 零件净重 378g 零件毛重 380g 每模总重 380g料 备 注 喷嘴温度180190填充时间1735s注射量:380g 模具温度5080成型时间2530s 压力： 100150
14、MPa 工 艺 参 数成型温度185230取件时间815s 注射速度： 100180cm3/s 原料准备核对原料生产厂家原料要预热先烘干 模具准备模具需通冷却水循环 成型过程 - 生产操作 - 成形后处理修边并进行后处理 模具名称 分类垃圾桶底座热 流道模具 每模件数 1 备 注 工 艺 规 程 模具图号 PJ0108-00 件 数大批量 工 人 等 级单 位 工 时班 产技 术 定 级 熟练工人 职 责签 字日 期 工 艺 员彭静 2006.6.0 6 工艺组长 审 核更 改 标 记 更 改 单 号 数 签 字 日 期批 准 1.2 确定模具结构方案确定模具结构方案 1.2.1 参考方案参考
15、方案 方案一：普通的冷流道浇注系统，单分型面，直浇口设计。 方案二：采用热流道浇注系统。单分型面，点浇口设计。 1.2.2 方案的方案的确定确定 方案一： 设计容易，成本低。但由于壁厚较薄，形状复杂，可能有充不满的情 况发生。并且由于冷料穴及凝料的存在，不仅降低了原材料的使用率，而 且大大降低生产效率，操作繁杂，实现不了自动化生产，故淘汰此方案。 方案二： 采用热流道浇注系统,成本比传统的冷流道浇注系统高。但由于热流 道系统消除了多余的废料，也就消除了这些废料给模具带来的多余热量， 缩短制件成型周期，制件成型固化后便可及时顶出， 从而可使生产效率 提高 10 左右。并且消除了后续工序，有利于生
16、产自动化，制件经热流 道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序，有利于 生产自动化，从而提高劳动生产率。 经过综合考虑，采用方案二较好。 1.2.3 分型面的确定分型面的确定 分开模具能取出塑件的面，称作分型面。分型面的方向尽量采用与注 塑机开模成垂直方向，并满足分型面取在最大轮廓处，并且不影响制件外 表面的光洁度。分析制件的结构，最终将分型面选择在沿加强筋布置的位 置。 1.2.4 型腔数目的确定型腔数目的确定 为了使模具注塑机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度， 模具设计时因合理确定型腔数目。模具型腔数量的确定主要是根据制品的 投影面积、几何形状、制品精度、批量以及经济效益来确定的。该塑件结 构较复杂，且流程比较长，两边成对称分布。根据分析与经验，选择两边 的中心位置进浇。所以我们选用一模一件。 1.3 选择注塑成型设备并进行校核选择注塑成型设备并进行校核 各种型号的注塑机安装模具部分的形状和尺寸各不相同。设
