課程設計說明書參考2

1、 目 錄第一章 塑件及材料的工藝分析31.1 設計任務的原始依據(jù)31.2 塑件的工藝性分析 41.3 型腔數(shù)目的確定 5第二章 成型零件結構和工作尺寸計算62.1成型零件結構設計 62.2 成型零件工作尺寸計算 7第三章 澆注系統(tǒng)的設計83.1確定分型面的位置83.2型腔位置的排布83.3 主流道、分流道及澆口設計91.4 塑件推出方式的確定5第四章 選擇注射機和標準模架104.1初選注射機104.2注射機的規(guī)格參數(shù)114.3選標準模架114.4校核注射機12第五章 冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計145.1冷卻系統(tǒng)的設計145.2排氣系統(tǒng)的設計15第一章 塑件及材料的工藝性分析11 設計任務的原始依

2、據(jù)本次設計是由指導老師以樣件的形式為我們下達的設計任務，要求我們設計一套成型自選樣件注射模具。我們所設計塑料樣件（穿線孔裝飾蓋 ）的塑料制品圖如圖1-1所示。該塑件的材料為PP，塑件的使用精度為一般精度要求，塑件外表面光滑、無飛邊毛刺及明顯的熔接痕，側(cè)面不允許有澆口痕跡。塑件的強度和剛度要滿足裝配及其他方面的使用要求。該塑件的生產(chǎn)屬于較大批生產(chǎn)。生產(chǎn)條件為臥式中小型注射機 。 圖1-1穿線孔裝飾蓋塑料制品圖12 塑件的工藝性分析1. 塑件的材料特性和成型性能分析塑件材料為PP，查手冊知PP塑料的收縮率為1.8%2.5%，則平均收縮率為2.15%。聚丙烯無色、無味、無毒。不吸水，光澤性好，易著色

3、。具有聚乙烯的所有優(yōu)良性能，卓越的介電性能、耐水性、化學穩(wěn)定性。還具有抗拉強度、抗壓強度、流動性好。熔點為164170，耐熱性能好，能在100以上的溫度下進行消毒滅菌?？捎糜谥谱鞲鞣N機械零件。2. 材料的工藝性分析PP塑料可以使用柱塞式注射機。一般使用螺桿式注射機時得工藝條件如下：料筒溫度 前段 180200；中段 200220；后段 160170。注射壓力 70120Mpa；模具溫度 4080；注射時間 05s；保壓時間 2060s；冷卻時間 1550s。成型PP塑料時，溫度對物料的性能影響較大，料溫過高容易分解。模具設計時要注意澆口位置和形式的選擇，頂出力過大使塑件表面留下痕跡，塑件允許的

4、最大脫模斜度為0.5。3. 澆口的選擇為滿足塑件表面光潔平整、沒有各種斑痕的要求及為了提高成型效率，采用側(cè)澆口比較好。4. 成型零件的結構設計為了方便加工和熱處理，型芯、型腔均采用鑲拼式結構。 1.3 型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件形狀簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大及尺寸精度要求，應使用多型腔注射模具，故模具采用一模兩腔。按照塑料件圖所示（小溝、槽等部位簡化）近似計算：單件塑件體積為： VS11.6cm查手冊知塑料的密度為0.900,91g/cm(取平均密度為0,905g/cm)由制品尺寸計算出單件塑件重量為ms=10.5g第二章 成型零件結構設計和工作尺寸計算 2.1 成型零件結構設計成型零件結構設計

5、 包括凹模和凸模的設計。凹模采用鑲拼式結構，有定模板、型腔鑲件組成，如圖1-2所示。型腔鑲件成型塑件的側(cè)壁及頂部，側(cè)澆口也開設在型腔鑲件上，這樣使加工方便，有利于凹模的拋光。型腔鑲件可以更換，提高了模具的使用壽命。凸模采用鑲拼式結構，由型芯和型芯套筒組成，如裝配圖所示。可以成型制件上的凸圓，進行強制脫模。型芯用掛臺固定在型芯套筒上，型芯套筒與動模板由螺釘固定。圖2-1 凹模鑲拼式結構2.2 成型零件工作尺寸計算成型零件工作尺寸是指直接用來構成塑件型面的尺寸，主要有凹模和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異型零件的長和寬）、深度（高度）尺寸和中心距尺寸等。塑料制品在成型過程中影響其尺寸精度的主要因素有以

6、下幾個方面：（1） 型腔、型芯等成型零件在制造時的尺寸精度。（2）型芯和型腔采用整體嵌入式結構，起制造和組裝誤差會影響到創(chuàng)造產(chǎn)品的尺寸精度。（3）塑料收縮率波動值：對于工藝條件，一般講，注塑壓力提高，收縮率減小；溫度升高，收縮率增加；保壓時間延長，收縮率也減小；脫模速度加快，收縮率增大。制品結構對收縮率的影響有：有嵌件比沒有嵌件、薄壁比厚壁、形狀復雜比形狀簡單的，其收縮率都有一定程度的減小，而徑向尺寸的收縮率比厚度方向尺寸要大。當然塑料本身由于牌號不一，批號、廠家不同，即使同一類塑料，其收縮率也往往波動不一，引起制品精度的降低。（4）型腔成型零件長期在工作過程中的磨損：塑料在型腔中流動或制品脫

7、模時與型腔壁摩擦都會造成成型零件的磨損，一般估計與制品脫模方向平行的壁面磨損較大，與制品脫模方向垂直的壁面則磨損較小。當然塑料本身的性質(zhì)關系也很重大。已知PP塑料的收縮率是1.8%2.5%，則PP的平均收縮率為 Sp=(1.8%+2.5%)=2.15%按一般精度的6級精度公差選取，即取47、45、43計算公式得型芯徑向尺寸如下：取z=1/3=0.36/4=0.12 dM=(ds+ds+Scp+3/4) =（47+472.15%+3/40.36） =48.28 dM=(ds+ds+Scp+3/4) =（45+452.15%+3/40.36） =46.24dM=(ds+ds+Scp+3/4) =（

8、43+432.15%+3/40.36） =44.19第三章 澆注系統(tǒng)設計3.1 確定分型面位置 該塑件的結構如圖1-1所示， 塑件分型面的選擇應保證塑件的質(zhì)量要求，塑件的分型面位置如圖3-1所示。分型面選擇在塑件的下端面的最大截面處，這樣的選擇使塑件的外表面可以在鑲拼凹模型腔內(nèi)成型，塑件的外表面光滑，塑件強制脫模方便。因此選擇如圖所示的分型面位置。 圖3-1 分型面的選擇3.2 型腔位置的排布由于塑件采用一模兩腔的結構形式，可遵循澆注系統(tǒng)的設計應盡量采用從主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的設計的原則，則采用平衡式的型腔布置，這樣的模具結構分布均勻，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。

9、型腔布置如圖3-2所示。圖3-2 型腔的布置3.3 主流道、分流道及澆口設計普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，本設計采用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設計時必須按如下原則：型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當，盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可

10、能平衡布置。澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)形式如圖3-3所示。側(cè)澆口在定模部分，側(cè)澆口的錐角為18，傾斜角為50。主流道設計成圓錐型，其錐角為26內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4m, 上端直徑與注射機噴嘴相配合，下端直徑為6毫米。如圖3-3所示。 分流道截面設計成U形截面流道，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。U形截面分流道的尺寸可根據(jù)制品的壁厚、體積、形狀復雜程度及所用塑料的性能等因素確定，該塑料件采用PP塑料，根據(jù)經(jīng)驗分流道的半徑R可取33.5mm。如圖3-3所示。 圖3-3澆注系統(tǒng)的設計 3.4

11、 塑件推出方式的確定由于制品薄而小，選用推桿裝置容易制造且方便維修，故選用推桿推出裝置。推出方式見圖3-4所示。圖3-4 塑件的推出方式第四章 選擇注射機和標準模架4.1 初選注射機一、 注射量的選擇在一個注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量 mi與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關，其值用下式計算：Mi=Nms+mj該塑料制品單件重ms12g，N為型腔數(shù)目，本模具型腔數(shù)目為2，澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量根據(jù)經(jīng)驗一般為610g，對于此模具的澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量mj,取8g。設計注射模時，必須保證Mi小于注射機允許的最大注射量MI，即滿足注射量MIMi /0.8式中： MI額定注射

12、量（g）；Mi塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）；該制品單件重12g;共2件；澆注系統(tǒng)估算取8g；所以Mi =122 + 8 = 32g即 Mi /0.8=32/0.8g =40g二、注射壓力的選擇 p注p成型查手冊知PP塑料成型時的壓力p成型=15Mpa三、鎖模力計算 鎖模力 P鎖模力PF式中： P塑料成型時型腔壓力PP塑料的型腔壓力p=15Mpa；F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm）。各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積（尺寸參照圖3-3）；根據(jù)以上分析、計算，查教材表4-2初選注射機型號為：XS-ZY-60。4.2 注射機的規(guī)格參數(shù)注射機XS-ZY-60有關參數(shù)如下：最大

13、注射量 60克最大注射壓力 1220千克/平方厘米鎖模力 50噸最大成型面積 130平方厘米裝模高度 70-200毫米最大開模行程 180毫米噴嘴圓弧半徑 18毫米噴嘴孔直徑 4毫米拉桿間距 190毫米300毫米4.3 選標準模架 一、計算模架中A、B、C板的厚度A板：水道直徑水道與制件的距離制件高度余量=615205=46靠標準取40；B板：型芯直徑的1.52倍此方法針對此模具計算B板高度不合理，則根據(jù)制件在分型面上的投影面積與分流道在分型面上的投影面積之和小于200，高度取3040取35，B板型芯高度為5，則B板高度為355=40；C板：推桿固定板的高度與推板的高度與制件的高度之和加點余量

14、取70；二、 計算模架外形尺寸模具選擇鑲拼式型腔，查表知，當d= 56mm時，S1=1011取11，S2=2528取28，兩制件之間的距離T=40,則，模具的長度L=2562S12S2T=240模具的寬度W=562S12S2T=190所以根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和規(guī)格。查標準模架手冊選用：側(cè)澆口D型2025模架。即模具的外形為長為250mm、寬為250mm、高為230mm。模架具體結構如圖4-1所示。 圖4-1 模架結構4.4校核注射機一、注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據(jù)以上四個技術參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，

15、所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。二、開模行程的校核 注射機最大開模行程S： S2h件+h澆+（510）式中 h件塑料制品高度（mm）；h澆澆注系統(tǒng)高度（mm）。取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程應為：2 h件+ h澆+(510)=220+65+(510)mm=110115mm, 取115mm即注射機開模行程S=180mm大于取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程115mm，故注射機的開模行程滿足要求。三、 模具在注射機上的安裝 該注射模具外形尺寸為250250230毫米，小于注射機拉桿間距和最大模具厚度，可以方便的安裝在注射機上。第五章 冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計5

16、.1 冷卻系統(tǒng)的設計注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的質(zhì)量都有重要的影響。注射模中設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射機具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。冷卻回路的設計應做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳到的熱量，使模具成型表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)的流動暢通，無滯留。模具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循：1. 冷卻水孔到型腔表面的距離相等；2. 冷卻水道的數(shù)量盡量多，孔徑盡量大；3. 冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；4. 進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè)，通常應設在注塑機的背面；5. 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處；而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應保持密 封，防止冷卻水外泄。由于制件比較簡單（件?。鋮s水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都不會影響模具的冷卻效果。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結構確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。模具的冷卻分兩部分，一部分是凹模的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。 凹模冷卻回路形式采用直流式的單層冷卻回路，該回路是由在型腔鑲塊和定模板上的兩條8mm的冷卻水道完成，如圖5-1所示。 型芯冷卻回路