水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图.docx

水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图.docx

《水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图

第一章绪论

1.1引言

模具在锻造、塑料加工、压铸等行业中起着重要作用[2]。

是一种重要的国工工艺装备，是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。

模具是压力加工或其它成形加工工艺中，使材料变形制成产品的一种重要工艺装备。

模具成形有优质、高产、低消耗和低成本等特点，因此得到了广泛应用。

模锻件、冲压件、挤压和拉拔件等，都是使金属材料在模具中发生塑性变形而获得的；压铸零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金属材料的成形加工也多是依靠模具。

轻工、军工、冶金及建材等行业大部分产品和生产都离不开模具[3]。

据初步统计：

依靠模具加工的产品和零件，电行业占80%，机电行业占70%以上。

1.2塑料模具的现状及发展趋势

（1）塑料模具的现状

塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。

随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。

据统计，在现代化工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础[2]。

而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大，其发展也非常迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。

专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。

第二章杯子塑件分析

2.1杯子外形设计

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

根据杯子的外形及其耐摔、耐腐蚀、耐用等特点，确定塑件如图2-1所示，选用材料为ABS，密度为1.03g/cm，收缩率取0.5%，由SOLIDWORK计算可得，单个塑件的体积为107.41cm3。

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。

ABS具有如下特性[1]：

1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；

2）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；

图2-1杯子外观

2.2模具设计步骤和方案

（1）设计步骤

一般来说塑胶模具设计步骤如下：

1）先了解塑料制品所用塑料、塑料的特性等；

2）对塑件进行工艺分析，特别是塑件的结构及成型条件；

3）根据塑件的重量和塑件投影面积及模具结构类型选择合适的注射机；

4）模具结构分析及设计

确定模具分型面和塑件的位置；

确定型腔数目；

浇注系统的设计；

成型零件结构设计；

抽芯机结构设计和推出机构设计；

加热系统设计和冷却系统设计；

绘制模具结构图。

（2）设计方案

塑件的模具寿命要长，使用寿命不少于50万次。

模具的结构等设计要合理，脱模要方便可靠。

根据塑件成型工艺分析，得出方案如下：

方案：

采用一模一腔；

采用一腔，塑件在生产过程中一模只能生产一个产品，模具机构相对简单，加工难度较小，制造成本不高。

符合刷牙杯生产的快速、物美价廉等特点，成本的增加也会提高产品的售价，从而降低了产品的市场竞争力，符合公司利润最大化的要求。

第三章注射模具设计

3.1制件成型位置及分型面选择

根据塑件制品分型面及原则，分型面应该设计在零件截面最大的部位，且不影响零件的外观。

采用图所示的分型方法，水平分型塑件，塑件就留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选择该方法为模具设计的分型方案。

3.2型腔布局的选择

采用一模一件，生产效率高，资源的利用率也高，这里选用的是一模一腔圆形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

型腔分布如图3-2所示：

图3-2型腔分布

3.3浇注系统的设计

模具的浇注系统分别由主流道，分流道，冷料穴和点浇口组成。

（1）主流道的设计

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连流动通道，如图所示。

1）塑件材料为ABS，流动性好，故选择主流道圆锥角为，内壁粗糙度为。

2）由塑件材料为ABS，塑件质量为，选择主流道直径为d=4mm，D=8mm。

图3-3主流道

3）浇口套与注射机喷嘴的接触球面要求吻合，由于注射机喷嘴球面半径SR是定值，由所选取的注射机决定，根据所选注射机，SR=20mm，一般取sr=SR+1，即为sr=20.5mm。

断面凹球面深度L2=3mm，球面与主流道孔应以清角度连接。

4）定位环是保证浇口套与注射机喷嘴准确定位，定位环与注射机的定位孔为间隙配合关系，定位环厚度取6mm。

5）浇口套长度L为70mm。

（2）分流道的设计

分流道是浇注系统中空融状态的过渡介段。

1）采用梯形截面分流道，Ra=1.4.

2）截面直径，斜度，底面

半径r=1mm。

3）分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。

图3-4分流道截面

3.4浇口的设计

（1）浇口形式的选择：

根据对该塑件结构的分析，综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该模具采用品平衡点浇口形式。

采用该形式所得到的型腔零件加工简单，且浇口容易去除，不影响制品的使用性能和外观质量。

塑件壁厚为2mm，故取浇口直径d=1.0mm，浇口长度mm。

3.5冷料穴设计

冷料穴位于动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。

同时，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸稍大于主流道大端的直径，即：

，如图所示。

图3-5冷料穴

3.6型芯、型腔结构的确定

型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。

组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。

组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。

同时也有利于型芯冷却和排气的实施。

整体式型腔是直接在型腔板上在加工，有较高的刚度和强度。

但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。

整体时型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。

整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。

该塑件尺寸较小，且形状简单，直接采用型腔采用整体式结构。

考虑加工和热处理比较困难，型芯采用拼块组合式结构。

3.7脱模机构设计

脱模机构是在一次注射完成后，取出制件及浇注系统凝料的装置，包括脱出和取出两个动作，即先将塑件和浇注系统凝料等与模具分离，再将塑件和凝料取出。

（1）设计原则

脱模机构的设计遵循以下原则：

1）保证塑件不变形、不损坏，保证塑件外观良好。

2）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

本设计使用简单的推杆脱模机构，如图所示。

因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推杆脱模机构可以简化模具结构已满足要。

图3-7脱模机构

（需要完整清晰CAD图，可联系

Q，3247960009）

（2）脱模力计算

由公式：

（3-2）

式中：

制件收缩对型芯产生的正应力；

f：

摩擦系数，取f=0.2；

：

脱模斜度，取

（A为型芯端面面积）（3-3）

因制件上有一圈侧耳，故在侧耳处应设置推杆，因此选用脱模板和推杆形式脱模。

（3）推杆尺寸计算

根据公式，有：

[1]（3-4）

式中：

d：

推杆直径；F:

脱模力；

k：

安全系数，取为1.5；E：

推杆材料的弹性模量；

L：

推杆长度，L=135mm；n：

推杆的数量，n=16

计算得：

所以，取

（4）推板的工作原理

推杆是用于将浇注系统凝料从模具中推出的装置，与限位拉杆2共同作用，利用了开模时动模和定模的相对运动，完成浇注系统凝料的退1出，如图3-9所示，开模时，推杆在限位钉的作用下，将浇注系统凝料拉出。

图3-9流道推板工作原理

1.型腔2.限位杆3.弹簧4.流道推板5.定模座板6.限位钉7.浇注系统凝料

3.8模具工作零件尺寸计算

成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。

因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。

成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。

凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。

成型零件工作尺寸计算方法一般有两种[1]：

一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。

本设计采用平均值法。

（1）型芯尺寸的计算及结构设计

凸模其尺寸属包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。

为了使得模具的磨损留有修模的余地。

在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差[1]，如图3-10所示。

（需要完整清晰CAD图，可联系

Q，3247960009）

图3-10型芯

式中：

s为制件收缩率，取0.5%；，制件尺寸公差；制造公差，取

（2）型腔尺寸的计算及结构设计

凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。

在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差[1]，如图3-11所示。

图3-11型腔

式中：

s为制件收缩率，取0.5%；，制件尺寸公差；制造公差，取

3.9导向及定位机构

导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。

导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。

锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。

导向机构整体如图3-12所示。

图3-12导向机构

（1）设计导柱和导套需要注意的事项有：

1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。

通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。

导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。

2）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。

配合长度通常取配合直径的1.5～2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。

3）导柱工作部分长度应比型芯端面高出6～8mm，以确保其导向与引导作用。

4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。

5）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

6）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件。

7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套。

3.10排气及冷却

（1）选择排气应遵循以下6原则：

1）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；

2）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；

3）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；

4）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；

5）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出；

若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。

热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。

本模具的排气孔设计在分型面上。

6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气