冰激凌盒蓋注塑模具設(shè)計

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1、蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：冰激凌盒蓋注塑模具設(shè)計 系 另H 專 業(yè)一模具設(shè)計與制造 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師（職稱） 期 2010年12月28日 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文） 機械工程系2011屆模具設(shè)計與制造專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 冰激凌盒蓋注塑模具設(shè)計 課題內(nèi)容性質(zhì) 工程設(shè)計 課題來源性質(zhì) 教師收集的結(jié)合生產(chǎn)實際的課題 設(shè)計 校內(nèi)（外）指 導(dǎo)教師 職稱 工作單位及部門 聯(lián)系方式 余華俐 副教授 機械工程系 18919080636 一、 題目說明（目的和意義

2、）： 畢業(yè)設(shè)計是本專業(yè)教學(xué)過程的最后一個重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力 的主要方法，通過畢業(yè)設(shè)計，要求學(xué)生全面綜合運用所學(xué)基本理論， 基本技能和生產(chǎn)實踐知識； 學(xué)習(xí)系統(tǒng)地綜合運用所學(xué)的知識和技能解決實際工程問題的本領(lǐng)，鞏固和加深對所學(xué)知識的理 解，并且通過畢業(yè)設(shè)計的實踐擴大和補充知識，使認識提高到一個新的水平。通過畢業(yè)設(shè)計的 實踐，培養(yǎng)調(diào)查研究的習(xí)慣和工作能力，練習(xí)查閱資料和有關(guān)標準，查閱工具書或參考書，合 理選擇設(shè)計計算公式，正確計算，并能以圖紙和說明書表達設(shè)計的思想和結(jié)果。 通過畢業(yè)設(shè)計， 不但要提高解決具體問題的獨立工作能力，而且應(yīng)建立正確的設(shè)計和科研思想，加強思想性

3、， 牢固樹立實事求是和嚴肅認真的工作態(tài)度。 二、 設(shè)計要求 1、設(shè)計內(nèi)容和要求： （1） 塑料件工作圖（尺寸較小者可直接繪在模具裝配圖的右上方，并注明名稱、比例、材 料、公差或精度）； （2） 塑料模塑成型工藝卡片（表格自制，填寫注塑成型工藝參數(shù)） ； 一張 （3） 模具裝配圖（圖形符合行業(yè)習(xí)慣，注意分型面符號、最大外形尺寸、主要配合等級的 標注；定位圈外徑尺寸的標注；技術(shù)要求的內(nèi)容是否恰當(dāng)；名細表、標題欄、圖形邊框是否規(guī) 范；模具件號是否齊全；主視圖、俯視圖、側(cè)視圖的投影關(guān)系；俯視圖的繪制要求及剖切方式） 一張； （4） 模具零件圖（全部成型零件圖及部分非標準結(jié)構(gòu)零件圖 5個以上

4、---由指導(dǎo)老師指定）一 套； （5） 指疋的模具成型零件的機械加工工藝卡片； 3?5個； （6） 畢業(yè)設(shè)計說明書一份（25頁以上，僅塑模部分）。 模具設(shè)計為中等復(fù)雜程度以上的大、中型塑料模具，要求獨立完成塑料成型工藝規(guī)程，塑 件結(jié)構(gòu)設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算，典型零件制造工藝規(guī)程（必須包括成型磨削，電火花加 II 工編程，尺寸鏈的計算）等項工作。并完成一套模具總裝配圖及部件裝配圖和部件零件工作圖。 注：若給定實體塑件，根據(jù)使用要求自行繪制零件圖、按國標標注尺寸精度、形位公差等。 2、塑料模設(shè)計基本過程 （1） 了解塑料的類型、品種及其性能 （2） 編制塑料的模塑成型工

5、藝卡片及分析塑料件的工藝性 （3） 確定總體方案 分析國內(nèi)外塑料模具發(fā)展的動向及設(shè)計任務(wù)書給定的成型方法，精度等級，制件的用途， 到工廠進行調(diào)研、了解同類模具產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗，進行設(shè)計可行性分析和論證，最后確定總體 （4） 確定成型工藝和成型設(shè)備 確定成型工藝及主要參數(shù)，塑件成型工序及選擇成型設(shè)備。 （5） 確定模具結(jié)構(gòu)總體方案 確定模具結(jié)構(gòu)形式， 包括型腔布局、 澆道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、排氣、調(diào)溫、推出機構(gòu)等。 （6） 設(shè)計計算 型腔結(jié)構(gòu)件的設(shè)計與計算，成型工藝性，強度計算，調(diào)溫系統(tǒng)設(shè)計、計算，安裝尺寸等的 計算與校核。 （7） 典型零件制造工藝規(guī)程 成型磨削；電火花加工編程；尺

6、寸鏈計算 （8） 畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫 包括內(nèi)容：封面、任務(wù)書、摘要、目錄、說明書正文、總結(jié)論、致謝、參考文獻等。應(yīng)闡 述整個設(shè)計內(nèi)容，要重點突出和特色，圖文并茂，文字通暢。說明書的頁數(shù)不少于 25頁（幅 面大小為A4,全部由計算機打?。?。 （9） 圖紙的要求 模具結(jié)構(gòu)裝配圖要求視圖基本完整，符合最新國家標準，圖面整潔、質(zhì)量高，所設(shè)計的圖 紙中總裝圖用計算機繪制打?。ńY(jié)合沖模畢業(yè)設(shè)計圖紙工作量，總計在 5張0號圖紙以上，圖 紙以一號或0號為基本單位）。 （10） 論文撰寫格式、裝訂順序及要求依畢業(yè)設(shè)計說明書范例。 3、題目內(nèi)容 （1） 塑料制品名稱：冰激淩盒蓋。 （2）

7、 成型方法與設(shè)備：在 SZY-300型注射機上成型。 （3） 塑料原料：聚苯乙烯。 （4） 收縮率：0.3%-0.6%。 （5） 生產(chǎn)批量：100萬件。 （6） 塑件圖：圖1所示為冰激淩盒蓋的二維圖樣，圖 2所示為冰激淩盒蓋的三維圖樣。 技術(shù)要求 1. 外表面要求光潔美觀，無斑點和接觸痕，粗糙度為 0.4。 2. 塑件整體壁厚均為 2mm。 圖1 冰激淩盒蓋的二維圖樣 9 圖2 冰激淩盒蓋的三維圖樣 完成日期 2011.1.7 答辯日期 2011221 ?2011.3.6 指導(dǎo)教師簽字 教研室主任簽字 主管系領(lǐng)導(dǎo)簽字 年 月 日

8、 年 月 日 年 月 日 注：本任務(wù)書要求一式兩份，一份系部留存，一份報教務(wù)處實踐教學(xué)科。 摘要 本設(shè)計為冰激凌盒蓋件的注塑模具設(shè)計，冰激凌盒蓋件為聚苯乙烯材料，簡稱 PS。 精度為MT7級，形狀為回轉(zhuǎn)體盒形件，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，最終選用模具結(jié)構(gòu)為： 一模一腔，直澆口，一次分型，沒有采用側(cè)抽芯機構(gòu)，推件板自動脫模。經(jīng)校核本模具 滿足零件工藝性要求。利用 PRO/ENGINEER進行冰激凌盒蓋的實體設(shè)計，并進行模具 設(shè)計，也就是對模具的型腔、型芯和澆注系統(tǒng)進行設(shè)計，再利用AutoCAD畫出整個模具 的裝配圖。最后是整套模具的加工設(shè)計。 關(guān)鍵詞：聚苯乙烯；注塑模具；冰激凌盒蓋；型腔

9、；型芯 ABSTARCT The design for the ice cream lid design of injection mold parts, the ice cream lid pieces of polystyre ne material, referred to as PS. MT7-level accuracy, the shape of recta ngular box of revoluti on, the product ion volume for the mass product ion, the final choice of the mold struct

10、ure: a model of a cavity, sprue, a sub-type, did not use the side core pull ing, push ing pieces of board automatically ejection. The check ing process of the mold comp onents to meet the requirements. Use of PRO / ENGINEER for ice cream lid of physical design, and mold design, that is, the mold cav

11、ity, core and casting system design, re-use AutoCAD to draw the en tire mold assembly draw ing. Fin ally, the process ing of a package of mold desig n. Key words: polystyrene; injection mold; ice cream lid; cavity; core 任務(wù)書 II 摘要 IV ABSTARCT V 1塑件成型工藝分析 8 1.1塑件成型特性 8 1.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 8 1.3塑

12、件的生產(chǎn)批量 2 1.4初選注射機 2 2分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 5 2.1分型面的選擇 5 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 5 2.3主流道和定位圈的設(shè)計 6 3 模具設(shè)計方案論證 7 3.1型腔布置 7 3.2抽芯機構(gòu)的設(shè)計 7 3.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 7 3.4成型零件的結(jié)構(gòu)確定 7 3.4.1 型腔設(shè)計 7 3.4.2型芯設(shè)計 7 3.5導(dǎo)向定位機構(gòu)的設(shè)計 7 3.6推出結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 4主要零部件的設(shè)計計算 9 4.1成型零件的成型尺寸 9 4.2模具型腔壁厚的確定 10 4.3推出機構(gòu)的設(shè)計 11 4.4標準

13、模架的確定 12 5成型設(shè)備的校核計算 13 5.1注射機壓力的校核 13 5.2注射量的校核 13 5.3鎖模力的校核 13 5.4安裝尺寸的校核 14 5.5推出機構(gòu)的校核 14 5.6開模行程校核 14 6繪制模具裝配圖 15 7模具的安裝試模 26 7.1模具的裝配與調(diào)試 26 7.1.1 動模部分 26 7.1.2裝配定模部分 26 7.2試模前的準備 26 7.3模具的安裝及調(diào)試 26 7.4試模 27 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻 30 1 塑件成型工藝分析 1.1塑件成型特性 聚苯乙

14、烯，簡稱PSPS是一種熱塑性非結(jié)晶性的樹脂，主要分為通用級聚苯烯(GPPS 俗稱透苯)；抗沖擊級聚苯乙烯(HIPS，俗稱改苯)和發(fā)泡級聚苯乙烯(EPS)。一、聚 苯乙烯(HIPS)的特性；HIPS乳白色不透明珠粒，具有較高的沖擊強度和韌性，可任意 著色，成型加工性、抗化學(xué)腐蝕性、電性能也好，經(jīng)橡膠改性了聚苯乙烯，拉伸強度、 彎曲、硬度、耐光和熱穩(wěn)定有所下降。 二、聚苯乙烯(HIPS)應(yīng)用；HIPS可注塑或 擠塑成各種制品，適合家電產(chǎn)品外殼，電器用品、儀器儀表配件、冰箱內(nèi)襯、板材、電 視機、收錄機、電話機、文教用品、玩具、包裝容器、日用品、托盤、結(jié)構(gòu)泡沫制品等。 聚苯乙烯的成型特性為： (

15、1 )成型性好，可采用注射、擠出及吹塑等成型加工方法。 (2) 干燥溫度為140C，時間為4~6小時。 (3) 可能發(fā)生熔體破裂，與有機溶劑接觸會發(fā)生破裂。 (4) 熔體粘度小，流動性好，溢邊值為 0.02mm流動性對壓力比較敏感，以采用較 高的壓力注射。 (5) 成型溫度范圍為190~230C。熔體溫度低且塑件質(zhì)量輕塑件可采用柱塞式注射 機成型。應(yīng)嚴格控制模具溫度，一般以 50~80C為宜，模具應(yīng)采用調(diào)質(zhì)處理。 (6) 冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具設(shè)計時應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。 (7) 易產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)嚴格控制成型條件，塑件壁厚宜小，應(yīng)避免有尖角，脫模 斜度易取2~3 1.2塑件的

16、結(jié)構(gòu)工藝性 (1) 塑件的尺寸精度分析 該塑件的尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT7級精度查取公差， 塑件上主要尺寸的公差要求見表 1-1。 表1-1 塑件上主要尺寸的公差要求 塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 10 0 外 ?0.14 形 $ 97 0 尺 亠5 寸 $ 36 0 -0.28 $ 70 0 -0.43 2011屆模具設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計 40 0 .0.32 5 0 _0.12 0 93 0.56 0 內(nèi) 0 34 0.28 形 0 尺 0 68 =0.43 寸 0 38

17、蘭.43 0 (2) 塑件表面質(zhì)量分析 對塑件表面沒有特殊要求。一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙度 Ra可以取 0.8」m；沒有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙度可取 3.2 { m。 (3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體，該處設(shè)計脫模容易，且飛邊去除容 易，設(shè)計合理；壁厚相對均勻，且符合最小壁厚的要求； 綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在注射成型生產(chǎn)時， 只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。 1.3塑件的生產(chǎn)批量 該塑件生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于采 用多型腔，咼壽命，

18、自動脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。 1.4初選注射機 (1) 塑件的體積計算：經(jīng)計算，得到塑件的體積為 V~ 2.17mm (2) 塑件的質(zhì)量計算：查相關(guān)手冊，取聚苯乙烯的密度 ，=1.05Kg/dm3。所以 塑件的質(zhì)量為 ⑷=V P=2.17mm3 x 1.05Kg/dm3 =2.28g (3) 確定型腔數(shù)量 本設(shè)計中的塑件結(jié)構(gòu)簡單，決定采用一模一腔的單分型模具結(jié)。 (4) 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)所選用的塑料(PS)的特性和本設(shè)計中塑件自身的成型特點，查閱有關(guān)資料， 確定注射成型工藝參數(shù)。見表1-2。 表1-2 塑件注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參

19、數(shù) 內(nèi)容 預(yù)熱和干燥 溫度80~90 C 注射時間 3~5s 時間2h 成型時間2h 保壓時間 15~30s 料筒溫度/ c 180~190 冷卻時間 15~30s 模具溫度/ c 60~80 總周期 40~70s 注射壓力/MP 70~90 方法 紅外線 后處理 溫度/ c 時間/h 燈烘箱 螺桿轉(zhuǎn)速/r ? min ’ 30-60 70 (5) 確定成型設(shè)備 由于塑件采用注塑成型加工，使用一模一腔分布，因此，可以算出一次注塑成型過 程所用的塑料量為 20%「=2.28+2.28 X 20%=2.736g

20、 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料的品種、 塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工 藝參數(shù)、模具尺寸等因素，參考設(shè)計手冊，初選 SZY-300型螺桿式注射機，參數(shù)見表 1-3。 表1-3 SZY-300型注射機的主要技術(shù)參數(shù) 骨口. 序號 主要技術(shù)參數(shù)項目 參數(shù)值 1 取大注射量/cm 320 2 注射壓力/MP 125 3 鎖模力/KN 1400 4 動、疋模模板最大女裝尺寸( mmX mm) 520X 620 5 最大模具厚度/mm 355 6 最小模具厚度/mm 130 7 最大開模仃程/mm 340 8 噴嘴前端球半徑/mm 12

21、9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 125 (6) 制定塑件注射成型工藝卡 綜上分析，填寫塑件注射成型工藝卡，見表 1-4 23 （廠名） 塑件注射成型工藝卡 資料編號 共 頁 第 頁 塑件名稱 冰激凌盒 材料牌號 PS 設(shè)備型號 SZY-300 裝配圖號 材料定額 每模件數(shù) 1件 零件圖號 單件質(zhì)量/g 工裝號 材料干燥 設(shè) 備 表1-4 塑件注射成型工藝卡 1 IL 爲 - 料筒溫度I C

22、模具溫度/ C 時間/s 壓力 /MP 后處理 溫度 時間 紅外線烘箱70 C 2~4h 檢驗 編制 校核 審核 組長 車間主任 80~90C 溫 度 時 間 后 段 中 段 刖 段 噴 嘴 注射 保壓 冷卻 注射壓 力 背壓 時間定 格 檢驗組長 2h 180~200 210~230 200~210 180~190 60~80 3~5 15~30 15~30 70~90 輔助 單件 主管工程師

23、 2分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2.1分型面的選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法，都必須首先確定分型面，因為模具結(jié) 構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑件能順利分型，分型面應(yīng)首先考慮選擇在 塑件外形的最大輪廓處，如圖2-1所示。 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成。考慮本次設(shè)計是一模一 腔設(shè)計，澆注系統(tǒng)采用直澆口形式，如圖 2-2所示。  2.3主流道和定位圈的設(shè)計 主流道與注射機的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計成獨立可拆卸更換的澆口套采 用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并

24、經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計，如圖 1-3所示。 圖2-3澆口套與定位圈的設(shè)計 查資料得打SZY-300注塑機與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑 SRo=12mm,噴 嘴孔直徑do=4mm，定位圈直徑為125mm。為保證模具主流道與噴料嘴的緊密接觸，避 免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為： SR= SRo+ （1?2），d=do+O.5。因此，取主流道球面 半經(jīng)SR=14mm （取標準值），主流道的小端直徑d=4.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為 2?4 計算其最大直徑約為 10mm為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力，

25、配合段直徑 D=25mm如圖1-4所示。 定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得， SZY-300型螺桿式注射機的定位圈直 徑為 125mm厚度為12 mm。如圖2-5所示。 圖2-5定位圈 3模具設(shè)計方案論證 3.1型腔布置 對于一模一件的型腔布置，在保證模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可 能使模具型腔放在模具中心位置、取件方便。本次設(shè)計的模具采用一模一腔，型腔布置 在模具中心位置。 3.2抽芯機構(gòu)的設(shè)計 該冰激凌盒蓋結(jié)構(gòu)簡單，沒有側(cè)抽芯，所以采用一次分型即可完成分型，取出零件。 3.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 該冰激凌盒蓋的結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻也比較薄，所以

26、為了加工方便不要冷卻水道， 采用自然冷卻。 3.4成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材 料為聚苯乙烯塑料，對表面粗糙度和精度的要求較高，因此，成型零件要有足夠的強度、 剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進行熱處理以使其設(shè)備 50-55HRC 的硬度。 3.4.1型腔設(shè)計 采用整體嵌入式型腔，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼、方便熱處理、方便日后的更換維 修等方面考慮的。型腔鑲塊安裝在型腔固定板上，和型腔固定板形成過渡配合，用定模 座板壓緊固定。如圖3-1所示。 注意：型腔鑲塊的尺寸大小設(shè)計除了要考慮壁厚的剛度和強度校核外，還

27、要留有足夠的卻水道 3.4.2型芯設(shè)計 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也采用嵌入式設(shè)計，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。型芯安裝 在型芯固定板上，和固定板之間形成過渡配合，用支撐板壓緊固定住。如圖 3-2所示。 3.5導(dǎo)向定位機構(gòu)的設(shè)計 由于塑件基本對稱且無單項側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向和合模 后的定位。 注意：導(dǎo)柱要比主型芯高出 6~8mm。 3.6推出結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)冰激凌盒該的結(jié)構(gòu)特點，其推出機構(gòu)可采用推件板推出或推板推出。其中推件 板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推桿推 出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，推出時可在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，所

28、以采用推板 推出結(jié)構(gòu) 圖3-1型腔鑲塊 圖3-2型芯鑲塊 4 主要零部件的設(shè)計計算 4.1成型零件的成型尺寸 該冰激凌盒蓋的成型零件尺寸按平均值法計算，查有關(guān)手冊得聚苯乙烯( PS)的收 縮率為0.5%~0.6%,故平均收縮率為Sep =(0.5+0.6)%/2=0.55%，根據(jù)塑件尺寸公差要求， 模具制造公差取-z= △ /3,塑件圖見圖4-1,成型零件尺寸計算見表4-1 圖4

29、-1塑件圖  表4-1 成型零件尺寸計算 類別 模具零 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 件名稱 0 9500.5 0 95.31 00.38 0 70；43 Lm = ：［（1+Scp ） Ls-0.75 △ ］ 0z 0 70.21 00.38 型腔 型腔鑲塊 0 36 _0.28 0 36.13 0028 計算 40 _0.32 40.09 038 50』.12 Lm = :［（1+Scp ） Ls-0.67 △ ］ 0 ；z 4.98 0028 1

30、0d4 9.98 00.28 0 68 7 43 0 68.48 _q.28 型芯計算 0 34。0.28 Lm =［（1+Scp）Ls+0.75 △］ 0 34.23 紅25 型芯鑲塊 0 93。0.56 0 F 0 93.63 _0.38 38嚴 Lm = \（ 1+Scp）Ls+0.67 △ ］；z 38.3 L C 0.24 8。 8 1 0 0.08 4.2模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強度和剛度，本模具 的型腔采用的是整體嵌入式，

31、因此，可用圓形鑲?cè)胧叫颓槐诤窠?jīng)驗數(shù)據(jù)來計算確定型腔 側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T，如圖4-2所示。 型芯側(cè)壁壁厚S的計算 （1）按剛度條件計算 0.93 30 404 5 2.2 105 32.2 (4-1) 式中 c P h 有h/d決定的系數(shù)，查表9-22得，c=0.93； 型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的 25%-50%MP，p取30MP； 型腔深度，h=40mm； =2.16mm E 模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼 E=2.1 X 10MP; L ］ 模具剛度計算許用變形量，取322 (2)按強度條件計算 I 2 (4-2) S =

32、 3ph2 (1 Wa) S 強=, V 冋 3咒30咒 402“1 + 0.108x0.67) =22 69 V 300 . 式中 P 型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的 25%-50%MP, p取30MP； h 型腔深度，h=40mm； W 抗彎截面系數(shù)，取 W=0.108； ［匚］ 模具強度計算許用應(yīng)力，一般中碳鋼 ［二］=160MP，預(yù)硬化塑料模具鋼 ［二］=300MP。 根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式可以得出模具型腔鑲塊側(cè)壁厚 S=12mm；模具型腔底 壁厚度T=20mm。如圖4-3所示。 圖4-3型腔鑲塊 4.3推出機構(gòu)的設(shè)計 采用推板推出，由于該

33、塑件的脫模力不大，推桿和推板的布置空間足夠，所以無需 用繁瑣的計算方法確定推桿和推板的尺寸大小，可以根據(jù)經(jīng)驗選取 d=5mm的國標推桿 (GB/T4169.1-1984),注意保證推出距離略大于型芯的突出長度 2~3mm,即推出距離 大于40 mm ；根據(jù)經(jīng)驗選取推件板的尺寸為200X 200X 20mm的國家標準 (GB/T12555-2006)。 4.4標準模架的確定 綜合考慮本模具采用一模一腔的設(shè)計、 型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小等多項因素, 估算型腔固定板的概略尺寸，查國家標準(GB/T12555-2006)選取標準模板的遲寸為 200 X 200 X 70m,選用B型

34、標準模架，標記為：B2020-70 X 40 X 8國家標準 (GB/T12555-2006))。如圖 4-4 所示。 圖4-4模架的選擇 5成型設(shè)備的校核計算 5.1注射機壓力的校核 本模具注射所需注射壓力為 F=30MP 查得SZY-300型螺桿式注射機的最大注射壓力為 F 公=125MP P< F公 故注射機的注射壓力足夠，滿足要求。 5.2注射量的校核 冰激凌盒蓋塑件質(zhì)量和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 心：心丄 20%「 (5-1) =2.28+2.28 X 20%=2.736g 聚苯乙烯的密度 「=1.05Kg/dm 3 貝冰激凌盒蓋塑件和澆注系統(tǒng)的體積為

35、V= ? / t (5-2) =2.736/1.05 ?2.7cm 查得SZY-300型螺桿式注射機的最大注射量為 3 V 公=320 cm 貝U K 利 V公=0.8 X 320=256MP ( 5-3 ) 其中K利 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 K利=0.8。 V< K利V公 故注射機的注射量足夠，滿足要求 5.3鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的合模機構(gòu)對模具施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關(guān)系 式為 F> kpA (5-4) 式中 F 注射機鎖模力，查《塑料模設(shè)計手冊》附表 8得SZY-300型螺桿式注射 機的鎖模力為1400 KN; K 壓力損耗系

36、數(shù)，一般取1.1-1.2; P 型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件 p=30 MP ; A 塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，本模具 A=7850 mm2 計算得 KpA=1.2X 30X 10 x 0.007850=282.6 KN F 故注射機的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 5.4安裝尺寸的校核 本模具采用的型號為 B2020-70X 40X 80國家標準（GB/T12555-2006））的標準模架， 模具的外形尺寸為200mX 200mm,模具閉合高度為H=307mm,查資料得，SZY-300型 注射機動、定模模板最大安裝尺寸為520mrX 620mm,允許模具的最小厚度H min =

37、265mm， 最大厚度Hmax=355mm，即模具的外形尺寸不超過注射機動、定模模板最大安裝尺寸， 模具閉合高度為滿足Hmin < H

38、 50mn推桿推出，在動模 座板預(yù)留有與之匹配的 52mm的頂出孔；塑件實際推出距離為 55mm>（40+10）mm，滿 足推出距離要求。 5.6開模行程校核 注射機的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機的最大開模 行程，本模具為單分型面注射模具，SZY-300型螺桿式注射機的最大開模行程與模厚無 關(guān)，校核關(guān)系式為 (5-5) S＞出+H 2+(5 ?10) 式中 S 注射機的最大開模行程，查《塑料模設(shè)計手冊》附錄表8得SZY-300 型螺桿式注射機的最大開模行程 S=340mm； H1 塑件脫模所需要的推出距離，該塑件的脫模推出距離為 55mm； H

39、2 塑件的高度（不包括澆注系統(tǒng)的高度），該塑件的高度為 40mm。 計算得 H1 + H 2 + （5?10） =55+40+10=105mm v S=340mm 以上分析證明，SZY-300型螺桿式注射機能滿足要求，故可以采用。根據(jù)校核結(jié)論， 將SZY-300型螺桿式注射機填入塑件的成型工藝卡中。 6繪制模具裝配圖 在繪制模具裝配圖的過程中，模具格結(jié)構(gòu)之間的尺寸確定、個動作的協(xié)調(diào)、部件間 是否干涉等問題都會得到解決。為了進一步提高模具設(shè)計效率、減少設(shè)計失誤，在有條 件的情況下可以應(yīng)用三維造型軟件進行輔助設(shè)計與校核，不僅可以繪制出二維工作圖， 還可繪制出模具三維工作圖。本次設(shè)計模具

40、三維爆炸圖及裝配圖如圖 6-1和圖6-2所示 圖6-1模具三維爆炸圖   21 M釘 3 0235- 1 T0 3 Q255 ■TTllL.V^CCi mil 伯 1 iZCrMc n 1 42CrMn u 1 45 *LHhi!-9INh： 4 Q235 WTfU 14 l

41、4 —軒 E 左" 1 Q23S P- 皺13黠 I TR 秋啊-”鮭 6 4 T1Z ittltfJt-StlA； 5 斛歡 1 0235 右 專t 4 T1Z ULBMd-ilHK 3 耶田娥 1 T3 *LRM&SIR r 2 1 匹 KHUl-HlfK： 1 t p * 1 TS tt 11 1 20101L07 共w H <1）氏 訓(xùn)趙解雑 oai QQD 技術(shù)要求 1?定模與動模安裝平面的平行度符合

42、GB/T12566-2006的規(guī)定。 2?導(dǎo)柱、導(dǎo)套對動、定模安裝面的垂直度符合 GB/T12566-2006的規(guī)定。 3.模具所有活動部分應(yīng)保證位置準確、動作可靠，不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象；要 求固定的零件不得有竄動。 4?合模后分型面應(yīng)緊密貼合，成型部分的固定鑲件配合處應(yīng)緊密貼合，其間隙 應(yīng)小于塑料的最大不溢料間隙，間隙小于 0.04mm。 5?開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件和澆注系統(tǒng)凝料推出模具。 圖6-2模具二維裝配圖 本模具所有零件圖如下圖所示： a：i mt 鈦 HX32-38HRC 20Q 1B0

43、 圖6 -3推板 圖6-4定位圈 定社? 1：1.5 1 W ^01012.0^ 刪I T0 2010.1J.09 蘭g w-ia 版 刪 115 If 1 201012.0B 刪 iS 2O1O.12.4S 螢祖f昶釧 報 2011屆模具設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計 算仏 W2-38HRC ■ 現(xiàn) 145 Itf 2 2010.12.06 45 2oni2.^e

44、 劉工加 -戦「 圖6-5推桿固定版 25 圖6-4墊塊 200 r *& 8 呂 林 HX32-3BHRC 150 150 115 1 201012.0B 刪］岳 2010.12,00 紉XI髀栩犠 W&-U 2011屆模具設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計 41 0- Y

45、 200 # f * tt 2on.ii{)e if ** a* 1：1.5 |欄|話 削約-恒 圖6-6動模座板 圖4-7支撐板 圖6-8型芯固定板 1 4 1 K EH 145 ri 1 n IM 241112.08 eh Mil “ ETI <*

46、 EH 1辿 圖6-9型腔固定板 2:50 154 2014.11.6B 刪45 2010.15.0B 圖6-10定模座板 圖6-11推件板

47、 |0QO2“| — 軸M H^0-S5HK. t1.5 tf 1 Z01Q.12.08 斛|42!?旳 2010.12.00 艸5 圖6-12型芯鑲塊

48、 ##14 憎九 HAS0-55HRC. Z.MimR=5. 1 * 1：1,5 1 if* 卻他12厲 itfllwCrNo r玫卑1 oa-ii 14 圖6-13型腔鑲塊 型芯和型腔的三維圖如下圖所示: 圖6-14型芯鑲塊 圖6-15型腔鑲塊 7模具的安裝試模 7.1模具的裝配與調(diào)試 試模是模具中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補充和

49、調(diào)整是對于模具設(shè)計的補充。 根據(jù)圖紙的要求首先應(yīng)從以下方面裝配 7.1.1動模部分 (1) 裝配型芯固定板，動模墊板，支承板和動模固定板。裝配前，型芯導(dǎo)柱，拉料桿 已壓入型芯固定板和動模墊板，并已檢驗合格.裝配時，將型芯固定板，動模墊板支承板 和動模座板按其工作位置合攏，找正并用螺釘擰緊定位。 (2) 裝配推件板，裝配前應(yīng)對推件板的型孔進行修光，并與型芯做配合檢查，并將推 件板套裝在導(dǎo)柱和型芯上，以推件板平面為基準測量型芯高度尺寸。 (3) 裝配推出機構(gòu)，將推桿套在推件固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推件孔 內(nèi)，再套裝在推件導(dǎo)柱上，使推板和推件固定板重合，在推件固定板螺孔內(nèi)涂紅粉，將

50、 螺釘孔位復(fù)印到推板上，然后取下推件固定板，在推桿上鉆孔并攻絲后，重新合攏擰緊 螺釘固定。裝配后進行滑動配合檢查，經(jīng)調(diào)整使其滑動靈活無卡阻現(xiàn)象。最后將推件板 卸下，將板放到最大板限位置。 7.1.2裝配定模部分 總裝前澆口套導(dǎo)套均已組裝結(jié)束并檢驗合格。裝配時將定模板套裝在導(dǎo)柱上并己裝 澆口套的定模座板合攏，找正位置用平行夾頭夾緊，從定模板上螺釘孔定位，對定模板 鉆錐套，然后拆開，在定模板鉆孔攻絲后重新合攏，用螺釘擰緊固定。經(jīng)以上總裝后， 應(yīng)檢查定模板和澆口套的錐孔是否對正，如果接縫處有錯位，需進行鉸銷修整，使其光 滑一致。 7.2試模前的準備 試模前要對模具及試模用的設(shè)備進行檢驗。模具

51、的閉合高度，安裝與注射機各個配 合尺寸，推出形式，開模距，模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各 滑動零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒右`活、可靠、起止位置的定位要正 確。各鑲嵌件、緊固件要牢固、無松動現(xiàn)象，備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進行全面 檢查，即對設(shè)備的油路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使 之處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 7.3模具的安裝及調(diào)試 模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地，并安裝在指定注射機的全過 程。模具安裝在注射機上要注意以下幾方面： 1、 模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。 2、 模具中有側(cè)向滑動結(jié)構(gòu)時，盡量使其運動

52、方向為水平方向。 3、 當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時，應(yīng)盡可能使較長的邊與水平方向平行。 4、 模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線板時，盡可能放在非操作一 側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機上的固定多采用螺釘，壓板的形式，一般每側(cè) 4?8 塊壓板，對稱布置。 模具安裝于注射機上之后，要進行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗?zāi)＞呱细鬟\動機構(gòu) 是否可靠，靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面： 1、 合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。 2、 活動型芯，推出及導(dǎo)向部位運動及滑動要平穩(wěn)，無干涉現(xiàn)象，定位要正確可靠。 3、 開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝

53、料推出模具。 4、 冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。 7.4試模 模具安裝調(diào)試后既可以進行試模 1、 加入原料 原料的品種，規(guī)格，牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī) 定。原料一般要預(yù)先進行干燥。 2、 調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力，注射速度，注射量，成形時間，成 形溫度等工藝參數(shù)。 3、 試模將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注 射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓，低溫和較長的時間條件下成形。如 果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效時，可以適當(dāng)提高溫度條件，試 模注射器出樣件。試模過程中容易產(chǎn)生的

54、缺陷及原因可參考有關(guān)產(chǎn)生缺陷的原因 （制件、 熔接、翹曲、溢邊、凹陷、銀絲、氣泡、裂紋、不足、痕、變形、料桶溫度太高、料桶 溫度太低、注射壓力太高、注射壓力太低、模具溫度太高、模具溫度太低、注射速度太 慢、注射時間太長、注射時間太短、成型周期太長、加料太多、加料太少 、原料含水分 過多、澆注太小、模穴排氣不好、制件太薄、制件太厚或變化太大、注射機能力不足、 注射機鎖模力太不足等）進行修改。 試模過程中，應(yīng)進行詳細記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。 結(jié)論 本設(shè)計為冰激凌盒蓋件的注塑模具設(shè)計，冰激凌盒蓋件為聚苯乙烯材料，簡稱 PS 該塑件的尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為

55、自由尺寸，精度為 MT7級，可按MT7級精 度查取公差，形狀為回轉(zhuǎn)體盒形件，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，最終選用模具結(jié)構(gòu)為：一 模一腔，直澆口，一次分型，沒有采用側(cè)抽芯機構(gòu)，推件板自動脫模。經(jīng)校核本模具滿 足零件工藝性要求。在注射成型生產(chǎn)時，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成 型的。其機構(gòu)采用一模一腔單分型面兩板式，型腔布置在模具的中心位置。澆注系統(tǒng)采 用直澆口，優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，成本低，缺點是塑件上留有比較明顯的疤痕，影響塑 件的外觀。塑件用推件板推出，優(yōu)點是 推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀 質(zhì)量，缺點是制造困難，成本高。導(dǎo)向部分采用四個直導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合導(dǎo)向，這樣導(dǎo)向 平穩(wěn)，

56、導(dǎo)向精度較高。 致謝 從接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計，衷心的感謝我的指導(dǎo)老師給予了精心的指導(dǎo)和熱 情的幫助，尤其在課題設(shè)計的前期準備階段和后期的寫作階段，指導(dǎo)老師提出許多寶貴 的意見，這樣使得我得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計工作，在短暫的幾個月的相處時間里，老 師淵博的知識，敏銳的思路和實事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我 終身受益，謹此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。 由于本人方面知識的欠缺和經(jīng)驗的不足，在畢業(yè)論文的寫作過程中遇到了很多自己 無法解決的問題，期間得到了老師的悉心指導(dǎo)和無私教誨，不僅教給了我很多寶貴的寫 作經(jīng)驗，更以嚴謹、踏實、認真仔細的作風(fēng)給我樹立了今后學(xué)習(xí)和工作

57、的榜樣。同時， 在寫作的過程中和同學(xué)密切合作，也從他們那里學(xué)到了很多，許多合理的建議促使本次 畢業(yè)設(shè)計順利地完成，難能可貴的是使自己體會到了團結(jié)協(xié)作的重要性。在此向老師以 及幫助過自己的同學(xué)表示衷心的感謝。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。 參考文獻 [1] 屈華昌?塑料成型工藝與模具設(shè)計 [M] ?北京：高等教育出版社， 2006 [2] 李德群.塑料成型工藝及模具設(shè)計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1993 [3] 李天佑.塑料模圖冊.太原：重型機械出版社出版，1994 [4] 薛彥成.公差配合與技術(shù)測量.北京:機械工業(yè)出版社出版，2002 [5] 屈華

58、昌，伍間國?塑料模設(shè)計手冊 ?北京：機械工業(yè)出版社，1993 ⑹陳錫棟，周小玉?實用模具技術(shù)手冊?北京：機械工業(yè)出版社， 2001 [7] 許發(fā)樾.模具機構(gòu)設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [8] 錢知勉.塑料性能應(yīng)用手冊.北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社， 1979 [9] 曾宗楨.畫法幾何與機械制圖.蘭州：蘭州大大學(xué)出版社， 2002 指導(dǎo)老師評語：（根據(jù)完成“畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書”規(guī)定工作的情況：創(chuàng)新性評 價、寫作的規(guī)范化程度、存在的問題、是否可以提交答辯等。） 指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日 答辯委員會（小組）評語：（根據(jù)學(xué)生答辯回答問題時知識面掌握、邏輯思維能力、 口頭表達能力、回答問題的正確性等綜合填寫。） 答辯委員會（小組）負責(zé)人（簽名） 年 月 日