桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)

1、桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)題目： 桶蓋注塑模模具課程設(shè)計(jì) 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 08材料成型及控制工程（1）班 目錄一 塑件成型工藝性分析3二擬定模具的結(jié)構(gòu)形式41.分型面位置的確定42確定型腔數(shù)量和排列方式53注塑機(jī)型號(hào)的確定5（4）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核5三澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.1 主流道設(shè)計(jì)6四、澆口的設(shè)計(jì)7（2）校核澆口的剪切速率7五、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算75.1.成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)75.2.成型零件鋼材選用85.3.成型零件工作尺寸的計(jì)算85.4. 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算9（1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算9（2） 動(dòng)模墊板的厚度計(jì)算10（3）動(dòng)模墊板厚度與模架的兩個(gè)墊塊有

2、跨度關(guān)系10（3）模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用10六.脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)116.0.脫模力的計(jì)算116.1模架的確定136.2排氣槽的設(shè)計(jì)136.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)146.4導(dǎo)向和定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)156.5模具裝配圖1516七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)16八、參考文獻(xiàn)17一 塑件成型工藝性分析本模具注塑件是塑料桶蓋，基本尺寸如圖。1.塑件的分析 （1）外形尺寸：壁厚4mm,結(jié)構(gòu)對稱，適合注射成型。 （2）精度等級：mt5,查表確定每個(gè)尺寸的公差。 （3）脫模斜度：pp為無定型塑料，流動(dòng)性好，選擇該塑件上型芯和凹模 的統(tǒng)一脫模斜度為45分。 （4）圓角過渡：半徑1.5mm.2. pp的性能分析（1） 使用性能：密度小

3、，強(qiáng)度高耐熱性均優(yōu)于聚乙烯，可在100°c左右使用，具有優(yōu)良的耐腐蝕性高頻絕緣性，不受濕度影響，（2） 但低溫時(shí)變脆，不耐磨，易老化。（3） 成型性能：1.結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。 2.流動(dòng)性好，但收縮范圍和收縮大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形。 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱。 4.塑料壁厚需均勻，避免缺口，尖角。5.pp的主要性能指標(biāo)密度/0.90.91比容/1.101.11（4）吸水率/（24h）%0.010.03收縮率/%1.0·3.0（5）熔點(diǎn)/°c170-176抗拉屈服強(qiáng)度37mpa（6）彎曲強(qiáng)度68mpa沖擊

4、強(qiáng)度78mpa（7） 3. pp的注射成型過程及工藝參數(shù)（1） pp的吸濕性很小，因此在成型前一般不需要干燥處理。pp分子結(jié)構(gòu)中含椒碳原子，故抗氧化能力很低，在塑化時(shí)應(yīng)加入抗氧化劑。塑件在注塑機(jī)料筒內(nèi)進(jìn)過加熱，塑化達(dá)到流動(dòng)后由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，分為沖模，壓實(shí)，保壓，倒流，冷卻五個(gè)階段。盡量縮短保壓時(shí)間。（2） 注塑工藝參。1） 注塑機(jī)：螺桿式，轉(zhuǎn)數(shù)48r/min. 預(yù)熱和干燥:7080°c/h2） 料筒溫度（°c）;后段 160180 中段 180200 前段 2002203） 噴嘴溫度（°c）：1701904） 模具溫度（°c）8090 5）

5、注射壓力（mpa）:701006）成型時(shí)間（s）:高壓：03 保壓：2060 冷卻：2090二擬定模具的結(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(yīng)該選在端蓋截面積最大且有利于開模取出塑件的低平面處。2確定型腔數(shù)量和排列方式（1）數(shù)量：由于塑件精度為mt5且尺寸較大，利用一模一腔的形式。（2）模具結(jié)構(gòu)形式的確定：模具設(shè)計(jì)為一模一腔，直線對稱分布，推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出，澆口采用點(diǎn)交口且在最高處選用單分型面注射模。3注塑機(jī)型號(hào)的確定（1） 注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積： =266.13塑件質(zhì)量： g（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 凝料的體積按塑件體積的0

6、.21倍來估算，由于采用簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算。（3）.選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出注入模具型腔的塑料總質(zhì)量為457.8,則有根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值可選用xs-zy-500/1250理論注射量500 鎖模力3500螺桿直徑 65 最大模厚450 注射壓力104 移模行程70 最小模厚15 螺桿轉(zhuǎn)速48r/mm 定位孔直徑150噴嘴半徑球18 噴嘴孔直徑7.5 鎖模方式雙曲肘（4）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1） 注射壓力校核 pp所需注射壓力為70-100mpa 取，該注射機(jī)的公稱注射壓力，注射壓力安全系數(shù)1.25-1.4 取 ，所以注射機(jī)壓力

7、合格。 2） 鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積。由于模具設(shè)計(jì)為一摸一腔且為點(diǎn)澆口，所以。模具在型腔內(nèi)的脹形力.查表可得注塑機(jī)的公稱鎖模力，鎖模安全系數(shù)為k=1.11.2，這里取k=1.2,則，所以注塑機(jī)鎖模力合格。三澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 主流道設(shè)計(jì)主流道位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機(jī)噴嘴注射處的熔體導(dǎo)入型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出（1） 主流道尺寸設(shè)計(jì) 1)主流道的長度：小模具應(yīng)盡量小于60mm，本設(shè)計(jì)中初取50mm. 2)主流道小端直徑：d=注塑機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=7.5+0.5=8mm. 3)主流道大端直徑：=d+ 式中 4

8、）主流道球面半徑：注塑機(jī)噴嘴球頭半徑+（12）mm=20mm. 5）球面的配合高度：h=5mm.(2)主流道的凝料體積 （3）主流道當(dāng)量半徑：。 （4）主流道澆口套的形式：主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸屬易損性，對材料要求嚴(yán)格，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便常用碳素工具如t8a，t10a等，熱處理硬度為50hrc-55hrc，如圖示】（5） 校核主流道的剪切速率 確定注塑時(shí)間;查表可取t=2.5s 可得剪切速率。該數(shù)據(jù)在之間，所以主流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。四、澆口的設(shè)計(jì) 澆口截面積通常為分流道截面積的0.07-0.09倍，澆

9、口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5-2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐漸修正。（1） 澆口類型及位置確定 由于該模具的尺寸較大，且成直線對稱分布，所以采用一摸一腔的模具形式，澆口位置設(shè)在對稱點(diǎn)最高處，這樣有利于熔料的流動(dòng)和充型。（2）校核澆口的剪切速率1） 確定注射時(shí)間：查表，可取t=2.5s;2) 計(jì)算澆口的體積流量： 3) 計(jì)算澆口的剪切速率：澆口的剪切速率校核合格。五、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 5.1.成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凹模是成型制品外表面的成型零件。其結(jié)構(gòu)可分整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。這里采用整體嵌入式。（

10、2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。通常是整體式和組合式兩種類型。這里采用整體式型芯。5.2.成型零件鋼材選用對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性及良好的抗疲勞性，還考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。該塑件是大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用p20。成型塑件型芯，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材也選用p20。5.3.成型零件工作尺寸的計(jì)算采用相應(yīng)公式的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件圖給定的公差計(jì)算。（1） 凹模徑向尺寸計(jì)算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換l=300 l=30 根據(jù)公式：l=(1+s)l-x 計(jì)算可得：l=（1

11、+0.0225）x300-0.7x2.8 =304.79l=31.043（2）凹模深度尺寸計(jì)算根據(jù)公式：h=(1+s)h-x 計(jì)算可得；h=15 h=47 h=（1+0.0225）x15-0.6x0.48 =15.05h=47.578（3）型芯徑向尺寸計(jì)算1）動(dòng)模型芯徑向尺寸計(jì)算根據(jù)公式：l=(1+s)l+x 計(jì)算可得；l=(1+s)l+x=(1+0.0225)x292+0.6x02.8 =296.89 (4) 型芯高度尺寸計(jì)算根據(jù)公式：h=(1+s)h+x 計(jì)算可得；h=11 h=43h=(1+s)h+x=11.54h=44.45 塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)準(zhǔn)如上圖5.4. 成型零件尺

12、寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算（1） 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算。 凹模側(cè)壁厚度與型芯內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)。其厚度根據(jù)公式計(jì)算?？傻胹=（）=（）=57.51mm其中， =25=25x（0.45x18+0.001x18）=25x0.820m=20.50m=0.020mm凹模嵌件初定單邊厚度選30mm，而壁厚不滿足57.51mm要求，故凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，由模板和型腔共同承受型腔壓力。由于型腔采用直線對稱結(jié)構(gòu)布置，型腔之間的壁厚為s1=80-27=53mm，由于是錢小型腔，間隔符合要求。初步估算模板平面尺寸選用500x500，比型腔布置尺寸大很多。完全符合強(qiáng)度和剛度要求。（2） 動(dòng)模墊板的厚度

13、計(jì)算。（3）動(dòng)模墊板厚度與模架的兩個(gè)墊塊有跨度關(guān)系根據(jù)前面型腔的布置。模架在500x500的范圍內(nèi)。查表7-4墊塊之間跨度約為l=w-2w=(500-2x40)=420mm，根據(jù)型腔布置及型芯對動(dòng)模墊板的壓力可計(jì)算動(dòng)模墊板厚度為t=0.54l（）=0.54x420x（）=30mm其中， =25=25x（0.45x124+0.001x124）=25x1.304m=32.60m=0.033mml是兩個(gè)墊塊之間的距離，約124mm；l1是動(dòng)模墊板的長度，取200mm，a是4個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。單個(gè)型芯所受壓力的面積為 a1=66932.25mm動(dòng)模墊板按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取30mm。（3）模架的確

14、定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 模架尺寸確定后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對大型模具，模架選用a2型。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用模架尺寸為 500mm×500mm 的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)用分模間隙，即在裝配，調(diào)試，維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 1 定模座板（630mm×500mm，厚40mm）材料為45 鋼. 通過4 個(gè)m10 的內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過4 個(gè)m6 的內(nèi)

15、六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為h8/f8 配合。 2.定模板（凸模固定板）（500mm×500mm，厚40mm）固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用 45 鋼或q235a 制成，最好用調(diào)質(zhì)230hb270hb。 其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用h7/k6 配合，另一端采用h7/e7，定模板與澆口套采用h8/m6 配合，定模板與圓筒型芯為h7/m6 配合。 3.墊塊（500mm×500mm，厚63mm） 1 ）主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。2 ） 結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該

16、模具采用平行墊塊。3 ） 墊塊材料 墊塊材料為q235a，也可用ht200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用 q235a 制造。 4 ）墊塊的高度h 校核. h=h 1 +h 2 +h 3 +s+ =0+40+25+18+3.5=86.5mm 式中，h 1推桿墊板厚度，為40mm h 2推桿固定板厚度，為25mm h 3推出行程， 為18mm 推出行程富余量，一般為2mm6mm，取3.5mm 5. ）動(dòng)模座板（630mm×500mm，厚40mm） 材料為45 鋼，注射機(jī)頂桿孔為mm，其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用h7/m6 配合。 6.）推桿固定板（336mm×500mm。厚40mm

17、） 材料為45 鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用h7/f6 配合。六.脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本塑件結(jié)構(gòu)簡單，可采用推件板推出、推桿推出或兩者綜合推出方式，要根據(jù)脫模力計(jì)算來決定。6.0.脫模力的計(jì)算 （1）圓柱大型芯脫模力 因?yàn)?146/4=36.510，所以視為薄壁圓筒塑件，其脫模力為f=其中：k= =0.9536 為脫模斜度，為1°=d=2r =2rh可以得出 444.5278218f= =299.68n（2）Ø2型芯脫模力 參照（1）Ø6型芯脫模力的計(jì)算方法得到f=34.745n倆個(gè)Ø2型芯的脫模力為 4 f=138.98n（3）13.5*13.5矩形

18、型芯脫模力 /t=27/3=9<10所以視為厚壁圓筒塑件，其脫模力為f=其中：k= =0.9536 為脫模斜度，為1°=（l+b）/2 =2（l+b）h可以得出f=60.15n(4) 總脫模力 f= f+ f+ f=299.68+138.98+60.15=498.41n2.推出方式的確定1）采用推桿推出（1）推出面積 設(shè)4mm的圓推桿設(shè)置8根，那么推出面積為= =2x4x4=100.48mm(2)推桿推出應(yīng)力 查表取許可應(yīng)力=12mpa =4.96<=12 故為合格所以推出方式采用推桿推出。6.1模架的確定根據(jù)塑件的大小以及嵌件所占的平面面積選取500x500的標(biāo)準(zhǔn)模架1

19、、各模板尺寸的確定（1）a板尺寸 a板是定模型腔板，塑件高度為47mm，考慮到模板上要開冷卻水道留有距離，故a板厚度為63mm。（2）b板尺寸，b板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板件取40mm。（3）c板尺寸 墊塊，按標(biāo)準(zhǔn)模架取63mm。經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸可以選擇標(biāo)記為：500x500.2、模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸經(jīng)過校核模具平面尺寸、模具高度尺寸和開模行程都符合要求。6.2排氣槽的設(shè)計(jì)塑件由于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料熔體經(jīng)塑件上方向下充滿型腔，每個(gè)型芯上有五根推桿，配合間隙可作為氣體排出，不會(huì)出現(xiàn)頂部憋氣現(xiàn)象。而且底面的氣體沿著分型面、型芯之間的間隙排出間隙外。6.3冷卻系統(tǒng)

20、的設(shè)計(jì)這里只進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的計(jì)算，忽略模具因空氣對流、輻射以及注射機(jī)散發(fā)熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量等于冷卻水所帶走的熱量。1、冷卻介質(zhì)pp熔融溫度和成型溫度分別是170176°c與180°c。設(shè)模具溫度為50°c.可以用常溫水進(jìn)行冷卻。2、冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量w（1）塑料制品的體積 v=v主+v分+n v塑=274.29cm（2）塑料制品的質(zhì)量 m=v=0.9x274.29=246.86g=0.2468kg（3）塑件的壁厚為4mm，查得t冷=41s。取注射時(shí)間t注=2s，脫模時(shí)間為7s。則注射周期：t=t冷+

21、t注+t脫=41+2+7=50s。故每小時(shí)注射次數(shù)為n=72次（2） 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：w=nm=72x0.247=17.78kg2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量q查找pp單位熱流量q的值得范圍在590左右kj/kg，故取q=590kj/kg。3）計(jì)算冷卻水道體積流量q設(shè)冷卻水道入水口的水溫為22°c，出水的水溫為25°c，取水的密度為=1000kg/m，水道比熱容c=4.187kj/kg·°c。q=590kj/kg根據(jù)公式得：q=13.9x10 m/min4）確定冷卻水路的直徑d當(dāng)q=13.9x10 m/min時(shí)，為了是

22、冷去水處于川流狀態(tài)時(shí)，取模具冷卻水孔的直徑d=22mm。5）冷卻水在管內(nèi)的流速v,其中，q=13.9 x10 m/minv=0.61m/s1.66 m/s.6）求冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)h因?yàn)槠骄疁貫?3.5，查書的f=0.67，則h=kj/（m·h·°c）7)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積aa=0.0438 m8）計(jì)算模具冷卻水管的總長度l l=634mm9）冷卻水路的根數(shù)，設(shè)每條水路長度300mm，則冷卻水路的根數(shù)為x=634/300=2.11根有上述可知，二條冷卻水道足夠滿足冷卻。6.4導(dǎo)向和定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合導(dǎo)向和脫

23、模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為外定位和模內(nèi)定位。模外定位通過定位圈和注射機(jī)相配合，使模具的澆口套與注射機(jī)噴嘴精確定位。而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。本模具造型簡單，故采用標(biāo)準(zhǔn)模架本身的定位機(jī)構(gòu)。運(yùn)用頂桿頂出，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架a2型6.5模具裝配圖 七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過兩周的模具設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用是兩回事，再設(shè)計(jì)模具時(shí)，我突然感覺手忙腳亂，不知道怎樣下手，不知道怎樣運(yùn)用上學(xué)期的書本知識(shí)來設(shè)計(jì)具體的塑料件注塑模具。 在第一周的設(shè)計(jì)計(jì)算中，我?guī)缀醪恢涝鯓佑?jì)算，老師告訴我們計(jì)算是第一步也是最重要的一部分，我請同學(xué)幫忙計(jì)算了大概的塑件體積，在接下來，我就根據(jù)塑件選擇模具模架，但是，我真不知道該怎樣設(shè)計(jì)水道，不知道他的排布方法。迫于壓力，我不斷找資料，不斷求證，也許做的不能讓老師滿意，但是，我已經(jīng)很努力的在想再做了。希望老師能給予指導(dǎo)和鼓勵(lì)。兩周的課程設(shè)計(jì)，眼看就要結(jié)束了。毫無疑問，這三周是最充實(shí)的一段時(shí)間，充實(shí)的同時(shí)也讓我感到很疲勞，但我還是很開心。經(jīng)過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我更深刻的理解了塑