課程設計冷卻槽塑料模的設計

1、目錄設計任務書4塑料的說明、要求6一、塑件的工藝分析6二、注射機的選擇8三、確定模具基本結構和模具結構設計1、模具型腔排列方式的確定92、模架的選擇和a、b板厚度的確定103、模具分型面的選擇104、注射模澆注系統(tǒng)設計115、確定型腔、型芯的結構及固定方式126、確定頂出機構類型137、側(cè)向分型與斜滑塊的設計的計148、確定導向機構159、排氣機構1510、模具冷卻系統(tǒng)的確定1611、模具材料16四、校核計算1、注射量的校核162、鎖模力的校核163、模具閉合高度的校核164、模具的開模行程的校核.175、注射機壓力的校核.17五、有關模具工作部分設計計算1、型腔與型芯的設計172、成型零部件

2、的尺寸計算183、脫模力的計算194、推桿強度校核19六、工藝卡20七、總結22八、參考資料23廣東工業(yè)大學課程設計任務書題目名稱冷卻槽模具的設計學生學院專業(yè)班級姓 名學 號一、課程設計的內(nèi)容模具成型工藝及模具設計課程設計的設計內(nèi)容是根據(jù)本任務書指定的塑料制品，分析該制品成型工藝性，設計注射成型該產(chǎn)品的模具，根據(jù)制品的要求及所設計的模具尺寸等選擇成型注射機，撰寫設計說明書。具體工作量按第三點執(zhí)行。二、課程設計的要求與數(shù)據(jù)1 在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成自己的設計任務； 2 及時了解有關資料，作好準備工作，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性；3 要求計算準確，結構合理，圖面整潔，圖樣和標注符合國家標準；4 設計說明書

3、要求表達清楚，句子流暢，書寫工整，插圖清晰整齊。三、課程設計應完成的工作1對任務書指定的塑料零件進行工藝分析及工藝計算。并確定模具結構。 2根據(jù)模具的結構和尺寸選擇使用的注塑機型號； 3設計塑件的注射成型模具，計算各成型零件尺寸，校核主要零件的強度硬度；4繪制所設計模具的裝配圖（手工繪圖）和零件圖，完成1.5-2張零號圖紙的工作量；5撰寫設計計算說明書，按學校畢業(yè)設計說明書規(guī)定格式編寫并裝訂成冊（a4紙約20頁）。 四、課程設計進程安排序號設計各階段內(nèi)容地點起止日期11 布置塑料成型模具設計任務2 了解設計目的，任務要求，進度安排準備設計資料，工具.2工藝計算，選擇成型設備，擬定設計方案，手工

4、繪制模具草圖3設計成型模具結構；包括澆注系統(tǒng)設計、分型面選擇、頂出結構設計、冷卻系統(tǒng)設計，繪制模具裝配圖（手工繪圖）4繪制模具所有零件圖（包括標準件）5撰寫設計計算說明書6答辯7改正錯誤，提交全部設計資料五、應收集的資料及主要參考文獻1齊曉杰主編.塑料成型工藝及模具設計.北京:機械工業(yè)出版社,2005.50-782張留成等編著.高分子材料基礎.北京:化學工業(yè)出版社,20013自編.塑料成型工藝及模具設計課程設計指導書.4自編. 塑料模具設計資料5王鵬駒、張杰主編.塑料模具設計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，20086吳宗澤主編.機械零件設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2003.117羅河勝.塑料

5、材料手冊.廣州:廣東科技出版社發(fā)出任務書日期： 指導教師簽名：計劃完成日期： 基層教學單位責任人簽章：主管院長簽章：一、塑件的工藝分析二、注射機的選擇三、確定模具基本結構和模具結構設計四、校核計算五、有關模具工作部分設計計算六、工藝卡七、總結八、參考文獻塑料零件圖及說明、要求：該塑料產(chǎn)品為本人自行設計。材料為pp，壁厚均勻，為1mm，精度等級為8級精度，制品要求外觀表面光澤、無雜色，生產(chǎn)批量中等。1、材料性能 pp為結晶型高聚物，常用塑料中pp最輕，密度僅為0.90-0.91g/cm3（比水?。?。通用塑料中，pp的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100，能在沸水中煮。pp有良好的耐應力開裂性，

6、有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。pp的綜合性能優(yōu)于pe料。pp產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。pp的缺點：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。pp在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好，pp在加工上有兩個特點：其一：pp熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。黄涠悍肿尤∠虺潭雀叨尸F(xiàn)較大的收縮率。pp的加工溫度在200-300左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310），但高溫下（270-300），長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因pp的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性，改善

7、收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50范圍內(nèi)。pp熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。pp在熔化過程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。pp料加工時不需干燥，pp的收縮率和結晶度比pe低。 2、成型特性及條件 1.結晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解.2.流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形.3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于50度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應力集中. 3、注射成型工藝參數(shù)（見表2

8、36，塑料模具設計資料，第33頁）干燥： 7080，預干燥1h左右 溫度:料桶后端 160180 料桶中端180200 料桶前端200220 噴嘴170190 模具 8090 壓力: 注射壓力 70100mpa 時間: 高壓時間03s 保壓時間 2060s 冷卻時間 2090s 成型周期 50160s螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）: 48 說明: 料斗干燥、結構工藝性 （1）、 零件壁厚均勻，為1mm，大于塑件的最小壁厚0.8 mm注射成型時應不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象，且在pp一般在13.5mm間選取，塑件質(zhì)量好。 （2）、該塑料制件雖無側(cè)凹、側(cè)孔，故沒有側(cè)向抽芯 （3）、考慮塑件的尺寸不是很大，為了提高

9、生產(chǎn)率，采用一模兩腔；并且用點澆口，用拉料桿以及斜角拉料孔使?jié)沧⑾到y(tǒng)冷凝料拉斷、脫落，以利于生產(chǎn)自動化。、零件體積及質(zhì)量估算（1）、單個塑件 體積v13.35cm3（利用inventor軟件分析所得），質(zhì)量m13.36*0.91=12.02g（2） 兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積v總40.05cm3，總質(zhì)量m總36.06 g。初選注射成型機的型號和規(guī)格由公式41 （塑料成型工藝與模具設計，第107頁）可得注射機最大注射量50.06 cm3。 料筒內(nèi)應還有比vg/0.3=167.00 cm3 大才能保證注塑機不停地正常運行查表240（塑料模具設計資料，第48頁）,選擇xszy250型號的注射機。

10、 xszy250注射機參數(shù)如下：理論注射量：250cm3鎖模力：1800kn螺桿直徑：50mm最大注射面積：500 cm2公稱注射壓力：130mpa定位圈尺寸：直徑125mm噴嘴球半徑：r18mm噴嘴孔直徑：20mm模板行程：350mm模具最大厚度：350mm模具最小厚度：250mm1、模具型腔排列方式的確定根據(jù)材料的尺寸形狀及成型性能要求，本模具采用一模兩腔，呈對稱分布，如下圖。各部分尺寸已標在圖中。塑件排樣圖2、模架的選擇和a、b板厚度的確定由圖1的塑件形狀尺寸、各成型板的厚度要求，并考慮注射機的最大裝模厚度，以及澆注系統(tǒng)的初選，可參考標準模架2020fai（塑料模具設計資料，第211頁）

11、。確定a、b板厚度：a板布置了冷去水管，該板厚度主要考慮冷去水管的布置以及型腔的深度，取a板厚度ha為60mm。b板其厚度主要考慮嵌入型芯的高度，以及固定動模螺釘高度。選b板厚度hb為30mm。 3、模具分型面的選擇經(jīng)分析，該塑件四周方向上無側(cè)凹，成型時必須不用采用側(cè)向外抽芯。中間的凹槽用嵌入式型芯成型。考慮到塑件質(zhì)量要求和加工的自動化，選擇點澆口澆口。分型面設計如下圖：塑件分型面設計圖設計分析：型腔由鑲塊組成，主流道設在定模一側(cè)，分流道設在采用半圓柱形流道，處于上分型面，先從第一分型面分開，拉料桿及斜角拉料孔將澆注系統(tǒng)冷凝料從點澆口處拉斷，開模一定距離后，澆注系統(tǒng)冷凝料靠自重落下，拉桿拉住分

12、流道拉板和a板。第二分型面也同時打開，塑件由推板推出，從型芯上脫落掉下，塑件成功取出。4、注射模澆注系統(tǒng)設計（1）、主流道的設計根據(jù)設計資料查得 xszy250型注射機噴嘴的有關尺寸為：注射機噴嘴直徑d1= 4 mm；噴嘴球半徑r1= 18 mm。根據(jù)模具主流道球面半徑r=r1+（12）mm及小端直徑d=d1+(0.51)mm，故取主流道球面半徑r=20mm；小(上)端面直徑d=5mm。另外，為了便于將冷凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為：36。經(jīng)換算得主流道大（下）端直徑d=8mm。（2）、 冷料穴的設計冷料穴設置在主流道的末端，采用半圓形的冷料穴，便于將澆注系統(tǒng)冷凝料和a板

13、分開。（3）、分流道的設計分流道的形狀及尺寸，應根據(jù)制件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率、分流道長度、成型工藝條件等因素來確定。多型腔通常要設置分流道。為了便于制造、加工，本模具選用截面為半圓形的分流道，只設在定模一側(cè)。分流道寬度同主流道直徑，高度54mm，長度l 42 mm，其中冷料穴較長，只要考慮了拉料桿位置的設計。（4）、澆口設計根據(jù)塑件的成型、外觀要求及型腔的排列方式，并便于冷凝料的自動脫落，并使塑件外觀質(zhì)量好，在塑件上留下的痕跡小等特點，選用點澆口較為理想。澆口直徑d0.51.8 mm，引導部分長度為 l=42mm，錐度1230，與分流道用圓弧連接。（5）、定位環(huán)及澆口套設計根

14、據(jù)注射機定模板中心孔尺寸，選取定位環(huán)直徑為125mm（相關尺寸見塑料模具設計資料表2138，第270頁）；澆口套公稱直徑為25mm（相關尺寸見塑料模具設計資料表2118，第257頁）。5、確定型腔、型芯的結構及固定方式（1）、型腔結構設計 型腔放在定模上，鑲塊放在定模上，型芯固定在動模上。一模兩腔。 （2）型芯結構設計、固定方式 為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型芯采用鑲塊式結構，通過加工成臺階形狀，用支撐板來固定。型芯如下圖所示：型芯6、確定頂出機構類型頂出機構的結構因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對頂出機構所應達到的基本要求是一致的：使塑件在頂出過程中不會損壞變形；保證塑件在開模的過程

15、中留在設置有頂出機構的動模內(nèi)；若塑件需留在定模內(nèi)，則要在定模上設置頂出機構。其中，一次頂出機構是最常用的頂出機構。本模具選用推件板一次頂出機構，用推件板推出。（1）、推件板連接桿數(shù)量及結構形式 根據(jù)復位桿布置許可空間，設4根推件板連接桿，直徑為16mm。（2）、復位裝置設計 頂出機構在完成塑件的頂出動作后，為了進行下一步循環(huán)必須回到其初始位置。常用的復位機構有彈簧復位機構和復位桿機構。因為本結構中使用推件板頂出，其在復位時也可起復位作用，故本結構不再需要設置復位機構。（3）、頂出機構的導向 推件板連接桿桿通常裝配在推件板和推板固定板之間。頂出板在頂出過程中的導向是十分重要的。否則，連接桿桿會變

16、形或折斷。頂出機構的導向裝置可選用頂板導柱和導套導向（四套，對稱布置）。導柱、導套公稱直徑為25mm。（4）、拉料桿 第一次分型時將澆注系統(tǒng)冷凝料拉斷，使其留定模一側(cè)，必須使用拉料桿，此處選拉料桿公稱直徑8mm。（相關尺寸見塑料模具設計資料表2119，第258頁）（5）、頂出距離 頂出距離要比零件高度高出510mm，故頂出距離l=48+ 510mm。這里取55mm7、確定導向機構（本模具采用導柱導向機構）（1）導柱導套結構形式 為便于加工導柱導套安裝孔，獲得較好的技術經(jīng)濟效益，使用有肩導柱，導套也使用有肩導套，但澆口板的導套防止脫落，該導套被加工成無肩并采用限位釘固定。（2）導柱的布置 為確保

17、動模和定模只按一個方向合模，采用等直徑導柱的不對稱布置，導柱設在定模一側(cè)。8、排氣機構 該零件結構簡單，且熱塑性塑料模具排除的氣體量比較少，利用模具分型面之間的縫隙排氣。9、模具冷卻系統(tǒng)的確定 因塑料的加熱溫度對塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度為300），成型時要控制模溫在8090,具體措施是布置冷卻水管。（1）冷卻水管直徑 8mm。（2）冷卻系統(tǒng)布置如下圖所示：型腔冷卻系統(tǒng) 型芯冷卻系統(tǒng)10、模具材料型腔、型芯、鑲塊等非標準模具零件的材料為t8a、t10a、cr12、cr12mov，淬火加低溫回火硬度55hrc，或45鋼，熱處理硬度240hbs，或p20、優(yōu)質(zhì)p20（預硬塑膠模

18、具鋼）、s136、s316h（鏡面塑膠模具鋼）。 各種模板、墊板、固定板、支承塊、壓緊塊、推板、擋塊等選材。材料：45鋼，熱處理后硬度200hbs；或材料q235鋼，正火。1、注射量的校核所需的注射機的注射量為 v=170250 滿足要求，初選注射機合適。2、鎖模力的校核a3.6cm2f117.0kn3、模具閉合高度的校核安裝模具的厚度應滿足：h。設計的模具高度h295mm;初選的注射機 xszy250， hmin=250mm，hmax=350mm，滿足要求，初選合適。4、模具的開模行程校核模具的開模行程應滿足：smsz其中：sz為注射機的最大開模行程，初選設備參數(shù)中可知sz=350 mm,s

19、m為模具的開模行程,對于雙分型面：sm=h1 h2a+（510）+474840+（510）145sz=350 mm，所以初選的注射機滿足要求。5、注射機壓力的校核注射機壓力應滿足：。其中：為注射機的最大注射壓力， 為成型塑件所需的注射壓力。該注射產(chǎn)品屬于中小型制品，取100mpa，由初選的注射機的參數(shù)可知，130mpa，滿足要求。綜合驗證， xszy250注射機完全滿足此模具的注射要求。1、型腔與型芯的設計：考慮到該模具結構的特點，直接在鑲塊上加工出腔，型腔的結構如下圖所示：結合塑件材料性能要求和模具結構及排氣等方面，并考慮加工，采用臺階式，采用車床加工,與b板的配合按h7/f6的配合,其結構

20、及相關尺寸如下圖：2、成型零部件的尺寸計算：由塑料模具設計資料表216查得pa66的平均收縮率為s=1%3%。塑件要求的公差等級為8級，一般模具工作部分的精度要比塑件高23級，故取工作部分的公差等級為6級。根據(jù)對塑件尺寸公差分析，修正系數(shù)取1/2,模具的制造公差取z=/3。成型零件各部分尺寸計算如下：（1）型腔徑向尺寸：= 32+0.40 （查塑料模具設計資料表217,第18頁,下面各個查同上。a2m+=(1+s)as-+z= 16+0.40 （2）型腔成型部分的深度：h1+=(1+s)hs-+z= 49+0.29（3）型芯的徑向尺寸：b-(1+s)bs+-= 30-0.29（4）型芯成型部分

21、的高度： h1-(1+s)hs+-= 47-0.323、脫模力的計算p 總為塑件對型芯的總的徑向包緊力, f為型芯對塑件的摩擦力, q 為脫模力, p4 為沿型芯軸線方向的大氣總壓力, 為型芯的斜角對塑件作用脫模力q 時, 型芯對塑件的摩擦力為:f = f p 總cos- ( q - p4) sin式中f 摩擦因數(shù)沿型芯的表面方向列出力的平衡方程式:( q - p4) cos+ p 總sin= f( q - p4) cos+ p 總sin= p 總cos- ( q - p4) sin fq = p總fcos- sinfsin+cos+ p4 (20)由于脫模斜度一般較小, cos 1 ,sin

22、0。q p 總f + p4式中：e塑料的彈性模量 ，查塑料模具設計資料第16頁表2-16可知e= 型芯的平均半徑 ； s塑料平均成型收縮率，由前面已知s=1.03%； 塑件對型芯的包容長度，由塑件高度可知 mm; 塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，常取為0.10.2，這里取0.15 是模具型芯的脫模斜度，查塑料模具設計資料第19頁表2-19可知型芯脫模斜度為，現(xiàn)取 塑料的泊松比,查資料得知0.33 其中，則把以上代入公式，可求得 f 5.8 kn 。注射成型工藝卡資料編號共 頁第 頁零件名稱冷卻槽塑料件材料牌號pp設備型號xszy250裝配圖號1材料定額每模件數(shù)2零件圖號單件質(zhì)量12.02g工裝號料

23、斗干燥設備xszy250溫度7080時間1小時料筒溫度后段160180中段180200前段200-220噴嘴170190模具溫度8090時間s注射03保壓2060s冷卻2090s壓力mpa注射壓力130mpa后處理方法：水、油溫度：90100時間定額輔助s10時間410h單件s58大學第三年的學習即將結束，課程設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。課程設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作；這2周的課程設計，讓我熟悉了這個學期學的