塑料模課程設計飯盒蓋說明書

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　名稱 　 塑料模具CAD </p><p>　　—— 飯盒蓋　　　　　　 </p><p>　　2013年 3 月 11日至 2013年 3 月 24日共 2 周</p>

2、<p>　　院 　系 機電工程系 </p><p>　　班 級 11模具4班 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　第 4 組 第 四 號</p><p><b>　　目 錄</b></p>

3、<p>　　課程設計任務書…………………………………………………………4</p><p>　　第一章 塑料件的CAD …………………………………………………7</p><p>　　1.1 塑料件的設計要點…………………………………………………7</p><p>　　1.2 塑料件的設計過程…………………………………………………7</p>

4、<p>　　1.2.1 塑料件的原料分析………………………………………………7</p><p>　　1.2.2 塑件的尺寸與公差………………………………………………8</p><p>　　1.2.3 塑件的表面質量…………………………………………………8</p><p>　　1.2.4 塑件的體積和質量………………………………………………8</p&g

5、t;<p>　　1.3 注射機的選擇………………………………………………………8</p><p>　　1.3.1 塑料的注射成型工藝……………………………………………8</p><p>　　第二章 注射模具成型零件CAD ………………………………………11</p><p>　　2.1 塑件分型面的選擇 ………………………………………………11</

6、p><p>　　2.2 凹模的結構設計……………………………………………………12</p><p>　　2.3 凸模與型芯的結構設計……………………………………………13</p><p>　　第三章 模架選型 ………………………………………………………16</p><p>　　第四章 功能系統(tǒng)設計 …………………………………………………18<

7、;/p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)設計………………………………………………………18</p><p>　　4.1.1 主流道的設計……………………………………………………18</p><p>　　4.1.2 主澆道尺寸確定…………………………………………………18</p><p>　　4.1.3 主澆道襯套的形式…………………………………………

8、……18</p><p>　　4.1.4 分澆道的設計……………………………………………………19</p><p>　　4.1.5 冷卻系統(tǒng)設計……………………………………………………19</p><p>　　4.1.6 排氣系統(tǒng)的設計…………………………………………………20</p><p>　　4.2 推出機構設計………………………………

9、………………………20</p><p>　　4.2.1 推出機構的設計要求……………………………………………20</p><p>　　4.2.2 推出機構的選擇…………………………………………………21</p><p>　　4.2.3 推出機構的導向與復位…………………………………………21</p><p>　　4.3 導向機構設計 ………

10、……………………………………………21</p><p>　　4.4導向裝置的設計及尺寸確定 ………………………………………22</p><p>　　4.3.1 導柱導向機構的設計 …………………………………………23</p><p>　　4.3.2 導套結構和技術要求 …………………………………………23</p><p>　　第五章 模具

11、裝配 ………………………………………………………24</p><p>　　第六章 三維轉二維工程圖 ……………………………………………25</p><p>　　第七章 小結 ……………………………………………………………27</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………28</p><p>　　第一章 塑料

12、件的CAD</p><p>　　1.1 塑料件的設計要點</p><p>　　肥皂盒是日常用品，與人接觸較多，商店里的肥皂盒也是各式各樣，豐富多彩的。此設計的塑件為肥皂盒上蓋，該塑件尺寸中等，整體結構比較簡單，多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低。為了防止香皂遇水軟化，所以將產品設計成帶有凸起的帶雙孔的曲面。此產品要具備原料豐富，價格低廉，無毒無味，易于上

13、色的特點。</p><p>　　1.2 塑料件的設計過程</p><p>　　1.2.1 塑料件的原料分析</p><p>　　根據(jù)對塑件的分析要求，決定選用PC塑料。</p><p>　　基本特性：PC是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，密度1.2g/。本色微黃，如加點淡藍色，可得到透明塑料，可見光的透光率接近90%。PC抗蠕變、耐磨、耐熱和耐

14、寒性較好，其脆化溫度在—100℃一下，長期工作溫度可達120℃。PC吸水率較低，可耐室溫下的水、稀酸、氧化劑、還原劑。鹽、油等，但不耐堿、胺、脂等。 </p><p>　　成型特點：PC雖然吸水性小，但高溫時對水分比較敏感，所以加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度下降現(xiàn)象；PC熔融溫度高，熔融粘度大，流動性差，所以，成型時要求有較高的溫度和壓力；由于PC熔融粘度對溫度比較敏感，所以一般用提高溫度的辦法來

15、增加熔融塑料的流動性。</p><p>　　結論：PC塑料的溫度與熔融黏度的關系比較獨特。在熔融過程中溫度升高時，其熔融黏度實際降低了很少，一般為220~225度為適合加工溫度，對于20~30g的塑料采用柱塞式注射機。水敏度高，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲，氣泡及其強度會顯著下降現(xiàn)象。注射速度采用中等注射速度較好，薄壁時速度要高，模具溫度一般為75~85度。要求注射量為標定注射量的50%。</p>

16、;<p>　　1.2.2 塑件的尺寸與公差</p><p><b>　　塑件的尺寸</b></p><p>　　塑件的尺寸的大小受制于以下因素：</p><p>　　取決于用戶的使用要求；</p><p>　　受制于塑件的流動性；</p><p>　　受制于塑件熔體在流動充填過程中所

17、受的結構阻力。</p><p>　　影響塑件尺寸精度的主要因素有：塑件材料的收縮率及其波動；</p><p>　　塑件結構的復雜程度；</p><p>　　模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配及模具的合模）</p><p>　　成型工藝因素（模具成型的溫度T、壓力p、時間t及取向、結晶、成型后處理等）</p><

18、;p>　　成型設備的控制精度等；</p><p>　　其中，塑件的尺寸主要取決于塑件收縮率的波動及模具制造精度誤差。</p><p>　　1.2.3 塑件的表面質量</p><p>　　塑件的表面質量包括塑件缺陷、表面光澤性和表面粗糙度，及與模具的成型工藝、塑件的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損成度有關，模具型腔的表面粗糙度通常應比塑件的對應部位的表

19、面粗糙度在數(shù)值上低1~2等級。</p><p>　　1.2.4 塑件的體積和質量</p><p>　　通過Pro/E軟件建模后，得出圖1-1，圖1-2塑件的三維圖并側出了單個塑件的體積以及根據(jù)取PC材料的密度，于是算得單個塑件質量：</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　　1.3 注射機的選擇&

20、lt;/p><p>　　1.3.1 塑料的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　要保證塑件質量合格及穩(wěn)定所必須的條件是準確而穩(wěn)定的工藝參數(shù)。塑件注射成型工藝參數(shù)如表塑件注射成型工藝參數(shù)如表所示：</p><p>　　表1-2 PC塑料的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　圖1-1 1

21、-2</p><p>　　第二章 注射模具成型零件CAD</p><p>　　2.1 塑件分型面的選擇</p><p>　　綜合幾條分型面的設計原則：</p><p>　　應便于塑件的脫模（應盡可能留在動模一側）。</p><p>　　應有利于側向分型與抽芯。</p><p><b>

22、　　應保證塑件的質量。</b></p><p><b>　　應有利于防止溢料。</b></p><p>　　應有利于排氣（一般盡量與熔體流動的末端重合）。</p><p>　　選擇分型面時，將分型面設置在塑件的最大截面處，這樣塑件容易脫模。</p><p><b>　　圖2-1 分型面</b&

23、gt;</p><p><b>　　圖2-2 分型面</b></p><p>　　2.2 凹模的結構設計</p><p>　　凹模是成型塑件外表面的凹狀零件，按結構不同可分為整體式和組合式；組合式凹模又分整體嵌入式組合凹模、局部鑲嵌式組合凹模、鑲拼式組合凹模、底部鑲拼式、側壁鑲拼式和四壁拼合式等形式。綜合考慮，現(xiàn)選用整體嵌入式組合凹模結構。&l

24、t;/p><p>　　對小型塑件采用多型腔模具成型時，各單個型腔采用機械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。該凹模形狀及尺寸的一致性好，更換方便，加工效率高，可節(jié)約貴重金屬。 </p><p>　　圖2-3 整體嵌入式型腔結構</p><p>　　本次設計采用圖2-3中d)形式，其凹模的三維結構圖如圖2-4所示：</p><

25、p>　　圖2-4 凹模的三維結構圖</p><p>　　由于圖形比較簡單，故選用一模二腔</p><p>　　2.3 凸模和型芯的結構設計</p><p>　　凸模結構也分整體式和組合式。由于型芯和型腔的結構非常類似，所以選用的結構形式和凹模的結構形式一樣，采用整體嵌入式，如圖4-5所示。</p><p>　　圖2-5 凸模的三維結構圖

26、</p><p><b>　　第三章 模架選型</b></p><p>　　在模具設計時，應根據(jù)塑件圖樣及技術要求，分析、計算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成形工藝，確定進料口位置、塑件重量以及每個模塑件數(shù)，選定注射機的型號及規(guī)格。選定的注射機必須滿足塑件注射量以及成型壓力等要求。為保證塑件質量，還必須

27、選用標準模架，以節(jié)省設計和制造時間保證模具質量。選用標準架的程序及要點如下。</p><p>　?。?）模架厚度H和注射機的閉合距離L 對于不同型號及規(guī)格的注射機，不同結構形式的鎖模機構具有不同的閉合高度。</p><p>　?。?）開模行程與定、動模分開的間距與推出塑件形成之間的尺寸關系 設計時必須計算確定，在取出塑件時的注射機開模行程應大于取出塑件所需的定、動模分開的時間，而模具推

28、出塑件距離需小于頂出液壓缸的額定頂出行程。</p><p>　?。?）選用的模架在注射機上的安裝 安裝時需要注意：模架外形尺寸不應該受注射機拉桿間距的影響；定位孔徑與定位環(huán)尺寸需配合良好；注射機推出桿孔的位置和頂出行程是否合適等。</p><p>　?。?）選用模架應該符合塑件及成型工藝的技術要求 為保證塑件質量和模具的使用性能及可靠性，需要對模架組合零件的力學性能，特別是它們的強度和

29、剛度進行準確的校核及計算，以確定動、定模板及支撐板的長、寬、高的尺寸，從而確定的選定模架的規(guī)格。</p><p>　　塑料注射模中小型模架標準中規(guī)定，模架的周界尺寸范圍≤400mm×400mm，還規(guī)定了其模架結構形式為品種型號，如圖3-1所以：</p><p>　　圖3-1 基本型中小型模架</p><p>　　各模板的的尺寸確定如圖3-2所示</p

30、><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　總厚度=JT板+A板+B板+U板+C板+JL板=40+60+60+80+100+40=380</p><p>　　第四章 功能系統(tǒng)設計</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)設計</p><p>　　4.1.1 主流道的設計</p>

31、<p>　　主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體注入分流道或型腔中。</p><p>　　為便于凝料從直澆道中拔出，主澆道設計成圓錐形，其錐角α=2°～6°，內壁表面粗糙度。</p><p>　　主澆道進口端直徑應比噴嘴直徑大0.5～1mm。主澆道進口端凹下的球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2mm，凹下深度約3～8mm。</

32、p><p>　　主流道大端與分流道交接處應該倒圓角R=1～3mm，以減小料流轉向過渡時的阻力。</p><p>　　在保證塑件成型良好的前提下，主澆道長度L盡量短，一般宜小于60mm為佳，最長不宜超過95mm，但也應視模版的厚度和水道的開設等具體情況而定。</p><p>　　主流道常開設在可拆卸的主流道襯套上。</p><p>　　4.1.2主

33、澆道尺寸確定</p><p>　　主流道長度：根據(jù)主流道設計要點，現(xiàn)初取L=48mm進行設計。</p><p>　　主流道小端直徑：d=注射機噴嘴尺寸 +（0.5～1）mm=（8+0.5）mm=8.5mm。</p><p>　　主流道球面半徑：R=注射機噴嘴球半徑 +（1～2）mm=（10+2）mm=12mm。</p><p><b&g

34、t;　　主流道錐角：取。</b></p><p>　　4.1.3主澆道襯套的形式</p><p>　　主澆道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，容易磨損，對材料的要求比較高，故將其分開設計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。常見的主澆道澆口套及其固定形式如圖所示：</p><p>　　圖4-1主澆道澆口套及其固定形式</p&

35、gt;<p>　　本次設計采用圖4-4中的c)型襯套形式。</p><p>　　主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復接觸處，屬于易損件，對材料要求較嚴格。因而模具主流道部分設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套以便有效的選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼。如T8A，T10A等，熱處理硬度為50HRC~55HRC。</p><p>　　4.1.4分澆道的設計<

36、;/p><p>　　分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，其分流和轉向的作用。多型腔模具必定設計分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個澆點口時也要設置分流道。</p><p>　　分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。</p><p>　　分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有

37、圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，因為圓形截面的分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。</p><p><b>　　圖4-2 圓形流道</b></p><p>　　本次設計是把兩個制品在同一模具中形成，因為塑件的尺寸、體積都相同，故在分流道的布置上采用平衡式布置，所以其分流道的直徑取一致。&l

38、t;/p><p>　　4.1.5 冷卻系統(tǒng)設計</p><p>　　冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。多型腔模具的冷料穴在分型面的設置形式如圖4—5所示。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以避免這些冷料注入型腔。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構推出，將塑件和澆注系

39、統(tǒng)凝料一起推出模外。</p><p>　　主流道拉料桿有兩種形式。一種是推桿形式的拉料桿，其固定在推桿固定板上，Z型拉料桿典型的結構如圖所示。Z字形拉料桿是最常用的一種形式。工作時依靠Z字鉤將主流道凝料拉入澆口套，推出后由于鉤子的方向性需要人工取出。</p><p><b>　　圖4-3 </b></p><p>　　4.1.6 排氣系統(tǒng)的設計

40、</p><p>　　當塑料熔體充填模具型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子揮發(fā)物順利地排出模外。如果氣體不能被順利排出，塑件會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，另外，氣體的存在還會產生反壓力而降低沖模速度，甚至氣體受壓而產生高溫，使塑件焦化。因而設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。對于排氣不暢而造成型腔局部填充困難時，還可以考慮開設溢流槽。</p>&

41、lt;p>　　本設計中模具成型空腔中的氣體是很少的，根據(jù)塑件形狀分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面、推桿活動間隙進行排氣，間隙大小通常為0.02～0.04mm。利用間隙排氣減少加工成本，提高了工作效率。</p><p>　　4.2 推出機構設計</p><p>　　4.2.1 推出機構的設計要求</p><p>　　1．設計推出機構時應盡量使塑件

42、留于動模一側</p><p>　　2. 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞</p><p>　　3. 不損壞塑件的外觀質量</p><p>　　4. 合模時應使推出機構正確復位</p><p>　　5. 推出機構應動作可靠</p><p>　　4.2.2 推出機構的選擇</p><p>　　由于設

43、置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造和維修方便，容易達到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換，因此，推桿推出機構是推出機構中最簡單，最常見的形式，故選用推桿推出機構。</p><p>　　因制品的幾何形狀及型腔結構等的不同，所用推桿的截面形狀夜不盡相同，常用推桿的截面形狀為圓形。推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，這里選用普通推桿。</

44、p><p>　　圖4-4 推桿的基本形狀</p><p>　　4.2.3 推出機構的導向與復位</p><p>　　推出機構在注射模工作時，每開合模一次，就往返運動一次，除了推桿和復位桿與模板的滑動配合以外，其余部分處于浮動狀態(tài)。推桿固定板與推桿的重量不應作用在推桿上，而應該有導向零件來支承，這對大中型注射模尤其如此。另外，考慮到推出機構往返運動的靈活和平穩(wěn)，必須設計推

45、出機構的導向裝置。推出機構在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機構復位。</p><p><b>　　圖4-5 推桿</b></p><p>　　4.3 導向機構設計</p><p>　　合模導向機構是保證動、定?；蛟谏?、下模合模時，正確的定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，通常采用導柱導向定位。<

46、;/p><p>　　導向機構的作用有以下三點：</p><p>　　定位作用 模具閉合后，保證動、定?；蛘呱舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精度。</p><p>　　導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模或者上、下模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。</p><p>　　承受一定的側向壓力 塑料熔體在充型的過程中可能

47、產生單向側向壓力或者受成型設備精度低的影響，導柱將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。</p><p>　　4.4導向裝置的設計及尺寸確定</p><p>　　模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須導向。導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用：定位作用指為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者

48、模塑失敗。導向作用則是在動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動模、定模正確閉合，避免凸?；蛐托咀矒粜颓?，損壞零件。承受一定側壓力指塑料注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機精度的限制，使導柱在工作中承受了一定的側壓力。當側壓力很大時，需要增設錐面定位裝置。且導柱的布置應保證動定模只能按一個方向合模，以防止裝配或合模時因弄錯方位而使模具損壞。</p><p>　　導柱的材料多采用低碳鋼（鋼 20）經滲碳淬火處

49、理，或碳素工具鋼（T8A,T10）經淬火處理，硬度為 HRC50～55。 </p><p>　　在本模具設計中，由于模架型號不大，故采用導柱導向即可，且導柱設在模板四角。導柱、導孔、導套的結構尺寸、配合精度根據(jù)所選模架型號的標準選取，如圖4-6，圖4-7 所示：</p><p>　　4-6導套 4-7 導柱</p>&

50、lt;p>　　4.3.1 導柱導向機構的設計</p><p>　　導柱導向機構應用最普遍，其主要零件時導柱和導套。導柱既可以設計在動模一側，也可以設計在定模一側，應根據(jù)模具結構來確定。標準模架的導柱一般設計在動模部分。在不妨礙脫模的條件下，導柱通常設計在型芯高出分型芯面較多的一側。</p><p>　　圖4-8 導柱導向機構</p><p>　　導柱結構的技術

51、要求:</p><p>　　a.長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8~12mm，以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。</p><p>　　b.形狀 導柱前端應做成錐臺型或半球形，以使導柱能順利地進入導向孔。由于半球形加工困難，所以導柱前端形式以錐臺形為多。</p><p>　　c．材料 導柱應該具有耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采

52、用20鋼或者T8、T10鋼（經淬火處理），硬度為50~55HRC。</p><p>　　d．數(shù)量及布置 導柱應合理布置在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具強度。</p><p>　　e．配合精度 導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導柱的導向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。</p><p>　　4.

53、3.2 導套結構和技術要求</p><p>　　a．形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。</p><p>　　b. 材料 可用于導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造導套，但其硬度應略低于導柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導柱或導套拉毛。</p><p>　　c. 固定形式及配合精度 直導套用H7/k6過盈配合鑲入模板，為了增加導套鑲入的牢固性，防止開模時

54、導套被拉出來，可以用制動螺釘緊固。</p><p><b>　　第五章 模具裝配</b></p><p>　　本注射模具的模座型號選用為Futaba公司的，其3D裝配圖如圖5-1所以：</p><p>　　圖5-1總裝配圖 </p><p>　　第六章 三維轉二維工程圖</p><p>　　根據(jù)

55、先前做出的3D模具模型，可以畫出如圖6—1、6—2、6—3、6—4所示的2D圖：</p><p><b>　　6-1 型腔2D圖</b></p><p><b>　　6-2 型芯2D圖</b></p><p><b>　　6-3 零件2D圖</b></p><p>　　圖6—4

56、總裝圖2D圖</p><p><b>　　第七章 小結</b></p><p>　　近兩個星期的塑料模課程設計即將結束了，在這兩個星期中，我學到了很多，對專業(yè)知識有了進一步的了解，每一次遇到問題是的各類資料的查閱使我在短時間里模具水平有了很大地提高。在塑料模具設備的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝，主要參數(shù)的計算，產品缺陷及其解決方法，模具的總體結構設

57、計及零件的設計等方面都有進一步的了解。從以前粗淺地學習了課本的知識、一知半解中，將書本知識學得更細更通，對于塑料模具設計的整個流程實現(xiàn)從不懂到現(xiàn)在熟悉每個步驟的進程，對塑料模具有了更加深刻的了解與認識。</p><p>　　然而在這次課程設計中我也感覺到對于以前所學知識的有好些遺忘，因此在以后在學習新的知識的同時，要不斷加強對以前知識的復習與鞏固，不斷的學習，不斷地充實自己。</p><p&g