注射模課程設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果一、塑件的工藝分析塑料零件圖及說明、要求：該塑件產(chǎn)品材料為LDPE，蓋表面壁厚1mm,側(cè)壁厚3mm, 精度等級(jí)為7、8級(jí)精度，制品要求外觀表面光澤、無雜色，生 產(chǎn)批量中等。零件圖如下：4854圖1塑料零件圖1、材料性能LDPE無毒、無味、無臭，密度為 0.9100.940g/cm3，它是在100300MPa的高 壓下，用氧或者有機(jī)過氧化物為催化劑聚合而成，也稱高壓聚乙烯。低密度聚乙烯在聚乙烯樹脂中是質(zhì)量最輕的品種。與高密度聚乙烯相比，其結(jié)晶度（55%65%和軟化點(diǎn)（90100C）較低；有良好的柔軟性、延伸性、透明性、 耐寒性和加工性；其工程力學(xué)、機(jī)械原理及設(shè)計(jì)、電子與電子技術(shù)、

2、微機(jī)原理與應(yīng)用、模具 CAD/CA M檢測技術(shù)、控制工程、模具設(shè)計(jì)與制造、表面工程新技術(shù)、材料成型與設(shè)備管理學(xué)、防偽技術(shù)、市場營銷、企業(yè)管理工程力學(xué)、機(jī)械原理及設(shè)計(jì)、電子與電子技術(shù)、微機(jī)原理與應(yīng)用、模具CAD/CA M檢測技術(shù)、控制工程、模具設(shè)計(jì)與制造、表面工程新技術(shù)、材料成型與設(shè)備管理學(xué)、防偽技術(shù)、市場營銷、企業(yè)管理工程力學(xué)、機(jī)械原理及設(shè)計(jì)、電子與電子技術(shù)、微機(jī)原理與應(yīng)用、模具CAD/CA M檢測技術(shù)、控制工程、模具設(shè)計(jì)與制造、表面工程新技術(shù)、材料成型與設(shè)備管理學(xué)、防偽技術(shù)、市場營銷、企業(yè)管理化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐酸、堿和鹽類水溶液；有良好的電絕緣性和透氣性；吸水 性低；易燃燒。性質(zhì)較柔軟，具

3、有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性 能和耐低溫性（可耐-70 C）。不足之處是其機(jī)械強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整， 結(jié)晶度（55%-65%低，結(jié)晶熔點(diǎn)（108-126 C）也較低。其力學(xué)強(qiáng)度低于高密度聚 乙烯，防滲系數(shù)、耐熱性和抗日光老化性差，在日光或咼溫下易老化分解而變色， 導(dǎo)致性能下降，所以低密度聚乙烯在制成塑料卷材時(shí)添加了抗氧化劑和紫外線吸收 劑來改善其不足之處。設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果2、成型特性及條件V總=16.53cm3(1)、LDPE吸水率很小(<0.01%)，而成型水分允許含量可達(dá)0.1%左右，因此加m 總=15.2 g工前不必要進(jìn)行干燥處理。(

4、2)、LDPE熔點(diǎn)不咼，料筒溫度對(duì)熔體流動(dòng)性的影響不如壓力。由于結(jié)晶晶核的熔融需要吸收大量的熱量，故料筒溫度的選擇點(diǎn)應(yīng)比熔點(diǎn)高，通常要高出十多度。提高熔體的流動(dòng)性。一般為108204Eo(3) LDPE的流動(dòng)性能好，較低壓力下既能成型大多數(shù)制品。薄壁件、長流程、窄澆口的制品一般用120MPa； 一般制品用100MPa。(4)、模具溫度對(duì)LDPE制品的質(zhì)量有較大的影響，模具溫度大概為 6070E以保證側(cè)壁的易變性問題。以提高其韌性及尺寸穩(wěn)定性。3、注射成型工藝參數(shù) (見表2-36，塑料模具設(shè)計(jì)資料，第33頁)注射劑類型：柱塞式干燥：7080C,預(yù)干燥1h左右溫度：料桶后端140160E料桶中端料

5、桶前端170200 E噴嘴 150170E模具 35 55 E壓力：注射壓力60100Mpa時(shí)間：高壓時(shí)間05s保壓時(shí)間1560s冷卻時(shí)間1560s成型周期40140s螺桿轉(zhuǎn)速(r/min ):說明：料斗干燥4、結(jié)構(gòu)工藝性(1)、零件壁厚為3 mm，蓋面壁厚1mm，大于塑件的最小壁厚0.6 mm注射成型時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。(2)、該塑料制件有3個(gè)側(cè)孔，需設(shè)置側(cè)向抽芯(3)、考慮塑件的尺寸不是很大，為了提高生產(chǎn)率，米用一模兩腔；并且用側(cè)澆口，用拉料桿使?jié)沧⑾到y(tǒng)冷凝料拉斷、頂出脫落，以利于生產(chǎn)自動(dòng)化。5、零件體積及質(zhì)量估算(1)、單個(gè)塑件體積V = 5.51cm3 (利用UG軟件分析所得)，

6、質(zhì)量m = 5.51 X0.92=5.06g(2)兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積 V總=16.53cm3，總質(zhì)量m總=15.2 g。設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果二、注射機(jī)的選擇初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格由公式4 1 n珂0.8vg-vj）/vz （塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，第107頁）可得注 射機(jī)最大注射量vg次總/0.8= 20.7 cm3。料筒內(nèi)應(yīng)還有比vg/0.3=69 cm3大才能保證注塑機(jī)不停地正常運(yùn)行查表2 40 （塑料模具設(shè)計(jì)資料，第 48頁），選擇SX ZY 125型號(hào)的注 射機(jī)。SX-ZY 125注射機(jī)參數(shù)如下：理論注射量：125cm3鎖模力：900kN螺桿直徑：42mm公稱注射壓力：119

7、Mpa柱桿距離：260X290 （ mm< mm）定位圈尺寸： 直徑100mm噴嘴球半徑：R12mm模板行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm三、確定模具基本結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、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(duì)稱分布，如下 圖。120圖2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(jī)的最大裝模厚度， 可參考標(biāo)準(zhǔn)模架180 X 250A2 （塑料模具設(shè)計(jì)資料，第141頁）。確定A、B板 厚度：A板布置了冷去水管和澆注系統(tǒng)主流道，該板厚度主要考慮塑件高度和冷去水管

8、的布置，取A板厚度Ha為32mm。B板其厚度主要考慮嵌入型芯的高度，以及抽芯滑塊的高度。選B板厚度Hb為32mm。3、模具分型面的選擇經(jīng)分析，該塑件圓周方向有側(cè)孔，成型時(shí)必須采用側(cè)向抽芯。中間的孔用嵌入式 型芯成型?？紤]到加工的方便性和加工的自動(dòng)化， 選擇側(cè)澆口。分型面設(shè)計(jì)如下圖:設(shè)計(jì)分析：型芯由組合滑塊組成，流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道采用半圓形流道。分型面分開, 拉料桿將冷凝料拉出留在動(dòng)模一側(cè)；開模一定距離后，當(dāng)推板推出時(shí)，推動(dòng)型芯滑 塊推出并抽芯，塑件與澆注系統(tǒng)靠自重落下。4、注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)資料查得XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為: 注射機(jī)噴嘴直徑d1=4mm噴嘴球半徑

9、R仁12mm設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果D=8mm h=4mm L=10mm h=1mm b=4mm L=2mm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=14mm小（上）端面直徑d=5mm（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 圖4澆注系統(tǒng)冷凝料，第114、233頁）另外，為了便于將冷凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為： 2°4°。經(jīng)換算得主流道大（下）端直徑 D=8mm（2）、冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴設(shè)置在主流道的末端，采用Z形的冷料穴，便于將澆注系統(tǒng)冷凝料和 A板 分開。（3）、分流道的設(shè)計(jì)分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)制件

10、的體積、壁厚、形狀的復(fù)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(shè)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(shè)在定模一側(cè)。分流道寬度同主 流道直徑，高度h= 4mm長度L= 10mm其中冷料穴較長，只要考慮了拉料桿位置 的設(shè)計(jì)。（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，第 233頁）（4）、澆口設(shè)計(jì)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(dòng)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(diǎn)，選用結(jié)構(gòu)簡單的側(cè)澆口。側(cè)澆口 與塑件表面水平連接。高度h=1mm寬度b=4mm長度L=2mm（塑料成型工藝與模 具設(shè)計(jì)，第126頁）（5）、定位環(huán)及

11、澆口套設(shè)計(jì)根據(jù)注射機(jī)定模板中心孔尺寸，選取定位環(huán)直徑為© 100mm（相關(guān)尺寸見塑料模具設(shè)計(jì)資料表2- 138,第270頁）；澆口套公稱直徑為© 25m（相關(guān)尺寸見塑 料模具設(shè)計(jì)資料表2- 118,第257頁）。5、確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式（1）、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔以鑲嵌塊形式固定在定模上，一模兩腔。（2）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、固定方式為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型芯采用整體 鑲塊式結(jié)構(gòu)，加工成臺(tái)階形狀。型芯如零件圖所示。6、確定頂出機(jī)構(gòu)類型頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對(duì)頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的 基本要求是一致的：使塑件在頂出過程中不會(huì)損壞變形；保證塑件在開

12、模的過程中 留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)；若塑件需留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。 其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī)構(gòu)。本模具采用組合型芯，斜滑塊在抽芯的 同時(shí)頂出塑件。7、確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)）（1）導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益， 使用有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)套也使用有肩導(dǎo)套。(2)導(dǎo)柱的布置為確保動(dòng)模和定模只按一個(gè)方向合模，米用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱V=16.53cm 3布置，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。< Vz=125cm 38排氣機(jī)構(gòu)k=1.1P=80MPa該零件結(jié)構(gòu)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A=51.1cm 2以

13、及滑塊與型芯之間的縫隙排氣。Fz=900kN9、模具冷卻系統(tǒng)的確定因塑料的加熱溫度對(duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解(分解溫度為300C)，成型時(shí)要控制模溫在50-80C,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)布置見裝配圖(3)冷卻水嘴采用伸入型腔的形式，以防止液體泄漏。10、模具材料型腔、型芯、鑲塊等非標(biāo)準(zhǔn)模具零件的材料為 Cr12，淬火加低溫回火硬度55HRC ,或45鋼，熱處理硬度W 240HBS，或P20、優(yōu)質(zhì)P20 (預(yù)硬塑膠模具鋼)、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：4

14、5鋼，熱處理后硬度200HBS ;或材料Q235鋼，正火。四、校核計(jì)算1、注射量的校核所需的注射機(jī)的注射量V=16.53cm 3注射機(jī)最大注射量Vz=125 cm 3滿足要求，初選注射機(jī)合適。2、鎖模力的校核當(dāng)高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，使模具沿分型面漲開。這個(gè)漲力，等于塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和乘以型腔內(nèi)熔體的壓力，應(yīng)小于注塑機(jī)的鎖模力。Fz > kPA=450kN初選注射機(jī)滿足要求3、模具閉合高度的校核安裝模具的厚度應(yīng)滿足：min H V HV max H。設(shè)計(jì)的模具高度H= 208mm;初選的注射機(jī) XS-ZY-125, Hmin = 200mm, max

15、 h = 300mm滿足要求，初選合適。設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果4、模具的開模仃程校核Sm = 89v模具的開模行程應(yīng)滿足：SmK SzSz=300其中：Sz為注射機(jī)的最大開模行程，初選設(shè)備參數(shù)中可知 Sz=300mm,mmSm 為模具的開模行程，Sm=Hi + H2+ 5 10 = 59+18 + 5 10 = 89 v Sz=300 mmF塑 =所以初選的注射機(jī)滿足要求。100MPa5、注射機(jī)壓力的校核P機(jī)=119MPa注射機(jī)壓力應(yīng)滿足：P誨塑P。其中：P幾為注射機(jī)的最大注射壓力，塑P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，取塑P = 100MPa,由初選的注射機(jī)的參數(shù)可知，P機(jī)=11

16、9MPa,滿足要求。綜合驗(yàn)證，XS-ZY-125注射機(jī)完全滿足此模具的注射要求。五、有關(guān)模具工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算1、型腔與型芯的設(shè)計(jì)：考慮到該模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在鑲塊上加工型腔，型腔的結(jié)構(gòu)見零件圖。結(jié)合塑件材料性能要求和模具結(jié)構(gòu)及排氣等方面，并考慮加工，型芯米用臺(tái)階式，米用車床加工,與B板的配合按H7/m6的配合，其結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸見型芯零件圖。2、成型零部件的尺寸計(jì)算：由塑料模具設(shè)計(jì)資料表2- 16查得LDPE的平均收縮率為S=3.3%塑件要求的公差等級(jí)為7級(jí)。根據(jù)對(duì)塑件尺寸公差分析，修正系數(shù)取1/2,模具的制造公差取S z=A /3。查塑料模具設(shè)計(jì)資料表2- 17,第18頁,得各個(gè)。成型零件各部分

17、尺寸計(jì)算如下：(1)型腔徑向尺寸：AM1+ s z =(1+S) X As1-x A +a/3=(1+3.3%) X 56-1/2 X 0.92 +0.92/3=57.4 +0.31AM2+ s z =(1+S) X As1-x A +a/3=(1+3.3%) X 52-1/2 X 0.92 +0.92/3=53.3 +0.31設(shè)計(jì)計(jì)算說明結(jié)果Bm1-5 z = (1+S) X Bs1 +x A - /3=(1+3.3%) X 48+1/2 X 0.80 -0.80/3=50.0 0-0.27(2)型腔成型部分的深度：HMi+ s z=(1+S) X Hsl-2/3 A +a/3=(1+3.3

18、5%) X 8.5-2/3 X 0.40 +0.40/3=8.5 +0.130Hm2 s z=(1+S) X Hs2-2/3 A +a/3=(1+ 3.3%) X 7.5-2/3 X 0.40 +0.40/3=7.5 +0.13(3)型芯的徑向尺寸：Bm2-S z = (1+S) X Bs2+xA - A/3=(1+3.3%) X 50+1/2 X 0.80 -0.80/3=52.1 0-0.27Bm3-S z = (1+S) X Bs2+xA - A/3=(1+3.3%) X 54+1/2 X 0.92 -0.92/3=56.2 0-0.31BM3-5 z = (1+S) X Bs2+x A - A /3=(1+3.3%) X 2+1/2 X 0.32 -0.32/3=2.2 0-0.11(4)型芯成型部分的高度：hM1 sz=(1+S) X hs1+2/3 A - a/3=(1+3.3%) X 1.5+2/3 X 0.32 -0.32/3=1.8 0-0.11hM2 sz=(1+S) X hs1+2/3 A - a/3=(1+3.3%) X 6.5+2/3 X 0.40 -0.40/3=35.510-0.333、脫模力的計(jì)算分析塑件，得平