1、 毕 业 设 计 说 明 书题 目 ： 咖 啡 盖 的 设 计 与 三 维 制 造姓 名 ： 班 级 ： 911531专 业 ： 模 具 设 计 与 制 造指 导 教 师 ： 二零一三年十二月分类号: 学校代码: 12057 UDC: 学 号:目录一、前言 .1二、塑件的工艺分析 .1(一)、 塑件模型的建立 .1(二)、 塑件参数的设计 .21、塑件的工艺分析 .22、模具设计方面 .23、分型面的设计 .4三、塑料工艺参数的编制 .5（一） 、塑件注射工艺参数的确定 .5四、模具的结构设计 .5（一） 、浇注系统的设计 .5（二） 、成型零件的设计 .8(三)、顶出机构设计 .9（四） 、
2、导向机构设计 .12（五） 、排气系统设计 .13五、注塑成型设备的选择 .13（一） 、计算塑件、浇注系统的体积 .13（二） 、塑件的质量计算 .14（三） 、选择注射机的类型和型号 .14六、模架的选择及校核 .14（一） 、注射机最大注射量校核 .14（二） 、注射压力的校核 .15（三） 、锁模力的校核 .15（四） 、模具安装部分得尺寸校核 .16致谢 .18。参考文献 .18。包头职业技术学院毕业设计说明书0摘要：通过对注塑件来进行形状尺寸分析、工 艺分析等的 综合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
3、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 注塑一、前言模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母” 。模具又是“效益放大器” ，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。我们设计的产品是塑料咖啡盖，特点是：重量小、表面光滑。所以需求面广，需求量大，可以大量生产。二、塑件的工艺分析(一)、 塑
4、件模型的建立塑件如表一 1 所示：表一塑 件 名 称 材 料 厚 度 工 件 精 度咖 啡 盖 PP 外 壁 1.5 5模型如图 2 所示：图 2(二)、 塑件参数的设计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，而且还取决与包头职业技术学院毕业设计说明书1塑件本身和结构设计是否符合工艺要求。该塑件规定采用 PP 材料， PP 塑料，化学名称：聚丙烯 英文名称:Polypropylene（简称 PP） 比重:0.9-0.91 克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220 PP 为结晶型高聚物，常用塑料中 PP 最轻，密度仅为 0.9
5、1g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP 的耐热性最好，其热变形温度为 80-100，能在沸水中煮。PP 有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP 的综合性能优于 PE 料。 PP 产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP 的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。日常生活中，常用的水杯，饭盒，瓶盖，保鲜盒，等等食用材料都是由 PP 材料制成。2、模具设计方面（1）.结晶料 ,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. （2）.流动性好 ,但收缩范围及收缩值大 ,易发生缩孔.凹痕, 变形. （3）.冷却速度
6、快 ,浇注系统及冷却系统应缓慢散热, 并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于 50 度时,塑件不光滑,易产生熔接不良, 流痕,90 度以上易发生翘曲变形 （4）.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中. 3、注塑工艺条件PP 在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP 在加工上有两个特点：其一：PP 熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP 的加工温度在 200-300左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为 310），但高温下（270-300），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因 PP 的粘度随着剪切
7、速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在 30-50范围内。 PP 熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP 在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP 料加工时不需干燥， PP 的收缩率和结晶度比 PE 低。4、塑件的尺寸分析这里尺寸是指塑件的总体尺寸，而不是指壁厚、孔径等结构尺寸。塑件的尺寸精包头职业技术学院毕业设计说明书2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。塑料制品尺寸首先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、锁模力和模板尺寸的限制。（1）成型零件的
8、成型尺寸计算该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，行零件的尺寸均按平均值法计算。前面已经查的聚丙烯的收缩率为 1.0-2.5%，故其平均收缩率为S =（1.0+2.5）%/2=1.75%=0.0175根据塑件塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取尺寸类别 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯工作尺寸98 Lm=（Ls+ Ls Scp-3/4） 9984 Lm=（Ls+ Ls Scp-3/4） 85型腔1.5 Lm=（Ls+ Ls Scp-3/4） 1.6径向尺 寸型芯 82 Lm=(1+Scp)Ls+ 82轴向 型芯 25 Hm=（Hs+Scp+2/3） 24.8（2）塑件的精度分析根据使用要求确定尺
9、寸公差，一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。GB/T14486-93 工程塑料模塑塑料件尺寸公差选取，该工件精度为 5MT，该标准塑件尺寸公差的代号为 MT5 公差等级为 5 级。（3）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 12 级。塑件的表面粗糙度可参照GB/T14234-93 塑料件表面粗糙度标准选取，一般 Ra0.21.6um之间，而 PP 的粗糙度值为 Ra1.6。5、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
10、塑料易于成型薄壁制品，壁厚可小至 0.25mm，但一般不宜小于 0.60.9mm，常选取包头职业技术学院毕业设计说明书324mm。塑件要求厚度：外壁 1，查表可得 PP 的收缩率为 0.0175。透明制品，模具型腔表面镜面抛光：小型品脱模斜度1，大型品脱模斜度3；PS 的脱模斜度为1 1.30 。6、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、嵌件位置及其形状、塑件在模具内的成型位置、顶出方法、浇注系统的设计，模
11、具排气，模具制造及操作等各种因素的影响。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：a， 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处；b， 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；c， 保证塑件的精度要求；d， 满足塑件外观的要求；e， 便于模具的制造；f， 减少成形面积；g， 增强排气效果。由于本产品的分型面简单，分型面如图 3 所示图 3包头职业技术学院毕业设计说明书4三、塑料工艺参数的编制（一） 、塑件注射
12、工艺参数的确定（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）PP注射机类型 螺杆式螺杆转速/(r/min) 3060形式 直通式喷嘴温度/ oC 180280料筒温度 180280模具温度/ oC 5080注射压力/Mpa 2060保压压力/Mpa 5070注射时间/s 2090保压时间/s 05冷却时间/s 20120总周期/s 50220四、模具的结构设计（一）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
13、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。塑料项目包头职业技术学院毕业设计说明书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。（1）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
14、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=26,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=13mm，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+（12mm） ，其小端直径 d1=d2+(0.51mm)，凹坑深度常取 35mm.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。 （该图直接显示本套模具的主流道尺寸） R1=3d
15、1=2图 6（2）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。常用的分流道的包头职业技术学院毕业设计说明书6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 212mm 的范围内变动，但对多数塑料来说，分流道直径在 56mm
16、 以下时，对流动性影响较大。PP 的流动性较好，成形加工容易，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。对圆形分流道其深度为 0.45d=0.454=1.8mm。（3）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
17、的目的；浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用；浇口通常是浇注系统最小截面部分，还有利于在塑件的后加工中塑件与浇口凝料的分离。设计里使用点浇口。取 r0.2mm。包头职业技术学院毕业设计说明书7（4）冷料穴是用来储藏注塑间隔期内由于喷嘴端部温度低造成的冷料，因冷料进入型腔会影响塑件质量。注塑模的冷料穴，一般都设置在主流道的末端，即主流道正对面的模板上，直径宜稍大于主流道大端直径，以利于冷料流入。冷料穴并非所有注塑模都需要开设。有时由于塑料的性能和注塑工艺的控制，很少产生冷料，或是塑件要求不高，以及模具本身结构即浇注系统的不同形式，可以不设置冷料穴。（二）成型零件的设计构成模腔的成型零件包括型腔和型芯以及各种活动镶件等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与制品间还要发生摩擦。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；此外，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。(1）型腔型腔是成型塑件制品外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类。整体式凹模由整块材料加工而成，其特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使制品产生拼接线痕迹。而组合式凹模在使用中则出现制品产生拼接线痕迹的几率高一些所以，此处走大众化路线。
