外蓋1213塑料膜課程畢業(yè)設計（全套圖紙）

1、目錄前 言1二、塑料成型的工藝分析3三、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式4四、模具結(jié)構(gòu)形式的確定7五、注射機型號的確定7六、澆注系統(tǒng)的設計8七、成型零件的結(jié)構(gòu)設計13八、模架的確定19九、排氣系統(tǒng)的設計20十、脫模推出機構(gòu)的設計20十一、冷卻系統(tǒng)的設計21十二、導向與定位結(jié)構(gòu)的設計21參考資料22設計小結(jié)23前 言 模具課程設計是在完成冷沖模具設計、塑料模具設計、cad軟件等相關(guān)專業(yè)課程學習之后，一個重要的綜合性的環(huán)節(jié)。在設計之前，要具備機械制圖、公差與技術(shù)測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識。初步了解塑件的成型工藝和生產(chǎn)過程，熟悉各種塑

2、料模具的典型結(jié)構(gòu)。課程設計的基本目的是：（1）綜合運用塑料模具設計、機械制圖、公差與技術(shù)測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固加深和拓寬所學的知識。（2）通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，基本掌握塑料模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。（3）通過計算、繪圖和運用技術(shù)標準、規(guī)范、設計手冊等有關(guān)設計資料，進行塑料模具設計全面的基本技能訓練，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。本設計為一塑料外蓋。如圖： 對產(chǎn)品的一般要求有：1、壁厚均勻；2、塑件不允許有

3、裂紋和變形缺陷。；3、脫模斜度30/1；4、塑件材料為pe（聚乙烯），生產(chǎn)批量為大批量。5、精度為it5.二、塑料成型的工藝分析1. 塑件分析（1）外形尺寸 該工件壁厚為3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長，適合注塑成型。（2）等級精度 所有尺寸精度為mt5。（3）脫模斜度 pe（聚乙烯）材料，由于收縮率較大，參考表2-10選擇該塑件上的型芯和凹模統(tǒng)一脫模斜度為45。2pe的性能分析（1）使用性能耐腐蝕性,電絕緣性優(yōu)良,可以氯化,輻照改性,可用玻璃纖維增強.聚乙烯的熔點,剛性,硬度和強度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯的柔軟性,伸長率,沖擊強度和滲透性較好;超高分子量

4、聚乙烯沖擊強度高,耐疲勞,耐磨。（2）成型性能成型性能 1）結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應力增大.注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。 2）收縮范圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹曲.冷卻速度宜慢,模具設冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)。 3）加熱時間不宜過長,否則會發(fā)生分解,灼傷。 4）軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時,可強行脫模。 5）可能發(fā)生融體破裂,不宜與有機溶劑接觸,以防開裂。（3）pe的主要性能指標密度/gcm-30.94-0.96屈服強度/mpa13比體積/cm3g-11.031.06

5、拉伸強度/mpa30吸水率（）0.01比熱容/j(kg)-1500-550熔點/105-137計算收縮率（）1.5-3.63、pe的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程1）成型前準備2）注射過程3）塑件后處理（2）注射工藝參數(shù)1）注射機：2）料筒溫度（）：后段：140160中段：前段：1702003）噴嘴溫度：205-2154) 模具溫度：60705）注射壓力：601006） 成型時間（s）注射時間：1560高壓時間：03冷卻時間：1560總周期：40130三、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式1、分型面位置的確定通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應該選在蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如下

6、圖：2、確定型腔數(shù) 該塑件雖然為大批量生產(chǎn)，但精度要求，又考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初選為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。3、排列方式 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與交口開設的部位對稱。由于該設計選擇的是一模兩腔，故采用直線對稱排列，如下圖所示：塑件模流分析：從分析中可以看出，塑件能夠很好的填充滿，塑件冷卻質(zhì)量也比較高，注意流道的冷卻，布局比較合理。四、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設計為一模兩腔，對稱直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)擬采用脫模板推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)交口，且開設

7、在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模版。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。五、注射機型號的確定 （1）注射量的計算 通過三維軟件建模設計分析計算得塑件體積： v塑 =62.784cm3塑件質(zhì)量： m塑=v塑=62.784*0.95g= 59.65g（式中取0.95g/ cm3）（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 根據(jù)經(jīng)驗公式按照塑件體積的0.21倍來估算。則，選取0.25倍。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： v總= v塑（1+0.25）2=62.7841.252156.96 cm3（3）選擇注射機 根據(jù)計算得出一次注入模

8、具型腔的塑料總體積v總=156.96cm3，并結(jié)合：v公=v總/0.8，則有v公196.2 cm3。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為200cm3，注射機型號為sz200/120，其主要技術(shù)參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)形式臥式拉桿內(nèi)間距/mm355385理論注射容量/ cm3200移模行程/mm350螺桿柱塞直徑/mm40最大模具厚度/mm400注射壓力/mpa165最小模具厚度/mm230注射速率/gs-1120鎖模形式塑化能力/gs-155模具定位孔直徑/mm125螺桿轉(zhuǎn)速/rmin-10220噴嘴球半徑/mmsr15鎖模力/kn1200噴嘴口直徑/mm3（4）注射機的相關(guān)參數(shù)校核注射壓力校核： pe

9、的注射壓力為60100mpa，這里取p0 =100 mpa，該注射機的公稱注射壓力p公 =150mpa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4，這里取1.3，則：p0 k1=1001.3=130p公，所以，注射機壓力合格。鎖模力校核： 塑件在分型面上的投影面積a塑，則a塑=15080-/4（2026）mm210115mm2。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積a澆，即流道凝料在分型面上的投影面積a澆的數(shù)值，按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。a澆是每個塑件在分型面上的投影面積a澆的0.20.5倍。選取a澆0.2a塑。因此，塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積a總，則a總，n（a澆a塑）n（a塑0.2a塑）21

10、.2 a塑24276mm2。模具行腔內(nèi)的脹型力f脹，則f脹a總p模2427635n849660n849.660kn式中，p模是型腔的平均計算壓力值。p模是模具行腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%40%，大致范圍為3060mpa。結(jié)合pe的特性，取p模為35mpa。選用的注射機的公稱鎖模力f鎖1200kn，鎖模力安全系數(shù)為k21.11.2，這里取k21.2，則k2 f脹1.2 f脹1.2849.660= 1019.6f鎖，所以，注射機鎖模力合格。對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行。六、澆注系統(tǒng)的設計 1、主流道的設計1) 主流道尺寸主流道的長度：小型模具l主應盡量小于6

11、0mm，因此，選50mm進行設計。主流道小端直徑：d=注射機噴嘴直徑+（0.51）mm=（3+0.5）mm=4.5mm。主流道大段直徑：d=d+2l主tan7mm，式中=4。主流道球面半徑：sr0=注射機噴嘴球頭半徑+（12）mm=（15+1）mm=16mm。球面的配合高度：h=3mm。2) 主流道的凝料體積v主/3l主（r2主+r2主+ r主r主）=3.14/350（3.521.7523.51.75）mm3=1121.9mm3=1.12cm3。3) 主流道當量半徑 rn=（1.75+3.5）/2mm=2.625mm。4) 主流道澆口套的形式主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴

12、嘴反復接觸，易磨損。對材料的要求嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆裝更換。同時也便于優(yōu)選優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。則襯套如下圖，材料采用碳素工具鋼t10a，熱處理淬火后表面硬度為53hrc57hrc。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(nèi)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(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設計，分流道較短，故設計時可適當選小一些。單邊流道長度l分取35mm。圖如型腔數(shù)量大的排列

13、布置圖。3）、分流道的當量直徑因為該塑件的質(zhì)量m塑=v塑=62.784*0.95g= 59.65g200g，則分流道當量直徑為：d分=0.2654=0.2654mm4.9mm 4）、分流道截面形狀 本設計把分流道設計在分型面上，采用體形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。 5）、分流道截面尺寸 設梯形的下底寬度為x，底面圓角的半徑r=1mm，并查表46設置梯形的高h=3.5mm，則該梯形的截面積為：a分=（x+x+23.5tan8）h/2=（x+3.5 tan8）3.5再根據(jù)該面積與當量直徑為4.9mm的圓面積相等，可得 （x+3.5 tan8）3.5=d2分/4=3.

14、144.92/4，即可得：x4.3mm，則梯形的上底約為5mm，如右圖所示： 6）、凝料體積 分流道的長度l分=352=70mm。 分流道截面積a分=（5+4.3）3.5/2 mm2= 16.275 mm2 凝料體積v分=l分a分=7016.275 mm3= 1139.25 mm31.1cm3 7）、校核剪切速率 確定注射時間：查表4-8，可取t=1.6s。 計算分流道體積流量：q分=（v分+v塑）/t=（1.1+47.810）/1.6=30.57 cm3/s 8）、剪切速度分=3.3 q分/r3分=（3.330.57103）/3.14（4.9/2）3= 2.18103s-1 該分流道的剪切速

15、率處于澆口道與分流道的最佳剪切速率51025103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 9）、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，一般取ra 1.252.5m即可，此處取ra1.6m。另外，其脫模斜度一般在510之間，這里取8。3、澆口的設計 該塑件精度要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。（1）、側(cè)澆口尺寸的確定 1）、計算側(cè)澆口的深度。查表，可得側(cè)澆口的高度h計算公式為 hnt0.631.8mm式中，t是塑件壁厚，這里t=3mm；n是塑料的成型系數(shù)，對于pe，查表4-10表注得其成型系數(shù)n=0.6。 對于其厚度

16、，根據(jù)表查，得pe側(cè)澆口的厚度為0.81.2mm，故此處澆口深度取1mm. 2）、計算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)表410公式，可得側(cè)澆口的寬度b的計算公式為：b=2.81cm3cm式中，n為塑料成型系數(shù)，取0.6，a是凹模的內(nèi)表面積。 3）、計算側(cè)澆口的長度。查表及公式，可得側(cè)澆口的長度l澆一般選取0.50.75mm，這里取l澆=0.6mm。（2）、側(cè)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r2澆=bh，由此矩形澆口的當量半徑r澆=1/2=1/2=1.31。2）、計算澆口的剪切速率 確定注射時間：查表，可取t=1.6s。 計算澆口的體積流量：q澆=v塑/t=62.784/1.6 c

17、m3 /s=3.924104 mm3 /s。 計算澆口的剪切速率：由公式,則:= =1.83 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率51035104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。4、校核主流道的剪切速率 由于前部分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+1.1+262.784）/1.6 mm3 /s= 79.86 mm3 /s。2）、計算主流道的剪切速率 = =4.65103s-1 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切

18、速率51025103s-1之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。5、冷料穴的設計及計算 本設計僅有主流道冷料穴。由于該塑料件精度要求較高，采用脫模版推出塑件，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。七、成型零件的結(jié)構(gòu)設計 （1）、凹模的結(jié)構(gòu)設計 凹模是成型制品的外表面的成型零件。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設計中采用整體嵌入式凹模，在節(jié)省貴重材料的同時便于冷卻水道的安裝，其結(jié)構(gòu)如下圖： （2）、型芯的結(jié)構(gòu)設計 凹模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。本設計中，采用整體式凸模如下圖： 1、 成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型塑件的綜合考分析，該塑件的成型零件要有足

19、夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量成品，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用p20。對于塑件型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用高合金工具鋼cr12mov。2、 成型零件工作尺寸的計算 將未注尺寸公差按所用塑料的換算。通過查表得出塑件尺寸公差如下圖：（1）、凹模徑向尺寸的計算 徑向尺寸計算公式：式中，是塑件的平均收縮率，pc的收縮率為1.53.6，取中間值=2.5；是系數(shù)，其取值范圍一般為0.50.8之間，此處取0.6；是塑件上相應尺寸制造公差，對于中小型塑件取。深度尺寸的計算公式： mm式中， 是系數(shù)，一般取值在0.5

20、0.7之間，此處取0.6。凹模尺寸計算數(shù)據(jù)基本尺寸收縮率系數(shù)計算結(jié)果1502.50.61.440.24802.50.60.860.14402.50.60.560.09102.50.60.280.05（2）、型芯尺寸的計算徑向尺寸的計算公式：式中，是系數(shù)，查表知其一般在0.50.8之間，此處取0.6。高度尺寸的計算式中， 為系數(shù)，一般在0.50.7之間，此處取0.6。凸模尺寸計算數(shù)據(jù)基本尺寸/收縮率/%系數(shù)計算結(jié)果1442.50.61.440.24742.50.60.860.14342.50.60.560.092.50.60.440.0772.50.60.280.05（3）、成型孔間間距的計算孔

21、間距計算公式：孔間距基本尺寸/收縮率/%計算結(jié)果802.510.17302.50.860.14塑件型芯及凹模的成型尺寸的標注如下圖：凸模圖凹模圖5、成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 （1）、凹模側(cè)壁厚度的計算 模架初選200mm355mm的標準模架，其厚度根據(jù)相關(guān)剛度公式計算：，可得=47mm。同理，凹模底部厚度。其中：代入數(shù)據(jù)得t34凹模側(cè)壁是采用嵌件。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用200355mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全滿足剛度和強度要求。（2）、動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)型腔布置，模架應選在2

22、00mm355mm這個范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為200mm-40mm-40mm=120mm。因此動模墊板厚度可為：=33.40mm式中，是動模墊板剛度計算許用變量，=25=0.03mm；l是兩個墊板間的距離，約120mm；是動模墊板的長度，取350mm。a是兩個型芯投影到動模墊板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為： 兩個型芯的面積： 8920。故，動模板按標準厚度取32mm。八、模架的確定根據(jù)模具行腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸約為150210mm，又考凹模最小壁厚，導柱、導套的布置等，在 結(jié)合標準模架的選型經(jīng)驗公式以及查表，可確定選用模架序號為10號（）模架結(jié)構(gòu)為型。1、各模板尺寸的確定

23、 （1）、a板尺寸。a板是定模型腔板，塑件高40mm，又考慮在模板上還要開設冷卻水道，還需要留出足夠的距離，故a板取標準71mm。 （2）、b板尺寸。b板是型芯固定板，按模架標準厚取40mm。（3）、c板（墊塊）尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+擋銷高度+（510）mm=（40+25+30+5+510）mm=105110mm，選標準塊110mm。 經(jīng)上述尺寸的計算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號為10號，板面為355mm355mm，模架結(jié)構(gòu)形式為a4型的標準模架。其外形尺寸：寬長高355mm355mm362 ，如下圖所示：2、模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機來校核模具設計的尺寸（1）、

24、模具平面尺寸355mm355mm355mm385mm（拉桿間距），校核合格。（2）、模具高度尺寸262mm，230mm264mm400mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。（3）、模具的開模行程350mm（開模行程），校核合格。九、排氣系統(tǒng)的設計該塑件由于采用側(cè)澆口進料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階充滿型腔，其配合間隙可作為氣體排除的方式。同時，地面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。十、脫模推出機構(gòu)的設計a) 推出方式的確定本塑件采用脫模板推出方式。脫模板推出時為了減小脫模板與型芯的摩擦，設計中在用脫模板與型芯之間留出0.2mm的間隙，并采用錐面配合，這樣可以防脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料，同時避免了脫模板與型芯產(chǎn)生摩擦。1凹模嵌件2型芯3脫模板4型芯固定板2、脫模力的計算 因為10，此處視為薄壁塑件，根據(jù)公式，脫模力有：帶入各項數(shù)據(jù)，。3、校核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應力 推出面積 推出應力53mpa（抗壓強度）合格。十一、冷卻系統(tǒng)的設計冷卻系統(tǒng)采用環(huán)形水道，計算比較復雜，在此只進行簡單的說明。設計時忽略模具因空氣對流、輻射以及注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量。 冷卻介質(zhì)。 pe粘度