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1、课 程 设 计题 目 饮料瓶托 成型（形）方案拟定及模具设计与制造系 机 电 工 程 系 专 业 模 具 设 计 与 制 造 学生姓名 班级 模具092 学 号 指导教师 职称 教授 完成日期 年 月 日课 程 设 计 评 阅 书学生姓名 班 级 模具092 题 目 饮料瓶托 成型（形）方案拟定及模具设计与制造指导教师 职称 教授 1、指导教师评语： 签名： 年 月 日课 程 设 计 明 细 表计：封 面 张说 明 书 页 表 格 张 插 图 幅附 设 计 图 张完成日期 年 月 目 录一、塑件成型的工艺分析3 1)、塑件的原材料分析3 2)、塑件的结构、尺寸精度、表面质量分析二、注射成型机的
2、选择三、注射模的结构设计1）、分型面的选择 2）、确定型腔的排列方式四、浇注系统设计 1）、主流道设计 2）、分流道的设计 3）、浇口套的设计4）、冷料穴的设计五、成型零件的设计设 计 任 务 书按照图1的要求，进行饮料瓶托塑件造型及注射模具行腔 型芯零件设计。材料：ABS，收缩率0.5% 精度：MT7 表面粗糙度Ra1.6一、 塑件成型工艺分析1) 塑件的原材料分析(1) 使用性能该产品用的ABS料,属于热塑性塑料.它是聚苯乙烯的改性产品,是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体组成的共聚物, 其化学结构式为： ( CH2 CH )x ( C2H3 C2H3 )y ( CH2 CH )z n CN
3、 它综合了三种成分的特性,具有良好的综合性能.其中丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性, 丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使ABS具有优良的成型加工性和着色性能.加上ABS原料易得,价格低廉,因此ABS是目前产量最大、应用最广的工程塑料.ABS是不透明非结晶型聚合物,无毒、无味,密度为1.021.05g/cm,供给原料为微黄色或白色不透明粒料,可燃烧,但燃烧缓慢且伴有特殊味道.ABS具有突出的力学性能,坚固、坚韧、坚硬; 具有一定的化学稳定性和良好的介电性能; 具有较好的尺寸稳定性,易于成型和机械加工;成型表面有较好的光泽,经过调色可配成任何颜色,表面可镀铬.其缺点是耐热性不高,连
4、续工作温度为70左右,热变形温度约为93左右,但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙都高;耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆.(2) 成型性能 可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工. 易吸水,成型加工前应进行干燥处理,表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥. 流动性中等,溢边值为0.04左右. 壁厚、熔料温度对收缩率极小,塑件尺寸精度高. 比热容低,塑化效率高,凝固也快,故成型周期短. 表观黏度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用点浇口形式. 顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹,脱模斜度宜取2以上. 易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少浇
5、注系统对料流的阻力. 宜采用高料温、高模温和高注射压力成型.在要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060;而在强调塑件光泽和耐热进,模具温度应控制在6080.2) 塑件的结构、尺寸精度、表面质量分析1. 结构分析从零件图上分析，该塑件总体形状为长方形盖体，形状对称，壁厚均匀。圆角过渡，没有尖角，可避免因尖角引起的应力集中，提高 塑件的强度，减少转折处对塑料流动的阻力，改善熔体在型腔中的流动状况，有利于充满型腔，便于脱模。2. 尺寸精度分析零件尺寸按MT7选取外形尺寸： 内形尺寸： 从塑件壁厚来看，壁厚均为5mm，有利于零件的成型。3. 表面质量分析该零件表面质量没特殊要求，精度要求不高，故比较
6、容易实现。4. 生产批量该零件生产批量大，可采用一模两件，提高塑件的生产效率，降低成本。由上分析可见，该零件的尺寸精度不高，对应的模具零件的尺加工容易保证。注射时，在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。二、 注射成型机的选择1) 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了援用注射机及确定型腔数量。经计算，塑件的体积V=49045ABS密度为1.02-1.16，选1.04塑件的质量WW=V=49.051.04=51.012g该模具几何形状简单，尺寸精度和表面质量都不很高，且ABS这种材料中压力对流动性的影响较敏感，宜采用高压成型。所以考虑采用一模两腔，型腔平均分布在型腔板两侧，
7、保证模具的平衡。初步选用注射机为一、 塑件的注射工艺参数的确定根据设计手册并参考ABS的特性和成型特点，查阅资料，可确定ABS工艺参数。三、 注射模的结构设计1) 分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素,它受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响,因此在选择分型面时应遵循以几项基本原则:(1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处.(2) 为了便于脱模,分型面的选择应尽可能使塑件留在动模一侧.(3) 应保证塑件的精度要求.(4) 应满足塑件的外观质量要求.(5) 应便于模具的加工制造.(6) 应有利于排气.该塑件
8、，表面没有特殊要求，形状对称垂直于轴线的截面形状比较简单和规整，可采用水平分型的方法，可降低降低模具的复杂程度，减少模具的加工难度，便于成型后脱模，所以采用如图1（B）所示的分型方式较为合理。图12) 确定型腔的排列方式型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货时间、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定综上最终采用一模两腔，型腔的排列方式如图2：图2四、 浇注系统设计浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。考虑到塑件的外观要求较高，外表面不允许有成型斑点和熔接痕，以及一模两腔的布置、ABS对剪切速率较为敏感等因素，浇口采用方便
9、加工整理、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面的两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。1） 主流道设计主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须是熔体的温度降低和压力损失最小。主流道通常设计在模具的浇口套中，为了能让主流道凝料能顺利地从浇口套中拔出，主流道应设计成圆锥形，其锥角为26，小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm。查阅资料可得型注射机与喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径S=12mm喷嘴直径=4mm定位圈直径为120mm根据模具主流道与喷嘴的关系得到：SR= S+（12） =12+（12）=14
10、mm主流道进口端孔直径：d=+0.5=4+0.5=4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，斜度取4，同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆讣度过渡，主流道衬套用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套，为了能与注射机的定位圈相配合，采用外加定位环方式，这样不仅减少了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。2） 分流道的设计在设计对于多型腔或多浇口单型腔的浇注系统时，应设置分流道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均匀分配到各个型腔。设计分流道时应尽量减少流动过程中的热量损失和压力的损失。分流道开设在动、定模
11、的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积（流道表面积之比）小，在温度较高的塑料熔体和稳定较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量的损失。该塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。为便于加工，采用最常用的U形的截面分流道。这种分流道的流动效率为0.186D，流动阻力小，脱模效果好，加工性好。查阅资料，取分流道截面半径R=3mm，深度h=3.75mm，分流道截面形状及尺寸如下图所示：3） 浇口套的设计浇口的作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。注射模具的浇口形式较多，应根据塑料的成型特点、制件的几何形状、尺寸、生产批量、成型条件、注
12、射机结构等因素综合考虑并合理选用。根据对该塑件结构的分析，并结合已确定的分型面的位置，选择如下图的侧浇口进料方式。从制品的外侧边缘进料，它能方便调整充模的时的剪切速率和浇口封闭时间，适用于一模多件，能大大提高生产率，去除浇口凝料方便，单压力损失大，保压补缩作用比直接用浇口小。4） 冷料穴的设计采用带Z形拉杆的冷料穴，如图所示，将其设置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，有兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧，稍做侧向移动便可取出凝料的作用。五、 成型零件的设计1) 型腔设计采用整体式型腔，它是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。由于该塑件尺寸较小，且形状简单
13、，型腔加工容易实现。2) 型芯设计整体镶嵌式型芯可节省贵重模具钢，有较高的强度和刚度，便于机加工热处理，修理更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气，考虑到型芯加工制造方便和降低模具成本，故采用整体镶嵌式型芯。3) 推出机构设计根据塑件形状特点，其推出机构可采用推件板或推杆推出。其中推件板推出机构可靠，顶力均匀，不影响塑件外观质量，但制造困难，成本高；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹，但不影响塑件外观，所以采用推杆推出机构。4) 导向定位机构设计该塑件精度要求不高，形状对称，无明显单边注射侧向力，可擦用最常见的导柱导向定位机构。在动模板、定模板间使用四根导柱
14、，导柱长度要确保推杆推出塑件后不脱落。5) 冷却系统的设计该塑件采用大批量生产，应尽量缩短成型周期，提高生产率，且ABS成型时充分均匀冷却。采用冷却水冷却，型腔冷却水道采用环绕型腔布置的两层式冷却回路，水道开设时应注意避开定模上的型芯。型芯采用管道冷却。六、 主要零部件的设计计算1) 成型零件的成型尺寸该塑件的成型零件尺寸按平均值法计算，查表得ABS的收缩率为0.4%0.7%，故平均收缩率S=（0.4+0.7）%/2=0.0055，根据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=/3，成型零件尺寸计算见表成型零件尺寸计算mm类别塑件尺寸计算尺寸工作尺寸型芯型腔2) 模具型腔壁厚的确定采用经验数值法，根据
15、8035mm查阅资料，得该型腔的推荐壁厚为25mm3) 模具型腔模板总体尺寸的确定该模具型腔为35mm，根据确定的型腔壁厚尺寸25mm，综合以上数据，查阅资料，确定型腔模板的总体尺寸为260mm270mm70mm4) 标准模架的确定综合考虑本塑件采用一模两腔平衡布局，侧浇口一次分型结构型腔的壁厚要求，塑件尺寸大小，冷却水道的布置等因素，估算型腔模板的概略尺寸，查表选取标准模板的尺寸为280mm300mm70mm，选用A2型模架。七、 注射机有关参数的校核1) 模具闭合高度的确定组合模具闭合高度的模板及其他零件尺寸有：定模座板=30mm型腔板=35mm型芯固定板=30mm支撑板=30mm垫铁=6
16、0mm动模座板=30mm则该模具闭合高度为H=+=200mm2) 模具闭合高度的校核由于SZY-300型注射机所允许的模具最小厚度=135mm，最大模具厚度=355mm，而计算得模具闭合高度H=200mm，因此模具闭合高度满足H+a+(510)=35+20+15+10=80mm式中 为塑件所用的脱模距离，mm为塑件高度，mma为取出浇注系统凝料所需长度，mm5) 注射量的校核在一个注射成型周期内，注塑模具内所需的塑料熔体容量与模具浇注系统的容积和型腔容积有关。用下式计算=n+式中 n为型腔数量 为单个塑件的质量或体积，g或 为浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积，g或已知n=2，=25.35，15，则65.70SZY-300型注射机的额定注射量为=320，为使注射成型过程稳定可靠，应有=（0.10.8）=32-256因此，该注射机的注射量满足模具要求。
