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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： Φ17*10密封蓋注射模具
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 機(jī)制1101
學(xué)生姓名： 朱鄧龍
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 4 日
機(jī)械制造及其自動化專業(yè)
1101班
學(xué)生：朱鄧龍
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：Φ17*10密封蓋注射模具
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 一號圖紙1張，二號圖紙3張，（裝配圖，零件圖）；計(jì)算說明書一份（A4紙小4字30頁）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分：注塑成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
起止時間：2015年3月2日-6月5日
指導(dǎo)教師： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
摘 要
本課題就是做密封件的模具設(shè)計(jì)，通過對產(chǎn)品的做工分析和比較，最后做出可以一下做四件產(chǎn)品的注射模。這個課題簡述了怎么做塑件的一些原理，從塑件的結(jié)構(gòu)，到涉及到的所有模具，所有其中的各種系統(tǒng)都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明。就密封件的具體結(jié)構(gòu)看，我們應(yīng)該選擇點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。因?yàn)樗芗旧頉]有口子，所以不用用滑塊結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使模具在開模的時候簡單，很大的減少了模具的成本。通過這次設(shè)計(jì)證明模具達(dá)到密封件的工藝要求。
經(jīng)過本設(shè)計(jì)，使我們對注塑模具又一個認(rèn)識，了解它的結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對二維軟件學(xué)習(xí)，使我們學(xué)會了一些零件的外形，從而有效地提高工作效率。
關(guān)鍵詞： 點(diǎn)澆口 ； 密封件 ； 注射模 ； 單分型面；
Abstract
Now very industrial types in growth in the world, including plastic is one of the plastic mould is developing rapidly, therefore, the research injection mold to understand the plastic product the production process and improve the quality of products has great significance.
This topic is to be the seal of mold design, through the work of product analysis and comparison, finally can make the injection mould for four more products. This topic describes how to do the principle of the plastic parts, from the structure of plastic parts, to involve all of the mold, all the various systems have a detailed design specifications. Seal of concrete structure, we should be the option gate single parting surface injection mould. Because itself has no cut plastic, so you don't have to use the slider structure. Its advantages are simple structure, make the mould in the mould was simple, a lot of reduce the cost of the mould. Through this design proves that mould meet the process requirements of the seals.
Through this design, to our understanding of injection mold and a, understand its structure and working principle; Based on two-dimensional learning software, we learn to make the appearance of some parts, so as to effectively improve the work efficiency.
Key words: point gate; The seals; Injection mould; Single parting surface;
目 錄
第一章引言 1
1.1 課題的來源、目的、意義 1
1.1.1 課題的來源 1
1.2 主要內(nèi)容和工作方法 2
1.2.1 主要內(nèi)容 2
1.2.2 工作方法 2
1.3 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 3
第二章模具結(jié)構(gòu)形式及注射機(jī)的初步確定 3
2.1 塑件成形工藝的可行性性分析 3
2.1.1 塑件的工藝分析 3
2.1.2 塑件精度等級與脫模斜度 4
2.1.3 熱塑性塑料PE的成型過程 4
2.1.4 PE的注射機(jī)工藝參數(shù) 5
2.1.5 PE主要性能指標(biāo) 5
2.2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6
2.2.1 分型面位置的確定 6
2.2.2 型腔數(shù)目的確定及排位方式的確定 6
2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式初步確定 6
2.3 注射機(jī)型號確定 7
2.3.1 注射量的計(jì)算 7
2.3.2 選擇注射機(jī) 7
2.3.3 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 7
2.3.4 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 8
第三章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9
3.1 主流道的設(shè)計(jì) 9
3.1.1 主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 9
3.1.2 主流道的尺寸 10
3.1.3 主流道的凝料體積 10
3.1.4 主流道當(dāng)量半徑 10
3.1.5 主流道的襯套形式 10
3.2 分流道的設(shè)計(jì) 12
3.2.1 分流道的形狀及尺寸 12
3.2.2 分流道的布置形式 13
3.3 澆口的設(shè)計(jì) 13
3.3.1澆口的選擇 14
3.3.2 澆口長度、寬度的確定 14
3.4 澆注系統(tǒng)的平衡 14
3.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 14
第四章成型零部件的設(shè)計(jì) 15
4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
4.1.1 凹模 15
4.1.2 凸模和型芯 15
4.1.3 成型零部件鋼材的選用及技術(shù)要求 15
4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 16
4.2.1 塑料成型收縮率的計(jì)算 16
4.2.2 型腔和型芯徑向尺寸的計(jì)算 16
4.2.3 型腔深度和型芯高度的尺寸計(jì)算 16
4.3 模具型腔側(cè)壁和動模墊板厚度的計(jì)算 17
4.3.1 凹模側(cè)壁厚度計(jì)算 17
4.3.2 動模墊板厚度計(jì)算 17
第五章模架設(shè)計(jì)和其它部件及標(biāo)準(zhǔn)件選用 18
5.1 模架的選用 18
5.2 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 19
5.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
5.4 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
5.4.1 脫模力的計(jì)算 20
5.4.2 脫模推出機(jī)構(gòu)的選擇 21
5.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
5.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置 22
5.6.1 冷卻介質(zhì) 23
5.6.2 冷卻系統(tǒng)的簡略計(jì)算 23
第六章模具裝配圖的設(shè)計(jì) 24
6.1 模具裝配的技術(shù)要求 24
6.2 模具工作過程 25
參考文獻(xiàn) 26
致謝 28
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)位學(xué)士論文 第一章 引言
第一章引言
1.1 課題的來源、目的、意義
1.1.1 課題的來源
塑料制品有很多，在我們?nèi)粘Ｖ薪佑|到很多，工業(yè)中也離不開它。它的發(fā)展大概有幾個方面。一種是用各種方法對現(xiàn)有進(jìn)行改良，提高它的綜合性能；二是使用具有某些特殊性能的高分子材料，使它能夠具有一些物理特性。
密封件就是不讓一些外來物從連接處進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部，如沙粒等，進(jìn)入機(jī)器設(shè)備里面的原料零件。密封件因引用比較廣泛。
⑴ 設(shè)計(jì)的目的
1) 本次設(shè)計(jì)是在模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的。也是對所學(xué)學(xué)問的綜合應(yīng)用能力檢驗(yàn)：
2) 造就認(rèn)真負(fù)責(zé)、量力而行的態(tài)度和周詳求實(shí)的作風(fēng)。
3) 利用在大學(xué)時學(xué)到的所有和模具，機(jī)械等有關(guān)的知識專業(yè)和自己在平常生活積累的常識，去解決在這次設(shè)計(jì)中的工藝分析，工藝方案論證、模具構(gòu)造設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)等問題。
4) 根據(jù)選定的參數(shù)，對結(jié)構(gòu)的尺寸加以計(jì)算及檢驗(yàn)，最后完成總圖及零件圖的繪制。
5) 依據(jù)要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，不僅要設(shè)計(jì)出省時省力，成本低而且確保加工質(zhì)量的模具。
⑵ 設(shè)計(jì)的意義
課程設(shè)計(jì)不僅是對所學(xué)專業(yè)的一次溫習(xí)和綜合應(yīng)用的綜述，同時我們熟悉二維繪圖軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和理論知識與實(shí)踐好好歸納在一起，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用，可以在設(shè)計(jì)中融入自己的創(chuàng)新和想法。從而使我們將更加清楚模具行業(yè)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。
1.2 主要內(nèi)容和工作方法
1.2.1 主要內(nèi)容
1) 選定課程設(shè)計(jì)題目
2) 塑料成型工藝性分析
3) 注射機(jī)型號的確定
4) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5) 成型零件的設(shè)計(jì)
6) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
7) 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8) 澆口的設(shè)計(jì)
9) 澆注系統(tǒng)的平衡
10) 冷料穴的設(shè)計(jì)
11) 排氣槽的設(shè)計(jì)
12) 模架的選定和模具其它零部件的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件的選用
13) 模具裝配圖的設(shè)計(jì)及繪制裝配圖
1.2.2 工作方法
查閱圖書館的有關(guān)資料及老師的幫助去完成本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)。
具體分以下幾步實(shí)施：
1) 充分利用課余時間到圖書館查閱相關(guān)資料
2) 設(shè)計(jì)時要利用自己所學(xué)和查閱的相關(guān)資料，不懂的地方要虛心的向老師請教。
3) 列出幾種方案，選取最合理的方案。
4) 確定分型面，畫出模具草圖
5) 根據(jù)相關(guān)資料完成相關(guān)的尺寸計(jì)算及設(shè)計(jì)說明書的制作
6) 做完后要拿給老師檢查，對錯誤和不足的地方要及時改正和補(bǔ)救。
1.3 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
1) 合理的選擇模具結(jié)構(gòu)。按照塑料制件圖紙及技術(shù)要求，找到恰當(dāng)?shù)某尚头ㄗ蛹俺尚团渲?，?lián)系工廠的生產(chǎn)實(shí)際情況，構(gòu)思方案，并進(jìn)行討論，使設(shè)計(jì)出的模具構(gòu)造合理。
2) 正確的確定模具成型零件尺寸。模具成型零件的尺寸對塑件的質(zhì)量影響極大。
3) 便于制造的模具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)使設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)容易，價(jià)格低廉。
4) 考慮到制件設(shè)計(jì)特色，應(yīng)使用具有要求尺寸精度的部件，避免后加工。在許可范圍內(nèi)，盡量地消減模具成型件上的槽、孔、上凸、下凹等，防止做好后再用其他方法加工。
2
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)位學(xué)士論文 第二章 模具的結(jié)構(gòu)形式及注射機(jī)的初步確定
第二章模具結(jié)構(gòu)形式及注射機(jī)的初步確定
2.1 塑件成形工藝的可行性性分析
2.1.1塑件的工藝分析
這是密封，壁薄，生產(chǎn)適合大批量生產(chǎn)，材質(zhì)為PE（聚乙烯）。其特征是：不易受潮，在流道中很好流動，壓力感應(yīng)明感，注射時選擇高壓，塑料加熱平均，加料速度快，密封保持一段時間.用直接澆口不好，成型后內(nèi)部的力加大。當(dāng)規(guī)模減小和收縮值大時，造成變形。慢慢減溫，模具要冷料穴，有降溫系統(tǒng)；加熱不能太長，不然會發(fā)生解體，于是塑料停留時間不能過長；不要與某些溶劑碰到，以防開裂[1]。
圖2.1 材質(zhì)PE
2.1.2 塑件精度等級與脫模斜度
塑件的厚度為3mm,以及模具的拔模角為2°。
2.1.3 熱塑性塑料PE的成型過程
1）成型前的準(zhǔn)備。對PE的質(zhì)量和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)，PE的吸濕小，進(jìn)行烘干以保證塑件質(zhì)量。
2）注射工藝。該過程包括加料、塑化、模具填充、保壓、回流、冷卻和釋放等幾個階段。增加注射機(jī)料斗后，由螺桿插入料筒進(jìn)行加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)過澆注系統(tǒng)填滿模具型腔，在充填結(jié)束后，保持該狀態(tài)一段時間，并補(bǔ)充型腔內(nèi)塑料收縮需要的熔料，最后經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻成型。
3）塑件的水分轉(zhuǎn)移。這個過程稱為濕處理后調(diào)整塑件的水分含量。在假如介質(zhì)中吸收水分和水分平衡的殘余應(yīng)力和塑件可以消除在傳熱過程中防止加熱介質(zhì)，在使用過程中發(fā)生尺寸變化。在這份過程所用的介質(zhì)為水，加熱溫度為110～121℃。
2.1.4 PE的注射工藝參數(shù)
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6—5得：
1.注射機(jī)類型：柱塞式
2.料筒溫度：前段（200～220℃）、中段（220～240℃）、后段（190～200℃）
3.噴嘴類型：直通式
4.噴嘴溫度：190～200℃
5.模具溫度：60～85℃
6.注射壓力（MPa）：85～120
7.保壓壓力（MPa）：50～80
8.注射時間（s）：3～5
保壓時間（s）：15～30
冷卻時間（s）：15～30
成型周期（s）：40～70
2.1.5 PE主要性能指標(biāo)
查《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：
表2-1 PE主要性能
密度/(g/cm)
0.94～0.96
抗拉強(qiáng)度/MPa
27
抗伸彈性模量E/GPa
0.84～0.95
抗彎強(qiáng)度δw/MPa
27～40
熔點(diǎn)/℃
140
硬度HB
2.07
收縮率/（%）
1.5～3.6
體積電阻率pv/??m
1013～1014
沖擊韌度/(KJ/m2)
無缺口
不斷
缺口
65.5
2.2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
2.2.1 分型面位置的確定
思考前提和塑件形狀結(jié)構(gòu)后，它外形簡單，可以采用點(diǎn)澆口，需兩次取件，因?yàn)榱慵耐庑魏唵危叽缫蟛桓?，又是大批量生產(chǎn)，選用多行腔模具使生產(chǎn)效能大為提升。
2.2.2 型腔數(shù)目的確定及排位方式的確定
該塑件的精度高，尺寸較小，需要生產(chǎn)很多，它可以被用在一個多腔，生產(chǎn)效率高。同時考慮到塑件尺寸、模架尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用等因素，初步定為一模四件。
型腔排列形式的確定
該模具采用一模四件，其型腔排布如圖所示：
圖2.1 型腔排布
平衡的布局，因?yàn)閺臐部诘礁髑粷部诘拈L度，斷面的尺寸和形狀均為相應(yīng)的相同，可以達(dá)到各個型腔的均質(zhì)材料，實(shí)現(xiàn)全腔相同。
2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式初步確定
綜上述分析可知，模具設(shè)計(jì)成一次做出4個制品，分布成H。依據(jù)塑件的外形構(gòu)造，模具推出部分選推桿推出方式。由分型面A—A取出凝料，分型面B—B，拿出塑件，定模和動模之間需有中間板。所以這次可以模具采用推桿推出的雙分型面注射模。
2.3 注射機(jī)型號確定
2.3.1 注射量的計(jì)算
完成制品所需注射的最大量，確定注射機(jī)的最大注射量。
1） 塑件質(zhì)量、體積的計(jì)算
a 塑件的體積：
V=πRI2×H1＋πR22×H2－πR32×H3 (2-1)
=3.14×8.52×3＋3.14×72×7－3.14×62×7
=966.335mm3
=0.966335cm3
b 塑件的質(zhì)量：m=ρV=0.966335×0.95=0.92g（取PE的密度為0.95g/cm3）
c 帶流道凝料的體積：
加入料的體積在之前是不能確定的，可按塑件體積的0.2～1倍來計(jì)算。應(yīng)為采用一模四件，通道相對于繁雜，所以材料體積是0.6倍的塑件[2]。
Vg=1.6nV=1.6×4×0.966335
=1.6×4×0.966335
=6.18cm3
2.3.2 選擇注射機(jī)
由計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量Vg=6.18cm3，結(jié)合《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》則有：Vg/0.8=6.18/0.8㎝3=7.725㎝3。根據(jù)以上計(jì)算，初步選定注射量為30cm3的注射機(jī)。
注射機(jī)型號為XS-Z-30
2.3.3 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
表2-2 注射機(jī)技術(shù)參數(shù)
注射量/cm3
30
合模方式
液壓-機(jī)械
柱塞直徑/mm
28
最大模具厚度/mm
180
注射壓力/Mpa
119
最小模具厚度/mm
60
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
-
噴嘴球半徑/mm
12
鎖模力/kN
250
噴嘴孔直徑/mm
4
2.3.4 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核
1）注射壓力校核
注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時所需的注射壓力。
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3—1得：PE的注射壓力為70～100MPa,這里取p=85MPa,該注射機(jī)公稱壓力P公=119MPa。注射壓力安全系數(shù)k1=1.25～1.4，取k1=1.3。
則k1p=1.3×85=110.5MPa
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