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第0页共25页第0页共23页装订线福州职业技术学院毕业设计课题名称塑料水杯模具制作二O一三年第1页共25页第1页共23页装订线目录摘要……………………………………………………………………………………2前言……………………………………………………………………………………3绪论………………………………………………………………………………………4第一章塑料的工艺分析……………………………………………………………5第二章注塑机的选用………………………………………………………………62．1注塑机类型的选择………………………………………………………………62．2注射部分的选择………………………………………………………………62．3合模部分的选用…………………………………………………………………6第三章模具的设计…………………………………………………………………83.1成型部分………………………………………………………………………83.1.1分型面的确定…………………………………………………………………83.1.2型腔数的确定…………………………………………………………………83.1.3成型零件………………………………………………………………………83.2浇注系统…………………………………………………………………………93.2.1浇注套（浇口套）…………………………………………………………93.2.2点浇口…………………………………………………………………………93.2.3冷料穴设计………………………………………………………………………93.3脱模系统零件……………………………………………………………………93.4冷却及加热机构……………………………………………………………………93.5结构零件…………………………………………………………………………103.6导向零件…………………………………………………………………………113.7紧固零件…………………………………………………………………………11第四章抽芯机构设计…………………………………………………………………134.1机动侧向分型与抽芯机构………………………………………………………134.2液压或气动侧向分型与抽芯机构…………………………………………………134.3手动侧向分型与抽芯机构………………………………………………………13第五章电火花成型加工（定模型腔）………………………………………………175.1模具装配及配作的总过程………………………………………………………175.2模具的动作过程……………………………………………………………………18第六章模具的寿命……………………………………………………………………19第七章装配要点………………………………………………………………………20结束与展望………………………………………………………………………………21致谢………………………………………………………………………………………22第2页共25页第2页共23页装订线参考文献…………………………………………………………………………………23第3页共25页第3页共23页装订线摘要模具是工业的重要工艺装备，是许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。我国加入WTO以后，吸引外资能力的逐年增强，成为世界产品制造工厂地位愈加突出，而模具也在这其间扮演着越来越重要的角色。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为“效益放大器”。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志。大学时光将要成为过眼云烟，然而我们在毕业前还有一个环节——毕业设计。我在实习中接触的大多数模具是塑料模具，所以我就选择了在实习时我们公司接到的一模具的设计——塑料水杯模具制作的设计。我结合公司的设计图纸设计了这套模具的分型面、主流道、浇口、分流道、推杆、导柱、推板等部分。由于在公司没有相应的设计手册、许多计算的部分我都是借鉴的公司的设计图纸。本套模具是一套一腔四模的注射模，比之单型腔模具而言提高了生产效率，缩短了生产周期。本设计为塑料水杯模具制作设计，它系统的介绍了塑料水杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。第4页共25页第4页共23页装订线前言随着社会生产力的发展，人们意识的提高，使我们国家模具技术的发展进入了一个新的阶段。过去在我国工业中，模具长期未受到重视，改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表等行业进入大批量生产，模具工业有一定发展，但高效多工位模压设备、大型塑料成形设备以及供应高效冲压用的卷料设备仍落后于需要，由于历史原因遗留下来的工厂大而全，专业化程度落后，这些不足的现象，需要我们有足够的认识，更需要我们从结构调整上下功夫。在这次塑料模具设计的过程中，我们对塑料模有了一个整体的认识与理解，并在设计过程中，对塑料模的性能，塑料结构的工艺性，以及注射模设计，塑料模制造工艺及装配，此外，由于近一二十年来电子技术和计算机科学的迅猛发展，促使模具制造业发生着深刻的变化。目前，数控机床已成为模具加工的主要设备，继而，CAD/CAM技术在模具领域也得到应用。第5页共25页第5页共23页装订线绪论我们只是制造一个简单的塑料模具也是对我们知识的一个巩固，但是还有很多不足的地方，希望老师多多指点，我们加以改正。最后，我们感谢老师这些天来对我们的指导。模具是利用其特定的形状成型具有一定形状的制成品的工具。注射塑料模具的结构构成、包括：1.成型零件2.浇注系统零件3.脱模系统零件4.冷却、加热机构5.导向零件6.分型抽芯机构7.紧固零件模具一般为单件生产，制造技术要求较高。模具精度是影响塑料成型件的重要因素之一。为了保证模具精度，制造时应达到如下技术要求：1．组成塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。2．组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并且达到规定的平行度和垂直度要求。3．模具的功能必须达到设计要求。4．为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下或用试模机试模，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的零件为止。本模具为塑料水杯注射模具，由以下零部件组成：动模固定板、内六角圆柱头螺钉、锁紧楔、斜导柱、定模固定板、定模板、浇口套、导柱、导套、动模板、型芯、垫板、模腿、顶杆板、垫钉、顶杆、复位杆、推板、涨钉、限位环。塑料水杯注射模具采用了直流道侧浇口，一次推杆推出机构。其工作原理如下：模具在工作时，将定模固定在注射机定模板上，动模固定在动模板上，将注射机喷嘴用定位圈定位，对准浇料口，模具首先将动模与定模合模锁住并开启注射机活塞，将在料筒内的熔融塑料以高压、高速挤入动模与定模合模所组成的型腔，并使其充满、保压，保压后，开动动模，使其与定模分开回到原来的位置，此时在顶杆的作用下，将塑件从动塑内卸下，在第二次合模时在复位杆的作用下动模与定模恢复到合模位置准备下一行程的注射。第6页共25页第6页共23页装订线第一章塑料的工艺分析由于零件图中标注该水杯的材料是PC，所以有：PC属于热塑性塑料。（热塑性塑料—在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。）PC的性能：综合性能较好，无毒，化学稳定性好，耐水、油等；吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。PC的用途：适于制作传递中、小负荷的零部件；因PC无毒无味，可以制造医疗器械，小型日常用品等；因透光率较高，可制造大型灯罩、门窗玻璃等等透明制品。PC是非结晶型的线型结构的高聚物。PC的塑件脱模斜度：型腔35ˊ～1º型芯30ˊ～50ˊ综合上述条件，又根据常用热塑性塑料的成型条件，可知PC材料的特性如下1：表1-1PC材料的特性缩写密度（g/mm3）计算收缩率（%）注射压力(Mpa)适用注射机类型PC1.19～1.220.5～0.660～100螺杆、柱塞式均可第7页共25页第7页共23页装订线第二章注射机的选用塑料的种类很多，其成形的方法也很多，有注射成形、压缩成形、压注成形、挤出成形、气动与液压成形、泡沫塑料的成形等，其中前四种方法最为常用。其中，注射成形所用模具称为注射成形模具，简称注射模。注射模主要应用于成形热塑性塑料，因此根据对零件的分析，该PC材料的塑料水杯用注射成形为最佳。另外，注射模区别于其他塑料模的特点是：模具先由注射机合模机构合紧密，然后，由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内，经冷却或固化定型后，开模取出塑件。因此，注射模可一次成形出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制件，对水杯的外观有精美、无明显毛刺等要求的情况下，应用注射成形可以很好的达到工艺要求。注射成形所用的设备是注射机。2.1注射机类型的选择根据对塑件的分析，可选用XS-Z-60型热塑性塑料注射机。该型号的注射机螺杆直径为φ38，所以，应在模具的动模座板上加工出一个大于该直径（例如：φ40）的孔，以便顶出用。2.2注射部分的选择2.2.1注射压力的校核：p公≥p注122(Mpa)≥60～100(Mpa)p公—注射机的最大注射压力(Mpa)；p注—塑件成型所需的实际注射压力(Mpa)；2.2.2前端的孔和球：D2=D1+(0.5～1)（mm）=4+0.5=4.5（mm）R2=R1+(1～2)（mm）=12+1=13（mm）D2—模具流道入口直径（mm）；D1—喷嘴注口直径（mm）；R2—模具浇注套球面半径（mm）；R1—喷嘴球面半径（mm）；2.3合模部分的选用2.3.1A1=πR2=3.14x0.0462=0.007A2=2x0.4x0.02+2x0.1x0.02+0.24x0.02+0.26x0.02=0.03锁模力的校核：F锁≥K损p注A1A2500000≥0.67x100000000x0.007x0.03=14070第8页共25页第8页共23页装订线F锁—注射机的额定锁模力(N)；p注—塑件成型所需的实际注射压力(Pa)；K损—注射压力到达型腔的压力损失系数，一般取0.34～0.67；A1—浇注系统在分型面上的投影面积(m2)；A2—塑件在分型面上的投影面积(m2)；经计算，锁模力合格。2.3.2模具闭合厚度及开模行程的校核：Hmin≤Hm≤Hmax70（mm）≤133(mm)≤200(mm)Hmin—可装模具最小厚度；Hm—模具闭合厚度（该模具闭合厚度为133mm）；Hmax—可装模具最大厚度；经计算，模具的闭合厚度合格。经查表知，XS-Z-60型热塑性塑料注射机的模板行程为180mm大于设计模具的最大开距。因此，该注射机可达到设计要求之用。第9页共25页第9页共23页装订线第三章模具的设计前述已知，该模具要应用注射模加工。根据对塑料水杯零件图的分析，可采用中小型模架标准（GB/T.12556.1—90）中派生组合类型的模架标准，它是以点浇口和多分型面为主的结构形式，其代号取P。派生组合中，动、定模座板的连接方式，（如采用螺钉、定距拉杆或定距拉板等）有承制单位自定。（模具中各种零部件具体尺寸要求可见模具装配图或零件图标注）一般注射模可由以下几个部分组成：浇注系统、导向机构、脱模机构、侧向分型机构与抽芯机构、其它零件。对该水杯零件注射模具的基本设计：3.1成型部分3.1.1分型面的确定塑件分型面决定了模具的基本结构和飞边产生的位置，根据该塑料水杯的形状要求，外表面要求精美、无明显的毛刺，另外，水杯手柄部位形状比较复杂，所以，将分型面选择在水杯中间剖切面上。这样，不致影响塑件外观