月餅?zāi)Ｗ⑺苣＞咴O(shè)計.doc

畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目:月餅?zāi)Ｗ⑺苣＞咴O(shè)計月餅?zāi)Ｗ⑺苣＞咴O(shè)計摘 要本次設(shè)計主要研究的是月餅?zāi)Ｗ⑺苣ＴO(shè)計。首先對月餅?zāi)５墓に囆赃M(jìn)行分析，其中包括材料的選定和性能、脫模斜度的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性等，接著運(yùn)用CAD、UG兩種軟件介紹了月餅?zāi)Ｗ⑺苣＞咝颓坏臄?shù)目及分布、分型面的選擇。之后是通過對型芯、型腔的尺寸計算，而推算出A/B板的尺寸，并結(jié)合型腔的分布方式確定合理出模架的類型及方案。最后文章介紹的是如何結(jié)合模架的類型對澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。關(guān)鍵詞：月餅?zāi)?；注塑模；分析型面；澆注系統(tǒng)目 錄前言11塑件的成型工藝性分析21.1 塑件分析21.1.1 塑件幾何形狀21.1.2 塑料的選擇和工藝特性21.2塑料制作的結(jié)構(gòu)工藝性31.2.1 脫模斜度的設(shè)計31.2.2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計31.2.3塑件的表面質(zhì)量分析42 模具結(jié)構(gòu)方案與計算52.1 型體的數(shù)目及分布52.2 分型面的選擇52.3 型芯、型腔的尺寸計算62.3.1型腔尺寸計算62.3.2型芯尺寸計算62.4 AB板各尺寸的確定72.5 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架83澆注系統(tǒng)的確定103.1澆口設(shè)計103.2主流道設(shè)計113.3分流道設(shè)計123.3.1分流道形式及截面形狀的選定123.3.2分流道尺寸和長度133.4注塑系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件的選用133.4.1澆口套的選用133.4.2定位圈的選用143.5運(yùn)用Moldfolw對注塑系統(tǒng)成型分析154 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計174.1脫模系統(tǒng)設(shè)計174.1.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)計原則174.1.2推桿的設(shè)計174.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計18總結(jié)20致謝21附錄22參考文獻(xiàn)23前言環(huán)顧我們周圍日常所需的產(chǎn)品，塑料制品的數(shù)量不在少數(shù)，有些甚至成為我們?nèi)粘Ｉ畹谋仨毱?，因為塑料制品具有輕便、實用、價格優(yōu)惠、功能繁多等優(yōu)點，并且有些塑料還可以回收在次利用，這極大的符合了我們現(xiàn)在所提出的節(jié)能環(huán)保的理念。那么這些塑料制品都是如何制作出來的呢？絕大部分的塑料制品都是通過塑料模具制造出來的。塑料模具可以滿足我們的消費(fèi)需求，做到高效、快速、大批量的生產(chǎn)。由于塑料的種類繁多，加工的方式和塑料成品的要求也各有不同，所以塑料模具的類型和功能也各有千秋。依據(jù)塑料制品成型加工方式差異 ，通常將塑料模分成6大類：注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、空中吹塑模、熱成形模具，此中注塑模已成為制造塑料產(chǎn)品的重要工具之一。因此注塑模作為模具的一種就具有很大的市場前景。因此我選用月餅?zāi)Ｗ⑺苣ＴO(shè)計作為我畢業(yè)設(shè)計的研究項目。1塑件的成型工藝性分析1.1 塑件分析1.1.1 塑件幾何形狀本次塑件屬于圓柱類零件，形狀對稱，內(nèi)有凹腔，壁厚約為1.5mm，如圖1-1-圖1-1月餅?zāi)２輬D表1-1月餅?zāi)?shù)名稱材料生產(chǎn)批量尺寸公差未注倒角月餅?zāi)BS大批量生產(chǎn)MT3C31.1.2 塑料的選擇和工藝特性因為本次塑件為月餅?zāi)＃糜谑称芳庸?，故需選用食品級安全材料。查資料得：“ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)屬于非結(jié)晶類型，但卻不透明。材質(zhì)屬于食品級安全材料，可以使模具表面潔凈平滑有光澤，符合塑件工藝需求?！彼晕覀冏罱K選定ABS為本次塑件的材料。查資料得ABS的具體工藝性如下：（1）“ABS屬于熱塑性樹脂、流動性中等、線膨脹系數(shù)：6.09.3、成型收縮率（%）：0.40.9、密度=1.05 g/3cm。”（2）“材料ABS既能吸收濕氣，表面又易沾附水分。所以在成型加工前一定要進(jìn)行干燥處理，不然不僅給成型帶來困難，而且還會制品的外觀質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度顯著下降?！保?）ABS成型塑件的主要缺點以及消除方法：主要缺點：易產(chǎn)生溢料、飛邊、氣泡孔、光澤不均勻。消除方法：提高模具溫度、增加排氣槽。1.2塑料制作的結(jié)構(gòu)工藝性1.2.1 脫模斜度的設(shè)計注塑模常采用的脫模斜度為30130，而根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，塑料的選用，脫模斜度的選取也各有不同，具體選取時應(yīng)主要考慮的因素如下：（1） 材質(zhì)硬脆的塑料，其脫模斜度比其性能柔韌性大。（2） 形狀復(fù)雜或者壁厚較大的產(chǎn)品，其脫模時表面的吸附力和收縮率較大，所以表面的收縮率要比外表面大。（3） 增強(qiáng)塑料的收縮率雖然小于普通塑料，但縮緊力比較大，脫模時容易擦傷模具型芯、型腔面，所以脫模斜度應(yīng)往大取。（4） 塑件上數(shù)值大的深度和高度，為防止脫模斜度導(dǎo)致一端的面超過公差范圍。查資料可得ABS的脫模斜度為：型腔（35130）、型芯（3040）。故脫模斜度取值為：型腔（35）、型芯（40）。圖1-2塑件斜度1.2.2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計本次塑件的結(jié)構(gòu)對稱，外形對稱。外殼為簡單的圓柱形，內(nèi)型為對稱六邊花型。本次塑件的內(nèi)外表面折彎處，均采取圓角過渡的方法，這樣既可以減少應(yīng)力集中，使塑件的強(qiáng)度大幅度提高，又避免了因壁厚不均勻，而產(chǎn)生的氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。圖1-3三維塑件圖1.2.3塑件的表面質(zhì)量分析本次塑件表面要求：沒有毛刺、飛邊、裂痕，不需較高的技術(shù)要求，所以適合大批量生產(chǎn)。圖1-4三維塑件外表面2 模具結(jié)構(gòu)方案與計算2.1型體的數(shù)目及分布對于大型塑件或者尺寸要求精度高的塑件一般采用一模一腔的布置。但本次塑件結(jié)構(gòu)簡單對稱，尺寸精度要求不高，市場需求量中等，為提高生產(chǎn)效率，故選用“一模兩腔”的形式。本套注塑模采取“一模兩腔”型體平衡分布的結(jié)構(gòu)。采用平衡結(jié)構(gòu)有以下特點：分流道的長度、截面形狀與尺寸、澆口的位置與尺寸都相同，所以可以實現(xiàn)各型腔同時進(jìn)料并同時充滿型腔的目的。圖2-1三維型體分布2.2分型面的選擇分型面的選擇是否合理決定著塑件能否成型，分型面的選定一般從以下幾個方面進(jìn)行分析：（1） 符合脫模條件，塑件能從模具中取出，分型面位置應(yīng)選在塑件脫模方向最大投影邊緣位置。（2） 確保塑件留在定模上，利于頂針的頂出，且頂針痕跡不留在外觀面。（3） 分型后留下的痕跡不影響塑件的外觀要求。（4） 確保塑件的質(zhì)量。（5） 分型面應(yīng)盡量避免側(cè)孔、側(cè)凹、不平的表面。（6） 滿足模具的縮緊要求。依據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和輪廓使用要求，故選用雙分型面，具體如圖2-2：圖2-2雙分型面詳圖2.3 型芯、型腔的尺寸計算2.3.1型腔尺寸計算公式如下：L=L（1+k）-（3/4）式中 L 塑件輪廓公稱尺寸 長45mm 寬30mm k 塑件的平均收縮率 取0.6 塑件的尺寸公差 取MT3級徑向方向 L=210mmL=125mm深度方向 H=H（1+k）-（2/3） H1 =50mmH2 =30mm2.3.2型芯尺寸計算徑向方向公式如下：L=l（1+k）+（3/4） L= 210mmL= 125mm高度尺寸計算如下： h=h （1+k）+（2/3） h =30mm2.4 AB板各尺寸的確定圖2-3AB板草圖AB板徑向尺寸計算：D1=W1+2T1D2=W2+2T2AB板厚度尺寸計算：H1=V1+N1H2=V2+N2注： D1：AB板寬度尺寸 D2：AB板長度尺寸 H1：A板厚度尺寸 H2：B板厚度尺寸 W1：內(nèi)模的寬度尺寸W2：內(nèi)模的長度尺寸 T1min：模架寬向最小壁厚T2min：模架長向最小壁厚V1：定模板的開框深度尺寸V2：動模板的開框深度尺寸 N1min：A板開框深度方向最小壁厚N2min：B板開框深度方向最小壁厚AB板各尺寸的經(jīng)驗參考值如表2-1：表2-1 經(jīng)驗參考值表W1T1minW2T2minV1N1minV2N2min1504020050302030301502505020030060304035304040250653007040404050（未注單位為毫米mm）因：本次塑件W1=125mm W2=210mm V1=50mmV2=30故：T1min=40mmT2min=60mmN1min=50mm N2min=40mm得：AB板徑向尺寸D1=W1+2TI=205mmD2=W2+2T2=330mmA板深度尺寸H1=V1+N1=90mmB板深度尺寸H2=V2+N2=70mm由計算得：A/B板的長寬為350mm350mm，A板厚度為90mm，B板厚度為70mm。2.5選擇標(biāo)準(zhǔn)模架本次探討的是注塑成型的月餅?zāi)?，故選用注塑模?！耙荒汕弧钡姆植紝崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)。又因塑件的結(jié)構(gòu)和外形要求，故采用點澆口形式。最終確定了模架為三板式注塑模。由上文計算出A/B板的尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架類型，最終選定350mm350mm的工字模。調(diào)用UG里龍記，輸入A/B板數(shù)據(jù)可得：定模座尺寸：40035045動模座尺寸：40035030推板：22035020推板固定板：22035025墊塊：63350100（未注單位為毫米mm）圖2-4模架3澆注系統(tǒng)的確定3.1澆口設(shè)計澆口是連通主流道和腔體的溶體通道。澆口的選定，直接決定了塑件的質(zhì)量與精度。按澆口的結(jié)構(gòu)形式一般分以下幾類：（1） 點澆口（2） 潛伏式澆口（3） 護(hù)耳式澆口（4） 搭接式澆口（5） 直接澆口（6） 側(cè)澆口對于本次設(shè)計的澆口形式，暫選定側(cè)澆口和點澆口這兩種方案，具體方案選定如下：方案1.側(cè)澆口：澆口位置處于塑件側(cè)面，距離塑件底部5mm的位置，具體如圖3-1：圖3-1Moldflow側(cè)澆點位置借助軟件Moldflow分析得：由于塑件側(cè)面壁厚不均勻，故選用側(cè)澆口不利于塑件快速成型且熔料不易同時充滿型腔，并且不滿足塑件表面光滑的要求。圖3-2Moldflow點澆口分析方案2.點澆口：澆口位于塑件頂面圓心位置，具體如圖3-2： 軟件Moldflow分析得：選用點澆口，當(dāng)澆口位于塑件頂面圓心時，可以達(dá)到溶液快速，同時充滿型腔的效果；并且可以很好的隱藏澆注點。對比兩次分析結(jié)果得：本次設(shè)計選用點澆口的形式，且澆注口位于頂面圓心。3.2主流道設(shè)計主流道形狀一般為圓錐形，三板模主流道錐度一般取510，主流道的小端面直徑一般取36mm，長度由注塑模定模座厚度決定，L一般不超過60mm。根據(jù)定模座和推板的厚度為80mm,得主流道長度選定為75mm；又因本次塑件投影面積不大，選定的是“一模兩腔”的形式，故主流道的小端面直徑取3.6mm。本次注塑模主流道，具體設(shè)計如圖3-3：詳細(xì)DWG圖 紙 請 加：三 二 1爸 爸 五 四 0 六圖3-3 主流道尺寸示意圖3.3分流道設(shè)計3.3.1分流道形式及截面形狀的選定本次設(shè)計選用的是 “一模兩腔”的形式，故選用平衡式分流道。即保證每個澆口位置相同，分流道長短相同。分流道的截面形狀有梯形、圓形、U形等，其中圓形需要在動定模上同時開設(shè)槽，U形、矩形等只需要在動?；蚨Ｒ幻嫔祥_設(shè)槽。從塑料的流動性考慮，選擇圓形較好。從加工方面考慮選擇U形、梯形等較容易。因本次塑件材料為ABS的流動性中等，為了加工方便，故選用U形道。圖3-4三維U形流道3.3.2分流道尺寸和長度流道截面積大小因塑件的大小、材料流動性、產(chǎn)品的壁厚、流道長度等因素決定的。對于流動性很好的材料如：PE、PA等，流道截面直徑取2mm左右，對于流動性不好的塑料如：PC、PSU等流道截面直徑可達(dá)12mm。大部分塑件流道截面直徑在4.8mm8mm間選取。本次塑件材料為ABS的流動性中等，故分流道截面直徑取8mm。分流道長度由注塑模總體型腔分布和澆口位置決定，為減少溶液熱量和壓力的損失，所以分流道的長度應(yīng)取最小值。本次塑件選用點澆口的形式，澆口位于塑件頂端圓心，故：流道長度選定為108.5mm。圖3-5流道尺寸示意圖3.4注塑系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件的選用3.4.1澆口套的選用因為本次注塑模為三板模，澆口間距離為85mm，所以澆口套大，主流道比較短。澆口套與流道推板配合角度為90。具體尺寸如圖3-6：圖3-6澆口套尺寸示意圖3.4.2定位圈的選用定位圈常用規(guī)格有100mm，120mm，150mm規(guī)格，本次塑件尺寸較大且澆注點選在塑件頂面中心，故定位圈選用135mm。具體尺寸如圖3-7：圖3-7定位環(huán)尺寸示意圖3.5運(yùn)用Moldfolw對注塑系統(tǒng)成型分析圖3-8填充時間示意圖圖3-9壓力值示意圖圖3-10總體溫度變化示意圖圖3-11鎖模力示意圖4成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1脫模系統(tǒng)設(shè)計4.1.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)計原則在塑膠模具中，為了使塑件、廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行所設(shè)置的相關(guān)機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)設(shè)計要求：（1） 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動作可靠。（2） 推出時不應(yīng)有變形或損壞。（3） 不損壞塑件的外形和質(zhì)量。（4） 合模時推出機(jī)構(gòu)要正確復(fù)位。模具的推出方向可以分成：定模、動模、動定模同時推出三種推出方式。由于動模推出，模具結(jié)構(gòu)相對定模推出簡單，所以本次模具選用動模推出，且采取的推出方式是推件板推出，由于本次塑件分型面簡單，結(jié)構(gòu)對稱，使用推板式推出可以簡化模具結(jié)構(gòu)，便于模具的保養(yǎng)和維修。4.1.2推桿的設(shè)計推桿按照截面形狀分：圓形、方形、橢圓形等。根據(jù)推出部位形狀而定。本次塑件外形為圓形，表面平整，沒有凸臺，而圓形頂針又為最簡單最普遍的頂出裝置，并已被作為標(biāo)準(zhǔn)件廣泛使用。為了便于安裝，故選用圓形推桿。（1）推桿的尺寸計算：d=k式中：d推桿直徑； n 推桿的數(shù)量，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)取12； L推桿長度（參考模架尺寸，故取L=140）； E推桿材料的彈性模量，該模具中的推桿材料為T8A鋼，該材料的彈性模量為E=2.1105MPa。 K安全系數(shù)，取K=1.5； F脫總的脫模力；得：d =3mm（2）推桿的固定形式及位置的選擇：本次模具采用的是推板固定在推件板的形式。推桿應(yīng)選定在脫模阻力最大，且能使塑件同時均勻被推出的位置。由于本次塑件內(nèi)表面精度比外表面高，且形狀對稱，故推出位置在塑件的下方，6個推桿均勻分布在圓環(huán)內(nèi)側(cè)。具體如圖4-1和4-2：圖4-1 頂針位置草圖圖4-2頂針尺寸示意圖4.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計冷卻水回路的布置原則（1）水道數(shù)量應(yīng)盡量多，截面積尺寸應(yīng)取大；（2）水道應(yīng)沿著塑件的收縮方向安放；（3）水孔排列與型腔形狀吻合；（4）動、定模需分開冷卻，保證冷卻均勻；（5）澆口附近與壁厚處加強(qiáng)冷卻；（6）進(jìn)、出口的水溫不易過大小于5。本次注塑模水路的具體分布如圖4-3和4-4：圖4-3 冷卻系統(tǒng)圖4-4 三維冷卻系統(tǒng)總結(jié)這次設(shè)計讓我對塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐這門課的知識點有了系統(tǒng)的回顧和進(jìn)一步的了解，也讓我對UG和CAD這兩個軟件的操作變得更加熟練。同時這個反復(fù)計算，查閱資料，不