水壶盖注塑模具设计.doc

毕业论文 题 目： 水壶盖注塑模具设计摘要在塑料材料、制品设计及加工工艺确定后，塑料模设计对制品质量与产量就具有决定性的影响。首先模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置的选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品尺寸精度和形状精度以及塑件力学性能、应力大小、表观质量和内在质量等起着十分重要的影响。其次，在塑件的加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度具有十分昂贵的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模具外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。本设计通过对水壶盖把塑件的成型工艺和结构成型工艺分析及模具型腔、分型面、浇注系统、成型零件结构推出方式、抽芯方式、排气方式、温度调节系统及有关参数等分析，确定塑件塑料的种类，组成，塑件的成型工艺方法以及模具的结构，加工方法及手段。通过对模具的安装及调试的过程中遇到的问题分析，形成具有初步分析，解决成型现场技术问题的能力，包括初步分析诚信缺陷产生的原因和提出克服方法的能力。为了满足市场的需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能、还是加工都必将会有较快的发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。关键词：模具，塑料模具， 水壶盖， 模具设计，模具安装，调试Abstract In plastic materials, product design and processing technology is confirmed, plastic mold design and production of quality products to have a decisive impact. First, the cavity shape, flow channel dimensions, surface roughness, sub-surface, the location of the injection and exhaust options, stripping methods to determine methods and stereotypes, are on the dimensional accuracy and shape precision products, and mechanical properties of plastic parts, Stress size, apparent quality and internal quality plays a very important influence. Secondly, the processing of plastic parts, plastic mold structure is reasonable, for ease of operation with very high impact. Again, the cost of plastic mold for plastic parts have a considerable impact, in addition to simple mold, tooling costs are generally very expensive, especially in large plastic mold. The bottle cap design on the plastic parts of the molding process and structure of the forming process analysis and the mold cavity, sub-surface, injection system, forming part structure of introduction mode, core pulling means, exhaust means, temperature control system and relevant parameters and other analysis to determine the type of plastic pieces of plastic, composition, method of molding process of plastic parts and mold the structure, processing methods and means. Through the installation and commissioning of the mold problems encountered in the process of analysis, the formation of a preliminary analysis, to resolve technical issues shaping the ability of the scene, including a preliminary analysis of defects in good faith to overcome the causes and proposed methods. In order to meet the needs of the market, the future of plastic mold either variety, structure, performance, or processing are bound to be a rapid development, and this development must keep pace with the times.Key words: mold, plastic mold, water bottle cover, mold design, mold installation, commissioning目录第1章 产品研发41.1 水壶盖产品研发实施内容41.2 水壶盖所用材料分析51.3 水壶盖结构工艺性分析5第2章 模具设计72.1 水壶盖注射模的初步设定72.2 浇注系统的设计82.3成型零部件结构设计102.4温度调节系统设计122.5结构零部件设计132.6标准模架的选择142.7注射机的校核152.8 水壶盖模具装配图16第3章 加工工艺及数控编程183.1 导套183.2 导柱213.3 行腔24第4章 模具安装于调试274.1模具的安装274.2 模具的调试及日常维护304.3塑料成型工艺卡31第五章 总结32参考文献33致谢34第1章 产品研发1.1 水壶盖产品研发实施内 1、产品名称：水壶盖2、成型方法：在注射机上注射成型3、产品原材料：高密度聚乙烯（HDPE）4、收缩率：1.5%3.0%5、生产批量：大批量图1.1 水壶盖塑件图1.2 水壶盖所用材料分析1、材料名称：高密度聚乙烯。 常增加热稳定剂，抗氧化剂增强其使用性能。2、材料类型：热塑性材料。属于通用型材料3、使用性能：具有较高的熔点、强度和硬度，吸湿性小，并且具有较强的耐腐蚀性。4、成型性能：流动好，收缩率较大，需要采用相应的措施改善。5、材料主要应用范围：高密度聚乙烯用于制造高强度超薄薄膜，做食品、农副产品和纺织品的包装材料。1.3 水壶盖结构工艺性分析1.3.1 塑件精度分析：该塑件尺寸精度没有特殊要求，所有尺寸均为只有尺寸，可按MT7取公差，主要公差尺寸见下表：表1.1 尺寸公差塑件尺寸塑件尺寸公差外形尺寸25250-1.0059590-1.8433330-1.144747-01.322626-01.0018 180-0.78R6R6-00.48内形尺寸2020+00.88M54M54+01.5423.523.5+00.882520.5+00.78R3R3+00.381.3.2 塑件表面质量分析：该塑件表面尺寸没有特殊要求，一般情况下要求外表面光洁，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m，没有特殊要求，塑件内部粗糙度可以取Ra=3.2m。1.3.3 塑件结构工艺分析：（1）、形状：回转体壳形文件，不需要侧抽，塑件内有M54X3的螺纹。为了加工方便，去掉塑件顶部外螺纹。（2）、脱模斜度：需要设计脱模斜度，脱模斜度设计为1o （3）、防变形：不需要设计加强筋。内圆角R=1mm。（4）、壁厚：壁厚2.5mm，切壁厚均匀。（5）、支承面：不需要支承面。（6）、嵌件:不需要嵌件1.3.4 塑件相关量的计算:体积：V=(29.52-272)X26+（16.52-102）X3+（12.52-102）X18=15391.5mm3密度：=0.95g/cm3质量：m=v=15391.5x0.95/1000=14.6g最大投影面积：S= x 29.52=2732.59mm2第2章 模具设计2.1 水壶盖注射模的初步设定2.1.1 定以及注射机的选择：因为该塑件需要大批量生产，因此，选用型腔数n=4,单个体积v=15391.5mm3，所以总体积 V总=4v=61566 mm3=61.566cm3。因此可以选用CS-2Y-125型号的注射机。2.1.2 分型面的确定：如图2.1图2.1 分型面示意图2.1.3 型腔分布示意图：图2.2 型腔分布示意图2.2 浇注系统的设计2.2.1 交口的选择：该注射模为一模多腔模具，切水壶盖为中小型塑件，因此可以选用侧浇口。2.2.2浇口的设计：侧浇口厚度t=1mm，宽度b=2mm，长度l=1mm。2.2.3分流道的形状和尺寸的设定：分流道开设在定模分型面上，其界面形状为半径为2mm的半圆形，分流道的长度L=10mm。2.2.4浇注系统有关设计图图2.3 主流道及浇口设计图图2.4 交口套图2.5 定位环2.3成型零部件结构设计2.3.1成型零部件草绘图：图2.6 成型零部件2.3.2设计说明：茶壶盖注塑模具为一模多腔，为了节约材料，可以采用整体嵌入式凹模。由于该塑件有内螺纹，为了便于脱模，所以采用成型零部件和圆柱型芯组合式凸模。2.3.3成型零部件工作计算：表2.1 成型零部件尺寸类别零件名称塑件尺寸计算公式凹模或型芯工作尺寸凹模颈项尺寸250-1.00LM=Ls+ LsS-3/4 0+z24.75+00.3590-1.8458.8+00.61330-1.1432.805+00.38R6-00.48R5.76+00.16深度尺寸47-01.32HM=Hs+HsS-2/30+z47.06+0.4426-01.0025.85+00.33180-0.7817.84+00.26型芯颈项尺寸20+00.88LM=ls+ lsS+3/4-0z21.06-00.39M54+01.54M56.235-00.51R3+00.38R3.345-00.13深度尺寸23.5+00.88hM=hs+ hs S+2/3 -0z24.057-00.2920.5+00.7821.43-00.26收缩率S=2%2.4温度调节系统设计2.4.1温度调节方法选择：于高密度聚乙烯流动性好，所以采用常温水即可对模具冷却，并且可以通过水的流量来控制模具温度。2.4.2冷却系统设计：凹模为回转体，可应采用螺旋式冷却水道。为了均匀冷却，应该从浇注系统进料口处进水。由于凸模是由壳形成型零部件和圆柱型芯组合而成，切壁厚比较薄，自然温度下可以冷却，因此不需设计冷却系统。2.4.3凹模冷却系统设计草图图2.6 冷血系统2.5结构零部件设计 导柱、导套图2. 7导柱 导套导柱：带头导柱，直径D=30，长度L=160，与模板配合长度L1=80。导套：带头导套，直径D=30，长度L=90。2.6标准模架的选择表2.2 标准模架尺寸代码名称尺寸代码名称尺寸W动、定模板宽300W5螺钉横向距离156L动、定模板长300W6导柱横向距离234W1动、定模座板宽350W7紧固螺钉横向距离240W2垫块宽58L1螺钉纵向距离240W3推板宽180L2吊环扣纵向距离240A动模板后60L3紧固螺钉纵距离138B定模板后80L4导柱纵向距离234C垫块长90L5H1动、定模板厚25L6H2支撑板厚45L7H3推件板厚30D1导柱直径30H5推杆固定板厚20D2吊环口直径20H6推板厚25M1紧固螺钉螺母尺寸14W4吊环口向距离10M2螺钉螺母尺寸122.7注射机的校核2.7.1注射量的校核：塑料需要塑料的体积V=15.4 x 4 =61.6cm3；浇注系凝料的体积V1=1.67 cm3；所以模具所需总注射量V总=V+ V1 =63.27 cm3；注射机的最大注射量为125 cm3，可以满足注射量要求。2.7.2注射机锁模力校核：根据分析，所选注射机符合锁模力要求。2.7.3安装校核：模具的总高度H=2H1+A+H3+B+2H2+C =2 x 25+60+30+80+2 x 45+90=400mm所选注射机的模具最小安装厚度Smin=200mm，最大安装厚度Smax=300mm。比较可知，所选注射机最大安装厚度不能满足模具要求。2.7.4最大开模行程校核：水壶盖为单分型面，因此开模行程S=H1+H2=47+85+8=140mm。综上所述，可以选用XS-ZY-500型号的注塑机。2.8 水壶盖模具装配图2.81 二维装配图：图2.7 二维装配图2.8.2 三维装配图及爆炸图：图2.8 三维装配图第3章 加工工艺及数控编程3.1 导套图3.1 导套3.1.1 机械加工工艺过程卡：表3.1 导套加工工艺卡机械加工工艺卡产品名称零件名称零件图号共几页水壶盖导套1工件材料T8A毛坯种类或材料规格棒材50总工时工序号工序名称工作简要内容设备名称及型号夹具车间量具工作定额1下料按尺寸50 x 95mm切断锯床2车（1）车两端面保证长度92.5mm(2) 车钻30mm内孔至29mm（通孔）（3）车镗30mm内孔至29.6mm(4)车镗30mm内孔至尺寸车床3车（1）车47外圆至47.4并倒角(2) 车42外圆至尺寸（3）车端面至尺寸车床4检验5热处理渗碳淬火5862HRC，保证深度0.81.26磨（1） 磨内孔30留研磨余量0.01（2）棒芯装夹，磨47外圆至尺寸磨床7研(1)研磨内孔30和R2圆弧至尺寸8检验3.1.2数控编程O0002N10 T0101 S900 M03;N20 G00 X50.0 Z10.0 ;N30 G01 Z0 F0.5;N40 X42.0;N50 Z-80.0 ;N60 X47.0;N70 Z-90.0;N80 G00 X100.0 Z100.0;N90 MO5;N100 T0202 S600 M03N110 G00 X0 Z10.0 ;N120 G74 X0 R1;N130 G74 Z-90.0 Q20 F0.1;N140 G00 X100.0 Z100.0;N150 M05;N160 M30;3.2 导柱图3.2 导柱3.2.1 机械加工工艺过程卡表3.2 导柱加工工艺卡机械加工工艺卡产品名称零件名称零件图号共几页水壶盖导柱1工件材料T8A毛坯种类或材料规格棒材35总工时工序号工序名称工作简要内容设备名称及型号夹具车间量具工作定额1下料按尺寸35 x 165mm切断锯床2车（1）车端面保持长度162.5mm，钻顶尖孔；（2）掉头车端面至尺寸160mm，钻顶尖孔；车床3车双顶尖装夹，按图样尺寸车出全部外圆柱表面，并倒角车床4检验5热处理淬火回火至5055HR6钳修研磨两端顶尖孔寸7磨磨30m6和30f6，留0.001mm研磨余量。并磨10锥面磨床8钳修研磨30m6和30f6至尺寸，抛光圆角R2和10锥面9检验3.2.2 数控编程O0003N10 T0101 S900 M03;N20 G00 X48.0 Z2.0;N30 G71 U1.0 R0.3;N40 G71 P50 Q120 U0.5 R0.05 F1.0;N50 G00 X0 S1200;N60 G01 G42 Z0 F0.05;N70 X24.0;N80 G03 X28.0 W-2.0 R2.0;N90 G01X30.0 Z-10.0;N100 Z-152.0;N110 X45.0;N120 Z-160.0;N130 G40 G00 X100.0 Z100.0;N140 G70 P50 Q120;N150 M005;N160 M30;3.3 行腔图3.3 型腔3.3.1 机械加工工艺过程：表3.3 型腔加工工艺卡机械加工工艺卡产品名称零件名称零件图号共几页水壶盖型腔1工件材料T10A毛坯种类或材料规格棒材85总工时工序号工序名称工作简要内容设备名称及型号夹具车间量具工作定额1下料将T10A按尺寸85 x 65mm切断锯床2热处理退火，HBS2293车（1）面保证长度62.5mm；（2）车出所有外圆柱表面至尺寸；（3）按尺寸车内盲孔车床4划线5铣铣削59、3125留余量0.3mm铣床6钳修去毛刺7热处理(淬火、回火至6265HRC8平磨磨平两端面磨床9内磨找正端面磨内孔磨床10外磨心轴装夹磨外圆磨床11精磨精磨内圆柱孔磨床12检验3.3.2 数控编程O0001N10 S900 M03 ;N20 G00 X6.0 Z10.0 ;N30 G71 U1.5 R1.0 ;N40 G71 P60 Q160 U-1.0 W0.05 F1.0;N50 G00 X7.0 S1200 ;N60 G01 G41 Z0 F0.05;N70 X59.0 ;N80 Z-20.0;N90 G03 X47.0 Z-26.0 R6.0 ;N100 G01 X33.0;N110 G02 X31.0 W-1.0 R1.0;N120 G01 W-1.0 ;N130 G03 U-1.0 W-1.0 R1.0N140 G01 U-1.0 ;N150 G02 U-1.0 W-1.0 R1.0 ;N160 G01 W-17.0 ;N170 G70 P60 Q160;N180 G00 X100.0 Z100.0;N190 M05;N200 M30;第4章 模具安装于调试4.1模具的安装4.1.1 模具的安装方法1、清理杂物。清理各部分的杂物、毛刺，便于模具的顺利安装。2、吊装模具。对于小型模具采用起重杆或者起重环；对于大中型模具也可以采用小型模具装法，也可以分体吊装。3、调节锁模机构。依据模具的闭合高度、脱模距离来调节锁模机构。4、调整推杆顶出距离5、校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况。可以用一纸片放在喷嘴及浇口道之间观察两者接触的情况。校正后拧紧螺钉定位。6、接通回路。接冷却水路及加热系统。7、试机。先进行空转，观察各部位是否正常，确认可靠后才能开始试模。4.1.2 模具的安装1）产品图图4.1 塑件图2）模具装配图图4.2 装配主视图3）模具装配流程表4.1 装配流程序号装配内容图示1将支撑板20放在等高快上2将动模板19放在支撑板上3在动模板上装入导柱74将动模板按规定方向放在支撑板上5将螺纹型芯8装入动模板6固定动模板和支撑板，并将组合面翻面7装入型芯固定螺钉8俺规定方向放上推杆固定板169在推杆固定板中装入拉料杆10和推杆1110在规定位置放上推板1511在推杆固定板和推板之间安装连接螺钉并拧紧12在规定位置放入垫块1713放上圆柱型芯固定板1214装入圆柱型芯915放上动模座板13，并拧上螺钉1416将组件翻面，并将复位杆敲回原位17放上推件板20，并轻轻敲下18将定模板21放在等高垫块上19在规定位置装入型腔镶块5、导套6和冷却水道20放上定模座板2221装入交口套322在定模板和定模座板之间装入销钉和连接螺钉1123将动定模合在一起，模具装配完成4.2 模具的调试及日常维护4.2.1模具调试步骤1、 注射模调试前检查1）外观检测：检查模具的各个尺寸、各表面光洁度、配合、承担的载荷是否符合要求；检查各配件是否齐全以及是否有损坏显像；2）模具空运转检查： 检查合模后，各分型面之间是否有间隙；运行过程中检查各活动件动作是否灵活、导向件导向是否正确以及各个系统工作是否正常；2、注射模调试1）按要求和模具成型工艺特点正确选择螺杆机喷嘴；2）调节加料量，确定加料方式；3）调节锁模系统；4）调整顶出装置与轴心系统；5）调整塑化能力；6）调节注塑压力；7）调节成型时间；8）调节模具温度以及水冷系统；9）确定操作次序；3、模具日常维护与维修1）、导向件磨损后的修配。导柱、导套的磨损导致它们的间隙过大从而使精度降低，导柱、导套四周磨损均匀，应该更换导套来达到精度要求；对于导柱或导套有局部拉伤，轻者可以打磨抛光，重者更换配件。2）、止口磨损的修复。3）、易损件磨损的修复4）、分型面磨损的修复5）、型芯型腔镶件松动的修复4.3塑料成型工艺卡表4.2 成型工艺卡塑料成型工艺卡资料编号车间共 业第 页零件名称材料牌号HDPE设备型号装配图号材料定额每件模数零件图号单件重量14.6g材料干燥设备温度/80100时间/h812料筒温度（）后段/140160中段/180200前段/180190喷嘴/150180模具温度/3060时间注射/s05保压/s1560冷却/s1560压力注射压力/Mpa背压/Mpa后处理温度调湿处理80100/时间定额辅助/min时间812min单件/min第五章 总结这次毕业设计是大学三年中的最后一个环节，对于三年学习生活中所学的知识的一个汇总和概括，是我们每个人都能总和运用所学的知识进行设计。就我个人而言，通过这次毕业设计，学习到了好多知识，对于模具设计与制造有了极为深刻的认识，主要体会有以下几点：1、扎实的基础课，专业课时模具设计的基础。由于以前所学课程难免有些理解不深和遗忘等，而本次设计有或多或少的用到这些知识，从而迫使我再次回顾以前的课程，并加深了理解。比如机械制图中各种线性的特点应用、热处理中各种材料与热处理性能、公差配合与测量技术中公差的正确选择、模具加工与制造技术、塑料模具是设计与制造步骤、模具材料的正确选用等。2理论与实践相结合的重要性以前的学习基本是理论学习，虽有金工实习、毕业实习等实践的体会，但却停留在表面上，没有真正设计过。在设计过程中，我才真正感觉到眼高手低的含义。毕业设计将对我们以后的工作产生深远的影响。3、对模具设计中的安全性和经济性加深了认识设计中要不断对安全性进行分析，从操作者角度进行设计，在设计中，需要考虑到模具成本问题，经济效益是工业生产的前提，成本的高低直接决定了产品的竞争力，故在设计中竟可能的选用标准件。4、电脑成为设计中的重要工具 由于工件形状复杂，在设计中计算塑件的体积有难度，通过计算机辅助绘图和计算才得以解决。另外在绘制零件图和装配图时采用电脑也方便快捷。 参考文献1 杨占尧. 塑料注射模结构与设计.北京：清华大学出版社.20042 齐卫东. 塑料模具设计与制造.北京：高等教育出版社.20043 何震海. 塑料制品成型基础知识.北京：化学工业出版社.20064 张中元.塑料注射模设计-从入门到精通.北京：航空工业出版设.1999.5 徐从清.胡长对.互换性与测量技术.北京：中国电力出版社.20096 张君.数控机床编程与操作.北京：高等教育出版社.20097 彭新荣.闫巧枝.数控机床编程与工艺.西安：西北工业大学出版社.20088 余立刚.柳舟通.模具制造工艺学.北京.科学出版社.2005致谢经过一个学期的努力，在毕老师的指导下，在周围同学的帮助下，我顺利的完成了毕业设计，基本上满足了老师对我的要求，但由于自身知识的局限，导致在设计中难免有遗漏和错误之处，望读者予以批评指正。在本次设计顺利完成的过程中，自己付出了一定的努力，但与毕老师的耐心指导是分不开的，在整个设计过程，我犯过不少的错误，也包括一些低级的错误，但是毕老师耐心对我做了悉心的指导，这期间我不仅感受到了他渊博的知识，更感受到了他人格的魅力和严谨的治学态度。本次设计也让我知道，在以后工作生活中，做事要细心耐心，要勤奋求实，待人要诚恳宽厚，这些东西都使我获益匪浅。在此，我向所有帮助过我的老师，表示衷心的感谢，还有身边所有帮助过我的同学、朋友们，感谢你们的真诚帮助。没有你们的帮助，肯定就不会有我现在的成果，谢谢！目 录第一章 总 论41.1 项目概况41.2 编制依据51.3 项目建设内容及规模51.4 项目投资概算及资金筹措141.5 产品方案151.6 原材料及动力161.7 主要技术经济指标171.8 项目实施进度181.9 研究结论18第二章 项目建设背景和必要性192.1 项目建设背景192.2 项目建设必要性20第三章 市场分析和预测223.1 市场现状223.2 *县市场233.3 全国市场233.4 鸡肉市场分析243.5 鸡蛋市场分析243.6 有机肥市场分析243.7 销售预测25第四章 项目区概况264.1 项目区基本情况264.2 项目区畜牧业生产现状274.3 水、电、路、通讯、技术等条件27第五章 项目建设方案295.1 项目建设原则295.2 项目设计依据的规范与规程295.3 项目设计方案305.4 工程设计标准335.5 技术标准365.6 设备选型53第六章 消防安全576.1 消防依据576.2 消防工作程序576.3 消防安全流程59第七章 节水与节能607.1 节水工程与科技措施607.2 养殖节能措施617.3 饲料加工节能措施617.4 电气节能措施627.5 减排62第八章 环境影响和保护措施638.1 环境保护依据638.2 项目区环境现状638.3 环境影响评价648.4 工程环境保护措施648.5 “三废”处理措施658.6 环境影响综合评价65第九章 项目组织管理679.1 基本思路679.2 组织管理679.3 施工组织及质量管理689.4 建设及运作方式69第十章 招投标方案7010.1 项目招标执行文件及标准7010.2 项目招标范围、组织形式及方式7010.3 招投标组织71第十一章 建设实施进度安排7311.1 项目建设期7311.2 项目建设进度安排73第十二章 投资估算和资金筹措7412.1投资概算7412.2 资金筹措方案86第十三章 财务分析评价8713.1 财务评价依据8713.2 经营收入、税金及附加估算8713.3 利润估算9013.4 财务现金流量分析9013.5 盈亏平衡分析9013.6 敏感性分析9113.7 评价小结91第十四章 效益分析9314.1 经济效益9314.2 社会效益9414.3 生态效益95第十五章 风险分析及保障措施9615.1 项目主要风险因素分析9615.2 保障措施97第十六章 结论与建议10116.1 可行性研究结论10116.2 问题与建议101