食品加工机容器盖注塑模具设计
食品加工机容器盖注塑模具设计,食品,食物,加工,容器,注塑,模具设计
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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 毕 业 论 文（设 计）
题目： 食品加工机容器盖注塑模具设计
学 院：
姓 名：
学 号：
专 业：
年 级：
指导教师
二0一四年五月
摘要
模具作用主要为注塑、吹塑、挤出、锻压成型、冶炼、冲压、拉伸方法得到所需产品的各种模子和工具。
根据产品的分类在不同的模具可以分为冲压模具,塑料模具,分为压力注入模具,铸造模具和吹模具),橡胶模、铸造模具、玻璃模具等等。其中,注塑模具和冲压模具技术成熟,广泛使用,因此占据更大的比例。我的设计任务或食品加工机容器盖注塑模具设计,各部分模型覆盖榨汁机。这个设计通过食品加工机容器盖过程的正确分析,设计了一副一个模块和一个空腔注塑模具。和详细的描述了成型零件,包括核心和腔的设计、工艺参数的重要部分的计算和选择、冷却系统、浇注系统和其它结构的设计过程。模板的设计,利用PRO / E模具基地专家这里EMX7.0完成,从标准模架的选择的输出产品,全部采用三维设计。我在一个食品加工机容器盖模具设计过程中,从建模到模具零件设计,模具的设计核心,直到最后的模具型腔运动仿真过程所有充分发挥职业/工程师设计软件模块和插件的优点,这一过程几乎是没有图纸设计。
模具的设计特点是:滑块安装在动模上,斜导柱安装在一个固定的模式,因此,确保顺利完成侧向抽芯。
关键词：食品加工机容器盖；注塑模具；PRO/E；EMX7.0
I
Abstract
Mold role mainly for injection molding, blow molding, extrusion, forging and pressing molding, smelting, punching, stretching method to get the required products of various molds and tools.
According to the classification of the products made in different mould can be divided into stamping mould, plastic mould, is divided into pressure of injection mould, casting mold and blow mold), rubber mold, casting moulds and glass mold and so on. Among them, the injection mold and stamping die technology mature, widely used, therefore occupy a larger proportion. The my design task or food processor container cap injection mold is designed, its parts model is covered juicer. This design through the correct analysis of food processor container cover process, designed a pair of one module and one cavity injection mould. And detailed describes the molding parts, including the design of the core and cavity, the calculation of important parts of the process parameters and the selection, cooling system, the design process of the gating system and other structures. To the design of the formwork, using PRO/E mold base expert here EMX7.0 to complete, from the choice of standard mould base to the output of the product, all adopt the 3 d design. I was in a food processor container cover mold design process, from modeling to mould parts design, the design of the mould core, until the last of the mold cavity motion simulation process all give full play to the PRO/ENGINEER design software modules and the advantage of the plug-in, the process is almost do it without drawing design.
The design of the mold is characterized by: sliding block installed on the moving mould, inclined guide pillar installed in a fixed mode, so that to ensure the smooth completion lateral core pulling.
Keywords: food processor container cover ;injection mold;PRO/E ;EMX7.0
II
目 录
1 绪 论..............................................................................................................1
1.1 塑料成形模具在加工工业中的地位.........................................................1
2 塑料件工艺性分析..........................................................................................3
2.1 塑件结构特征..........................................................................................3
2.2 PS塑料的材料特性.................................................................................3
2.3 塑件注塑成型工艺分析...........................................................................4
3 设计方案及参数的确定..................................................................................6
3.1 注射机的确定.........................................................................................6
3.2 相关参数校核.........................................................................................6
3.2.1 对注射机主要工艺参数的校核.........................................................6
3.2.2 对注塑机有关安装尺寸的校核.........................................................7
3.2.3 开模行程和顶出距离校核................................................................7
3.3 浇注系统设计.........................................................................................8
3.3.1 主流道设计......................................................................................8
3.3.2 分流道设计......................................................................................8
3.3.3 冷料穴设计......................................................................................9
3.3.4 浇口设计..........................................................................................9
3.4 分型面位置的确定.................................................................................10
3.5 排气系统设计........................................................................................10
3.6 温度调节系统设计.................................................................................11
4 模具设计的有关计算....................................................................................12
4.1 脱模阻力计算........................................................................................12
4.2 型腔尺寸计算........................................................................................12
4.3 型芯尺寸计算........................................................................................13
5 模具结构设计...............................................................................................14
5.1 模具成型工作零件的结构设计...............................................................14
5.11 凹模的结构设计...............................................................................14
5.12 凸模的结构设计...............................................................................14
5.2 侧向抽芯机构设计.................................................................................15
5.3 推出机构设计........................................................................................15
5.4 合模导向机构........................................................................................16
6 模具总装图、模具的动作过程图和模具爆炸图...............................................17
参考文献..........................................................................................................19
致谢.................................................................................................................20
1 绪论
1.1 塑料成形模具在加工工业中的地位
模具工业是国民经济发展的一个重要基础,模具是工业生产和制造设备的关键过程。塑料模具是用来成型塑料模具零件,这是一个类型的阴模。日本工业认为“模具工业是美国工业的基础”,美国表示“模具是促进社会繁荣的动力”。的强度水平的模具设计、制造实力优势或劣势,加工设备,模具质量是好还是坏,直接影响着许多新产品的开发和旧产品的升级,影响产品质量和增加经济效益。塑料工业的快速发展,传统的手工设计的注塑模具已经无法适应当前的形势。CAD技术在国外,80年代是一个大量的塑料机械行业的应用。
目前国外模具CAD / CAM / CAE技术已达到一个非常高的水平。模塑仿真分析已发展非常完善,实现了注射成型过程的模拟,精确的计算和应用程序的设计原则,设计工程师在产品设计阶段,“制造”“生产”在电脑上塑料制品、灵活和能够改变和适应市场需求的变化。
2 塑料件的工艺性分析
2.1 塑件的结构特征
此次设计的塑件为食品加工机容器盖，其实体如图1-1，主要参数如图1-2
图2-1 塑件实体图
图2-2 塑件主要尺寸
2.2 PS塑料材料特性
选择的材料聚苯乙烯(PS)。PS塑料有一定的机械强度、绝缘性能好,抗辐射技术,成型好,但脆性较大,更透明的仪器没有击中,仪器外壳,封面的身体,和生活用品,等。PS塑料材料性能的性质:PS塑料是无色、透明,光泽的粒状材料,它的结构是线性的热塑性聚合物,它的密度是1.054克/立方厘米。PS塑料成型特点:
(1)脆性裂纹,热膨胀系数较大,容易产生内应力。
（2）不给干之前最少的吸水性,形成。
(3)流动性很好,但应注意模具间隙,防止过度的物质。
(4)柱塞或螺杆注射机成型。但为了防止溢出的材料,推荐的自锁式喷嘴。
表2-1 注射的工艺参数
注射机的类型
喷嘴的形式
喷嘴的温度
料筒的温度
柱塞式
自锁式
160～170
前段
中段
后段
170～190
170～190
140～160
模具的温度/℃
注射的压力/MPa
保压力/MPa
注射的时间/S
20～60
60～100
300～40
0～3
保压的时间/S
冷却的时间/S
成型的周期/S
成型的温度/℃
15～40
15～30
40～90
170～280
注射的压力MPa
流动距离比
成型时放出的
热量/J/Kg
喷嘴孔的直径/mm
88.2
300～260
2.7×105
φ4
食品加工机器盖设计塑料容器,其形状更为复杂,和外部结构内凹,所以应采用侧抽芯结构。漂亮的产品外表面要求,所以表面的表面粗糙度有一定的需求,导致模具加工精度较高。为了确保零件的机械性能和容易成型,塑胶件的个人特征联合应该圆弧过渡。
2.3 塑件注塑成型的工艺分析
（1） 塑件的质量属性
（2） 容器盖零件材料是PS,密度1.054克/立方厘米。在Pro / E rongqigai开放。PRT。在选定的菜单项分析-模型-质量属性,弹出属性对话框质量。标签,单击“定义”“密度”文本框中输入1.054,然后单击按钮,完整的质量属性模型的计算,部件的体积是154.62立方厘米,质量是162.97克。厚度的分析
塑料零件壁厚对塑料零件的质量有很大的影响,因此在设计时应充分考虑其壁厚。壁厚太小,流动阻力大,形状复杂的产品很难完整的模具。在壁厚的设计,最小尺寸的塑料零件壁厚应符合下列要求:脱模,脱模机制来抵御冲击和振动,有足够的强度和刚度;装配承受紧固力。有关规定的塑料部分,热塑性塑料的最小厚度值,最小壁厚的公式是:
――塑件最小壁厚（mm）
――预计塑件壁高（mm）
根据上述公式，容器盖的最小壁厚应为：
本制件的壁厚为S=2.9>Smin，满足最小厚度条件。
3 设计方案以及参数的确定
3.1 注射机型号的确定
塑件的体积计算
通过对塑件的质量属性的分析，得到其体积约为154.62，考虑到浇注系统凝料的体积，用修正公式估算为：
（1-2）
根据所需塑料的总体积通过查表可初步选定型号为XS—ZY—250的注塑机。
其主要技术参数如下：
表2-1 S—ZY—250注射机的主要技术参数
螺杆的直径(mm)
注射的容量(mm)
注射的压力(MPa)
锁模力(kN)
最大成型面积(cm)
55
400
109
2540
645
注射的时间(s)
模具的高度(mm)
模板最大行程(mm)
定位孔径(mm)
喷嘴的球径(mm)
2
最大500
最小165
260
φ125
SR18
孔φ4
3.2 相关参数的校核
3.2.1 对注射机主要工艺参数的校核
（1）最大注射量的校核
注射机的额定注射量为400cm³
塑件的体积为 201.006cm³
浇注凝料的体积为 V =45cm³
注射机一次的实际注射量＝201.006 + 45 = 245.006cm³ < 400 80% =320cm³
所以，最大注塑量满足要求。
（2）注射压力的校核
PS塑料成型时所需要的注射压力为15～20MPa，小于SX-ZY-250注射机的额定注射压力109MPa
因此，注射机的注射压力满足要求。
（3）锁模力的校核
每一台注射机，都具有一个额定的锁模力，所设计的模具在注射充模时，分型面张开的力不能超过额定锁模力，可用如下公式表示：
此式中:
F—锁模力 ，kN；
—塑料熔体对型腔成形的压力，从常用塑料注射成型时选用的注射压力表查得PS塑料的
A—塑件和浇注系统在分型面上最大的投影面积，cm；
因此小于最大锁模力2540kN
因此，选取注射机锁模力满足要求。
3.2.2 对注塑机有关安装尺寸的校核
1) 安装模具高度
每台注塑机都有一个允许安装的模具高度范围，所设计模具高度应该在这一允许范围内：
H min≤≤H max 式中: —模具的高度；
H max 、H min —分别为注塑机允许安装的最大和最小模具的高度。在本设计中，
=460， H max=500，H min=165，由此可以得到安装高度符合要求。
2) 定位圈的尺寸
位置环直径应定位孔直径和注塑成型机是间隙配合,位置环的高度应小于定位孔深度、注射机定位孔位置环的基本尺寸φ120mm,H=20mm,有5mm到固定板固定模式。
3)喷嘴的大小
注塑模具的浇口衬瓦坑之间的球体半径应大于注入喷嘴球头半径R=15mm，取R=16mm香港主流方式小孔直径D应大于注塑机喷嘴直径D应大于注塑机喷嘴直径d=3mm,通常取D=d+1=4mm
4)模具的形状大小
模具宽度大小应在注塑机模板的范围大小,同时,模具的形状大小应该小于注塑机拉杆间距,确保模具至少可以从一个方向通过杆安装在注塑机之间的空间,注塑机设计选择365 x 365钢筋间距,和模具形状大小是550 x 650,必须满足安装尺寸。
3.2.3 开模行程和顶出距离校核
每个注塑机有一定的模具,塑料脱模距离必须小于注射机的最大开模距离。两板模,应检查模具旅行如下：
S≥H1+H2+5～10（mm） （1-12）
式中 S—注塑机的开模行程；
H1、H2 分别是顶出距离和塑件高度 。
但是塑件要求有侧向抽心，因此开模行程要按下式进行计算：
S≥Hc +5～10（mm） （1-13）
式中 Hc-完成侧向抽心所需要的开模行程，当Hc ＞H1+H2时按S≥Hc +5～10（mm）计算，
当Hc ＜H1+H2时按S≥H1+H2+5～10（mm）计算。Hc=2/sin15°=7.7mm,因此用下式计算。
式子左边=260mm；
式子右边=95+139=234mm
根据上面两式可知开模行程满足。
综上，XS—ZY—250的注塑机满足要求。
3.3 浇注系统设计
由于成型部分必须使用滑块侧结构,结构形状复杂的零件,为了提高生产率,与一个模块和一个腔更合适。
3.3.1 主流道的设计
（1）锥度：一般在2°～8°内选取，更常用采用4°～ 8°。在模具的主要原因与锥形的主流方法是可以更容易打开主流方式设置材料固定模具,所以在这个设计取5°。
（2）径向尺寸：主流的小的径向尺寸(与喷嘴连接的一端)应大于喷嘴孔径0.5～1.0 ， 这样，当主流道与喷嘴的同轴度有偏差时，可以防止主流道凝料不容易从定模一侧拉下来，因此在此设计中取3mm。
（3）凹球面半径R1应该大于球直径喷嘴R 1 ~ 2mm,这样的过程中注入喷嘴和模具密切接触,避免产生间隙之间的两个球形融入在这个差距,阻碍主流的冷凝方式顺利拉从模具上,所以在这个设计取16mm。结构设计如下：
图3-1 浇口套
3.3.2 分流道设计
(1)长度:并联方式的长度取决于模具型腔的总体布局方案和门口的位置。从输送融化使得更少的压力和热量损失的要求,应该尽量缩短。
(2)部分大小:分流河道截面积应该能够确保腔充满的塑性收缩添加融化后腔,冷却凝固。所以,分流河道横截面直径或壁厚应大于厚度的塑料碎片。根据需求的相关信息的PS塑料推荐分流河道部分直径
4.8~9.5mm，此设计中取第一分流道的直径为8 mm，第二分流道的直径为6mm。（3）断面形状:实际的形状设计的并联方式所采用的截面形状是圆的,半圆形,矩形,梯形和U形,等等。只因为,半圆并联方式加工模板,可以节省加工成本,和热损失不太大,所以本设计采用半圆分流河道。结构设计如下：
图3-2分流道截面
3.3.3 冷料穴设计
渣孔的影响,在浇注系统流动前锋冷材料,为了防止冷材料进入空腔,影响塑料成形零件的质量;在寒冷的点集拉材料,模具,将主流的方式设置材料从一组模具浇口设置,最后发起机构将塑件和浇注系统设置的外模。在这个设计我使用Z字形拉杆。结构设计如下：
图 3-3 主流道冷料穴和拉杆的形式
3.3.4 浇口设计
熔融体融化成空腔的路径。它的位置、大小和形状直接影响塑料零件的质量。如果设计不当,容易导致填充效果不好,产生一定的焊疤,泡沫,翘曲变形、不均匀密度和内部压力太大,甚至导致腔不能填满。因为塑料部件的不对称结构,有三个滑块结构,在这里为了更好的成型产品,本设计采用潜伏式门。机构设计如下：
图3-4潜伏浇口的形式
3.4 分型面位置的确定
选择分型面位置时,应考虑以下因素:
(1)一般不选择分型面在装饰表面,消失在角落
(2)应保持在动态模型和塑料,所以有利于释放;
(3)部分的同心度要求较高的同侧分型面,这样我们可以保持印象集中性;
(4)轴向机构需要考虑轴向距离;
(5)使用时作为主要分型面排气,分型面应在物质流的结束。
综合以上因素,设计将分型面选择最大投影面，如下图:
图3-5 分型面
3.5 排气系统设计
塑料熔体在模具,浇注系统,必须摆脱空气腔内死去,或塑料部件将形成泡沫,产生焊接、成型缺陷等表面轮廓不清楚,所以你必须考虑模具设计模具的排气问题。排气方式用于这个设计分型面,使用动态配合间隙排气的固定模板,和模具的推杆,更核心的是,或多个排气通道的形成,因此可以利用推杆和模板和核心间的缝隙,把废气之间的差距。
3.6 温度调节系统设计
由于本工艺模具的温度为20℃～60℃小于90℃，因此设计中不需要设置加热装置，只需设计冷却装置。
冷却通道的设计原则:
（1）冷却水应尽可能断面尺寸要大。
（2）模具表面的冷却水路距离应该是合适的。当塑料零件壁厚均匀,冷却水道腔表面的距离最好是相同的;但是,当非均匀壁厚,厚度冷却通道应该到腔表面的距离,间距也可以适当。一般通道表面的腔洞距离12到15毫米。
3)门应加强冷却。
4)冷却通道布局应该避开塑料零件容易产生焊疤。
基于上述原理,设计采用直流冷却系统结构。
4 模具设计的有关计算
4.1 脱模阻力计算
本设计的塑件是从型芯上脱下，塑件冷却收缩时产生的对型芯包紧所造成的脱模阻力为：
其中 E-塑料的弹性模量；
ε-塑料的收缩率；
t-塑件的壁厚；
l-型芯长；
μ-塑料泊松比；
f-摩擦因数；
α-型芯锥角。
A-垂直于抽芯方向型芯的投影面积
代入数据可得
4.2 型腔尺寸计算
PS塑件的精度一般情况下为5级，模具最大磨损量应该取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；选取x=0.75， PS塑料的收缩率在0.3～0.8%，取0.5% 。
型腔的径向尺寸的计算公式：
式中：L ：型腔径向尺寸
: 塑料平均收缩率
： 塑件基本尺寸
: 系数， 选取为 0.75
: 塑件的成形公差 取为
: 塑件公差
根据上面的公式可计算出型腔的各径向尺寸：
型腔深度的尺寸计算公式： 取值为0.5
4.3 型芯尺寸计算
型芯径向尺寸的计算公式：
根据此计算型芯各径向尺寸：
型芯高度尺寸的计算公式： 取值为0.5
5 模具结构设计
5.1 模具成型工作零件的结构设计
直接接触塑料成型零件和塑料零件形状的零件。形成塑料零件成型零件的形状称为死(或腔),内部的构成部分的形状形成部分称为凸模(或核心)。
因为凹凸模块直接接触高温高压塑料和塑料零件脱模时反复摩擦,因此需要凹凸模块有足够的强度、硬度、耐蚀性和较低的表面粗糙度。凹凸模具所有积分,优点是处理成本低,但常用的模组模板材料,如常见的中碳钢,用作凹凸模具,使用寿命短,如果选好材料的模板整体凹凸模具,制造成本会更高。
在所有因素、凹、凸模全部采用嵌入式作为一个整体。为了确保模具的使用寿命,和不要浪费昂贵的材料,损害,也方便维修和替换。
5.11模具设计的结构
死,也被称为腔成型塑料表面外的主要部分,根据不同可分为整体结构和模块化的两种形式。
本设计采用嵌入式设计方法作为一个整体。其零件图如图：
图5-1凹模
5.12 凸模设计
凸模也称型芯，是成型塑件的内表面的主要零件，按照结构不同可分为整体式和组合式两种形式。此设计中采用整体嵌入式设计方法。其零件图如图：
图5-2凸模
5.2 侧向抽芯机构设计
在这个设计,外部的塑料部件在一个方向垂直于开模的方向有一个凹槽,塑料零件不能直接由推杆脱模,强劲的发射机构,如在这一点上,模具成型零件必须在这里可以横向运动的核心事件,因此介绍了塑料脱模之前,首先拿出一面成型零件,然后从模具塑料部件。所有的因素在设计采用斜导柱侧抽芯机构。其零件图如下：
图5-3滑块
5.3 推出机构设计
塑料注射成型后的零件和模具浇注系统的顺利引发机制称为推出机构。
在所有的注塑模具机构,最常用和最简单的引入机制与推杆推出,推管推出机制,推动董事会,等等。发射机制设计原则如下:
1.以确保零件可以启动过程中不会发生变形和损伤。
2.尽可能在一侧的模具设计。
3.可靠的结构要求。
4.确保良好的塑料零件表面。
根据上述原则,设计采用推杆推出机构。其特点是:将启动机制制造和更换方便;发起的运动阻力小,提出灵活、可靠;损伤后推杆来取代。
图5-4 推杆的固定形式
5.4 合模导向机构
在注射模工作的时候，为了保证动模、定模成型零件的正确定位，并且确保塑件形状和尺寸精度，必须设置合模导向机构，如图5-5所示
图5-5导柱导向机构
其作用有如下：
定位功能,在模具装配的过程和过程中,避免混乱,模具,确保零件的形状和尺寸精度。指导作用,指导当夹紧部分接触第一次,指导和封闭模或上、下模准确,避免核心第一腔导致成型零件的损坏。侧的压力下。
6 模具总装图和模具的动作过程图
模具总装图，如图6-1所示
图6-1模具总装图
模具动作过程，如图6-2所示
图6-2模具动作过程
模具爆炸图，如图6-3
图6-3爆炸图
参考文献
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致谢
回想四年前的我们，对于农大的一切都充满了好奇，而当我们习惯了这里的生活时，却不得不说再见。农大以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学，以其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成长。随着毕业论文完成的步伐，大学的生活也进入了倒计时。在我完成毕业论文的过程中，从最初的分析，到资料收集，到画图、修改，到论文定稿，我的指导老师蔡金平老师给予了我耐心的的指导和无私的帮助。他是一个认真负责的老师，在我第一次去找他时，他细心地指导我，纠正我的思路。正是有了老师耐心的指导，我的毕业论文才得以顺利完成，所以要特别感谢蔡金平老师。
其次要感谢我的同学李蒙蒙和李靖，在我遇到困难和疑惑时，他们热心的帮助，给予我极大地支持，使我克服一个个困难。当然还要感谢320的室友们，陪我一起学习、玩耍，在大学四年的时光里陪伴我度过开心与难过，让我生活充满了温暖。
最后我要感谢父母的养育之恩，是你们含辛茹苦的养育我，给了我一个充满关爱和温暖的家。正是因为你们无私的付出，才使我成为了一个有知识有文化对国家有用的人。
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