塑料模具課程設(shè)計(jì)(6)

1、 塑料模具課程設(shè)計(jì) 端蓋設(shè)計(jì) 班級：模具09302 專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 姓名：# 學(xué)號：# 指導(dǎo)老師：# 目錄、前言3二、設(shè)計(jì)內(nèi)容.3三、蘇建的工藝性分析.4 1、塑件的原材料分析4 2、塑件的尺寸精度分析5 3、表面質(zhì)量分析.5 4、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析5四、制件的注射成型工藝分析.6 1、計(jì)算塑件體積.6 2、計(jì)算塑件質(zhì)量.6 3、選用注射機(jī).6 4、塑件成型工藝參數(shù)6五、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).8 1、分型面的選擇8 2、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列,.8 3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).11（1） 主流道的設(shè)計(jì)11（2） 主流到襯套形式.12（3） 分流道的設(shè)計(jì)13（4） 澆口的設(shè)計(jì)14（5） 澆口套常

2、采用標(biāo)準(zhǔn)件15（6） 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì).16六、型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).16七、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).16八、成型零部件的工作尺寸計(jì)算.17九、注射模模架的的選擇.18十、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19十一、排氣系統(tǒng).20十二、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)校核.20 1、模具閉合高度的確定20 2、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核.20十三、裝配圖.21十四、零件圖.21十五、總結(jié).22一、 前言經(jīng)過:塑料成型模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是、復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料，掌握塑料模具的設(shè)計(jì)及計(jì)算方法。加深理解高計(jì)與制造之間的相互關(guān)

3、系。綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次塑料成型模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充“塑料成型模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握模塑料成型具設(shè)計(jì)的方法和步驟。掌握塑料成型模具設(shè)計(jì)的基本技能與pro/engineer運(yùn)用如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。經(jīng)驗(yàn)不足加之水平有限，錯(cuò)誤和缺點(diǎn)在所難免，請各位老師批評指正。 二設(shè)計(jì)內(nèi)容 名稱：端蓋 材料：尼龍?jiān)O(shè)計(jì)要求： 1生產(chǎn)批量：大批量 2未注公差按mt5級標(biāo)注 3要求設(shè)計(jì)端蓋模具 三、塑件的工藝性分析 1 塑件原材料的分析 聚酰胺俗稱尼龍（nylon），英文名稱polyamide（簡稱p

4、a），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)nhco的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族pa，脂肪 芳香族pa和芳香族pa。其中，脂肪族pa品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。性能：尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。主要技術(shù)指標(biāo)：密度1.04kg/cm

5、3 比體積是0.96dm3/kg 吸水率0.20.4 熱變形溫度是55度 硬度9.75hb 收縮率1.32.3s（1） 成型性能：熔融溫度低，流動(dòng)特性好，但由此易產(chǎn)生飛邊，收縮率的穩(wěn)定性差。（2） 非結(jié)晶性塑料，吸水性大。易分解。（3） 流動(dòng)性好，容易產(chǎn)生飛邊，成型加工前必須進(jìn)行干燥，穩(wěn)定性強(qiáng)。2塑件尺寸精度分析塑件的結(jié)構(gòu)分析：總體特征為長方形的槽型里邊有直徑為12.5的半圓環(huán)和一個(gè)內(nèi)凸再加兩個(gè)直徑為9的內(nèi)孔塑件的尺寸精度分析：高精度尺寸 其他精度均為mt5 塑件的壁厚分析：壁厚最大處1.6最小處1.25厚差為0.35較為均勻，有益于塑件成型塑件表面質(zhì)量分析：表面粗糙度1.6無其他要求較易實(shí)現(xiàn)

6、 3 表面質(zhì)量分析 塑件為端蓋，要求表面五斑點(diǎn)，表面粗糙度可取ra1.6，塑件內(nèi)部沒有較高的粗糙度要求，較易實(shí)現(xiàn)。 4塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 瓷塑件外形為長方形端蓋，蓋深5mm，壁厚最大處為1.6mm，最小處為1.25mm，總體尺寸為43.7*29。塑件上有一個(gè)直徑為12.5的開槽圓柱環(huán)，兩個(gè)直徑為9的通孔以及一個(gè)22.5*8的凸臺(tái)，凸臺(tái)上有一個(gè)直徑為3.5，深3的圓孔。該塑件用螺桿式注射劑成型。 四、制件的注射成型工藝分析1計(jì)算塑件的體積 塑件的體積為：3597.28mm3 一次注射所需的塑料的總體積為:14389.12mm32塑件的質(zhì)量：查手冊取密度1.04-1.05g/cm3塑件的質(zhì)量：m

7、=pv=3.76g塑件與澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量m=7.518g3選用注射劑 根據(jù)塑件的形狀，取一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，初步選取螺桿式注射成型機(jī)hszy-304塑件注射成型工藝參數(shù) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，他與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度，嵌件位置，形狀以及推出方法，模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)該綜合分析考慮。 一

8、般考慮下列幾點(diǎn)因素： 1塑件形狀、尺寸、壁厚及要求。 2澆注系統(tǒng)的布局。 3塑料性能及填充條件。 4成型效率及成型操作。 5排氣及脫模。 6模具結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠方便，制造簡單。綜合上述考慮，選擇下列分型面：2行腔數(shù)目的確定及型腔的排列（1） 型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性，通過注射量及鎖模力計(jì)算，可確定盡可能多的型腔數(shù)，以提高生產(chǎn)率。其型腔在一模中的數(shù)目如表： 序號 確定依據(jù) 確定方法 說明 此塑件采用第二種方法確定型腔數(shù)目，按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)，根據(jù)公式 0.8*304*3.949*0.15 n - 5（取整） 3.949 最終采用一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。（2） 型腔的排列型

9、腔的布局采用對稱分布，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。排列方式采用h型排列，平衡性好，加工容易，使用比較廣泛。 由于該塑件采用的是一模四件成型，所以性強(qiáng)布局如圖。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1 主流道設(shè)計(jì)根據(jù)xs-zy-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=4mm 噴嘴前端球面半徑： r0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： r=r0+（12）mm d=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半徑： r=13mm 取主流道的小端直徑d=4.5mm為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取13度經(jīng)換算得主流道大端直徑d=8.5

10、mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過渡。2.3.5主流道襯套的選取為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主流道襯套形式，選取材料為t8a，熱處理以后的硬度為5357hrc，主流道襯套和定模的配合形式為h7/m6的過渡配合?？筛鶕?jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定： l=l1+l2+l3+l4+l5 =d/2tana+h/cosa+d/2tana+h/sina+（1015） =99.6mm 取： l=100mm 2.3.2分流道設(shè)計(jì)分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的

11、形狀比較簡單，尼龍1010的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑d=8.5mm，則梯形可選用上底為b=5.5mm,高為h=8mm的截面。截面形狀為u型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長的比值來表示流道的效率。u型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。效率為0.195d分流道的尺寸： 尼龍1010 分流道直徑/mm 3.8-7.5 選取6mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取1.252.5rm，這可增加對外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保

12、溫。但表面不得凸凹不平，以免對分型不利。2.3.3澆口設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔型心，有利于填充排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（blh）1mm0.8mm0.6mm,試模時(shí)修正.(5)澆口套常采用標(biāo)準(zhǔn)間 根據(jù)手冊查的型號：xsz30柱塞式注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸如下：噴嘴球面半徑ro=12mm噴嘴孔直徑mm根據(jù)模具主流與噴嘴的關(guān)系：（1）主流道球面半徑r=ro+（1-2）mm, 取r=14mm（2）主流道小端直徑d=do+(0.5-1)mm,取d=4.5mm（3）主流道錐度取：4（4）主流道

13、長度l根據(jù)定模座板厚度確定，通常l不超過60mm,取55mm（5）主流道大端直徑d分流道直徑（6）球面深度h=35mm,或（1/3-2/5）ro,取5mm（7）澆口套總長：ld=（l+h+2）mm=(55+5+2)=62mm（6）冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴應(yīng)設(shè)在熔料流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折處，臥式或立式注射機(jī)用模具的冷料穴一般設(shè)置在主流道正對的動(dòng)模上，開模時(shí)為了能從澆口套內(nèi)拉出澆道凝料，通常在冷料穴末端設(shè)置拉料桿。該塑件采用z型拉料桿，其頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，開模時(shí)即可將凝料從主流道中拉出。同時(shí)由于拉料桿的尾部固定在推桿固定板上，故在推出塑件時(shí)凝料也一同推出。如圖。 六 、型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯型

14、腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。 由于該塑件尺寸不大且形狀簡單，無錐面過度。宜采用整體式型腔，方便加工和熱處理。 考慮模具溫度，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。 七、 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置 如圖所示模具開模后,塑件包緊動(dòng)模型心的力并不大,適當(dāng)考慮脫模斜度,采用頂桿并不會(huì)將塑件頂變形,且模具結(jié)構(gòu)簡單. 如圖2-5-2所示是采用推管和頂桿聯(lián)合頂出,頂出平穩(wěn),塑件不會(huì)變形,但推管與中間的型心想配合,會(huì)造成制造和裝配上的困然.由以上兩種方法的比較不然看出圖7-6的方法比圖7-7的方法更經(jīng)濟(jì)也可以給制造帶來方便. 八、成型零部件的工作尺寸計(jì)算 由于制件沒有標(biāo)注尺寸公差,因此把它們換成公差尺寸,進(jìn)行計(jì)算 模具制造公差s=/3

15、未注公差等級mt5級算（單位：mm）基軸: , , , , , , , , ,基孔: , , , , ,，,1計(jì)算如下式： 一.型腔計(jì)算如下式： 由公式： ,%1) 2) 3) 二.型腔高度（深度）計(jì)算如下式：由公式：，得1）三、型芯計(jì)算由公式:，得1) 2) 3） 4）5）6）7）8）9）10）11）12）13）14）15）四、型心深度計(jì)算由計(jì)算公式 ，1) 2) 3) 九、注射模模架的選擇 本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇a4型模架。 繪制模具總裝配圖如下： 十、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，

16、變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：設(shè)該模具平均工作溫度為60，用20的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得尼龍1010的單位熱流量為q2=314.3398.1j/g ,取q2=350j/g：q3=wq2=1008g/h350j/h=352800j 求冷卻水的體積流量vv=wq1/pc1(t1t2)=140cm3溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從200 c,左右降低到60c左右，

17、所釋放的能量5以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的1020倍。在次我選擇湍流。 如圖表二：冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量v /（m/s）流量 qv/（m/min） 12 1.10 7.410表二十一、排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型腔及流道原有的氣體，氣體如不能及時(shí)的排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，除

18、此之外，塑料的熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)的排出。否則，被壓縮的空氣長生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而產(chǎn)生廢品。 排氣方法有兩種：開排氣槽排氣、合模間隙排氣 由于端蓋塑料模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，不需要開排氣槽排氣。由于尼龍的性質(zhì)：最小不溢料間隙為0.03mm，間隙較小，再加上尼龍1010流動(dòng)性好，也不用開排氣槽。 十二、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)校核1、 模具閉合高度的確定在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板厚度h1=25mm，型腔板厚度為h2=30mm，

19、型芯固定板h3=35mm,推件板厚度為h4=16mm，墊塊厚度h5=80mm動(dòng)模板厚度h6=25mm。如下圖所示：1計(jì)算模具的閉合高度： h=h1h2h3h4h5+h6 =253035168025 =211mm 2、 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板厚度h1=25mm，型腔板厚度為h2=30mm，型芯固定板h3=35mm,推件板厚度為h4=16mm，墊塊厚度h5=80mm動(dòng)模板厚度h6=25mm。如下圖所示：1計(jì)算模具的閉合高度： h=h1h2h3h4h5+h6 =253035168025 =211mm 十三、 裝配圖 十四、零件圖 十五、結(jié)論 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了