畢業(yè)設(shè)計(jì)塑料垃圾桶注塑模設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）塑料垃圾桶注塑模設(shè)計(jì)摘要：根據(jù)日常生活中的塑料紙簍，利用實(shí)體模型測量產(chǎn)品的尺寸，對實(shí)體進(jìn)行建模，并對塑件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括塑件成品的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的分析與計(jì)算、工作部分的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工方案的制定，其中重點(diǎn)介紹了分型面的設(shè)計(jì)與模架的設(shè)計(jì)與計(jì)算，本文主要運(yùn)用pro/engineer 及其emx4.1模塊來完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作。從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計(jì)的知識和對在校所學(xué)知識的深化，設(shè)計(jì)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了無紙化，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。關(guān)鍵詞：pro/e；注射模；塑料垃圾桶；澆注系統(tǒng)；分型面一、前言1.1國內(nèi)模具相關(guān)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀世界

2、工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型。因此個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā)，質(zhì)量的改進(jìn)，加工精度的提高和制造周期的縮短?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如cad/cae/cam/capp等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組

3、成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具技術(shù)是上世紀(jì)下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的技術(shù)之一，由于模具的設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，并且是一個(gè)不斷反復(fù)的過程，目前，采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的cad支撐軟件，在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用并行工程原理，實(shí)現(xiàn)模具管理、工藝分析與設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化是一種較有代表性也很有應(yīng)用前景的模具cad系統(tǒng)開發(fā)方法。目前，cad/cam技術(shù)的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應(yīng)用階段。capp技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高企業(yè)工藝編

4、制的效率和準(zhǔn)確性；pdm系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理；mis/erp系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。這些系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，已成為cad/cam技術(shù)深化應(yīng)用的主題, 是模具發(fā)展的第二次變革。1.2模具的發(fā)展趨勢近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個(gè)方面：（1）加深理論研究 |,yeox :在模具設(shè)計(jì)中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)

5、展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 d3da l （2）高效率、自動(dòng)化 g?mhy :大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 _t ;h0( （3）大型、超小型及高精度 u)(ywmxt :由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 ru, （4）革新模具制造工藝 $& hlo$x :在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別

6、是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。 kt_l%2 1.3寧波模具的發(fā)展前景（1）發(fā)展?jié)摿θ匀缓艽螅号c全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產(chǎn)值在全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到70近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。據(jù)介紹，在生產(chǎn)汽車時(shí)，各

7、種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預(yù)計(jì)2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達(dá)到30%50%，塑料排水管市場占有率將超過50%，都會大大增加對模具的需求量。應(yīng)該說，塑料模具的應(yīng)用潛力是不可低估的。專家預(yù)測，大型、精密、設(shè)計(jì)合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎。（2）設(shè)備有待提高：然而，塑料模具盡管成為時(shí)下最為誘人的“奶酪”，但櫻桃好吃樹難栽。由于塑料零配件形狀復(fù)雜、設(shè)計(jì)靈活，對模具材料、設(shè)計(jì)水平及加工設(shè)備均有較

8、高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認(rèn)為，目前中國與國外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗(yàn)等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約14畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的意義通過不斷的學(xué)習(xí)，加之此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識到模具發(fā)展的廣闊前景，由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，對社會的快速發(fā)展有著積極重要的意義，模具設(shè)計(jì)與制造成為一個(gè)行業(yè)，越來越引起人們的重視。我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和

9、長壽命模具又上了新臺階。當(dāng)然模具的種類在不斷的增多，模具的材料要求在不斷的提高，所以說我國模具工業(yè)的前景是非常樂觀的。為了對模具有個(gè)初步認(rèn)識，本設(shè)計(jì)以典型模具結(jié)構(gòu)注射模為設(shè)計(jì)任務(wù)，通過查詢相關(guān)資料、個(gè)人設(shè)計(jì)和計(jì)算等一系列過程，完成塑料垃圾桶的造型設(shè)計(jì)、工作零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)，對模具其他零件的功用、分型面、澆注系統(tǒng)等設(shè)計(jì)進(jìn)行分析說明第一章 塑料制品及工藝分析一、制件圖 圖1-1 塑件圖塑件 高217.56mm 厚度2mm二、塑件的工藝分析1.塑件的使用性能該塑件為塑料垃圾桶，顧名思義，主要用于垃圾的盛放，由于該塑件在使用時(shí)有碰撞，有潮濕等環(huán)境影響，要求材料有較好的機(jī)械性能，如抗拉強(qiáng)度、抗應(yīng)力開裂性、

10、彈性模量都要求較好，且配合關(guān)系要求高。根據(jù)產(chǎn)品要求，該塑件為小批量生產(chǎn)。2.塑件的尺寸精度一般精度要求3.塑件表面質(zhì)量該塑件表面質(zhì)量要求表面光澤，其表面粗糙為1.6mm，無飛邊毛刺縮孔流痕等工藝缺陷。4.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性由圖可知，該垃圾桶整體結(jié)構(gòu)為柱體，側(cè)壁壁厚為2，帶孔部分較厚，塑件的屬于中小件，pp材料能夠滿足充模流動(dòng)要求。考慮制件壁厚不均，為防止變形，應(yīng)強(qiáng)化冷卻，模具溫度取下限值，延長冷卻時(shí)間。5.原材料的工藝性 見下表：塑料品種pp熱塑性塑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)料使用溫度可以在100長期穩(wěn)定使用性能特點(diǎn)屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、硬度和彈性均優(yōu)異，幾乎不吸水成型特點(diǎn)1在氧，熱，光的情況下易解聚，老

11、化，必須加入防老化劑。2.在超過280會發(fā)生降解，故成型時(shí)應(yīng)避免熔料長時(shí)間滯留在料筒內(nèi)。3體流動(dòng)性好，易成型長流程塑件。4.熔點(diǎn)和熔點(diǎn)熱焓量比ldpe高，在結(jié)晶和冷卻過程中會放出較多的熱量，故模具有較好的冷卻系統(tǒng)。5.由于熱收縮和結(jié)晶作用，在成型過程中比容積有較大的變化。6.熔料低溫高壓取向明顯，故要控制成型溫度。7.型收縮率大，低溫呈脆性，要求壁厚均勻。第二章 確定注塑機(jī)機(jī)類型1注塑機(jī)的初選1計(jì)算塑件的體積根據(jù)制件的三維模型與數(shù)據(jù)，估算求得塑件的體積為：v1320cm3；故一次注射所需要的塑料總體積為：v480mm3。2計(jì)算塑件的質(zhì)量查手冊1得密度為：r0.9g/cm3塑件的質(zhì)量為：m1=v

12、1r =288g塑件和澆注系統(tǒng)凝料總質(zhì)量為：m= g=288g3選用注射機(jī)根據(jù)總體積v1480 cm3,初步選取螺桿式注塑成型機(jī)海天海天200t。注塑成型機(jī)海天200t主要參數(shù)如下表2-1所示表2-1注塑機(jī)參數(shù)理論注射量499 cm3最小模具厚度200mm注射壓力141mpa定位孔的直徑160鎖模力2000kn噴嘴端部rsr10mm拉桿內(nèi)間距510mm510mm噴嘴口孔徑 3mm最大模具厚度510mm移模行程470mm2、注塑機(jī)的終選 （1）注射量的校核公式：（0.8-0.85）w公w注式中w公注塑機(jī)的公稱注塑量（cm3）；w注每模的塑料體積量，是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和（cm3）

13、；如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為480cm3小于注塑機(jī)的理論注射量499cm3，將數(shù)據(jù)代入公式得：480cm3 499cm3，故滿足要求。（2）模具閉合高度的校核公式：hminh閉hmax如裝配圖可知模具的閉合高度h閉400 mm，而注塑成型機(jī)的最大模具厚度hmax=510mm, 最小模具厚度hmin=200mm,滿足hminh閉hmax安裝要求。（3）模具安裝部分的校核模具的外形尺寸為220mm200mm，而注塑成型機(jī)拉桿內(nèi)間距為510mm510mm，故能滿足安裝要求。模具定位圈的直徑100注塑機(jī)定位孔的直徑100，滿足安裝要求。澆口套的球面半徑為sr1=sr+(1-2)=11滿足要求。

14、澆口套小端直徑r1r+ (1-2)=3+1=4滿足要求。（4）模具開模行程的校核公式：h模 = h1+ ah注式中： h模模具的開模行程(mm )h注注塑成型機(jī)移模行程(mm )h1包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度（mm）a安全距離510（mm）代入數(shù)據(jù)得：h模217.56+10227.56mmh注470mm，滿足要求。（5）鎖模力的校核公式：fkapm式中：f注射機(jī)的額定壓力(kn) ；a制件和流道在分型面上的投影面積之和(cm)pm型腔的平均壓力(mpa) ；k安全系數(shù)，通常取k=1.11.2；將數(shù)據(jù)代入公式得：kapm=1.152511.304=324.87knf=2000kn324.87k

15、n，滿足要求。（6）注射壓力的校核公式： pmax kp0式中：pmax注射機(jī)的額定注射壓力(mpa) ；p0注射成形時(shí)的所需調(diào)用的注射壓力(mpa)；k安全系數(shù)將數(shù)據(jù)代入公式得：kp0=1.390=117 mpa pmax=141mpa 滿足要求結(jié)論：選取螺桿式注塑成型機(jī)海天200t完全符合本模具的使用要求。第三章 模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)1型腔數(shù)目的確定：制件為小批量生產(chǎn)，故采用一模二腔。 優(yōu)點(diǎn)： 1) 保證產(chǎn)品的精度要求。 2) 冷卻系統(tǒng)便于設(shè)置同時(shí)冷卻效果很好。 2分型面的確定：圖3-1凸模圖3-2凹模圖3-3分型面3.澆注系統(tǒng)的確定用一個(gè)主澆道進(jìn)料。優(yōu)點(diǎn)：一方面有利于模具的制造，另一方面保

16、證端面尺寸的精度。如將分流道和側(cè)澆口做在大型芯上，由于澆注凝料的存在，使其端面凸凹不平，不能保證尺寸精度。側(cè)澆口采用矩形側(cè)澆口，有利控制熔體的充模。4.脫模方式的確定根據(jù)分型面的選擇及制件外形特點(diǎn)，采用推件板推出制件。其優(yōu)點(diǎn)： 制件受力均勻在推出時(shí)不產(chǎn)生變形。 制件表面質(zhì)量不受影響。 無須設(shè)置復(fù)位桿使模具結(jié)構(gòu)緊湊。5.冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)pp 熔點(diǎn)和熔點(diǎn)熱焓量比 ldpe 高，在結(jié)晶和冷卻過程中會放出較多的熱量，故模具應(yīng)設(shè)置冷卻系統(tǒng)。打孔用于冷卻5.排氣方式的確定因?yàn)榇四＞呤侵行⌒湍＞咔宜芗鲃?dòng)性較好可利用分型面間隙及零件配合間隙來排氣6.模架的選擇見以下手繪圖： 圖3-4模架主視圖 圖3-5模

17、架俯視圖 表3-1模架明細(xì)表第四章 模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)1.澆注系統(tǒng)尺寸的計(jì)算1)分流道截面尺寸的計(jì)算采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算分流道的直徑：d=0.2654g1/2*l1/4式中： d分流道的直徑(mm) ； g制品質(zhì)量(g)； l分流道的長度(mm)； 將數(shù)據(jù)代入公式得： d=0.2654g1/2*l1/40.2564(66.64)1/2*(4.75)1/4=3.18mm 由公式g=6q/(wh)104s-1進(jìn)行校核是否合理q熔體的充模速度(cm/s) 制件的體積為v1=300cm，由前述知充模時(shí)間為2s，故q=150 cm/s于是 g=6q/(wh)=6150/0.30.14=90104 s

18、-1104s-1、符合要求2模壁厚和墊板厚度、剛度與強(qiáng)度計(jì)算與校核sp 模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力(mpa)；由組合式，低粘度和4級精度的條件，查長手冊1得：p=25(0.35r1/5+0.001r)25(0.35(81.63) 1/5+0.00181.63)0.5mm0.5mm1).凹模側(cè)壁強(qiáng)度條件計(jì)算公式：r=r(sp/ sp-2p)1/2 -1 (sp2p)sp=133mpap=25mpa將數(shù)據(jù)代入公式得：r64.4mm 綜合1)、2)得：r85mm 2).凹模墊板的剛度計(jì)算公式：t=0.91r(pr/ep)將數(shù)據(jù)代入公式得：t34mm3).凹模墊板的強(qiáng)度計(jì)算公式：t=1.1r(p/sp)將數(shù)

19、據(jù)代入公式得： t= 21mm 綜合3)、4)得：t=34mm第五章 擬定制品成型工藝塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定1、pp注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格料筒溫度()后段：160-220中段：180-200前段：160-180成型時(shí)間(t)注射時(shí)間：2保壓時(shí)間：15冷卻時(shí)間：20噴嘴溫度()220-310螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)60模具溫度()20-50注射壓力(mpa)25112、填寫模塑成型工藝卡寧波大紅鷹職業(yè)技術(shù)學(xué)院塑料紙簍成型工藝卡片資料編號車間共 頁第 頁零件名稱塑料紙簍材料牌號pp設(shè)備型號海天200t裝配圖號圖3-4材料定額g440每模件數(shù)1零件圖號圖5-1單件質(zhì)量g288工裝

20、號零件圖5-1(比例：1：20)材料干燥設(shè)備真空干燥機(jī)溫度()80時(shí)間（h）2料筒溫度()后段160-220中段180-200前段160-180噴嘴220-310模具溫度()20-50成型時(shí)間(s)注射2保壓15冷卻20壓力(mpa)注射壓力2511背壓20-25后處理溫度時(shí)間額定(s)輔助10時(shí)間單件處理編制校對審核組長車間主任檢驗(yàn)組長主管工程師第六章 模具設(shè)計(jì)難點(diǎn)與特色總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，按照無紙化模具設(shè)計(jì)的一般流程，設(shè)計(jì)了塑料紙簍的模具進(jìn)行了模流，分析用了各種cad軟件pro/e等分析軟件，進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。在完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，本人漸漸地熟悉了注塑模具設(shè)計(jì)的一般過程和步驟。設(shè)計(jì)過程中需大量地運(yùn)用已學(xué)過的知識，因此很好地鞏固了書本上所學(xué)到的知識，配合自己動(dòng)手所得到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對所學(xué)知識（尤其專業(yè)知識）掌握得更加牢固。在本次設(shè)計(jì)過程中遇到過不少問題，例如對以往知識的遺忘，軟件的不熟悉，很多功能以前都沒有接觸過等，因此需從頭學(xué)起，邊學(xué)邊做，也因?yàn)檫@樣，印象特別深刻，掌握得特別牢固。在設(shè)計(jì)過程中，模具的分型面的確定和裝配圖的繪制都是難點(diǎn)，通過問同學(xué)，老師，查書等方法一步步做出來。通過這次模具設(shè)計(jì)，使我加深了模具方面的認(rèn)識，在這個(gè)過程中