巧克力盒盖注塑工艺分析与模具毕业设计.docx

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巧克力盒盖注塑工艺分析与模具毕业设计

摘要

本文是通过对糖果盒盖进行形状尺寸分析、工艺分析以及工艺方案的确定；根据这些分析来进行注射模具的设计，确定注塑方案和模具结构形式，工作零件设计与模架选择；并对成型工艺等多方面分析，通过对工艺计算、制定正确加工方案，并对模具的所有成型零部件进行验证及校核；最后根据设计来进行选择注塑机以及绘制模具零件图和装配图。

关键词注塑模成型工艺形状尺寸注塑

目录

摘要I

目录I

1、前言II

2、塑件的工艺分析1

2.1塑件模型的建立1

2.2塑件参数的设计2

2.2.1塑件的工艺分析2

2.2.2塑件的壁厚、塑件的收缩率、脱模斜度。

2

2.2.3分型面的设计2

2.2.4确定型腔数量以及排列方式。

3

3、塑料工艺参数的编制4

3.1塑件注射工艺参数的确定4

3.1.1查表填写原材料的注射工艺参数4

3.1.2查表填写塑件模塑的工艺卡5

4、模具的结构设计6

4.1浇注系统的设计6

4.2成型零件的设计8

4.3顶出机构设计9

4.4冷却系统设计11

4.4.1冷却回路所需的总表面积计算11

4.4.2冷却水的表面传热系数

可以以下公式计算11

4.5冷却系统设计12

4.6排气系统设计13

5、注塑成型设备的选择13

5.1计算塑件、浇注系统的体积13

5.2塑件的质量计算14

5.3选择注射机的类型和型号14

6、模架的选择及校核14

6.1注射机最大注射量校核15

6.2注射压力的校核15

6.3锁模力的校核15

6.4模具安装部分得尺寸校核16

6.4.1喷嘴尺寸16

6.4.2定位圈尺寸16

6.4.3最大、最小模厚16

6.4.4螺孔尺寸16

6.4.5开模行程和顶出装置的校核17

7、模具装配图和零件图17

致谢19

参考文献20

1、前言

中国是制造业大国，产品是制造业的主体，模具是制造业的灵魂，模具的发展水平决定了制造业的发展水平。

随着塑料的广泛使用直接带动了注塑模的飞速进步和发展。

从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。

随着世界的塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持上升的水平。

根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：

一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化

由于塑模生产领域计算机应用的独特优势，以三维模型为基础的以CAD/CAM/CAE技术为代表的模具计算机应用的集成化生产模式获得了快速的发展和进步。

模具CAD/CAM/CAE技术的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。

在欧美，模具CAD/CAM/CAE技术已成为模具企业普遍应用的技术。

在CAD的应用方面，已超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70％～89％。

PRO-E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。

应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM/CAE的集成提供了保证。

应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。

CAE技术在欧美已逐渐成熟。

在塑料模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的充模过程，分析冷却过程，预测成形过程中可能发生的缺陷。

因此，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。

2、塑件的工艺分析

2.1塑件模型的建立

2.1.1塑件2D如图1所示：

塑件名称

糖果盒盖

材料

ABS

厚度

上壁2侧壁1

工件精度

5

2.1.2塑件3D如图2所示

2.2塑件参数的设计

2.2.1塑件的工艺分析

（1）、塑件的质量，不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决与塑件本身和结构设计是否符合工艺要求。

该塑件规定采用PS材料，化学和物理特性大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。

PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。

它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。

密度为1.04g/cm3。

典型用途产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。

（2）、塑件的尺寸分析

这里尺寸是指塑件的总体尺寸，而不是指避厚，孔径等结构尺寸。

塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图中的尺寸行使程序，即所获得的尺寸的准确度。

塑料尺寸的大小与塑料的流动性有关。

注射成型的塑件尺寸还要受到注射机的注射量、锁模力和模板模板尺寸的限制。

（3）、塑件的精度分析

根据使用要求确定尺寸公差，一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。

该工件精度为5，该标准塑件尺寸公差的代号为M5公差等级为5级。

（4）、塑件的表面粗糙度分析

塑件的外观要求越高，表面粗糙度值越低。

塑件表面粗糙的高低，主要取决于模具型腔表面粗糙度。

一般来模具表面粗糙度值比塑件的粗糙度值低1~2级。

塑件的表面粗糙度可参照《GB/T14234-1993塑料件表面粗糙度标准》选取，一般Ra1.6~0.2um之间，而PS的粗糙度值为Ra3.2。

2.2.2塑件的壁厚、塑件的收缩率、脱模斜度。

塑件壁厚大小主要取决于塑料品种、制品大小以及注塑工艺条件。

热塑性塑料易于成型薄壁制品，壁厚可小至0.25mm，但一般不宜小于0.6~0.9mm，常选取2~4mm。

塑件要求厚度：

上外壁2，侧壁为1。

查表可得PS的收缩率为1.0060。

，PS的脱模斜度为35’～1°。

2.2.3分型面的设计

为将塑件从密闭的模腔内取出，以及为了安放嵌件或取出浇注系统等，必须将模具分成两个或几个部分，一般将分开模具能取出塑件的面称为分型面。

分型面的选择是一个比较复杂的问题，因为它受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置几其形状、塑件在模具内的成型位置、顶出方法、浇注系统的设计，模具排气，模具制造及操作等各种因素的影响。

因此，在选择时要认真分析、综合比较，从几个方案中找出一个比较合理的方案。

分型面是模具动模和定模的结合处，在塑件最大形处，是为了塑件和凝料取出而设计的。

分型面的方向尽量与注塑成型机开模方向垂直的方向，特殊情况下采用与注塑成型机开模方向平行的方向。

分型面有单分型面和双分型面之分。

分型面选择的原则：

分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处；分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱模，一般都应尽可能留在动模部分；保证塑件的精度要求；满足塑件外观的要求；便于模具的制造；减少成形面积；增强排气效果。

由于本产品的分型面简单，所以采用单分型面。

分型面如图3所示

图3

2.2.4确定型腔数量以及排列方式。

本产品是要大量生产，设计是采用多型腔注射模具的，所以采用了一模两腔的方式。

多型腔模具型腔的分布有平衡式排布和非平衡式排布两种，其中平衡式排布的要求是从主流道到各个型腔分流道的长度、形状、断面尺寸分布对称性对应相等，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；而非平衡式与之相反，一般以平衡式排布。

排布如图4所示。

图4

3、塑料工艺参数的编制

3.1塑件注射工艺参数的确定

3.1.1查表填写原材料的注射工艺参数（以下参数是根据《注塑模具设计》表1-1）

`

ABS

注射机类型

螺杆式

螺杆转速/（r/min）

30~60

喷嘴

形式

直通式

温度/oC

170~180

料筒温度/oC

前段

150~170

中段

165~180

后段

180~200

模具温度/oC

50~80

注射压力/Mpa

60~100

保压压力/Mpa

50~70

注射时间/s

20~90

保压时间/s

0~5

冷却时间/s

20~120

总周期/s

50~220

4、模具的结构设计

4.1浇注系统的设计

浇注系统是指模具中从喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道。

它的作用是将塑料溶体顺利地充满到型腔的各个深处，并在填充及凝固过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰的内在质量优良的塑件。

浇注系统其组成部分有：

主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分。

注射模浇注系统的组成如图5所示。

图5

浇注系统的设计是注塑模设计的一个很重要的环节，它对注塑成型的效率和塑件质量都有直接的影响，因此，在设计浇注系统时必须注意几项原则。

1.了解塑料的成型特性；

2.防止型芯和塑件的变形；

3.排气良好；

4.减少流程及塑料消耗；

5.修整方便，保证塑件外观质量。

主流道是指从喷嘴起至分流道入口处止的一段通道，它与注塑机喷嘴在同一轴心线上，熔料在主流道中并不改变方向。

主流道是熔体最先经流模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。

其作用是其截面尺寸直接影响到塑件的流动速度和填充时间。

为了便于塑料从主流道中拉出，主流道设计成圆锥形，其锥角a=2°~6°,内壁粗糙度Ra应为0.36，主流道大端处呈圆角，其半径常取r=1~3mm，以减小料流转向过度时的阻力。

主流道要和注塑机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径R2=R1+（1~2mm），其小端直径d1=d2+（0.5~1mm），凹坑深度常取3~5mm.所以需对塑件的成形过程及对选用的模架分析，选择主流道。

其衬套的固定用定位圈配合固定在模具的定模座板上。

主流道衬套和注塑机喷嘴的配合如图6所示。

图6

分流道是指主流道与浇口之间的部分，是指塑料熔体从主流道进入多腔模的各个型腔多处进料的通道，起分流和转向的作用。

分流道的要求是塑料熔体在流动中热量和压力损失最小，同时是流道中的塑料量最小。

分流道的长度应尽量可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。

常用的分流道的截面形状有圆形、梯形、U形、和六边形等。

流道的截面积越大，压力的损失越小；流道的表面积越大，热量的损失越小。

可知截面形状为圆形的分流道热量损失小、流动阻力小、效果最佳。

圆形截面分流道的直径一般在2~12mm的范围内变动，但对多数塑料来说，分流道直径在5~6mm以下时，对流动性影响较大。

ABS的流动性属于中等，受温度变化较大，分流道直径取5mm。

分流道表面粗糙度一般为1.25即可，分流道只设计在型腔的一面，故采用截面形状为对半圆形的分流道。

对半圆分流道其深度为0.45d=0.45×5=2.25mm。

分流道如图7所示。

图7

浇口是指流道末端与型腔之间的细短通道，亦称内浇口，它是浇注系统中断面尺寸最小且最短的部分。

其作用是：

浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔体通过浇口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的减切速率，降低黏度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。

对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的；浇口还起着较早固化、