模具毕业设计1餐桌椅注塑模工艺.docx

1、模具毕业设计1餐桌椅注塑模工艺前 言伴随着现代化工业发展的需要，塑料制品在工农业和日常生活中等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高，在现如今的塑件生产过程中，模具设计的高质量化，先进模具制造设备的出现，完善的加工工艺，优质的模具材料和现代化成型设备以及计算机辅助设计，计算机辅助制造的出现，为生产优质塑件提供了重要的条件。通过几年的学习，理论结合实践，为培养学生的理解分析能力、学生编制塑件成型工艺规程的能力、学生设计和编制加工工艺的能力、培养学生综合应用专业理论知识分析问题解决问题的能力和严谨、科学的工作态度为目的，积极的促进学生综合运用塑料模具设计与制造的专业知识、系统的进行塑料模具设

2、计与制造，通过对塑件成型工艺编制、塑料模设计、非标准模具零件的加工工艺设计的全过程，为今后走向工作上岗奠定了坚实基础。一 塑料工业在国民经济中的地位。 塑料工业是世界上增长最快的工业之一，自从1909年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业以有九十余年的历史。1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展，各种性能的塑料，特别是聚酰胺，聚甲醛，ABS，聚碳酸脂，聚砜，聚苯醚与氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过了聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯与聚乙烯等四种通用塑料，是塑料在工业产品与生活用。品方面获得广泛的应用，以塑料代替金属的实例，比比皆是二 塑料模具设计与制造在塑料工业中的地位。

3、 塑料模具设计与制造技术的发展与塑料工业的发展息息相关由于塑料的制造是一项综合性技术，围绕塑件成型生产将用到有关成型物料，成型设备，成型工艺，成型模具及模具制造等方面知识，所以这些知识变构成了塑件成型生产的完整系统，它大致可包括产品计，塑件的选择，塑件的成型，模具设计与制造四个主要环节，在上述四个环节中，模具设计与制造是实现最终目标塑件使用的重要手段之一。三塑料模成型及模具加工技术的发展动向。随着科学技术的进步与国民经济发展对塑件的广泛需求，塑料模塑成型技术正在向高精度，高效率与长寿命的方向迈进。由于它是一向综合性技术，所以它的发展必然涉及许多领域的共同配合。1 塑料成型技术的发展 1) 塑料

4、成型理论的进展，有关挤出成型的流度理论和数学模型已经基本上建立，并且在实际生产中得到应用，有关注射成型的流变理论尚在进行探讨，注射成型的塑料溶体在一维和二维简单模腔中的充模流动理论和数学模型已经有所解决，今后的工作是如何将理论与生产实际相结合，进一步加强对塑料溶体在三维模腔中流动行为的研究。 2) 塑料成型方法的革新，如无流到凝料的注射成型，热固性塑料注射成型，低发泡注射成型，排气注射成型等。 3) 塑件的料密化，微型化和超大型化。2 模具加工技术的发展目前开发模具新材料，塑料模具钢的发展有两大趋向，(1) 从碳素工具钢一低合金工具钢一高合金工具钢发展。(2)从高级材料(一般热处理)一低级材料

5、(表面硬化处理)发展。其次研制新设备，主要研制高效，精密自动化的的模具加工设备，从手工机械操作向计算机数控操作方向发展。最后，是应用了新技术。当今，最突出的新技术莫过于模具设计与制造的CADC触WCAE技术的模具表面强化处理技术和实施标准化，模具的标准化对于提高模具的质量，缩短制模周期，提高生产效率，降低制造成本是十分重要的。绪论塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的。目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化，生产工艺自动化，连续化以及不断开拓功能塑料新领域

6、。它经历了初创阶段（30年代以前），发展阶段（30年代），飞跃发展阶段（50至60年代）和稳定增长阶段（70年代至今）等这样几个阶段。塑料作为一种新的工程材料，其不断被开发与应用，加之成型工艺的不断成熟，完善与发展，极大的促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，在一定温度和压力下，塑料具有可塑性，可以利用模具将其成型为具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定的。塑料谜底小，质量轻。这就是“以塑代钢”的明显优点所在。塑

7、料的比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，所以塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学稳定性最高，减磨耐磨性能好。此外，塑料的减振和隔音性能也很好。许多塑料还具有透光性能和绝热性能以及防水，防透气和防辐射等特殊性能。因此，塑料已成为各行各业中不可缺少的一种重要材料。需求量的日益增加，这些产品的更新换代的周期愈来愈短。因此对塑料的品种，产量和质量都提出了越来越高的要求。我国塑料制品工业发展总趋势是：农用塑料(包括农地膜、节水农业器械和土工合成材料)仍占着重要的地位，将得到更进一步发展；包装材料和塑料建材将是塑料工业快速增长的主要领域；高科技、高附加值的工程塑料制品及复合材料，生产与

8、应用领域将随着市场经济的发展，不断扩展管材、异型材、压延制品、双向拉伸材料、薄膜等的生产将逐步向经济规模方向发展；为保护臭氧层，泡沫塑料生产将进行无氟技术改造；为减少环境污染，将加强废弃塑料回收利用及降解塑料的研制开发；为发展塑料制品的品种和提高档次，塑料机械和模具的开发和生产将得到重视。中国塑料工业从无到有、从小到大、从弱到强的50年发展历程，已取得了辉煌的成就，跨进了世界塑料先进大国的行列。为适应加入WTO后，参与国际竞争，我们要走新型工业的道路，加快产业结构调整，加快现代企业制度建设；要加倍重视人力资源开发，提高全行业整体素质；要依靠科技进步，加快产业升级和技术创新；要不断调整产品结构，

9、提高装备技术水平；要大力争创名牌产品，认真实施可持续发展战略；要同心同德与时俱进，在激烈的国内外市场竞争中得到持续快速稳定健康发展。今后5-15年，塑料建材将成为新的消费热点和经济增长点。随着塑料建筑制品的品种逐步系列化、配套化和标准化，环保节能的要求和推广应用的力度加大，各种塑料管、门窗、高分子防水材料、装饰装修材料、保温材料及其他建筑用塑料制品的需求将有较大幅度增加。按照建设部“十一五”规划，5年内建筑节能要达到1.01亿吨标准煤，节能建筑总面积要超过21.6亿平方米，其中新建筑16亿平方米，改造现有建筑 5.6亿平方米。中国有400亿平方米既有建筑，目前约有三分之一需进行节能改造，按照每

10、平方米200元的改造标准，这部分建筑节能材料和技术在未来的市场容量可达2.6万亿元。由于塑料管道具有节能、节材、节水、节地的特点，到2010年建筑给水和排水管道80%将采用塑料管，建筑雨水排水管道70%采用塑料管。“十一五”期间，塑料管道工程用量平均每年将达200万吨。 最主要的是建筑节能门窗,我国建筑门窗塑钢型材的使用量已经超过塑料管道,目前已经达到400万吨/年的使用量,有一批以此为主业的公司已经发展成为上市公司,如芜湖海螺,大连实德等. 而综合成本较低、性能优越、一次性投入稍高的塑料新型材料如PU、EPS、XPS、 PP、PVC等发泡材料的应用前景潜力巨大，拓展领域十分广阔。塑料模具设计

11、任务书系别：机械工程系 专业：模具设计与制造班级：06225 姓名：赵建瑞设计题目：餐桌椅注塑模设计内容：编写注塑模设计说明书一份绘制总装配图和零件图编写工艺卡片产品材料：FRPP产品数量：较大批量生产注射机有关参数如下：额定注射量： 4000螺杆直径： 130mm注射压力： 106MPa注射行程： 370mm锁模力： 10000KN最大成形面积： 3800最大开合模行程： 1900mm模具最大厚度： 1000mm模具最小厚度： 700mm一、塑料的工艺分析塑料材料特征聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，密度仅为0.900.91%/。它不吸水，光泽号，易着色。是一种半结晶性材料。它比PE要更

12、坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于

13、结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样。使用FRPP注塑成形塑件制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑料对型芯包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使用FRPP制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。FRPP易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，FRPP

14、制品的尺寸稳定性较好。典型用途汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。注塑模工艺条件干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220-275，注意不要超过275。模具温度：40-80，建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800MPa。料筒温度 后段 150170中段 165180前段 180200喷嘴温度 170180模具温度 5080注射压力 60100MPa成形时间 注射时间 2090s 保压时间05s冷却时间 2015

15、0s注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4-7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1-1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。塑件的尺寸与公差1 塑件的尺寸塑件的尺寸太小受制于以下因素a、取决于用户的使用要求b、受制于塑件的使用要求c、受制与塑件的熔体在流动充填过程中所受道的结构阻力塑件尺寸公差的标准a、影响塑件尺

16、寸精度的因素主要有：塑件材料的收缩及波动b、塑件的结构复杂程度c、模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具装配、模具的和模及模具设计不合理带来的误差因素）d、成形工艺因素（模塑成型下的温度，压力P，时间t的取向，结晶成型数控和精度等）e、成型设备的控制精度等。其中塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造的误差，题中未标注公差我们按未标注公差的尺寸需用值群取MT5.型腔数目的确定方法a、根据经济性b、根据锁模力c、根据塑件的精度d、根据注射量由上可知，对于该塑件我们应用一模一腔进行注塑。型腔分布单型腔模具有塑件在动模部分，定模部分及同时在动模和定模中的结构。塑件在单型腔模具中的位置如图

17、：则上图为该塑件的留模位置型腔模具，塑料成形的生产率高，成本低，但是塑料的精度低，工艺参数难以控制，模具结构复杂，模具制造成本低，周期长。塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件的缺陷，表面光泽与表面粗糙度，其与模具塑件成形工艺，塑料80种，模具成形件的表面粗糙度，模具的磨损程度相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值的要低1-2级。塑件的表面粗糙度可以参照塑件表面粗糙度标准不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度选取，一般取Ra值为1.60.2um。二、注射机的选择注射机的塑料注射成形的所有设备，注射机按其外形可以分为立式，卧式，直角式三种。据估算V塑=2850制品的正

18、面投影面积S=3567根据以上数据选用XS-2Y-4000螺杆式注射机分型面的设计：分型面的选择即要保证塑件质量要求又要便于脱模，本塑件的的分型面选择在骨架的上端面和各个带槽面。因为上端面为非工作表面，其表面质量的好坏不会影响到塑件的使用性能。塑件的大部分外表面是光滑的，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹，同时会使侧向抽芯容易，而且脱模也方便。这样侧滑块机构可以独立进行加工，使模具的加工难度降低，因此选择塑件大端面为水平分型面。a、分型面应选择在塑件的外形最大轮廓处b、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边c、保证塑件的精度要求d、满足塑件的外形质量要求e、便于模具的加工制造f、对于成形面积

19、的影响g、对于排气效果的影响h、对于侧向抽芯的影响由此，对于塑件应根据上述可以将分型面选择于塑件外形的最大轮廓处，便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。三、浇注系统的选择浇注系统浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。包括主流道、分流道，浇口和冷料穴。浇注系统的设计原则a) 了解塑件的成形性能b) 尽量避免或减少产生熔接痕c) 有利于型腔中气体的排出d) 防止型芯的变形或嵌入的位移e) 尽量用较短的流程充满型腔f) 流动距离比较校核对于大型或薄壁塑件制件，塑料熔体有可能因其流动距离过长或流动阻力太大而不能充满整个型腔。3、流道的设计（1）主浇道设计主流道是一端与注射机喷嘴

20、相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续。另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，形状结构如图：a) 主流道设计圆为锥形，锥角为26，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63um，是加工时应沿轴向抛光。b) 主流道一端凹坑面球面半径R2比注射机喷嘴半径R大12，球面凹坑深度35，主流道开始端入口直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm，一般d=2.55mm。c) 主流道末端圆必须过渡，圆角半径r=13mm。d) 主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。e) 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上，其材料常用T8A，热处理淬后硬度为5357HRC。（2）主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以

21、用定位配合定在模具的面板上，定位圈为标准件。（3）主流道的尺寸在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，由于主流道要与高温熔剂注射机喷嘴反复接触，所以只在小批量生产时，主流道在注射模上直接加工，大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸，可更换主流道浇口套。为了让主流道浇口凝料能从浇口套顺利拔出，主流道设计圆为锥形，锥角为26直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm,由于小端前面是球面,其深度内35.注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合.因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12,流道的表面粗糙度取Ra=0.08um。（4）主流道的表面精度由于主流道于民间接触的外层塑料迅速冷却，只有

22、中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而主流道的内表面粗糙度取Ra并不要求低，一般为0.08um 间产生一定的速度差，以保证熔体流动时有适宜的剪切速率和剪切热。（5）浇口设计：浇口亦称进料口，是连续分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置，形状尺寸对塑件性能和质量的影响很大。a浇口的选用它是流道系统与型腔之间的通道，这里我采用侧浇口。此浇口一般开设在分型面上，该浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上，但对于该塑件我采用侧浇口，侧浇口的形式为：a、 浇口位置的选用模具设计时，浇口的位置尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，

23、无论采用何种浇口，其开设位置对于塑件成形及质量影响很大，总之瑶使塑件具有良好的性能和外表，；一定瑶认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1) 尽量缩短流动距离2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处3) 必须尽量减少熔接痕4) 应有利于型腔中气体的排出5) 考虑分子定向影响6) 避免产生喷射和蠕动7) 浇口处避免弯曲和受冲击8) 注意对外观质量的影响C、浇注系统的平衡适当的开设排气槽，可以大大降低注射压力，注射时间，保压时间以及锁模压力。对于中小型塑件的注射模具应广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证在塑件形状及模具结构允许的情况下，应经从主流道到各个型腔后分流道设计成长相等，形状及截面面积

24、相同的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡，即从主流道到各个型腔后分流道设计长度相等，形状截面尺寸相同。1) 排气的设计当塑料熔体充填型腔时，必须有顺序的排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热分解而产生的气体；若不及时的排出气体塑件会因填充不足而出现气泡或表面轮廓不清。一般模具采用间隙配合进行排气，也可以在分型面上开设排气槽进行排气。根据实际情况并考虑成本，故本模具采用间隙排气较为合适。排气槽主要有两点：一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气二是排除物料在加热过程中产生的各种气体四、模具的推出与导向机构设计1、模具的推出机构由于塑件形状为较大的且

25、壁厚较薄，使用推杆推出容易留下推出痕迹，不宜采用，但对于此塑件由于型腔为一模一腔，所以采用推块推出使塑件顺利脱模。2、导向机构设计导向机构中，导柱应用比较普通的，主要零部件导柱和导套导柱的结构形式其结构要求：导柱导向部分的长度应比型芯端面高出8-12mm，以免出现导柱未进入导套，二型芯先进入型腔情况导柱前端应做成锥台形或半圆形，使导柱顺利加热导套导柱应具有硬而耐磨的表面，和坚韧而不易打断的内芯，因此采用20钢导柱应合理均匀分布在模具分型面四周导柱固定端与模板之间一般采用H7/M6或H7/K6,过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/F或H8/F的间隙配合3、导套的结构和技术要求为了导柱顺利脱模，

26、导套前应倒圆角直导套用H7/r过渡配合镶入模板，为了导套镶入的牢固性，防止开模导套被拉出来，可以用止动螺钉紧固。4、推出方式的确定由于塑件形状较为简单，而且壁厚比较薄，使用推杆推出机构容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。所以选用推件板推出机构来完成塑件的推出。推件板推出机构又称顶板顶出机构，他有一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆所组成。这种推出机构简单，运动平稳，且推出力大，顶出力也均匀。塑件在推出时所受到的变形比较小，推出也比较可靠。为了减少推出过程中推件板和型芯的摩擦，应在推件板和型芯间留有0.200.25mm的间隙（原则上应不摩擦型芯），并采用35的锥面配合，其锥度起到辅位定位作

27、用，防止推件板偏心而引起溢料。 推出机构工作时，推件板除了与型芯作配合外，还依靠推杆进行支撑与导向。这种推出机构结构紧凑，推板在推出过程中也不会掉下。推件板和型芯的配合精度为H7/f7H8/f7的配合。五、成形零件的设计模具中决定塑件几何尺寸和形状的零件成为型零件，包括凹模、型芯、镶块、成形杆和成形环等成型零件工作时，直接与塑件接触，或者熔体高压，料流的冲刷，脱模使与塑件件发生摩擦，因此成型零件要求有正确的几何尺寸形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。此外，成形零件换要求结构合理，有较高的强度，刚度及较好的耐磨性能。在设计成形零件使，因根据塑件和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择

28、分型面和浇口位置。确定脱模方式，排气部位等，然后根据成型结构设计。计算成型零件的工件尺寸，对关键的成形零件进行强度和刚度校核。(1)成型零部件结构型腔结构由于该塑件带有侧抽芯机构，因而选择侧壁镶拼式型腔，它主要用于成型中小型零件，而且是多型腔的模具这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各型腔尺寸一致。型芯结构根据塑件结构可知其型芯分为主型芯和侧型芯，其结构形式为组合则其结构。(2)成型零部件工作尺寸计算成形零件工作尺寸指直接用来构成塑件型面的尺寸。计算成形零部件工作尺寸需考虑的要素 塑件的收缩率波动；模具成形零件的制造误差；模具成形零件的磨损；模具安装配合的误差；塑件的总误差；考虑塑件尺寸和精

29、度的原则。取PS204的平均收缩率为0.7塑件未注公差按照PS204六 级公差值选取，塑件尺寸如塑件图所示。a型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的l6，模具的制造公差为， =3，取x=0.75则工件精度IT11IT13b型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的16；模具的制造公差=3，取x=0.5 (1) （2） C型心径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的16；模具的制造公差=3，取x=0.75(1) (2) d型心高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的l6；模具的制造公差=3：取x=0.5 (3)成型设备的选用由于该模具所用注射机最大注射量Gmax =0.931.0598.33=96.02,故由表

30、28中选用xs-zy-125型号式注塑机，其有关参数如下：额定注射量/cm 125螺杆直径/mm 42注射压力/ MPa 120注射行程/mm 115注射方式 螺杆式锁模力/ KN 900最大成型面积/ cm 320最大开合模行程/mm 300模具最大厚度/mm 300模具最小厚度/mm 200喷嘴圆弧半径/ mm 12喷嘴孔直径 /mm 4动定模固定板尺寸/mmmm 428458拉杆空间/ mmmm 260290合模方式 液压机械液压泵 流量/(L/min) 100 压力/（MPa） 6.5机器外形尺寸/ mmmmmm 33407501550注：Gmax为可注塑的最大注塑量 C料筒温度下塑料的体积膨胀的校正系数，对于结晶形的塑料，c0.85；对于非结晶形的塑料，c0.93； P所用塑料在常温下的密度； g注射机的公称注射容量。 注塑压力的校核：注射机的公称注射压力要大于成型的压力，即 P1P2 式中 P1注射机的最大注射压力； P2塑件成形所需的实际注射压力。 1）塑料的流动性好，形状简单，壁厚较大，P270MPa； 2）黏度较低，形状精度要求一般，P2=70100 MPa； 3）中高黏度的塑料，P2=100140 MPa； 4）塑件黏度较高，壁薄或不均匀，流程长，精度要求较高，P2=140180 Mpa； 5）高精度塑件，P2=230