香水盖子及模具设计详解.docx

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香水盖子及模具设计详解

前言

在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。

模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！

模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。

当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80％。

由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！

塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展的程度。

由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。

对于一个机械专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。

此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。

它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。

毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力。

另外，毕业设计必须具备一定的计算机应用的能力，在设计过程中都应结合设计课题利用利用Pro/E软件进行塑件的3D塑件分模，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD进行二维图的绘制。

在这个过程之中，首先是对零件的分析，消化现有的资料，对设计的目的和要求有一个大致的了解；然后是大致测量零件的尺寸着手画出实物的零件图，利用所学知识分析出零件的凸模和凹模；查找手头的资料进行相关数据的计算，根据所得数据画出草图，检查和核对之后绘制零件的装备图；最后分析总结，写出自己的设计思路，设计过程和设计体会。

此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。

通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。

本次毕业设计我主要是完成香水盖子的造型以及其模具设计。

在本设计中，从塑料原材料的选用出发，对成型设备的选择、对成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等几个必要的环节进行了设计。

由于设计水平有限、时间仓促，此设计说明书中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。

前言…………………………………………………………2

摘要…………………………………………………………4

设计题目和任务书………………………………………..5

绪论…………………………………………………………6

一、塑件工艺分析………………………………………..16

二、注射机型号的确定………………………………….19

三、注射模的结构设计………………………………….20

四、模具设计的有关计算……………………………….31

五、注射机有关工艺参数的校核………………………37

六、绘制模具总装配图和非标准零件工作图………..43

七、注射模主要零件加工工艺规程的编制…………..44

八、设计小结……………………………………………..44

谢辞…………………………………………………………45

参考文献……………………………………………………46

摘要

分析了香水盖外壳塑件的结构特点，叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作原理，其原理是：

采用定距螺钉和弹簧进行二次分型,用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用潜伏式浇口进料形式,当开模的时候,用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出,然后利用型芯内抽推板推出塑件,合模时用弹簧先复位,然后进行下一次成型开始。

提高了生产效率。

关键词：

香水盖；注射模；定距螺钉；弹簧；斜导柱；侧抽芯；型芯；球头拉料杆；推板

Abstract

Analyzedthestructurecharacteristicsoftheperfumecoveroutershellplasticspiece，describedthepiece’sstructureandworkprinciplewhichmodelacraftandinjectamold，itsprinciple：

adoptandcertainlybeapartfromboltandspringcoilandcarryontwocentstype，useinclinedleadasideoutsidethepillarandtakeoutheart，typetheheartcrestspareparts，whileenteringandanticipatingadoptionincubatethetypesprinkleintoanticipateaform，whileopeningamold，withtheballheadpullandanticipateapolesprinkleandnotesystemandanticipate，thenmakeuseofandtakeoutandpushplankandreleaseaplasticspieceinsideaheart，usespringcoilandresetfirstwhilematchingamold，thencarryonwillingmodelabeginningnexttime.Raisedtoproduceanefficiency.

Keyword：

perfumecover；injectamold；certainlybeapartfrombolt；springcoil；inclinedtoleadpillar；thesidetakesoutheart；typeheart；theballheadpullstoanticipateapole；pushplank

设计题目和任务书

（一）设计题目：

香水盖子及模具设计

　　　　　要求：

独立完成

（二）课题内容：

1、根据香水盖子的使用性能设计其外壳形状与尺寸；

2、设计香水盖子的注塑模具；

3、编制模具的主要零件的加工工艺；

4、编制数控机床加工主型腔的加工程序；

5、翻译英文资料

（三）设计要求：

a）模具装配图用1#或0#图打印；

b）根据零件的大小不同，零件图用2#、3#、或

4＃图打印；

c）计说明书及英文资料打印装订成册，最后与相

相关资料一起装入档案袋。

（四）参考资料：

d）塑料成型技术及模具设计

e）塑料模具计算机辅助设计

f）塑料模具设计手册

g）模具制造工艺学

绪论

（一）、塑料及塑料工业的发展

塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。

塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。

塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。

塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都1.0～1.4g/㎝3之间，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右，所以有以“塑代钢”的优点。

塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。

因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。

塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段：

1.初创阶段30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。

2.发展阶段30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。

3.飞跃阶段50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。

4.稳定增长阶段70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。

塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。

我国塑料工业发展较晚，40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产仅200t。

50年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，于此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。

塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟于完善，极大地促进了成型模具的开发于制造。

随者工工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。

（二）、塑料成型在工业生产中的重要作用

模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。

塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。

模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。

美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。

近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。

1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。

总之，要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。

（三）、塑料成型技术的发展趋势

一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。

总观世界发展趋势，塑料成型技术的发展可以归纳为以下几个方面：

1、模具的标准化

为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。

注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等有了一些国标。

当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置，精密标准模架，精密导向件系列，标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。

2、加强理论研究

随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。

3、塑料制件的精密化、微型化和超大型化

为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。

精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.01～0.001㎜之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。

微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。

目前，德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。

目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。

4、新技术、新工艺的研制、开发和应用

随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。

十多年来，国内外在塑料行业投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。

例如：

材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。

（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术　

模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。

随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。

计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。

（2）模具扫描及数字化系统

　　高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。

有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。

模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放．有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。

我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。

这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。

我国加入WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。

使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。

国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。

（四）、塑料模具的分类

按塑件成型方本法不同可分为：

1、注射模

注射模又称注塑模。

注射成型主要是通过注射机把粒状塑料或粉状塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于热塑性和热固性塑料。

2、压缩模

压缩模又称压塑模。

它主要是通过把预热过的塑料直接压入模具型腔，由于化学反应或物理反应，使塑料逐渐硬化成型。

3、压铸模

压铸模又称传递模。

4、挤出模

挤出模常称挤出机头。

挤出成型是利用挤出机筒内的螺杆旋转加压的方式，连续地将塑化好的、呈熔融状态的物料从挤出机的机筒中挤出成型。

5、气动成型模

气动成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、压缩空气成型模等。

（五）典型塑料注射模具的结构组成

塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件，近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。

由于塑料注射成型模具的适用性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。

注射模具的结构的合理性，将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命和成本等。

一副典型的注射模具可由以下几部分组成：

1、成型零件

成型零部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。

如成型

零件内表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各种成型杆、镶件等。

2、合模导向机构

合模导向机构是保证动模和定模在合模时准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，并避免模具中其他零件发生碰撞和干涉。

常用的合模导向机构是导柱和导套。

3、浇注系统

浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴等。

4、侧向分型与抽芯机构

当塑件的侧向有凹凸形状的孔或凸台时，在开模推出塑件之前，必须先把成型塑件侧向凹凸形状的型芯从塑件上脱开，塑件方能顺利脱模。

5、推出机构

推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置，又称脱模机构一般情况下，推出机构由推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆、复位杆及导向机构所组成。

常见的推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推荐板推出机构等。

6、加热和冷却系统

加热和冷却系统亦称温度调节系统，它是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求而设置的，其作用是保证塑料熔体的顺利充型和塑件的固化定型。

注射模具中是设置冷却回路还是设置加热装置要根据塑料品种塑件成型工艺来确定，冷却系统一般是在模具上开设水道，加热系统则在模具内部或四周安装加热元件。

7、排气系统

在注射成型成型过程中，为了将型腔中的气体及注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，以避免它们在塑料熔体充型过程中造成气孔或充不满等缺陷，常常需要开设排气系统。

排气系统是在分型面上有目的地开设几条排气槽许多模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。

小型塑料制件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气。

8、支承零部件

用来安装固定或支承成型部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。

支承零部件组装在一起，可以构成注射模具的基本骨架。

（六）、毕业设计应达到的要求

通过这次毕业设计，应达到学校对毕业设计的要求。

同时，通过对话筒塑料注射模的设计，应达到如下目的：

1.更深入了解聚合物的物理性能、流动性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。

2.更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。

3.掌握各种成型设备对各类模具的要求。

4.掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，能设计中等复杂模具。

5.具有分析、解决成型现场技术技术问题的能力，包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。

结合以前学过的各门课程，综合运用各种知识来完善这次毕业设计。

在设计过程中，还应该注意了解塑料模具的新工艺、新技术和新材料的发展动态，阅读外文资料，学习掌握新知识，更好地为本设计和振兴我国的塑料成型加工技术服务。

一、塑件工艺分析

1、塑件材料及其工艺特性分析

模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需溶体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。

根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%：

m1—单个塑件的质量或体积

m2—浇注系统所需塑料质量或体积

m—注射机最大注射量

nm1+m2≤80%m

m1=1.68mLm2=2.92mL

nm1+m2=6.72+2.92＝9.64（mL）

m=22（mL）

22×80%=17.6mL

可见，注射机最大注射量足够

4、模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核

Hmin

Hmin—注射机允许的最小模厚

Hmax—注射机允许的最大模厚

H—闭合高度

Hmin=60mm

5、注射压力的校核

塑料制件成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件的结构形状及尺寸和浇注系统的压力损失等因素决定的。

对黏度大的塑料，壁薄、流程长的塑件，注射压力需大些。

柱塞式注射机压力损失较螺杆式大，注射压力也需大些。

成型所需的注射压力P=60MPA

XS-ZS-22注射机额定注射压力75MPA

PE≥PZ注射机压力足够。

6、锁模力的校核

注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。

如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。

因此，设计模具时必需满足下面关系：

nＡ1+Ａ2<Ａ

Ａ=4×53.38+102.35=315.87㎜2<90cm2

式中Ａ－注射机允许使用的最大成型面积（㎜2）；

Ａ1－单个塑件在模具分型面上的投影面积（㎜2）；

Ａ2－浇注系统在模具分型面上的投影面积（㎜2）

为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：

（nＡ1+Ａ2）P

（4×53.38+102.35）×10-8×20×106=63.17KN

式中　ｐ－塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是

注射压力的80％，PP的注射压力取20Mpa。

所以注射机的锁模力足够。

7、注射机安装模具部分的尺寸校核

设计模具时，注射机安装模具部分应校核的主要项目包括喷嘴尺寸、定位孔尺寸、拉杆间距、最大及最小模厚、模板上安装钉孔的尺寸及位置等。

注射机喷嘴头的球面半径同与其相接触的模具主流道始端的球面半径必须吻合，使前者稍小于后者。

角式注射机喷嘴头多为平面，模具与其相接触处也应作成平面。

主流道进口处的孔径应稍大于喷嘴的孔径。

为了模具在注射机上准确的安装定位，注射机固定模具上设有定位孔，模具定模板上设有凸出的定位圈、定位孔和定位圈之间呈较松动的间隙配合，定位圈高度应稍小于定位孔深度。

各种规格的注射机，可安装模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所设计的模具实际厚度应在最大模具厚度与最小厚度之间。

同时应考虑模具的外形尺寸不能太大，以能顺利地从上面吊入或从侧面移入注射机四根拉杆之间为度。

动模与定模的模脚尺寸应与注射机移动模板和固定模板上的螺钉孔的大小及位置尺寸相适合，以便紧固在相应的模板上。

模具常用的安装固定方法用螺钉直接固定和用螺钉、压板固定两种，螺钉和压板数目通常为每边2—4个，当螺钉直接固定时，模脚上的孔和槽的位置和尺寸应与模板上的螺钉孔完全吻合；而用压板固定时，只要模脚附近有螺钉孔就能固定，因而具有更大的灵活性。

经验证，XS-ZS-22型注射机能够满足使用要求，故可采用。

六、绘制模具总装配图和非标零件工作图

本模具的总装配图如图13所示，非标零件图参见零件图。

图13香水盖注射模总装配图

工作原理：

该模具是生产香水盖外壳产品零件的模具，是采用定距螺钉和弹簧进行二次分型，用斜导柱外侧抽芯，型芯顶出零件，进料时采用潜伏式浇口进料形式，当开模的时候，用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出，然后利用型芯内抽推板推出塑件，合模时用弹簧先复位，然后进行下一次成型开始。

七、注射模主要零件加工工艺规程的编制

在此仅对型腔镶块，型芯镶块的加工工艺进行分析。

机械加工工艺过程卡片参见附录。

八、设计小结

到此为止，香水盖子的模具设计己初步完成。

在设计过程中，由于要查阅大量的相关资料和手册，把自己所学的理论知识用于设计实践中，使自己有了一个独立思考问题、分析问题、解决问题的锻炼机会。

在这次设计中，我不但对注射模进行了深刻的了解，而且对模具的一些加工工艺也进行了分析。

模具的结构比较简单，除了一个侧抽芯外，还有一个内抽芯，但镶块比较少，型芯除了工作部分复杂一点外，内部还算简单。

而复杂的部分是用数控机床生产出来或电极电火花加工出来，然后抛光。

通过这次设计，我深深的认识到自己的不足之处，

那就是实际经验。

当遇到问题的时候，很难独立解决。

尤其是一些工艺的问题，怎么样才能保证其精度，怎么样才能降低成本？

这都是我自己要解决的问题，现在的我所设计的东西都是没有结合工厂的生产工具，自己说了算。

而且太过依赖高科技，什么都要用数控、电火花、线切割，这样虽然能把模具制造出来，但也大大的提高了模具的成本。

所以，我要在以后的工作中不断的积累经验，提高自己的设计水平。

同时，在设计过程中，我也发现了以前所学知识的缺陷部分，通过新一轮的学习，使自己的理论知识进一步得到完善，从而达到了温故而知新的作用。

另外，指导老师和同学的帮助与支持可以说是这次设计完成的其础，在这里表示感谢。

谢　辞

在此次的毕业设计中，黎传老师在设计过程中给予了我正确的指导，在众多方面提供了方便和便利，为论文的合理性、可行性和完善性提供了有利的帮助。

在此表示衷心的感谢。

同时，系领导和老师也在设计过程中时常关心我、督促我，在查阅文件资料方面提供了很大的便利，在此也表示衷心的感谢。

希望以后还有机会能听到老师们的谆谆教悔。

参考文献

1.黄圣杰，王俊祥编著.Pro／ENGINEER2001基础及应用教程.电子工业出版社，2002.4

2.屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.高等教育