F型果杯轮轴塑料模设计.docx

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F型果杯轮轴塑料模设计

摘要

中国是世界上最大的水果和蔬菜生产大国，但只有在产后商品化的多家上市约10％的总产，远远低于发达国家70%以上的水平，由此导致经济效益低下，造成于此的根本原因是采后处理装备落后，尤其是缺乏高端分选设备，而高端设备技术长期被国外发达国家所掌控，国内用户由于价格问题难以大规模采购和使用。

为此，研制具有自主知识产权、性价比合理、维护便捷的果蔬分选设备，不仅是产业发展的迫切需要，同时对于打破国外技术垄断，具有重要的战略意义。

毕业设计是水果和蔬菜进行分析整理机水果杯形砂轮，设计一个水果杯轮一对四腔模具的塑料模具和使用EMX（模具专家系统的扩展）的PRO/E的设计完成模具塑胶模具进行了分析。

成型部分，包括选择和计算过程参数型腔，型芯，如设计，设计过程浇注系统的重要组成部分，冷却系统和其他结构，模具的选择原则的详细描述。

关键词：

注塑模具；PRO/E；EMX

Abstract

Chinaistheworld'slargestfruitandvegetableproductioncountry,butaftercommercializedtreatmentaftermininglistedthenumberofaccountsforonlyabout10%ofthetotaloutput,farlessthandevelopedcountriesmorethan70%ofalllevels,theresultingeconomicbenefitislow,therootcauseofthisispost-processingequipmentbackward,especiallylackofhigh-endseparationequipment,andhigh-endequipmenttechnologymasteredbytheforeigndevelopedcountriesforalongtime,domesticusersduetopriceproblemsdifficulttomasspurchaseanduse.Tothisend,developedwithindependentintellectualpropertyrights,reasonableprice,convenientfruitsortingequipmentmaintenance,notonlyistheurgentneedofindustrialdevelopment,atthesametimetobreakthemonopolyofforeigntechnology,hasimportantstrategicsignificance.Thisgraduationdesignistothefruitandvegetablefruitcupwheelisanalyzedintheseparator,designedapairofonemoduleandfourcavitiesfruitcupwheelplasticmold,andbyusingPRO/EEMX（extension）mouldexpertsystemonthedesignofplasticmouldcavityanalysis.Detaileddescribesthemoldingpartsincludingthecavityandcoredesign,importantpartsofthechoiceofprocessparametersandcalculation,thedesignofgatingsystem,coolingsystemandotherstructuresprocess,theselectionofthediesetprinciples.

Keywords：

injeetionmould；Pro／E；EMX

目录

JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY0

本科毕业论文（设计）0

摘要1

Abstract2

第一章绪论2

1.1塑料成形模具在加工工业中的地位2

1.2我国模具技术与国外的差距2

1.3CDA/CAE/CAM在塑料模具中的运用2

第二章塑料的成型特性2

2.1、注塑件实体2

2.2、材料的成型特性2

2.3、PP材料的成型工艺参数2

第三章设计方案及参数的确定2

3.1注塑机的确定2

3.2浇注系统设计2

3.2.1主浇道设计2

3.2.2冷料穴的设计2

3.2.3分流道的设计2

3.2.4浇口的设计2

3.4排气系统的设计2

3.5冷却系统的设计2

第四章模具的结构设计2

4.1成型零件的设计2

4.2动、定模的工作尺寸计算2

4.2.1型芯设计2

4.2.2型腔设计2

4.2.3粗糙度设计2

4.2.4X——综合修正系数设计2

4.2.5形体尺寸公差设计2

4.3机构的设技2

4.3.1推出机构的设计2

4.3.2推杆（复位杆）的设计2

4.3.3导向机构的设计2

4.3.4拉料杆的设计2

4.4注射模标准模架的设计2

4.4.1模架设计2

4.4.2动模板的设计2

4.4.3定模板的设计2

4.4.4定模座板设计2

4.4.5动模座板设计2

4.4.6垫块设计2

4.4.7推杆固定板设计2

4.4.8推板的设计2

4.5模具的整体设计2

参考文献2

致谢2

第一章绪论

现在，中国的模具生产的特点是产品种类多，更新更快快，竞争激烈，的市场。

在这种情况下，用户需要模具的输送短，精度高，质量管理，并且价格低廉。

所以，模具产业的发展的趋势还是比较明显的。

虽然我国的经济发展速度虽然放缓，但考虑到我国模具在国际上很有优势，预计2013年依旧有10%的增长，为我国模具行业在2020年进入世界模具强国奠定坚实的基础。

根据模具行业的发展趋势，此次毕业设计在刘木华老师的指导下进行，通过对果杯轮轴的设计，运用以往学过的CAD和Pro/E了解注塑模设计方法，生产原理，为今后的学习工作打下更深厚的基础！

由此导致经济效益低下，造成于此的根本原因是采后处理装备落后，尤其是缺乏高端分选设备，而高端设备技术长期被国外发达国家所掌控，国内用户由于价格问题难以大规模采购和使用。

为此，研制具有自主知识产权、性价比合理、维护便捷的果蔬分选设备，不仅是产业发展的迫切需要，同时对于打破国外技术垄断，具有重要的战略意义。

毕业设计是水果和蔬菜进行分析整理机水果杯形砂轮，设计一个水果杯轮一对四腔模具的塑料模具和使用EMX（模具专家系统的扩展）的PRO/E的设计完成模具塑胶模具进行了分析。

成型部分，包括选择和计算过程参数型腔，型芯，如设计，设计过程浇注系统的重要组成部分，冷却系统和其他结构，模具的选择原则的详细描述。

1.1塑料模具在加工中的优势

模具装置，用于形成塑料模具的塑料部件，其是一种类型的模腔。

模具行业是保持我国经济快速发展的基础。

中国是世界上最大的水果和蔬菜生产大国，但只有在产后商品化的多家上市约10％的总产，远远低于发达国家70%以上的水平，由此导致经济效益低下，造成于此的根本原因是采后处理装备落后，尤其是缺乏高端分选设备，而高端设备技术长期被国外发达国家所掌控，国内用户由于价格问题难以大规模采购和使用。

为此，研制具有自主知识产权、性价比合理、维护便捷的果蔬分选设备，不仅是产业发展的迫切需要，同时对于打破国外技术垄断，具有重要的战略意义。

毕业设计是水果和蔬菜进行分析整理机水果杯形砂轮，设计一个水果杯轮一对四腔模具的塑料模具和使用EMX（模具专家系统的扩展）的PRO/E的设计完成模具塑胶模具进行了分析。

成型部分，包括选择和计算过程参数型腔，型芯，如设计，设计过程浇注系统的重要组成部分，冷却系统和其他结构，模具的选择原则的详细描述

1.2中国的模具技术与国外的先进技术

（1）产生原因

不断提高工业发展，工业产品更新更快，更高，对模具提出了更高要求的水平。

生产和需求，一是专业化，标准化程度低，除了购买件矛盾突出的原因，多数以完成该工厂所需要的工作量死亡。

在企业管理和处理系统，造成长期具制造周期的限制，法满足场需求。

二，设计和技术落后，如具emx技术的应并不普遍，数加工设率低，是机电，轻工等行业发展的阻力，也造成模具的生效率不高，周期长。

（2）产品结构、企业结构等方面

由国标模具分为11类，包括冲具，塑料类模具的量的也是非常重要的主要部分。

按产计，中国目前占50％-80％的冲压，塑料占25-30。

先进国家的重视塑料模具的发展，塑料模具的比例一般为55％-57％。

国内模具，大型，精密，复杂，长寿命模具相对较低，约占30％，50％或更多的外国国家。

模具制造企业，主要集中在各模具模具的sdg工厂（或车间）的产能结构不合理，低模，模具自产自用高达77％的商业化。

在国外，超过77％的商业化。

　　（3）模具水平

测量的是模制品的电平，是模具的制造的精度和零件表面粗糙度的模具加工的复杂性来决定的，模具和制造的生命的长短低模，模具自产自用高达77％的商业化。

在国外，超过77％的商业化。

　　（4）产生的结果

五个方面：

原料问题，制造工艺，模具设计系统，调试级别匹配系统的水平。

1.3CDA/CAE/CAM在塑料模具中的运用

20世纪中叶技术的兴起，模具随着信息技术的高速发展，得到了高速发展和非常宽阔光应用。

基于有限元技术，已经形成了数百亿市场的国际规模，以及主要供应商，包括有限元ABAQUS，SolidWorksSimulation中，ADINA，ALGOR，ANSYS和MSC等一些其他专业算法基于有限元分析软件是不胜枚举。

由此导致经济效益低下，造成于此的根本原因是采后处理装备落后，尤其是缺乏高端分选设备，而高端设备技术长期被国外发达国家所掌控，国内用户由于价格问题难以大规模采购和使用。

为此，研制具有自主知识产权、性价比合理、维护便捷的果蔬分选设备，不仅是产业发展的迫切需要，同时对于打破国外技术垄断，具有重要的战略意义。

毕业设计是水果和蔬菜进行分析整理机水果杯形砂轮，设计一个水果杯轮一对四腔模具的塑料模具和使用EMX（模具专家系统的扩展）的PRO/E的设计完成模具塑胶模具进行了分析。

成型部分，包括选择和计算过程参数型腔，型芯，如设计，设计过程浇注系统的重要组成部分，冷却系统和其他结构，模具的选择原则的详细描述。

。

第二章塑料的成型特性

2.1、注塑件实体

图2-1塑件实体图

（1）

图2-2塑件实体图

（2）

由以上两图可知塑件的最大外形尺寸是78mm，可见注塑件较小，为保证产品质量，以及节约资本，选用一模四腔结构。

图2-3凹模主视图

图2-3塑件俯视图

2.2、材料的成型特性

该材料是聚丙烯（PP塑料）。

它具有流动性好，冷却速度，塑料壁厚须均匀，化学稳定性好。

PP是少于0.2％的水吸收，因此，高频的绝缘性能，它可以被成型前干燥。

PP灭菌，在100℃以上的威胁，在164℃熔化至170℃，最高温度为150。

特别高的疲劳强度，良好的成型性能！

为此，毕业作为塑料原料PP的选择！

聚丙烯具有许多优良的特性，因此他用来制造各种机械零件，如法兰，管件，泵叶片，汽车配件，也可作为盖，水箱外壳绝缘。

2.3、PP材料的成型工艺参数

参数

取值范围

选取数值

密度ρ

0.90～0.91g/cm³

0．90g/cm³

收缩率S

1.0%～2.5%

1.5%

温度/℃

喷嘴

170°-190°

180°

料筒

200°-220°

210°

模具

40°-80°

60°

压力MPa

注射

70-120

80

保压

50-60

60

时间/S

注射

0-5

3

保压

20-60

40

冷却

15-50

30

总计

40-120

60

第三章设计方案及参数的确定

3.1注塑机的确定

该产品的材料为PP，查找资料可知其密度0.90g/cm³，其收缩率为：

1.o%～2.5%，计算出他的平均密度为0.90g/cm³，平均收缩率为2﹪。

使用PRO/E软件计算出图形的体积，可以得出塑件的体积为

=1600

。

由于是一模四腔，根据塑件的密度可以计算出塑件的量:

=5.76g。

浇注系统内的凝料的体积计算大约为

=3.0

，求得

=2.7g

由此可以得出所需塑料的总体积和总质量：

+

=5.76+2.7=8.46g

根据所需塑料的总体积查表可以选择注射机的型号为：

XS-ZS-22

注射机的参数为：

注射容量为：

20--30cm3

注射压力为：

105Mpa

螺杆直径：

20*2cm

注射行程：

130cm

最大成型面积为：

90cm2

最大开（合）模行程：

160mm

模具最大厚度为：

180mm

模具最小厚度为：

60mm

合模方式：

机械、液压

注射时间：

0.45s、0.5s

1）、最大注射量的校核:

注射机的额定注射量为20--30cm3

塑件体积：

6.4cm³，每次成型1个塑件。

浇道凝料为3.0cm³。

实际注射量＝6.4+3.0=9.4cm³<20

80%=16cm³

2）、注射压力的校核:

PP塑料的注射压力为75-110Mpa，取100MPa;

XS-ZS-22注射机的注射压力为105MPa

注射机的注射压力满足要求。

3）最大开模行程校核：

G-54-S200/400注射机的最大开模行程为260mm;

开模行程校核公式为5.0+50+10=65mm<160mm

因上面几方面校核都满足要求，所以选用XS-ZS-22型注射机合适。

3.2浇注系统设计

浇注系统设计原则：

大门打开腔体布局和网站对称性旨在防止模具承受偏载产生的闪光现象。

要减少安排腔模和门的尺寸尽可能。

系统的流动路径应尽可能短节尺寸合适的;减少弯曲，表面粗糙度要低，从而使热和压力损失尽可能小。

多腔应该尽可能使塑料熔体到每个空腔的深度和角部的同时，该转轮尽可能均衡布局。

在满足所述腔体的前提下被填充，该浇注系统体积尽可能小，以减少塑料消耗。

化学品倒要适当的位置，以避免插入和小蕊的影响，核心以防止门变形疤痕应该不会影响塑件的外观。

3.2.1主浇道设计

主浇道是塑料熔体进入模腔通过第一部分，它的喷嘴射出成型机出来的塑料熔体导入分流道或型腔。

直接影响到塑料的熔体流动速率和填充时间的大小。

通常不会在一个给定的模板直接打开，但它被设计成分离浇道衬套插入一个模板内冥想。

T8或T10浇口套常用生产钢和硬化至50-55HRC洛氏硬度。

3.2.2冷料穴的设计

冷料点的主渠道相对动态的模板中，或在年底分流。

它的作用是捕获流前锋时所含的物质模“冷料”，防止“冷料”进入型腔，影响塑件的冷凝水的主渠道的质量可以拉出来。

直径应大于冷浇口塞大端直径，长度约浇口大端直径。

本设计采用倒钩形，如图3-2

图3-2冷料穴示意图

3.2.3分流道的设计

分流流路是指这一时期的主要通道的端部和栅极塑料熔体之间。

它是一个系统之前，将熔化的塑料流入模腔的主通道，通过的流量变化和改造的截面积，得到的流动状态的平滑过渡部分，因此需要分流设计成能够满足和保持一个良好的压力传递填补了理想状态下，塑料尽快熔体分流泣充满型腔后，过程流的压力损失和热损失尽可能的小，塑料可以融化均匀地分配到各模腔。

分流用的U形横截面形状所示，分流的长度取为25MM，在图3-3中所示的形状和尺寸：

图3-3分流道截面

3.2.4浇口的设计

浇口位置直接影响塑料的质量。

在确定进气口的位置，你应该考虑以下几点：

位置1）门应充填型腔最短的过程

2）设置门应有利于排气和进料

3）选择浇口的位置，以避免塑性变形

4）设置浇口的位置应减少或避免焊接线

5）位置的门，以避免侧面碰撞修长芯或嵌件

可通过贯穿孔被选择为如图3-4所示的门的位置的综合分析，其中中心。

图3-4最佳浇口位置分析

3.3分型面的选择

为了得到出成型塑料件，塑料件的模具型腔的塑料固化，则必须付出模腔被打开，即，模具必须被分成两部分，即固定模具和可动模具两部分。

固定模具和活动模具的表面接触角被称作分型线。

选择塑料件的质量，操作方便，模具结构与制造好的或坏的离别有着显著的影响。

通常遵循以下原则：

（1）选择分型面不仅没有影响到产品定位的外观，而且还必须考虑如何清除更方便打字，产生一闪一闪的。

与此同时，避免输入生成flash。

分型面一般选择在塑件的尺寸最大的地方。

（2）分型产品，应该有利于霉菌。

否则，该模具结构将变得更加复杂，通常分开的选择应该是可能的，使产品在厚滞留在动模侧的模具。

（3）不影响尺寸精度。

（4）分型面应充满型腔表面融化最终巧合方便排气。

（5）选择分型面应尽量脱模斜度

（6）应该很容易脱模模具。

为了便于模具制造，应尽量选择平坦的分型面或容易加工分型面。

（7）的分型面的选择，只需要在投影面积的分型被最小化的产品，以防止面积过大，致使夹持困难，严重闪光灯。

（8）具有凹侧孔或侧产品，分型面应该从心脏泵进行选择或先考虑上的长短途搬家一面分型面，在预定的方向就不行了，而短边的横向分当你键入心脏泵血的机制，除水液压泵心脏得到较大的横向拉扯，心脏泵血的机制拉动横向距离的一般分类是很小的。

3.4排气系统的设计

填充塑料熔体在模腔中的模腔，并同时排出原始空气流动通道中，除了塑料熔融物的过程中会产生气体中痕量。

这些气体必须及时排出。

否则，将压缩气体产生的热量，可引起局部碳化烧焦的塑料件，塑料件或进行气泡，或使塑料部件造成不良的焊接强度下降，甚至填不满。

为了解决这个问题，一种方法可以在需要时打开排气管道。

但这种材料的PP，排气间隙不得超过0.05毫米。

在利用分型面排气方法的设计，采用固定，配合间隙排气，另一模具推管固定模板，核心相比更排气通道形成比较多，所以我可以利用间隙优势，推动管模板之间的核心和推管之间的排气型缺口。

因此，利用移动子的表面，给定的间隙模板，推管和模板，把排气口与所述间隙是可行的和合理的。

3.5冷却系统的设计

以缩短成型周期，模具需要被冷却时，用于冷却模具内的水。

也就是说，在完成注入冷水入通过邻近零件上的空腔或腔迅速地冷却模具的部分循环中的孔之后。

冷却水孔设计原则：

1）水孔应尽可能多，光圈大的。

冷却水从该类型的中心线的孔壁是冷却水（通常为12〜15厘米）的1至2倍的直径，冷却水之间的中心距离为水的约3〜5倍的直径孔。

2）冷却水从孔向空腔表面应尽可能相等。

3）加强门冷却。

4）通过冷却水通道插入的接头的或部分不传递，以防止漏水。

5）冷却水孔应避免在焊缝处塑料件。

6）位置和出口管接头应尽可能设在模具上的同一侧上，通常应设在注射模塑成形机的背面。

根据上述原则，设计水线直径为5mm，初步估计满足要求。

因为塑料是从表面注入以上的高温下比，所以在水线中心定模上为10mm的塑料表面的距离，从13mm的水线分型面移动的模板。

使用动态定模对称布置水线。

第四章模具的结构设计

4.1成型零件的设计

成型零件的形状塑料件构成与塑件的直接接触。

在构成模制部件的形状的塑料成型件被称为模，构成该塑料部件的内部形状被称为冲头（或核心）。

由于凹凸模构件直接与高压高温塑料和塑料部件的摩擦的释放多次，因此接触，需要一个凹的，具有足够的强度，刚度，硬度，耐磨性，耐蚀性的凸模，和足够低的表面粗糙度。

如果凹，凸模使用的是集成，优势成本低，但用于普通模具钢模板材料，使用凹冲，生命是短暂的，如果模板的选择，创造了良好的物质整体凹，凸模，制造成本高。

考虑到上述因素，凹，凸模均采用与整体风格，这种高强度，刚性，不会使焊缝产生塑料件注塑模具痕迹，可以降低模塑件，模具和设备的数量，方便水平下降整个模具的形状和尺寸。

4.2动、定模的工作尺寸计算

凹、凸模的工作尺寸,根据塑料的收缩率，凹、凸模零件的制造公差,以及磨损量3个因素确定。

本设计中塑件,精度采用5级精度计算。

4.2.1型芯设计

1）型芯径向尺寸计算公式：

式中

—型芯外径尺寸

—塑件内形尺寸

—塑件公差

—塑料平均收缩率

—成形零件制造公差,尺寸较大、精度较低时取Δ/2，反之取Δ/3。

2）型芯高度计算公式：

式中

—模具型芯高度基本尺寸；

—塑件空深度基本尺寸。

4.2.2型腔设计

1）型腔径向尺寸计算公式

式中

—型腔的内形尺寸

—塑件外形基本尺寸

—塑件公差

—塑料平均收缩率

—成形零件制造公差,取Δ/2。

2）型腔深度尺寸计算公式

式中

—型腔深度基本尺寸

—塑件外形高度尺寸

x—修正系数，x=1/2~1/3。

当尺寸较大、精度较低时选小值，反之选大值。

4.2.3粗糙度设计

由于该产品是不透明的，芯的表面粗糙度需要不那么高。

一般取Ra1.6，加工，可直接投入使用，不需要额外的特殊处理。

考虑修理模具和模具磨损核心，核心尺寸的精度范围内，尽可能取大值。

取较大的值，并在空腔中，空腔的表面粗化，将决定产品的外观，所述腔体的表面粗糙度较高，且通常Ra0.8〜0.4。

在这个设计中，腔取Ra0.8。

4.2.4X——综合修正系数设计

X——综合修正系数

4.2.5形体尺寸公差设计

典型地，凹的，凸的成型收缩率的塑料，凹的，制造公差和冲头的一部分三个因素的磨损工件的大小来确定。

精密塑料零部件采用5层精密计算设计。

大小和塑料部件，如下图所示的偏差：

要计算工作的核心，型腔尺寸，首先要确定的公差塑件和模具的制造公差。

采取按照精度要求5精密塑料件。

表基于宽容塑料件（SJ1372-78）在五精密塑料件的值，相应尺寸公差的基本尺寸见表4-1：

表4-1尺寸公差

基本尺寸

公差等级

3

4

5

公差数值

>180~200

0.50

0.74

1.00

>200~225

0.56

0.82

1.10

>225~250

0.62

0.90

1.20

>250~280

0.68

1.00

1.30

>280~315

0.74

1.10

1.40

>315~355

0.82

1.20

1.50

（1）型腔的尺寸计算

根据公式可计算出型腔的各径向尺寸：

型腔深度尺寸计算公式：

取值为1/3

（2）型芯的尺寸计算

根据公式计算型芯各径向尺寸：

’

根据型芯高度尺寸计算公式：

取值为1/3

4.3机构的设技

4.3.1推出机构的设计

塑料形状，构造，设计中，选择件在推基于机制的形式推出的是简易可靠，4-1，活塞的尺寸，形状，如图4-2所示：