棉簽蓋注塑模具設計【含CAD圖紙、UG三維】

棉簽蓋注塑模具設計【含CAD圖紙、UG三維】,含CAD圖紙、UG三維,棉簽,注塑,模具設計,cad,圖紙,ug,三維 摘 要 本次是針對塑料棉簽蓋的設計，根據(jù)零件材料的工藝性能分析，還有對外觀形狀和表面質量的要求，所以采用的是點澆口一模兩腔的形式， 用Moldflow分析軟件來確定塑件的最佳澆口位置。推出是用3根圓柱形推桿的形式推出，這樣可以達到塑件平衡，成型塑件能夠安全可靠地被推出來。 關鍵詞：棉簽蓋；分型面；點澆口 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件的工藝分析 2 1.1 塑件的成型工藝性分析 2 1.2 塑件PS的性能特點 2 1.3 塑件的成型特點 2 2 模架的結構設計 4 2.1 鑲件的選擇 4 2.2 模架的結構 5 3 模具的基本結構設計 7 3.1 模具的基本結構 7 3.1.1 確定成型方案 7 3.1.2 型腔布置 7 3.1.3 分型面的選擇 7 3.1.4 確定推出機構 8 3.2 選擇澆注系統(tǒng) 8 3.2.1 澆口位置的選擇 8 3.2.2 流道設置 9 3.3 選擇冷卻系統(tǒng) 10 3.3.1 冷卻方式確定 10 3.3.2 水孔設計 10 4 選擇成型設備 12 4.1 注塑成型 12 4.2 設備選擇 12 4.2.1注射量 12 4.2.2 鎖模力 13 4.2.3 注射機工藝參數(shù) 13 5 模具總裝配圖 14 總結 15 致謝 16 附錄 17 參考文獻 18 前 言 隨著我國經(jīng)濟的改革開放，我國的各種行業(yè)也逐漸地發(fā)展起來，國民的生活質量也提升了一定的高度。在各種的行業(yè)中塑料模具也隨著發(fā)展起來，如今，塑料制品在我們的生活中隨處可見，也可以說，塑料制品成了生活必需品。在各種的塑料行業(yè)中，尤其是注塑模發(fā)展的特別快。因為我國在塑料模這方面發(fā)展的比較晚，所以并不是走在世界的最前端，但是個別的技術已經(jīng)快要達到國際水平或者說已經(jīng)達到了國際水平。由此可知，我們知道我國在塑料模的設計與制造方面也缺少大量的人才，這就需要我們系統(tǒng)地去學習有關塑料模具的知識，為塑料模行業(yè)的發(fā)展添上自己的綿薄之力。 塑料模具按照塑件成型方法的不同，大致可以分為6種形式，分別是注塑模、壓注模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模和熱成型模具，其中，注塑模所占的比重非常的大，因為注塑的用途非常的廣，它還是6種成型模具中技術較為成熟的。 注塑一般都由動模和定模兩個部分組成，定模一般都安裝在定模座上，固定不動的，而動模一般安裝在注塑機的移動板上，起到推出塑件和復位的作用，在澆注的時候，動模和定模合閉在一起，這樣就構成了一個成型的澆注系統(tǒng)和型腔，等塑件冷卻后，動模和定模分開，有利于塑料制品的分離。這樣來回反復，就形成周期的工作。 本次說明書主要是針對棉簽蓋的注塑模具設計，在設計說明書的過程中我查閱了許多的資料，考慮到了方方面面的問題，需要解決的問題也特別的多，比如塑件的型腔布置、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和成型設備的選擇對于我來說都是存在很大的問題，但是通過請教老師，同學們的幫助和自己的堅持，這些問題也就迎刃而解了。 本次撰寫的說明書較為具體地闡述了一整套模具生產(chǎn)的過程，在對塑件的成型工藝分析、模架的結構設計、模具的基本結構設計、選擇成型設備以及模具總裝配圖做了較為詳細的說明，其中，在用CAD軟件繪制裝配圖是較為吃力的，型芯、型腔的尺寸精度是需要計算的，為了讓裝配圖整體協(xié)調清晰，是需要花費大量的時間去繪制的。 因為接觸注塑模具這個領域的時間不是太長，所以對這方面的了解也就不全面，所以在設計的過程中，難免會出現(xiàn)一些小問題，希望老師在評閱的過程能夠批評指正，體諒我在寫說明書過程的錯誤。 1 塑件的工藝分析 1.1 塑件的成型工藝性分析 注塑件見圖1-1所示。 圖1-1 棉簽蓋 材料：聚苯乙烯（PS） 批量：大批量生產(chǎn) 塑件尺寸：如圖1-1所示 塑件厚度：10mm 1.2 塑件PS的性能特點 聚苯乙烯是一種較為容易的成型加工塑料，它的密度是1.05g/cm3，具有良好的化學穩(wěn)定性。能夠耐堿、硫酸，有良好的電絕緣性，透光率特別好，透光率為88%～92%，易于上色，能夠染成各種各樣的顏色，收縮率在0.4%～0.7%。聚苯乙烯在工業(yè)和日常生活方面的應用也是比較廣泛的。 1.3 塑件的成型特點 1）流動性能好，注意模具間隙，防止成型飛邊，溢料間隙值約為0.035mm。 2）聚苯乙烯（PS）性能比較脆，容易出現(xiàn)裂紋，所以成型的塑件的脫模斜度不易過小，脫模時，頂出的力要平衡均勻。 3）模具溫度：30°C～50°C。 4）塑件的壁厚應該要均勻，塑件中不宜有嵌件，各個輪廓面的連接之處最好是圓滑的，不宜帶有尖角。 5）非結晶型塑料，吸濕性小，不宜分解，但是性能脆弱容易裂開，熱膨脹系數(shù)大，容易產(chǎn)生殘余應力。 6）注塑溫度應該高一點，來減弱熔接痕。 2 模架的結構設計 2.1 鑲件的選擇 模具的內(nèi)模仁的大小，主要是根據(jù)成型塑件的外形尺寸來確定的，在這些前提下，要遵循一個原則，在內(nèi)模仁保證足夠的強度下，內(nèi)模仁越緊湊越好。 根據(jù)塑件制品的外形的大小，確定內(nèi)模仁的長度和寬度，根據(jù)制品高度確定模仁的高度，關于內(nèi)模仁大小的確定如表2-1投影面積參照表所示。 表2-1 投影面積參照表 產(chǎn)品投影面積 S（mm2） A B C 100-900 40 20 30 900-2500 40-45 20-24 30-40 2500-6400 45-50 24-30 40-50 6400-14400 50-55 30-36 50-65 14400-25600 55-65 36-42 65-60 25600-40000 65-75 42-48 80-95 40000-62500 75-85 48-56 95-115 62500-90000 85-95 56-64 115-135 90000-122500 95-105 64-72 135-155 122500-16000 105-115 72-80 155-175 16000-202500 115-120 80-88 175-195 202500-25000 120-130 88-96 195-205 本塑料件是一個長為60mm，寬為62mm，高為20mm的心形棉簽盒，通過計算，產(chǎn)品的投影面積約等于2100mm3。那么鑲件的邊到模芯邊的距離為40mm，因為采用的是一模兩腔，所以鑲件的長為230mm，寬為140mm，塑料制品最高點到前模芯底面的距離為20mm，塑料制品到后模芯的距離為30mm，如圖2-1所示。 圖2-1 鑲件 2.2 模架的結構 1）選擇模架的幾個原則 a 在一般情況下盡可能選擇較小的模架。 b 小于注塑容量下，優(yōu)先選擇工字模架，大于注塑容量下，選擇直身模架。 c 根據(jù)進澆口位置和制品的結構，優(yōu)先選擇大水口模架，不能滿足時，選擇細水口模架。 2）A板和B板的確定 A板和B板尺寸如圖2-1和2-2。 圖2-2 A 板參照圖 圖2-3 B板參照圖 A板和B板的參照如表2-2。 表2-2 A/B 板參照表 WI T1min W2 T2min V1 NImin V2 N2min ＜150 40 ＜200 50 ＜30 20 ＜30 30 150～250 50 200～300 60 30～40 35 30～40 40 ＞250 60 ＞300 70 ＞40 40 ＞40 50 所以，D1=W1+2T1=230+2×40=310 D2=W2+2T2=140+2×50=240 H1=V1+N1=40+20=60 H2=V2+N1=30+40=70 綜上所訴，選用“3540”的模架。 模架圖2-4所示。 圖2-4 模架圖 3 模具的基本結構設計 3.1 模具的基本結構 3.1.1 確定成型方案 本塑件采用的是注塑成型，因為本塑件是愛心形狀的棉簽盒，對表面質量要求不是太高，所以采用點澆口的形式，塑件表面的澆口可以忽略不計，模具采用的是細水板注塑模。 3.1.2 型腔布置 塑件是用于大批量生產(chǎn)，根據(jù)塑件的外形尺寸，為了使結構緊湊，減少材料浪費的原則，零件采用中心對稱方式，一模兩腔的布置，這樣的布局有利于模具的平衡，更有利模具的運行，布置如圖3-1所示。 圖3-1 型腔布置 3.1.3 分型面的選擇 “為了將塑件成品與凝固流道從模穴中取出來，模穴必須分一個或幾個部分，這些可以分離的部分的接觸表面統(tǒng)稱為分型面”。分型面的選擇應當有利于塑件的脫模，對于一般的零件，應該以塑件的最大截面處作為分型面，還要滿足塑件表面的質量要求，就是確保塑件留在后模一側，并有利于頂出，并且頂針痕跡不顯露于外觀面。根據(jù)本次設計的棉簽蓋的外觀形狀，分型面設在棉簽蓋下面的輪廓處，并且這樣的設計，十分有利于制品的脫模，如圖2-2。 圖3-2 分型面 3.1.4 確定推出機構 由于本塑件為心形棉簽蓋且塑件的壁厚較均勻，壁厚為1mm，所以采用的是推桿推出機構，根據(jù)塑件外觀形狀用三根推桿從塑件推出可以保證其平衡，塑件的表面質量也損傷不到。圓推桿直徑應盡量大一些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，采取的是直徑為?6mm，高為180mm的圓柱形推桿，如圖3-3所示。 圖3-3 推桿 3.2 選擇澆注系統(tǒng) 3.2.1 澆口位置的選擇 本塑件的澆口位置可以用Moldflow分析來得到。 如圖3-4所示，深紅色的地方是進澆口的位置，這里的溫度最高，進澆口的位置正好在塑件的中心位置，這樣熔體可以均勻地充滿型腔。 圖3-4 澆口位置 3.2.2 流道設置 該模具的主流道是倒圓錐形，有6～10的錐度，并且長度合理，這樣的設計能夠使熔料在沿途流的過程中不易發(fā)生消損。這樣的流道適合用于單型腔的模具又可用于一模多腔的模具。 分流道的形狀為U形，加工起來比較方便。根據(jù)本塑件的外形尺寸和表面質量，采用的是點澆口，因此分流道采用對稱平衡式排布的U型道，有利于熔料平衡流動，保證各型腔產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，因此，該分流道設計為直徑Φ10mm，長度為116mm的U形截面。 如圖所示3-5。 圖3-5 流道 3.3 選擇冷卻系統(tǒng) 3.3.1 冷卻方式確定 因為是熱塑性模具成型，所以在完成澆注過程后，需要等很長的時間塑件才可以冷卻，所以為了縮短時間，提高模具運行的效率，需要在塑件的周圍加上冷卻系統(tǒng)，輔助塑件冷卻，本次采用的普通冷卻方式，水道布置在下模仁上。 3.3.2 水孔設計 1）水孔的選擇 本塑件的壁厚為1mm，所以冷卻水路直徑為6mm，水路直徑采用系列“8”，水孔直徑參照表如下。 表3-1 水孔直徑參照表 產(chǎn)品壁厚mm 冷卻水路直徑mm 水路直徑優(yōu)先系列mm 1.5 5-8 6、8、11、14 2 8-10 2-4 10-12 4-6 12-14 2）水孔位置的布置 水路孔的邊到模仁的邊緣一般是大于10mm，這樣有利于水路的安裝，保證模具的正常運行，冷卻水道的布置最好太貼近頂針和螺絲。 3）水路的布置 因為下模仁的厚度為30mm，所以水路布置在下模仁上，快速接頭設置在非操作的一側，快速接頭的螺紋采用的是1/8PT，如圖3-6所示。 圖3-6 水路 4 選擇成型設備 4.1 注塑成型 根據(jù)UG繪圖軟件可以把塑件三維圖畫出來，利用命令“分析中的測量體積”查出塑件的體積，并且在材料的分析中得知聚苯乙烯（PS）的密度為1.05g/cm3，根據(jù)公式m=vσ。由此可以塑件的質量大約是15克。 由《塑料模具設計基礎及項目實踐》中的表4-1常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)中的材料聚苯乙烯（PS）可知，注射機的類型選擇的是柱塞式，噴嘴形式為直通式，主要參數(shù)見表4-1。 表4-1工藝參數(shù)表 料筒溫度/°C 前段 160-170 中段 170-190 后段 - 模具溫度/°C 140-160 注射壓力/ MPa 60-100 保壓壓力/ MPa 30-40 注射時間/s 0-3 冷卻時間/s 15-30 成形周期/s 40-90 4.2 設備選擇 4.2.1注射量 注射機的注射量有兩種表達方式，一是容量（ cm3）表示，一種用質量（g）表示。國產(chǎn)標準注射機的注射量均以容量（ cm3）表示。 模具設計時，必須使制品所需的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。 在一個注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質量，應為制品和澆注系統(tǒng)兩部分容量或質量之和，即 V=nVz+V3PA分 4.2.3 注射機工藝參數(shù) 根據(jù)塑件注射工藝參數(shù)可選注射機型號為SZ-100/630。 結構形式為：臥式 理論注塑容量（/cm3）：105 注射壓力(/MPa)：164.5 塑化能力（g/s）：11.8 鎖模力（KN）：630 處理方法：紅外線燈烘箱 注塞直徑（/mm）：35 注射速度（g/s）80 螺桿旋度（r/min）:14-200 旋桿內(nèi)距（/mm）：270 最小模厚（/mm）：150 最大模厚（/mm）：300 定位孔直徑（/mm）：125 鎖模形式：雙曲肘 5 模具總裝配圖 圖5-1總裝配圖 1 定模座板； 2 推件板； 3 定模扳； 4 型腔板； 5 型芯板； 6動模板； 7 墊塊； 8 推桿固定板； 9 推板； 10 動模座板； 11 定位環(huán)； 12 唧嘴； 13 頂針； 14 小拉桿； 15 膠塞； 總結 本次設計的是棉簽蓋塑料模具，這次設計所設計到的知識特別的廣泛，與此同時也清楚地知道了自己哪些方面存在著不足之處。但是，通過這次對一整套模具的設計，考慮和思考了方方面面的問題之后，差不多已經(jīng)掌握了以前薄弱的知識點。這次的塑料模具設計，讓我清晰地掌握了設計一套完整模具的過程和查閱資料的途徑，培養(yǎng)了我獨立設計模具的思路，也為以后從事這方面的工作打下了堅實的基礎。 本次的塑料棉簽蓋設計主要寫了材料的性能特點及用途，還有材料的成形特點，接下來是模架的選擇，由于模架這一塊比較簡單，所以這一部分的內(nèi)容也就寫的比較詳細一點。計算過程也涉及到了。由于本次設計的是心形棉簽蓋，結構比較簡單，所以分析面也就好設置。壁厚也比較均勻，所以采用的點澆口形式，本塑件對外表面的質量要求比較高些，所以采用的是推出機構是推桿推出，痕跡也就不影響了。用UG繪圖軟件里的命令可以確定塑件的體積，以此來計算塑件的質量，最終結合鎖模力選擇注塑機的型號，無意中發(fā)現(xiàn)的這個命令節(jié)省了我很多的時間。 本次的塑料模具設計存在著很大的弊端，一個我很想改變但是自己無能為力的計算部分，計算部分比較難，在設計過程中我都是一帶而過，涉及到計算也是非常簡單的，說明書中充斥著大量的圖片和表格，其中理論性的知識點較多。 本次設計還要包含完整的裝配圖、零件圖、型芯、型腔圖，其中，在標注方面是比較難的，需要去計算公差，精度等級等，還有裝配圖中的動模部分參照了好多書籍才表達清楚，裝配圖還要結構清晰，標注合理，所以很多的時間都用在了繪制裝配圖上。 致謝 本次的塑料模具設計讓我學到了很多的內(nèi)容，以前的知識在腦子里又重復了一遍，鞏固了自己在專業(yè)這方面的知識，把書本上的東西和實際相聯(lián)系地運用了起來，還學到了書本上沒有的知識。在此設計過程中經(jīng)歷了很多的困難，但是這些困難都通過請教老師和詢問同學而解決掉，大家之間都相互討論。有問題一起解決，有喜悅一起分享，大家都有效地完成了任務。 在最后，特別的感謝在我設計過程中幫助我的知道老師，他們幫我解決了很多的難題，讓我成功完成說明書的撰寫。 附錄 序號 圖名 圖號 1 棉簽蓋裝配圖 MQGZH-00 2 零件圖 MQGZH-01 3 型芯 MQGZH-02 4 型腔 MQGZH-03 參考文獻 [1] 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