果凍盒注塑模設(shè)計（全套含CAD圖紙）

果凍盒注塑模設(shè)計（全套含CAD圖紙）,果凍,注塑,設(shè)計,全套,cad,圖紙 摘 要本篇運用CAD和UG軟件對塑料果凍盒進行了設(shè)計。塑料果凍盒是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奈锲罚牟牧鲜荘S。在了解果凍盒的結(jié)構(gòu)特征后，我們采用注射成型加工工藝。在設(shè)計過程中我們采用的點澆口澆注方式，其他關(guān)于模架的選用、鑲件的大小都進行相關(guān)資料的查詢并計算得出。關(guān)鍵詞：果凍盒；PS塑料；注射成型；點澆口目 錄前 言11塑件的成型工藝分析21.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析21.1.1 塑件的工藝性分析21.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析21.2 塑件的材料分析31.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用31.2.2材料的性能32 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制42.1 塑件的計算42.2 注射成型工藝52.2.1 注射成型工藝過程52.2.2 注射成形的工藝參數(shù)63 模具結(jié)構(gòu)方案的確定83.1 分型面的位置確定83.2 型腔布局設(shè)計83.2.1 型腔數(shù)量的確定83.2.2 型腔排列方式的確定93.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計93.3.1 澆口設(shè)計93.3.2 分流道設(shè)計103.3.3 主流道設(shè)計103.4 頂出機構(gòu)設(shè)計113.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計124 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇144.1模架的設(shè)計144.1.1 模架設(shè)計思路144.1.2 模架選用的基本原則144.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計算144.2.1 鑲件大小的選擇144.2.2 A/B板尺寸的確定144.2.3 C板尺寸的確定155 模具繪圖16總 結(jié)17致 謝18附 錄19參考文獻20前 言隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，塑料制品所占的比例也在變大，大規(guī)模的模具生產(chǎn)使我國的模具質(zhì)量、模具的制造水平得到很大的改善10。塑料模具，簡單來說就是加工完整構(gòu)造和精確尺寸塑料的工具。由于塑料品種和加工方式的繁多，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也很多。按照塑料制品成型加工方法的不同，我們通常將塑料模具分為六大類型：注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、熱成形模具。其實在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏嗍峭ㄟ^注塑模加工成型的，如碗裝泡面盒、快餐盒、飲料瓶、家用開關(guān)蓋、肥皂盒等等。由此說明，模具在我們生活中是必不可少的，塑料模具更為重要。為了讓大家了解塑料模具，我選擇了在日常生活中不引人注意的果凍盒來做一次設(shè)計。本篇文章主要是對我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷牧闶嘲b塑料果凍盒的設(shè)計。在沒有接觸模具設(shè)計這方面的知識時，我們只知道果凍盒是用模具做出來的，不同的形狀用不同的模具?？墒?，對于具體的加工方式并不了解。為此我利用自己學(xué)習(xí)到的知識點，針對圓形的果凍盒進行了一次設(shè)計。在模具設(shè)計前，我們首先需要的是要了解產(chǎn)品所采用的是何種材料，其次了解這種材料的各項性能和加工時需要的工藝參數(shù)。接下來我們需要利用測量工具得到零件的尺寸并用UG軟件建模。并用分析軟件（如Mold-flow）對產(chǎn)品進行分析，知道最佳注射點。分析之后我們需要對模具結(jié)構(gòu)進行選擇。對于這個產(chǎn)品我們選用了注塑加工成型方法，也就是用注塑模。對于模架的選擇和鑲件的確定，需要我們通過查閱資料中的經(jīng)驗值并計算得出合理的數(shù)據(jù)；并選用合理的澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)。這些在說明書中都有詳細(xì)的設(shè)計計算過程。由于本人的水平有限，設(shè)計中存在需要改進和提高的地方。我十分希望老師能提出寶貴的意見，讓我可以做出一份較好的設(shè)計說明書，以便自身能力今后不斷提高。1塑件的成型工藝分析1.1 塑件的工藝性分析和表面質(zhì)量分析1.1.1 塑件的工藝性分析該塑件是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷墓麅龊小Ｋ唵螌ΨQ，結(jié)構(gòu)性能很好；材料為PS塑料，壁厚2mm，適合大批量生產(chǎn)。圖1-1為塑件二維圖。圖1-1 塑件二維圖PS塑料是無定型塑料，它的成型收縮率為0.30.8，因此要有脫模斜度（要進行拔模）。1.1.2 塑件的表面質(zhì)量分析果凍盒為獨立性產(chǎn)品，不需要與其它零件配合使用。所以對尺寸精度和表面質(zhì)量要求不是很高。只要保證表面沒有刮痕、摸起來光滑即可。在選擇澆口位置時要考慮是否對表面質(zhì)量有影響，盡量不要影響使用。1.2 塑件的材料分析1.2.1 材料的性質(zhì)和應(yīng)用PS是聚苯乙烯系塑料的簡稱，是大分子鏈中包括苯乙烯基的一種塑料；其英文名為general purpose polystyrene。PS主要分為普通聚苯乙烯(GPPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)和茂金屬聚苯乙烯(SPS)等。其中通用級聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂，為有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。它的密度為1.041.09 gcm3,透明度為88%92%,折射率為1.59%1.60%。其實在我們?nèi)粘Ｉ钪杏泻芏喽际荘S塑料，像碗裝泡面盒、快餐盒、礦泉水瓶、食品包裝盒、塑料吸盤等。1.2.2材料的性能a. 機械性能：強度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化)；b. 耐熱老化性：增強后的UL溫度指數(shù)達(dá)120140(戶外長期老化性也很好)；c. 耐溶劑性：無應(yīng)力開裂；d. 對水穩(wěn)定性：遇水易分解(高溫、高濕環(huán)境下謹(jǐn)慎使用)；e. 成型加工性：普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快，流動性好，模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時，僅需幾秒鐘，對大部件也只需要40s60s。 anonymity 百度百科 PS塑料2 成型設(shè)備選擇與注塑工藝參數(shù)的編制2.1 塑件的計算圖2-1果凍盒是根據(jù)實際尺寸，用UG三維軟件做出的果凍盒三維圖。圖2-1果凍盒三維建模后，通過UG軟件中的分析我們可以直接得出塑件的體積（圖2-2）、質(zhì)量（圖2-3）和重量（圖2-4）。 圖2-2體積 圖2-3質(zhì)量圖2-4重量通過設(shè)計手冊查的PS材料密度為1.041.09gcm3。因此塑件的質(zhì)量G=V11.093911.35859g,故取11g塑件的質(zhì)量。2.2 注射成型工藝2.2.1 注射成型工藝過程注射成型是熱塑性塑料的主要成型方法。注射成型工藝過程包括：成形前的準(zhǔn)備、注射成型過程及塑件的后處理三個階段10。注射裝置準(zhǔn)備注射預(yù)塑化裝入料斗塑料原料清理模具、加熱注 射閉 模放入嵌件裝注料射預(yù)裝塑置注射模具、加熱涂脫模劑 保壓（硬化）排 氣脫 模 塑 件噴嘴后退圖2-5工藝過程2.2.2 注射成形的工藝參數(shù)正確的注射成形工藝可以保證原材料良好塑化，順利充模、冷卻、定型，從而生產(chǎn)出合格的塑料制品。PS注射成型時一般直接使用。有的時候為了提高塑件的質(zhì)量,可以在5570下的鼓風(fēng)烘箱預(yù)干燥1h2h。關(guān)于這次注塑果凍殼所用的PS塑料具體的加工條件我們可以從表2-1常見的熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)得出：1）溫度：料筒溫度為140190,模具溫度為2060；2）壓力：注塑壓力為60MPa100MPa,保護壓力為30MPa40MPa；3）時間：成形周期為4090s。由于這次做的果凍盒壁厚2mm較薄，所以保壓時間要短些（塑件收縮率最小為保壓時間最佳值），此外成形過程中盡量縮短開模、脫模等時間，提高生產(chǎn)效率。表2-1熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)塑料項目乙丙共聚PP聚丙烯PPABS軟聚氯乙烯PVC硬聚氯乙烯PVC聚苯乙烯PSHIPS注射機類型柱塞式螺桿式螺桿式柱塞式螺桿式柱塞式螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）3060306030603060噴嘴形式直通式直通式直通式直通式直通式直通式直通式溫度/170190170190180190140150150170160170160170料筒溫度/前段180200180200200210160190170190170190170190中段190220200220210230165180170190后段150170150170150170150170150170150170150170模具溫度/5070408050703040306020602050注射壓力/MPa701007012070904080801306010060100保壓壓力/MPa4050506050702030406030403040注射時間/s05053508250303保壓時間/s1560206015401540154015401540冷卻時間/s1550155015301540153015301040成形周期/S4012040120407040804090409040903 模具結(jié)構(gòu)方案的確定3.1 分型面的位置確定為使產(chǎn)品順利從模具中取出，模具分成動模和定模，此分界面為分型面。單分型面注塑模是我們通常所說的二板模，結(jié)構(gòu)簡單只有一個分型面，一般用于側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)。雙分型面注塑模是我們通常所說的三板模，有兩個分型面，一般用于點澆口澆注系統(tǒng)。分型面的不同，工作原理也不同。選擇分型面要注意：不能影響產(chǎn)品外觀；盡可能把產(chǎn)品留在動模一側(cè)，方便取出；選擇產(chǎn)品最大截面，利于排氣。綜合以上要點，選擇出合適的分型面，分型面的位置如圖3-1分型面中A-A處所示。圖3-1分型面3.2 型腔布局設(shè)計3.2.1 型腔數(shù)量的確定影響型腔數(shù)量的主要因素有以下幾種：產(chǎn)品重量與注塑機的額定注塑量：各腔塑料制品總重+澆注系統(tǒng)凝料注塑機額度注塑量80（用于校對）；注塑機的額定鎖模；產(chǎn)品的生產(chǎn)批量：生產(chǎn)批量決定型腔的個數(shù)；經(jīng)濟效益：型腔數(shù)量越多，制造費用和制造難度也越大，模具質(zhì)量也會下降；保養(yǎng)與維修：型腔數(shù)量越多，故障發(fā)生率也越高。3.2.2 型腔排列方式的確定型腔排列的原則要保證模具壓力和溫度平衡，可以采用對稱排位或?qū)桥盼?。A 對稱排位：一模多件，制品相同，腔數(shù)為雙數(shù)；B 對角排位：一模兩件，制品相同，但制品不對稱，叫鴛鴦模。澆口位置要統(tǒng)一：相同制品要從相同的位置進膠。進料平衡：熔料要同時充滿各型腔。分流道盡量取最短：減少熔體在分流道內(nèi)的壓力和溫度損失。綜合以上原則和產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點，如圖3-2所示型腔數(shù)量為二，排列方式為對稱排列較好。圖3-2型腔布局3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計型腔澆注系統(tǒng)設(shè)計包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定、澆口的位置選擇、澆口形式及澆口截面尺寸的確定。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、大小、形狀以及制品批量大小，首先確定采用冷流道澆注系統(tǒng)還是熱流道澆注系統(tǒng)。本產(chǎn)品要求：結(jié)構(gòu)簡單、形狀似圓桶狀、大批量生產(chǎn)，所以我們采用冷流道澆注系統(tǒng)。3.3.1 澆口設(shè)計澆口設(shè)計原則：澆口數(shù)量在滿足注塑要求下越少越好；澆口位置盡量選在分型面上，要保證到型腔各個部位距離盡量相等，還要利于排氣，最重要的是不能影響制品外觀。本產(chǎn)品要求：表面光潔無毛刺、無縮痕，所以采用點澆口，根據(jù)型腔的數(shù)量選用兩個點澆口（如圖3-3所示）。3.3.2 分流道設(shè)計對于多腔布置，盡量選用平衡式分流道，保證每個澆口位置相同且分流道長短一致。本產(chǎn)品選用了點澆口和兩穴形式，所以選用U型水道較好（如圖3-3所示）。圖3-3點澆口3.3.3 主流道設(shè)計主流道形狀由唧咀決定，為了便于脫模，一般主流道采用圓錐形。本產(chǎn)品選用的是點澆口，點澆口適用于三板模，所以主流道錐度可取510（如圖3-4所示）。圖3-4主流道3.4 頂出機構(gòu)設(shè)計1）頂出方向模具的頂出方向分為：定模頂出、動模頂出或動、定模同時頂出。根據(jù)本產(chǎn)品的實際情況，我們采用動模頂出。2）頂出距離一般是頂出的產(chǎn)品距離模具510mm；一些形狀簡單且脫模角度大的桶形制品頂出成品深度的2/3。3）頂出方式頂出裝置一般分為：圓頂桿、扁頂桿、推管、斜頂、氣頂、頂出塊。4）頂出位置不能太靠邊，要保證12mm的料厚；在制品包緊力大的位置。5）標(biāo)準(zhǔn)件的選用頂針固定板按照標(biāo)準(zhǔn)模架選擇；圓推桿一般選用46mm,制品較大可根據(jù)實際情況選擇。該產(chǎn)品內(nèi)部沒有加強筋，壁厚為2mm，分型面最小直徑為32mm，所以選用最普遍最簡單的圓頂桿。通過計算，選用兩根18193mm的圓頂桿（如圖3-5所示）。圖3-5頂桿3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計型腔冷卻系統(tǒng)有很多形式：普通冷卻、水井冷卻、內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻、噴泉式冷卻等。根據(jù)實際情況，當(dāng)內(nèi)模鑲件冷卻時，可采用內(nèi)模轉(zhuǎn)模胚冷卻法（如圖3-6所示）。 圖3-6水路1）水孔直徑選用根據(jù)表3-1水口直徑參照表，產(chǎn)品壁厚2mm選擇合適的水路直徑10mm。表3-1水口直徑參照表產(chǎn)品壁厚mm冷卻水路直徑mm1.55-828-102-410-122）水孔位置確定表3-2水孔位置參數(shù)表示意圖參數(shù)d=2D3D(水路孔邊至鑲件邊緣要求大于10mm)P=3D5D根據(jù)表3-2，計算得出：d=2030mm,故取24.5mm。P=3050mm,故取50mm。4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇4.1模架的設(shè)計4.1.1 模架設(shè)計思路模架的選用與塑件進澆方式和模具型腔的數(shù)量有關(guān)。本產(chǎn)品表面質(zhì)量較高，應(yīng)選用的是點澆口；產(chǎn)品尺寸較小，選用模具型腔的數(shù)量是“一模兩腔”。4.1.2 模架選用的基本原則1）盡量選擇較小的規(guī)格；2）一般情況下優(yōu)先選擇工字模架（考慮注塑的容模量）；3）模架盡量用標(biāo)準(zhǔn)型號。根據(jù)塑件進澆方式、型腔的數(shù)量和模架選用的基本原則，選用了DCI模架。4.2 成型鑲件大小和模架A/B/C板的尺寸計算4.2.1 鑲件大小的選擇根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸和產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)可以確定好鑲件的外形尺寸。通過計算得知產(chǎn)品的陰影面積為S=1734.065mm2。參考表4-1鑲件的大小參照表中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，得出A=40mm,B=24mm，C=40mm。表4-1鑲件的大小參照表產(chǎn)品投影面S（mm2）A(mm)B(mm)C(mm)100-900402030900-250040-4520-2430-402500-640045-5024-3040-506400-1440050-5530-3650-6514400-2560055-6536-4265-80“A”表示塑料制品最大外形邊到模芯邊的距離；“B”表示塑料制品最高點到前模芯底面的距離；“C”表示塑料制品到后模芯底面的距離。4.2.2 A/B板尺寸的確定A/B板各種尺寸如圖4-1、圖4-2所示。 圖4-1動模 圖4-2 模架A/B板各種尺寸，可以通過表4-2經(jīng)驗參考值得出：D1：A/B板寬度尺寸 D1=W1+2T1 =126+240=206mm D2：A/B板長度尺寸 D2=W2+2T2 =210+260=330mmH1：A板厚度尺寸 H1=V1+N1=65+40=105mm H2：B板厚度尺寸 H2=V2+N2=40+40=80mm根據(jù)以上計算得出的數(shù)據(jù)，可以選用型號為“3535” 的標(biāo)準(zhǔn)模架。表4-2 A/B板參照表W1T1minW2T2minV1N1minV2N2min150402005030202506530070404040504.2.3 C板尺寸的確定模腳的高度H必須能順利推出塑件，并使推桿固定板離托板間有10mm左右的間隙。方鐵高度H=頂針面板厚度+頂針底板厚度+限位釘高度+頂出距離+1015mm= 20+25+5+45+10 =105mm（頂出距離制品需頂出高度+510mm）105 模具繪圖模具圖一般分為零件圖和裝配圖，為了讓人看懂，繪制圖紙時一定要特別注意圖紙的使用對象。繪制出的圖紙一定要按國家標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)注尺寸、公差，還有確保尺寸的完整性，圖紙的整潔性。1） 零件圖零件圖主要為了表示所加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸（包括尺寸公差、形為公差、粗糙度）及技術(shù)要求。2） 裝配圖模具裝配圖要清晰完整地表達(dá)出該模具的內(nèi)部構(gòu)造，零件之間的裝配與連接關(guān)系，模具的工作原理及生產(chǎn)該模具的技術(shù)要求和檢驗要求。圖5-1為簡易的裝配表達(dá)圖。1.定位環(huán)；2.唧咀；3.工字板；4.推板；5.點澆口；6.A板；7.型芯；8.B板；9.頂針；10.方鐵；11.面針板；12.底針板；13.底板；14.U型道；15.型腔；16.膠塞；17.回針；18.垃圾釘；19.小拉桿圖5-1裝配簡圖總 結(jié)本篇文章是對塑料果凍盒注塑模設(shè)計。我運用自己平時學(xué)習(xí)到的關(guān)于塑料模具的知識來進行了設(shè)計。設(shè)計前我先了解了一下果凍盒的原材料PS塑料；其次通過實體測量用UG軟件三維實體建模，得出產(chǎn)品的體積、質(zhì)量和重量并計算出該材料產(chǎn)品的質(zhì)量。在注射機的選用過程中，我發(fā)現(xiàn)有很多名詞是我所不了解的如鎖模力、注射量、注射壓力。通過查詢資料我了解了這些名詞的概念，但對于這些的計算還是存在困難，需要求助老師。在這次設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)澆注系統(tǒng)的設(shè)計不僅僅是冷流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)的區(qū)別，更多的是澆口、分流道、主流道的設(shè)計。頂出機構(gòu)除了圓頂桿，還有其他的頂出方式斜頂、推管等。冷卻系統(tǒng)也分很多形式，當(dāng)中還有水孔直徑、水口位置和水路布置。這些設(shè)計都需要通過尺寸計算來選擇合適的?？偟膩碚f整個模具的設(shè)計都是通過查詢相關(guān)資料計算選擇的，沒有一個系統(tǒng)是隨意定尺寸的。模具設(shè)計好后，進行UG三維建模，然后需要用cad進行導(dǎo)模具繪圖（也就是將三維轉(zhuǎn)換為二維圖），轉(zhuǎn)變?yōu)閳D紙形式。在圖形轉(zhuǎn)換過程中，我發(fā)現(xiàn)修改有些麻煩，對于注塑模的結(jié)構(gòu)表達(dá)有些困難。我在表達(dá)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，進行視圖分析時，有些細(xì)致的小地方，不能很好的表達(dá)出來（像冷卻系統(tǒng)中分流道和水路的表達(dá)方式）?？偟膩碚f，這次的設(shè)計讓我在模具設(shè)計方面學(xué)到很多理論性和實踐性的知識，讓我有很大的進步。對于模具設(shè)計思路也變得清晰。致 謝轉(zhuǎn)眼間就實習(xí)了，在實習(xí)前我做了畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計過程中我遇到一些難題，做這份設(shè)計并不是很順利。在注射機的選擇過程中，有些計算類的問題我不太懂如何計算。我向我的同學(xué)尋求了幫助，我很感謝他們。但我更要感謝的是我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計過程中他幫我解答難題，并幫我改正了我在設(shè)計上犯的一些錯誤。因為我是第一次自己設(shè)計塑料模具，所以很多關(guān)于注射機的設(shè)計中澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的選用我都無從下手。模具設(shè)計并不是抱著隨隨便便的心態(tài)來完成，要精益求精，按照國家標(biāo)準(zhǔn)來選用模架及其模具結(jié)構(gòu)。再次感謝老師對我的指導(dǎo)和幫助。附 錄序號圖名圖號1果凍盒注塑模裝配圖GDHZS002果凍盒塑件圖GDHZS013型腔GDHZS024型芯GDHZS03參考文獻1 張維合. 注塑模具設(shè)計實用手冊. 北京：化工工業(yè)出版社，2011.2 浦學(xué)西. 模具結(jié)構(gòu).北京：中國勞動社會保障出版社，2008.3 李學(xué)峰. 塑料模具設(shè)計與制造（第2版）.北京： 機械工業(yè)出版社，2010.4 劉朝福. 注塑成型實用手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.5 李忠文.精密注塑工藝與產(chǎn)品缺陷解決方案100例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.6 宋玉恒塑料注塑模具設(shè)計手冊北京：航空工業(yè)出版社，19947 許發(fā)樾模具常用機構(gòu)設(shè)計（第2版）北京：機械工業(yè)出版社，20158 陳劍鶴模具設(shè)計基礎(chǔ)北京：機械工業(yè)出版社，20099 李振平模具制造工藝學(xué)北京：機械工業(yè)出版社，200710 褚建忠、甘輝、黃志高塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐杭州：浙江大學(xué)出版社，201519