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1、课程设计说明书题 目冲压模具课程设计学院名称班 级学 号学生姓名指导教师XXXX年XX月XX日摘要本文主要是关于酒瓶塞子的注塑工艺的分析及模具设计。首先，对注塑工件 进行了结构和工艺分析，确定了最佳成形方案；对整个塑件成形过程进行了模拟 分析，预测了成形过程中可能出现的问题。根据分析结果，利用CAD等软件，完成 了酒瓶塞子注塑模设计。关键词；酒瓶塞子,CAD，注塑模第一章概论11.1课题背景及意义11.2我国塑料模具现状及发展方向 11.2.1我国塑料模具的发展现状 11.2.2我国塑料模具的发展方向 3第二章塑件工艺分析12.1塑件的工艺分析12.1.1分型面的选择12.2塑件的材料分析22
2、.3塑件的表面分析22.4塑件的尺寸精度22.5塑件的壁厚分析22.6塑件的脱模角度分析22.7塑件的圆角分析22.8塑件的孔尺寸设计22.9塑件的注塑工艺参数设置2第三章模具设计43.1整体设计43.1.1模架结构选择43.1.2注塑机的选择43.2系统设计53.2.1浇注系统设计53.2.2排气系统设计203.2.3模温系统设计203.3合模导向机构的设计213.3.1导套223.3. 2 导柱223.4侧向分型抽芯机构错误!未定义书签。3.4.1抽芯距S错误!未定义书签。3.4.2侧抽芯力FC 错误!未定义书签。3.4.3斜导柱设计错误!未定义书签。3.4.4侧滑块设计错误!未定义书签。
3、3.5成型零件的设计与计算错误!未定义书签。3.5.1成型镶块233.5.2成型镶件错误!未定义书签。3.5.3推出机构设计253.6注射机校核 253.6.注射量校核 253.2最大锁模力校核253.6.3注射压力的校核263.6.4模具厚度校核 263.6.5开模行程的校核26第四章总装配图27第五章结束语30致谢31参考文献332第一章概论1.1课题背景及意义本课题为酒瓶塞子的注塑辅助工艺分析及注塑模设计。图1.1酒瓶塞子随着塑料等非金属材料在工业产品中的广泛应用，模具工业在国民经济中的 作用也越来越大。在机械、电子等行业中，有一半以上的产品是采用模具制造的 方法。利用模具成型的生产方法
4、很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生产效 率高和可以用来生产几何形状非常复杂的产品等特点，在整个塑料制品生产行业 中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备，其设计周期、生产效 率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。故很有必要利用现有软件技术对其 制造前期进行模拟分析及设计。1.2我国塑料模具现状及发展方向1.2. 1我国塑料模具的发展现状模具工业是国民经济的基础工业，受到国家和企业界的高度重视，发达国家 就有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说。当今“模具就是经济效益”的 观念已被越来越多的人所认可。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有2万 多家，从业
5、人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2 亿美元。进口约10亿美元。当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精 密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑 料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资” 企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三 角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区。南方的发展快于 北方。目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全 国总产值的60%以上。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体 上落后于德、美、日、法、意
6、等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际 水平。(1) 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和 抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更 趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29 34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅 成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热 式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道 装置，少数单位采用具有世界先进
7、水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热 流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大。(2) 产品结构方面，我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有 了很大的发展。模具水平有了较大提高，但与国外相比仍有较大差距(表1.1)。表1.1国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.01-0.05umRa0.20um非淬火钢模具寿命106 0万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周 期一个月左右24个月(
8、3) 制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家 用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGII、 美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer 及澳大利亚 Mold flow 公司 的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我 国模具行业中，实现了 CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如填充 和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM技术的发展。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20
9、、 3Cr2Mo、PMS等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量 仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现 了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程 度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。1.2.2我国塑料模具的发展方向(1) 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。由于塑料 模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及高生产率的要求。(2) 在塑料模模具设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近
10、年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价 格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基 于网络的CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系 统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步 提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中 发挥越来越重要的作用。(3) 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热 流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料 和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的
11、 国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注 射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正 逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要 确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此， 开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度， 继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重 要。(4) 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产 方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具 标准化
12、程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展， 为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先 要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品 化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。（6）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得 十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐 标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调 整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。第二章塑件工艺分析2.1塑件的工艺分析如图2
13、.1所示，该塑件为壳体且壁厚均匀，塑件的尺寸不大且结构也较为复 杂。在塑件的外壁和内壁上都分布有侧孔，这给塑件的脱模造成较大的难度。通 过对塑件的结构分析，设计出合理的工艺方案是模具设计的前提。2.1.1分型面的选择为了能够方便顺利的脱模，一定要设计出合理的分型面。通过对塑件结构分 析，设置如图2.2所示分型面。2.2塑件的材料分析ABS是由丙烯腊、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同 特性：丙烯腊有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特 性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三 种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是
14、苯乙烯-丙烯腊的连续相，另 一个是聚丁二烯橡胶分散相ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的 分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百 种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到 高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。表2.1 ABS注射成型的主要工艺参数密度（g/cm 3 ）1.05-1.080.3-0.7 油、水、盐收缩率方法后处理温度（C）90100时间（h）4注射机类型螺杆式螺杆转速，（r/min）30-60喷嘴形式直通式喷嘴温度（C）180-190.、L刖200-210料筒温度（C）中210-230后18
15、0200模具温度（C）50-70注射压力（MPa）7090保压力（MPa）50-70注射时间35保压时间 成型时间（s）1530冷却时间1530成型周期4070ABS的主要成型特点：（1）可用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等成型 加工方法。(2) 收缩率小，可制得精密塑料。(3) 吸湿性较大,成型前应干燥处理。(4) 流动性中等，溢边值0.04mm，溶体粘度强烈依赖于剪切速率，因此模具设 计大都采用浇口形式。(5) 熔融温度较低，熔融温度范围固定，宜采用高料温、高模温和高注射压力， 有利于成型。(6) 浇注系统流动阻力小，注意浇口形式和位置应合理，防止产生熔接痕或减 小熔接痕数量。脱模斜度不宜过小。(7) 要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C，要求塑件光泽和耐热时， 应控制在6080C。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及 很
