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1、毕业设计（论文）标 题： 茶瓶有柄盖 学生姓名： 刘军 系 部： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 0901 指导教师： 程文 株洲职业技术学院教务处制摘要近几年，随着机械工业技术的发展，注塑成型技术在世界范围内也得到了迅猛发展。注塑模具应用领域广泛，相应的客户群对注塑模具设计的快速性和可行性，以及产品质量的要求也不断提高。塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、 、汽车、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。本课题是对集成有柄盖注塑模具设计，利用UG来完成制件的三维模型，利用
2、CAD来完成注塑模的装配图和零件图。模具采用了侧抽芯，模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、精度高、生产成本低。通过对塑件进行工艺分析和比较，最终设计出一副注塑模。从产品结构工艺性和模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、分型面的选择、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的分析设计说明。通过完成该课题设计，熟悉了塑料模具设计的一般方法和流程。本次设计分析了有柄盖的塑件的工艺特点，详尽的介绍了有柄盖的结构设计和模具设计的注意点和整个过程。着重阐述有柄盖的设计思路，注塑成型机的选择，模腔数目和模架的确定，分型面以及模具排气系统，浇注系
3、统等重要设计细节。用UG绘制了一份制件三维图，用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。同时，在设计中衡量了产品质量和成本的关系，尽量做到模具的结构简单，成本低，易加工，使用性高。关键词 : 有柄盖；塑料注塑模，模具结构，点浇口目 录摘要I目录II1.引言12.塑料工艺分析与模具方案确定22.1 制件的分析22.2 模具方案的初步确定3总装图33. 塑料的成型特性及工艺参数44. 注塑设备的选择44.1 计算塑件的体积和重量44.2 选择设备型号、规格、确定型腔数45. 浇注系统55.1 确定成型位置55.2 分型面的选择55.3 浇口套的选用65.4 流程比的校核76. 脱模机构的设计8
4、6.1 顶出机构86.2 脱模力的计算87. 侧向抽芯机构的设计97.1 抽拔距与抽拔力的计算10抽芯距10抽芯力的计算107.2 抽芯机构的设计11滑块与滑块槽的设计11定位装置的设计127.2.3斜导柱的设计与计算128. 温度调节机构的选择13模具温度调节对塑件质量的影响13冷却系统的设计原则13冷却装置的布置如下149塑件的Moldflow分析159.1 有限元法介绍159.2 有柄盖模型前处理15初始方案分析结果输出17制定优化方案2010. 注射机有关工艺参数的校核2210.1 注射量的校核2210.2 锁模力与注射压力的校核221锁模力的校核22注射压力的校核2310.3 材料厚
5、度与注射机开模行程的校核2411. 成型零部件的设计与计算机构形式2411.1 成型零部件的结构形式24凹模的结构设计24型芯的结构设计24成型零部件的工作尺寸的计算2512. 模架、支承与连接零件的设计与选择28定模座板（250mm315mm25mm）28定模板（250 mm250mm25mm）29动模板（250mm250mm50mm）2912.4 动模座板（250mm315mm25mm）2913. 合模导向与定位机构的设计2913.1 导柱导向机构3013.2 导向孔、导套的结构及要求3013.3 导柱布置3014. 排气与引气系统31排气系统的作用及气体来源31排气系统的设计要点31引气
6、装置31结 论33谢辞34参考文献35近几年来我国塑料工业生产的发展很快，塑料的应用正普及到国名经济领域的各个部门。采用塑料成型模具加工的塑件也很多，如各种管材、板材、异型材、复合管材、发泡型材及棒材等，都广泛用于纺织品、医药品、化学物品、精密仪器、日用品及机械工业中的齿轮、轴承等机械零件，在汽车、飞机、造船业中的仪表、车门、内衬，化学工业的贮槽、贮罐、填料等，电子及电信工业中的电线、电缆绝缘层及护套层等也得到广泛应用，特别是在建筑工业中应用更为广泛，“以塑代木，以塑代金属”，为人类在寻求解决替代有限的木材和贵重金属材料开辟了新途径。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表
7、面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅助工程CAE。随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展
8、，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展。超大型、超精密、长寿命、高效模具；多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的、更为先进的加工方法。各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。2.塑料工艺分析与模具方案确定2.1 制件的分析如下图所示，该制件为有柄盖，使用材料为PVC。图2-1制件图图2-2制件三维图2.2 模具方案的初步确定 由于塑件属于圆筒形薄壁深壳状零件，我们采用哈夫机构成型塑件的手柄，考虑
9、到实际使用情况，杯口和杯外表面必须有很高的光滑度，可见用顶杆或者推件板顶出是不可行的，这里我们使用气动顶出装置。并用气阀引导防止塑件在脱模时由于型腔内外的气压差导致变形。工作过程：开模后，气泵往型芯内鼓高压气体，气阀杆的弹簧受到压缩，气体冲出气阀将塑件吹出，鼓气结束，受到压缩的弹簧回复原始状态。合模时，哈夫机构在斜导柱的引导下复位，顺利完成合模。总装图如图2-3所示。图2-3总装图15.水嘴 16.螺塞 17.弹簧 18.钢珠 19.薄壁水管 20.右滑块 21.水嘴 22.定模座板 23.浇口套 24.定位环 25. 内六角圆柱头螺钉 26.楔紧块 3. 塑料的成型特性及工艺参数PVC的材料
10、名称是聚氯乙烯。PVC具有良好的加工性能，制造成本低，耐腐蚀，绝缘性等良好特点，主要用于制作：卡片、贴牌，发泡板，水管等，还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。PP的最大缺点就是PVC是热敏性塑料，过热或剪切过度会引致分解，并迅速蔓延，因为其中一种分解物（例如酸或HCI）会产生催化作用，引致流程进一步分解，酸性物质更会侵蚀金属，使之变成凹陷，又会使金属的保护层剥落，引致生锈，对于人体更加有害。收缩率：1.7% 熔融温度：160210 成型温度：150180比重：1.38 成型压力：80120MPa 结晶性：半结晶性 射速：高速注射 4. 注塑设备的选择4.1 计算塑件的体积和重量体积：通过pr
11、roe软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为061mm33。质量：材料PP的密度取=/ cm3，则单个塑件的质量m=V=g。4.2 选择设备型号、规格、确定型腔数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射机的额定注射量为Vb，每次的注射量不超过它的80%，即 -)/ (4-1)式中 n型腔数；Vj浇注系统的体积（g）；塑件体积。估算浇注系统的体积Vj：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。由于该塑件外形较大，且需要比较复杂的抽芯机构，因此采用一模一腔，即n=1则 Vb=(nVg+Vj)/0.8= (4-2)根据所计算的各项参数，选用J54-S200/400型注塑机，
12、注塑机的参数如下：表4-1注塑机主要参数标称注射量(cm3)400注射行程(mm)160注射压力(Mpa)109合模力/N螺杆直径(mm)55最大成型面积（cm2）645模板厚度/mm最大406螺杆转速(r/min)16,28,48最小165喷嘴球半径（mm）12注射时间(s)喷嘴孔直径（mm）45. 浇注系统5.1 确定成型位置由于塑件的手柄处有侧凹，我们使用哈夫机构来成型，将两个滑块安排在手柄的两侧，每个滑块成型手柄的一半侧凹。5.2 分型面的选择选择分型面的原则：(1)有利于脱模；(2)有利于保证塑件的外观质量和精度要求；(3)有利于成型零件的加工制造；(4)分型面数目与形状通常采用平行
13、分型面，即采用一个与注射机开模运动方向垂直的分型面；(5)型腔方位的确定：在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用比较复杂的模具结构；(6)有利于侧向抽芯；(7)考虑侧向抽拔距；(8)应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距作为侧向分型芯或抽芯，并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯；(9)锁紧模具的要求；(10)有利于排气；(11)分型面的选择应考虑注射机的技术参数。综上所述，结合本塑件实际情况，将分型面定为如图5-1所示图5-1 分型面为了避免A板和滑块有尖角产生，分型面应在边倒圆底端。5.3 浇口套的选用由于采用直接浇口，在有
14、柄盖底部的花纹需要成型，所以交口套底面必须加工出所需要的花纹，详细数据请参见浇口套零件图，示意图如下5-2所示图5-2 浇口套由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸的浇口套，材料为T10A钢,并淬火处理到洛氏硬度5055HRC.T10A钢适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，可用作不受较大冲击的耐磨零。5.4 流程比的校核在确定浇口位置及数量时，对于大型塑件还应该考虑所允许的最大流程比。因为当塑件壁厚较小，而流程较长时，不但内应力增大，而且会因为料流温度降低较多而造成注射不满，这时必须增大塑件的壁厚，或增加浇口数量、改变浇口位置，以缩短最大流程。流程比是指塑料熔体在型腔内流动的最大流程与其厚度之比。即： （5-1）B流程比；
