学士学位论文分液器注塑模具设计.docx

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学士学位论文分液器注塑模具设计

摘要

本文主要介绍了分液器注塑模具的设计方法。

首先分析了塑件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺等，并选择流成型设备。

本模具采用一模一腔，直浇口进料，注塑机选择SZ250/1250型号。

并详细介绍了浇注系统、冷却系统、成型零件。

然后用CAD和Pro/E绘制平面总装图和三维零件图。

系统的运用明了的文字、示意图和计算分析塑件，做出合理的模具。

关键词：

模具；塑件；CAD；Pro/E；浇注系统

Abstract

Thispapermainlyintroducesthedesignmethodoftheinjectionmouldfortheliquiddistributor.Theprocesscharacteristicsoftheplasticpartsareanalyzed,includingthematerialproperties,theformingcharacteristicsandthecondition,thestructureandtheprocess,andsoon.Thismoldusesonemoldonecavity,thedirectgatefeeding,theinjectionmoldingmachineselectsthe80XBmodel.Thepouringsystem,coolingsystemandformingpartsareintroducedindetail.ThenuseCADandPro/Etodrawthegeneralassemblydrawingsandthree-dimensionalparts.Theuseofthesystemtounderstandthetext,diagramandcalculationanalysisofplasticparts,tomakeareasonablemold.

Keywords:

mold;plasticparts;CAD;Pro/E;GatingSystem

第1章绪论

1.1国内研究现状

80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和一道下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，在未来的模具市场中，塑料管件在模具总量中的比例还姜逐步提高。

经过半个世纪的发展，模具水平有了较大提高。

在塑料管件模具方面已能生产19万顿，搞水平的企业越来越多！

由于它的抗腐蚀、廉价等优秀品质，被应用于我国现代化建设的各个领域。

精密塑料模具方面，已能生产医疗塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。

所生产的这类塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平。

还能生产厚度仅为0.08MM的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。

成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件呼唤结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得了较大进展。

在技术制造方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上来一个新台阶，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer软件等等。

实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术发展。

1.2国外研究现状

我国模具生产厂中多数是自产自配的工模车间，自产自配比例高到60%左右，而国外模具超过70%属于商品模具。

专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。

国内大型、精密、复杂、寿命长的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。

2004年，我国模具进出口比例为3.7:

1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具进口量最大的国家。

注塑成型是最大生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的

注塑模CAD技术发展相当迅速。

70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形，管型和长方形型腔内的流动情况进行分析。

80年代初，人们成功

采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。

近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。

1.3本课题研究的目的及意义

本课题的研究将涉及一些二维和三维的软件应用，如CAD\UG等，以及相关软件的应用。

这将会使运用这些软件的能力得到提升。

同时本次毕业涉及还涉及到塑料注塑模具的相关知识。

这对我来说是一个新的领域，实验通过这词毕业设计对我自学能力的培养是一个很好的机会。

因此通过本次学习将对我进一步巩固所学知识及灵活运用所学的知识来解决实际问题有着深远的意义。

另外，通过本次毕业设计，将使我掌握写论文的一半步骤及方法。

同时也提高了我如何快速而有效的查阅相关信息的方法，不仅锻炼了我在遇到困难时冷静分析。

独立思考及解决问题的能力，而且培养拉我和同学之间相互讨论，相互学习的习惯。

第2章塑件分析

2.1产品分析及技术条件

在模具设计之前应对产品的工艺性如结构、尺寸大小和表面粗糙度

进行详细的分析，只有这样才能准确的确定塑料制品所需的模具结构及模具精度。

课题目标产品是一个生活中常见的医用分液器，该塑件结构难度适中，生产量小，要求较低的模具成本，成型容易，但精度要求不高。

其零件外形如图2-1所示。

图2-1分液器工程图

塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。

为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。

由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。

根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT5级精度，未注采用MT8级精度精度般为Ra0.02～1.25

之间，模腔的表面粗糙度为塑件的1/2，即Ra0.01～0.63

。

模具在使用中。

由于型腔磨损，使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。

该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高，为Ra0.8

，内部为Ra1.2

。

2.2塑件材料的确定

塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。

可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。

塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。

另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。

此产品壁厚均匀，PP性能优良，成本低廉，符合需求生产量大的要求，容易成型，对于本课题零件相当适用，所以在这选择其为产品的材料。

2.3塑件材料性能分析

PP是由聚乙烯共聚而成的。

这三种组分的各自特性，使PP具有良好的综合力学性能。

丙烯腈使PP有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使PP坚韧，聚乙烯使PP有良好的加工性和染色性能。

PP价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。

是一种良好的热塑性塑料。

PP无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，不透明，密度为1.02--1.05g/cm3。

既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性。

水、无机盐、碱、酸类对PP几乎没有影响，PP不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。

PP表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂，PP有一定的硬度，它的热变形温度比聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。

其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70

左右，热变形温度约为93

耐气候性差，在紫外线作用下PP易变硬发脆。

PP的性能指标：

密度1.05（g/cm^3），收缩率1.016，熔点

，弯曲强度80Mpa，拉伸强度35

49Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度18

39Mpa，缺口冲击强度11

20

，硬度62

86HRR，体积电阻系数

。

PP的热变形温度为93

118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。

PP在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40

100℃的温度范围内使用。

2.4本章小结

通过本章对塑件的分析，确定了塑件的粗糙度。

表面粗糙度为Ra0.8

，内部要比表面粗糙度高，且为Ra1.2

。

PP性能优良，成本低廉。

根据塑件的成型工艺及技术条件，非常适合本塑件，所以选择其为塑件材料。

第3章成型布局及注塑机的选择

3.1注射方式的选择

注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。

其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。

浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。

它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。

其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。

常向的浇口形式有直浇口，点浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。

浇口的位置选择原则：

浇口的位置与塑件的质量有直接影响。

在确定浇口位置时，应考虑以下几点：

1.熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。

要做到这一点必须使

1）流程（包括分支流程）为最短；

2）每一股分流都能大致同时到达其最远端；

3）应先从壁厚较厚的部位进料；

4）考虑各股分流的转向越小越好。

2.有效地排出型腔内的气体

由于本设计中塑件外表面质量要求较低，所以选用直浇口。

点浇口在产品端面处，成形后切除浇口,零件组装时浇口被遮挡起来。

3.2型腔布局及成型尺寸

型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。

这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。

成型型腔尺寸依据塑件布局计算确定，需考量成形封闭结合面大小，太大造成模具尺寸过大，成本浪费，太小易导致成型时溢料飞边，甚至型腔变形。

因模具是一模一腔，考量排布可得型腔长为180mm，宽为180mm。

塑件的高度为108mm，塑件的大部分都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20-40mm，因此得出成型型腔总体厚度为130mm。

型腔布局如图3-1所示。

图3-1型腔布局

3.3注塑机的选择及校准

3.3.1注射量的计算

模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。

校核公式为：

（3-1）

式中

--型腔数量

--单个塑件的重量（g）

--浇注系统所需塑料的重量（g）

本设计中n=1

39.6g

=3.5g

m≥（39.6+3.5）/0.8即m≥53.8g

因而预选注塑机额定注塑量最少为53.8g以上

3.3.2锁模力的计算

选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，不然模具分型面要分开而产生溢料。

塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。

成型投影面积

=

（3-2）

式中n--型腔数目

--单个塑件在模具分型面上的投影面积

--浇注系统在模具分型面上的投影面积

本设计中n=1

=3180

=628

=1x3180+628=3