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1、毕业设计说明书课题名称 ： 水杯盖塑料模具设计 系 别 信息控制与制造系 专 业 计算机辅助设计与制造 班 级 xx 姓 名 xx 学 号 xx 指导教师 xx 起讫时间：xx年xx月xx日xx年xx月xx日（共xx周）目 录1绪论2 零件材料的选择及其性能2.1 塑件材料选择2.2 PP 性能分析2.2.1 化学和物理特性2.3 注塑工艺条件2.4 PP 的成型条件.3 注射机的选择3.1 制品的几何属性3.1.1 塑件的厚3.1.2 塑件的圆角3.1.3 脱模斜度3.1.4 制品的表面质量3.2 注射机的选用3.2.1 注射机的两种类型的优缺点3.2.2 选择注射机4 浇注系统设计4.1
2、主流道设计4.1.1 主流道的作用.4.1.2 主流道设计要点5 成型零件的设计5.1 成型零件的结构设计.5.1.1 凹模的结构5.1.2 凸模结构5.2 成型零件工作尺寸的的计算.5.2.1 影响工作尺寸的因素.5.2.2 凹、凸模工作尺寸的计算6 模架的确定和标准件的选用7 合模导向机构的设计7.1 导向机构的总体设计7.2 导柱设7.3 导套设计7.4 限位拉杆的设计8 侧抽芯机构的设计8.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定8.2 抽芯结构尺寸计算8.2.1 抽拔距.8.2.3 滑块设计8.2.4 楔紧块的设计9 排气系统的设计9.1 排溢设计9.2 引气设计9.3 排气系统几种方式9.
3、4 该套模具的排气方式10 温度调节系统设计10.1 加热系统10.2 冷却系统10.2.1 冷却介质10.2.2 冷却系统的简略计算11模具工作过程参考文献 1 绪论此次的设计任务我选了口杯盖注射模具设计，零件模型摆在面前，如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑技术如何才能在设计中发挥其主要优势.因此，我使用了强大的模具设计软件UG，从最初的零件3D 建模到最后的模具各部分零件的装配，都完全依靠UG 的各个模块，因此设计的关键就是UG设计软件在注射模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，使得分模与型腔及型芯的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务，我对该软
4、件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助UG，使设计工作达到事半功倍的效果。根据当前注射模具的发展要求，设计工作应广泛运用技术，提高模具精度、延长模具寿命、降低模具制造成本，提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。为达到这一设计目标，此次设计完成了以下工作:由产品的3D 建模，借助UG 设计软件创建型腔、活块以及其他零件，并自动生成所需要的零件工程图 ；使用草图和厚度检测，评估零件；直接参照产品三维模型,创建分模曲面及滑块，再生成模具型腔组件（动模、定模）；还利用UG的分析功能,进行拔模检测,仿真模具开模顺序,计算填充容积、型腔曲面面积等，其中型腔组
5、件的实体模型与产品模型相关联；,从标准模架选择到产品输出,全部采用3D 化设计,可大大缩短模具设计周期。我在口杯盖模具设计过程中，从零件建模到型腔、型芯的设计、模架设计，直至最后的模具开模动作模拟都充分发挥UG 设计软件的各个模块和插件的优势，基本做到了无图纸化设计，这样不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计时间，以确保我在较短的时间内完成设计。在设计过程中，本人遇到了不少的困难，但通过查阅相关资料、虚心请教以及和同学相互讨论，尤其是指导老师的悉心指导，都一一把困难克服了。相信本设计能符合设计要求，顺利完成毕业设计任务。由于本人知识水平不高，设计中肯定还会有不完善的地方，恳请老师们批评指正。
6、2 零件材料的选择及其性能2.1、 塑件材料选择如图2-1，该塑件是一日用品容器水杯盖，塑件壁薄属薄壁塑件，生产批量很大。要求其化学稳定性好，熔点高，故选用PP，玻纤增强，成型工艺性很好，可以注射成型。图水杯盖2.2 PP 性能分析2.2.1 化学和物理特性PP 是一种半结晶性材料。它比PE 要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP 温度高于0C 以上时非常脆，因此许多商业的PP 材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP 材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP 的强度随着乙烯含量的增加而增大。
7、PP 的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP 存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP 进行改性。PP 的流动率MFR 范围在140。低MFR 的PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP 的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD 等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它3对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化
8、碳）溶剂等没有抵抗力。PP 也不象PE 那样在高温下仍具有抗氧化性。2.3 注塑工艺条件干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理；熔化温度：220275C，注意不要超过275C；模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定；注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小，如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑；流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm 的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为
9、壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。3 注射机的选择3.1 制品的几何属性3.1.1 塑件的壁厚制品的壁厚对其质量有很大的影响，壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求，对于大型复杂难以充满型腔制品的内部易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时还会增加生产成本。本设计的制品壁厚为3 ，属于中型塑件壁厚。3.1.2 塑件的圆角塑件制品设计圆角，能使其成型时的流动性能好，成型顺利进行。因为当制品带有尖角时，往往会在尖角处产生应力集中，在受力或受冲击振动时发生破裂。本设计的制品均采用圆角半径为0.13.1.3 脱模斜度制品冷却后会紧紧包在凸模上，为了便于脱模，防止
10、制品表面在脱模时划伤，擦毛等在制品设计时应考虑其表面具有合理的脱模度。本设计采用的脱模度为1。3.1.4 制品的表面质量制品的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等，制品的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等缺陷来保证外，主要取决于模具型腔表面的粗糙度。一般模具表面的 粗糙度要比制品的要求低12 级。精度要求采用MT5。如图3-1，由于该塑件的形状和尺寸，这里拟采用回转式型腔一次成型脱模，所以采用一模一腔的模具结构较为合理。图3-1 塑件三视图分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状。型腔的排气情况也与分型面的
11、开设密切相关。分型面的选择应注意以下几点：u 不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品；u 有利于保证塑件的精度要求；u 有利于模具加工，特别是型腔的加工；u 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计;u 便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边.u 分型面应有利于侧向抽心；u 分型面应取塑件尺寸最大处；拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件的中间部位。本塑件分型面位置如图3-2 所示。图3-2 分型面3.2 注射机的选用3.2.1 注射机的两种类型的优缺点采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上，工作位置低，操作方便，稳定性好， 顶出后塑M 注射机的额
12、定塑化量（16.8g/s）t 成型周期，取30s3.2.2 注射机压力的校核 P K P= 1.3x 90 =117MP 。 而P =126MP ，注射压力校核合格。式中 K取1.3 P 取90 MP （壁厚易流动）3.2.3 锁模力的校核， F KAP =1.2 441.79 = 530KN 而F = 530KN 锁模力校核合格。其它安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。4 浇注系统设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下
13、使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。浇注系统设计原则l 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；l 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；l 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩；l 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；l 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修；l 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；l 尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝
14、料用量；l 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有IT8 以上的精度要求；l 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；l 尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。由于该模具是一模一腔，中心浇口，所以浇注系统主要计算主流道。4.1 主流道设计4.1.1 主流道的作用主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火53HRC57HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造
