1、合卒摩徭Hefei Un iversity課程設計COURSE PROJECT題目注塑模課程設計課程： 塑料成型工藝及模具設計系別：班級：姓名：成績：2016年 月 日目錄一、塑件成型工藝性分析 . 3二、擬定模具的結構形式和初選注射機 4三、澆注系統的設計 錯誤！未定義書簽。四、成型零件的結構設計及計算 . 11五、模架的確定 錯誤！未定義書簽。六、排氣槽的設計 13七、脫模推出機構的設計 . 14八、冷卻系統的設計 14九、導向與定位結構的設計 . 17十、模具的裝配 17結 論 19參考文獻 2021 / 20多孔塑料罩注塑模課程設計、塑件成型工藝性分析名稱：塑料儀表蓋，要求：大批量生產

2、，精度： MT5塑件的質量要求不允許有裂紋和變形缺陷 脫模斜度1 30;未注圓角R2-3,塑件材料為LDPE/00523494 均和技術要求：L塑件不允許有裂紋*變形缺陷;2.脫摸翼度301*13-未注弗魚R2 7圖號甩寸岸號CE101LUPF50XJ4、152f塑件的工藝性分析(1 )塑件的原材料分析如表 4所示表4塑件的原材料分析塑料品種結構特性使用溫度化學穩定性性能特點成型特點低密度 聚 乙 烯(LDP日塑料 材料支鏈 型線型分 子機構的 熱塑性塑 料小于80 r較高，比較 穩定。在-60 r 時 下仍具有 較好的力 學性能成型 性能好， 熔體黏度 小結論該塑料具有良好的工藝性能，適宜注

3、射成型，料要干燥處理。成型前原(2) 塑件尺寸精度和表面粗糙度分析每個尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度， 有點屬于高精度,就按實際公差進行計算（3）塑件結構工藝性分析該塑件的厚度3mm塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，適合 于注射成型。（4）低密度聚乙烯的成型性特點：1）成型性好，可用注射，擠出及吹塑等成型條件。2）熔體黏度小，流動性好，溢邊值為 0.02mm流動性對壓力敏感，宜 用較高壓力注射。3）質軟易脫模，當塑件有淺凹（凸）時，可強行脫模。4）可能發生熔體破裂，與有機溶劑接觸可發生開裂。5）冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具設計時應有冷卻系統。6）吸濕性小，成型前可不干燥。擬定模具的結

4、構形式和初選注射機根據零件的三維模型，利用三維軟件可直接查詢塑件的體積為:V=24.39 cm3所以一次注射所需要的塑料總體積V=48.78cm32. 計算塑件質量查相關手冊，LDPE的密度為 0.9160.930g/cm3。 取 0.92 g/cm3塑件與澆注系統的總質量為M=44.88g3. 選用注射機根據塑件的形狀，選擇一模兩件的模具結構，所以初選SZ150/630型塑料注射機，其各參數數據如下：主要技術參 數項目參數值主要技術參 數項目參數值額定注射量/cm3125最小模具厚度/mm170鎖模力/kN630模板最大行程/mm270注射壓力/MPa120噴嘴前端球面半徑/mm15最大注射

5、面積 /cm2320噴嘴直徑/mm4動，定模模 板最大安裝尺寸320mm 320mm定位圈直徑/mm25最大模具厚度/mm300二.模具結構方案的確定1.分型面的選擇通過對塑件結構的形式的分析，分型面應選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的低平面上，其位置如下圖圖2 分型面2.型腔數量的確定及型腔的排列該塑件采用一模兩件成型，型腔布置在模具中間，有利用與澆注系統的 排列和模具平衡。圖三型腔排列三、澆注系統的設計3.1主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出 的熔體導入分流道或者型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流體 和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺

6、寸直接影響到熔體的流體速度和充模時間。【2】另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸， 因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。（1）主流道尺寸 主流道長度：小型模具L主應盡量小于 60mm，本次設計中初取 50mm進行設計。 主流道小端直徑：d =注射機噴嘴尺寸 +（ 0.51）mm 主流道大端直徑: 主流道球面半徑: 球面的配合高度:=(3+0.5) mm= 3.5 mm dz =d+2L 主 tan a 7m,式中 a =4o SRo =注射機噴嘴頭半徑 + (12) mm=(10+2 ) mm= 12mmh=3mm(2) 主流道的凝料體積V 主=n /3 X主 ( R2主 + r2

7、主 +R 主 r 主)=3.14 / 35XX ( 3.52+1.752+3.5 X.75) mm=1121.9mm3= 1.12cm3(3) 主流道當量半徑Rn= (1.75+3.5 ) / 2 = 2.625mm(4) 主流道澆口套的形式主流道襯套為標準間可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接 觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆 口套與定位圈設計成一個整體，但考慮上述的因素通常仍然將其分開來設 計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優質鋼材進行單獨加工和熱處理。 設計中常采用碳素工具鋼( T8A或者T10A )，熱處理淬火表面硬度為 5055HRC，如圖 3

8、1 :澆口采用側澆口。主流道設計如圖：側澆口和分流道如圖:3.2分流道的設計（1）分流道的布置形式在設計時應考慮盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔 體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡 式分流道。（2）分流道的長度由于流道設計簡單，根據兩個型腔的結構設計，分流道較短， 故設計時可適當選小一些。單邊分流道長度L分取35mm。（3）分流道的當量直徑因為該塑件的質量m塑=pV塑=28.0g200g，因此分流道當量直徑為：D 分=0.2654 X （ m 塑）A? X（L 分）A?=0.2654 X28A? X35A?=3.5mm（4）分流道截面形狀常用的分流道截面形

9、狀有圓形、梯形、U形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設計在分型面上。本設計采用梯形截 面，其加工工藝性好，且塑料融體的熱量散失、流體阻力均不大。（5）分流道截面尺寸設梯形的下底寬度為x，地面圓角的半徑R=1mm，并根據教材表 4-6，設置梯形的高 h=3.5 ，則該梯形的面積為：A 分=(x+x+2 X3.5tan8o) h / 2=(x+3.5tan8o ) 3.5再根據該面積與當量直徑為 3.5mm 的圓面積相等，得：(x+3.5tan8o) 3 3.5= n 分2 4=3.14 3.52/4,可得x2.25則梯形的上底約為2.25+2X3.5tan8o =3.25mm，如

10、圖 3 2：( 6)凝料體積 分流道長度L分=3532=70mm。 分流道截面積A 分=( 2.25+3.25 ) /2 33.5=9.625mm2。 凝料體積 V 分=A 分 L 分=703 9.625=673.75mm2 0.67cm2( 7)校核剪切速率 確定注射時間：查教材表4-8,可取t=1.6s。 計算分流道體積流量：q 分=(V 分 +V 塑)/t= ( 0.67+26.618 ) / 1.6=17.055 cm3 /s 可得剪切速率丫分=3.3q 分/ ( n R分) =3.3 37.055 303 3.14 (3.5/2) 3=3.34 303 s- 1該分流道的剪切速率處于

11、澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5310253103s- 1之間，所以，分流道內熔體的剪切速率合格。( 8)分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一邊取Ra1.252.5卩山即可，此處去Ra1.6ym,另外，其脫模斜度一般在5o10o之間，這里去脫模斜度為 8o。3.3 澆口的設計該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用 一模兩腔注射，為便于調整沖模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側澆 口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設在分型面上， 從型腔的邊緣進料。（1）側澆口尺寸的確定1）計算側澆口的深度。根據教材表4-10 ，可得側澆口的深度h

12、計算公式為h=n t=0.63mm=1.8mm式中， t 為塑件壁厚， t=3mm ；n 為塑料成型系數，對于 HIPS ，其 系數 n=0.6；在工廠進行設計時，澆口深度常常先取小值，一邊在今后試模時發現 問題進行修復處理，并根據教材表 4-9 中推薦的 HIPS 側澆口的厚度為 0.81.1mm ，故此處澆口深度 h 取 1.0mm。2）計算側澆口的寬度。根據教材表4-10 ，可得側澆口的寬度 B 的計算公式：B=nX AA? / 30=0.6 X 8729.985W - 30 = 2.182cm式中， n 是塑料成型系數， n=0.7；A 是凹模的內表面面積（約為塑件 的外表面面積）。3

13、）計算側澆口的長度。根據教材表4-1 0 ，可得次交口的長度 L 澆一邊選用 0.72.5mm，這里去 L澆=0.7mm。（2）側澆口剪切速率的校核1） 計算澆口的當量半徑。由面積相等可得n R=Bh，由此矩形 澆口的當量半徑 R澆=（Bh/n） A?。2）校核澆口的剪切速率確定注射時間：查教材表4-8，可取t=1.6s。計算澆口的體積流量：q 澆=V 塑 / t=26.618/ 1.6 =16.64cm3 /s計算澆口的剪切速率：丫澆=3.3q 澆 / ( n R澆)=3.3q 澆 / nX (Bh/ n )A3/2=3.3 X.664 X0A4十3.14 -( 2X1.0 -3.14)入3

14、12=3.44 X0A4 s - 1該矩形側澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5 X103到5X10A4之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。3.4校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積以及 主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。(1 )計算主流道的體積流量q 主=(V 主 +V 分+nV 塑)/ t =(1.12+0.67+22X618)/1.6=34.39cm3 /s(2 )計算主流道的剪切速率丫主=3.3q 主/ ( n R主) =3.3 X34.4 X03七.14 -.6253=1.999 X03 s - 1主流道內熔體的剪切速

15、率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5X1025X103s - 1之間，所以，主流道的剪切速率校核合格3.5冷料穴的設計及計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，起作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質量。本設計僅有主流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的 冷料穴。開模時，利用凝料對球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。四、成型零件的結構設計及計算由零件圖分析可知，決定型腔徑向尺寸的主要有：50mm 60mm30mm,R2,塑件上尺寸均無特殊要求，為自由尺寸，可按MT5級塑件精度 取公差值,分別是：60。0.74，50。0

16、.64，30 00.5 等。凹模徑向尺寸：L刖 Ls(1%) - x：z分別代入得： 60 1 0.0225 - 3/4 0.74二 60.795。19 50 1 0.0225 -3/4 0.64 Q16 二 49.64500.16 軸向尺寸：Hm =Hs(i + Scp)_xJj代入得： 30 1 0.0225 - 2/3 0.5以13 二 30.34500.13 26 1 0.0225 - 3/4 0.5Q13 二 26.22500.13 凸模徑向尺寸：Im = J(1 Sep) X 0 z代入得：44(1 + 0.0225 ) 3/4沃 0.64 .16 = 45.47；16軸向尺寸：h

17、M = hs(1 Scp) X 卩 z代入得：27(1 + 0.0225) 2/3漢 0.5】；13 = 27.94二3式中 塑件的允許公差；Scp塑料的平均收縮率，取 Scp=0.6%S z成型零件制造公差，取塑件公差的1/4 ;x修正系數，一般中小型塑件取為 3/4 ;x修正系數，一般精度較小型塑件取2/3 ;Ls塑件外型尺寸；H S塑件高度基本尺寸；ls塑件內形基本尺寸；hs 塑件孔深基本尺寸五、模架的確定根據模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為 105mrK 251mm，又考慮吧凹模最小壁厚，導柱、導套 的布置等，參考指導書表 7-1 ，可確定選用 20

18、0x300 直澆口 B 型模架。 【 2】5.1 各模板尺寸的確定 A版尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度為30mm凹模嵌件深度為25mm又在模板上還要開設冷卻水道，還需要留出足夠的距離，故此A版厚度取 50mm。 B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架標準板厚取40mm C板（墊板）尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5 10） mm=780mm 根據指導書表 7-4初步選定 C為80mm經 過 上 述 尺 寸 的 計 算 ， 模 架 尺 寸 已 經 確 定 為 模 架 B2030-50x35x80GB/T12555-20065.2 模架各尺寸的校核根據所選注射機來校核模具設計的尺寸

19、。 模具平面尺寸 250mm 300mm 320mm 320mm（拉桿間距），校核 合格。 模具高度尺寸 270mm 170mmv265mm300m具的最大厚度和最小 厚度），校核合格。 模具的開模行程 S=H1+H2（+ 5 10） mm（= 40+40） mm=75 80mm 10,所以，此處視為薄壁圓筒塑件，因此：F1=2n t ESLcos W ( f tan W )/(1卩)K2+0.1A=2X 3.14 x 3X 2.0 x 103X 0.0065 x 27.17 x cos1oX (0.5 tan1o) - (1 0.32) X (1+0.5sin1ocos1o)+0.1 X 3

20、7.524903.282 N式中，F是脫模力；E是塑料的彈性模量；S是塑料成型的平均收縮率(%; t是塑件的壁厚；L是被包型芯的長度；卩是塑件的泊松比；W是脫模斜度；f 是塑料與剛才之間的摩擦因素；r是型芯平均半徑；A是塑件在與開模方向垂直 的平面上的投影面積，當塑件底部有通孔時，A視為零；K1是由入和W決定的 無因次數，K仁2入2/ (cos2W +2入cosW),其中入的值與塑件的橫截面形狀和 尺寸有關(K1下面將會出現)；K2是由f和 W 決定的無因次數， K2=1+fsin W cosW。(2)成型塑件內部圓筒型芯的脫模力計算因為入=r/t = 5/3 = 1.67 10，所以，此處視

21、為厚壁圓筒塑件，同時，由于該塑件的內孔是通孔，所以，脫模時不存在真空壓力，因此：F2=2 n rESL(f tan W)/(1+ 卩 +K1) K2 =2X3.14X5X2.0X103X0.0065X40X(0.5 -tan1o)-1+0.32+2 X 1.672 - (cos21o+2 X 1.67X1.67 X cos1o) X(1+0.5sin1ocos1o)=3602.585 N(3)4-d2 小型芯脫模力F3=4x2X 3.14X5X 2.0 X 103X 0.0065 X 3X (0.5 -tanlo) - 1+0.32+2 X 0.672- (cos21o +2 X 0.67X0

22、.67 X coslo) X (1+0.5sin1ocos1o)=522.702N所以 F=F1+F2+F3=9028.569N7.3 校核推出機構作用在塑件閃過的單位壓應力( 1 )推出面積A仁n /4 (D2 d2)=n /4 X (752 652)mm2=1099 mm2A2= n /4 (D12 d22)= n /4 X (18 2 -12 2)mm 2=122.5 mm 2 A=A1+A2=1221.5mm 2(2) 推出應力(T =F/A=9028.6/1221.5=7.39 MPa 1.66m/s 因此合理。(6) 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數 h因為平均水溫為24C，查教材

23、表4-31可得f=6.75，則有：h=4.187f( p v) A0.8 / dA0.2=4.187 X 6.75 X (1000 X 1.76)八0.8- 0.008八0.2=29308.9kj/(m2 h C)(7) 計算冷卻水通道的導熱總面積 AA=WQs/ (hA 9 ) =8.32 X 320- 29308.9 x 40-(23+25)/2 =0.0035 m2(8) 計算模具所需冷卻水管的總長度 LL=A/( n d)=0.0035 - 3.14 - 0.008= 139 mm(9) 冷卻水路的根數 X設每根水路的長度I =120mm則冷卻水路的根數為：X=L/ i =139/12

24、0 1.16 根由上述計算可以看出， 一條冷卻水道對于模具來說顯然不適合， 因此應根據 具體情況加以修改。為了提高生產效率，凹模和型芯都應得到充分的冷卻。8.3 凹模嵌件和型芯冷卻水道的設置型芯的冷卻系統的計算與凹模冷卻系統的計算方法基本上是一樣的。設計 時，在大型芯的下部采用簡單冷卻流道式來設計，小型芯采用隔片式冷卻水道。 凹模嵌件擬采用兩條冷卻水道進行冷卻。冷卻系統還要遵循： 【4】1. 澆口處加強冷卻。2. 冷卻水孔到型腔表面的距離相等。3. 冷卻水孔數量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大。4. 冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。5. 進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側

25、，通常應設在注 塑機的背面。6. 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。而且在冷卻系統內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。九、導向與定位結構的設計注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。 按作用分為膜外定位和模內定位。 膜外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注 射機噴嘴精確定位； 而模內定位機構則通過導柱導套進行合模定位。 錐面定位則 用于動、定模之間的精確定位。 本模具所成型的塑件比較簡單， 模具定位精度要 求不高，因此可采用模架本身所帶的定位結構。 【1】十、模具的裝配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的 質量、壽命和各部分的功能。模具裝

26、配過程是按照模具技術要求和相互間 的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具 的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸 只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。【 4】塑料模的 裝配基 準分 為兩 種 情況，一 是以塑料模 中和主 要零件臺定 模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套 孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型 腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行 夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝

27、動模和定模上的其它零件，另 一種是已有導柱導套塑料模架的。澆口套與定模部 分 裝配后 ， 必須與 分 模面有一 定的間 隙，其間隙 為 0.05 0.15 毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發生變形， 有時在試模中經常發現在分模面上澆口套周圍出現塑料飛邊，就是由于沒 有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上 銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。模具的裝配順序1. 確定裝配基準；2. 裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；3. 調整各零件組 合后的累 積 尺寸誤 差，如各模 板的平 行度要校驗 修 磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊；4. 在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時 檢查；5. 組裝導向系統并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現象；6. 組裝冷卻和加熱系統，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈 活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統時允許使用密封填料或密 封膠，但應防止進入系統中；7. 試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。1) 模具預熱模具預熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，