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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目:月餅?zāi)W⑺苣>咴O(shè)計(jì)月餅?zāi)W⑺苣>咴O(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)主要研究的是月餅?zāi)W⑺苣TO(shè)計(jì)。首先對(duì)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(jì)、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(duì)型芯、型腔的尺寸計(jì)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(duì)澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(jì)31.2.2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31.2.3塑件的表面質(zhì)量分析42 模具結(jié)構(gòu)方案與計(jì)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(jì)算62.3.1型腔尺寸計(jì)算62.3.2型芯尺寸計(jì)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(jì)103.2主流道設(shè)計(jì)113.3分流道設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(duì)注塑系統(tǒng)成型分析154 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)174.1脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì)174.1.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則174.1.2推桿的設(shè)計(jì)174.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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?yàn)樗芰现破肪哂休p便、實(shí)用、價(jià)格優(yōu)惠、功能繁多等優(yōu)點(diǎn),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(chǎng)前景。因此我選用月餅?zāi)W⑺苣TO(shè)計(jì)作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究項(xiàng)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(duì)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?yàn)楸敬嗡芗樵嘛災(zāi)?,用于食品加工,故需選用食品級(jí)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(jí)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。”所以我們最終選定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(dòng)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?!保?)“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(huì)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(diǎn)以及消除方法:主要缺點(diǎn):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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)本次塑件的結(jié)構(gòu)對(duì)稱,外形對(duì)稱。外殼為簡(jiǎn)單的圓柱形,內(nèi)型為對(duì)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(jì)算2.1型體的數(shù)目及分布對(duì)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(jiǎn)單對(duì)稱,尺寸精度要求不高,市場(chǎng)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(diǎn):分流道的長(zhǎng)度、截面形狀與尺寸、澆口的位置與尺寸都相同,所以可以實(shí)現(xiàn)各型腔同時(shí)進(jìn)料并同時(shí)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(gè)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(jì)算2.3.1型腔尺寸計(jì)算公式如下:L=L(1+k)-(3/4)式中 L 塑件輪廓公稱尺寸 長(zhǎng)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(jí)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(jì)算徑向方向公式如下:L=l(1+k)+(3/4) L= 210mmL= 125mm高度尺寸計(jì)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(jì)算:D1=W1+2T1D2=W2+2T2AB板厚度尺寸計(jì)算:H1=V1+N1H2=V2+N2注: D1:AB板寬度尺寸 D2:AB板長(zhǎng)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(zhǎng)度尺寸 T1min:模架寬向最小壁厚T2min:模架長(zhǎng)向最小壁厚V1:定模板的開框深度尺寸V2:動(dòng)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(yàn)參考值如表2-1:表2-1 經(jīng)驗(yàn)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(jì)算得:A/B板的長(zhǎng)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?shí)現(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(diǎn)澆口形式。最終確定了模架為三板式注塑模。由上文計(jì)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(dòng)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(jì)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(diǎn)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(duì)于本次設(shè)計(jì)的澆口形式,暫選定側(cè)澆口和點(diǎn)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(diǎn)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(shí)充滿型腔,并且不滿足塑件表面光滑的要求。圖3-2Moldflow點(diǎn)澆口分析方案2.點(diǎn)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(diǎn)澆口,當(dāng)澆口位于塑件頂面圓心時(shí),可以達(dá)到溶液快速,同時(shí)充滿型腔的效果;并且可以很好的隱藏澆注點(diǎn)。對(duì)比兩次分析結(jié)果得:本次設(shè)計(jì)選用點(diǎn)澆口的形式,且澆注口位于頂面圓心。3.2主流道設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)如圖3-3:詳細(xì)DWG圖 紙 請(qǐng) 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(jì)3.3.1分流道形式及截面形狀的選定本次設(shè)計(jì)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(gè)澆口位置相同,分流道長(zhǎng)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(dòng)定模上同時(shí)開設(shè)槽,U形、矩形等只需要在動(dòng)?;蚨R幻嫔祥_設(shè)槽。從塑料的流動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)度流道截面積大小因塑件的大小、材料流動(dòng)性、產(chǎn)品的壁厚、流道長(zhǎng)度等因素決定的。對(duì)于流動(dòng)性很好的材料如:PE、PA等,流道截面直徑取2mm左右,對(duì)于流動(dòng)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(dòng)性中等,故分流道截面直徑取8mm。分流道長(zhǎng)度由注塑??傮w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(zhǎng)度應(yīng)取最小值。本次塑件選用點(diǎn)澆口的形式,澆口位于塑件頂端圓心,故:流道長(zhǎng)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?yàn)楸敬巫⑺苣槿迥?,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(diǎn)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(duì)注塑系統(tǒng)成型分析圖3-8填充時(shí)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(jì)4.1脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)要求:(1) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠。(2) 推出時(shí)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(shí)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(dòng)模、動(dòng)定模同時(shí)推出三種推出方式。由于動(dòng)模推出,模具結(jié)構(gòu)相對(duì)定模推出簡(jiǎn)單,所以本次模具選用動(dòng)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(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,使用推板式推出可以簡(jiǎn)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(jì)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(tái),而圓形頂針又為最簡(jiǎn)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(jì)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(zhǎng)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(shí)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(duì)稱,故推出位置在塑件的下方,6個(gè)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(jì)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(dòng)、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(jì)讓我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐這門課的知識(shí)點(diǎn)有了系統(tǒng)的回顧和進(jìn)一步的了解,也讓我對(duì)UG和CAD這兩個(gè)軟件的操作變得更加熟練。同時(shí)這個(gè)反復(fù)計(jì)算,查閱資料,不
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