課程設(shè)計(jì)長(zhǎng)方形盒蓋塑料模具設(shè)計(jì)

1、南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院 09 級(jí)學(xué)生專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書I、專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目：長(zhǎng)方形盒蓋塑料模具設(shè)計(jì)II、專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：設(shè)計(jì)任務(wù)：1、繪制產(chǎn)品零件圖；2、繪制模具總裝配圖1張（圖紙用R0或R1）；3、繪制零件圖35張（圖紙用R4或R3）； 4、撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求12頁(yè)左右。技術(shù)要求：模具工作原理準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)合理；零件圖紙齊全規(guī)范，尺寸標(biāo)注正確。III、專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)度：2012.11.26-2012.11.28塑件零件圖繪制及工藝分析，提出工藝方案；2012.11.29-2012.12.02模具裝配圖繪制；2012.12.03-2012.12.05模具零件圖繪制；2012.1

2、2.06-2012.12.07撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書并裝訂。xxx班材料成型及控制工程系 鍛壓 專業(yè) xxxxxx日期： 2012年11月26日 至 2012年 12 月 07日指導(dǎo)教師： xxxxx 系主任： xxxxxxx塑料模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：長(zhǎng)方形盒蓋塑料模具設(shè)計(jì)姓 名：xxxx學(xué) 號(hào)：xxxxxxxxxx 專 業(yè)：材料成型及控制工程指導(dǎo)老師：xxxxx設(shè)計(jì)日期：2012年12月07日目錄一、零件結(jié)構(gòu)分析-4二、繪制產(chǎn)品零件圖-5三、確定模具的型腔數(shù)-6四、選擇注射機(jī)-6五、設(shè)計(jì)計(jì)算工作型腔的尺寸-7六、設(shè)計(jì)模具的澆注系統(tǒng)并進(jìn)行核算-8七、設(shè)計(jì)模具分型方案及結(jié)構(gòu)形式-9八、導(dǎo)向裝置的設(shè)

3、計(jì)-10九、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-12十、設(shè)計(jì)脫件機(jī)構(gòu)-13十一、 設(shè)計(jì)水冷系統(tǒng)流動(dòng)比計(jì)算與校核-14參考文獻(xiàn)-16致謝-17一、零件結(jié)構(gòu)分析該塑件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，其工作條件對(duì)精度要求較低，根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為5級(jí)精度。經(jīng)計(jì)算得塑件的體積為：V塑=6.9cm3塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑r塑=7.59(g)。見圖2-1所示。1-1二、繪制產(chǎn)品零件圖用UG軟件進(jìn)行長(zhǎng)方形盒蓋三維建模，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型，可以從各個(gè)角度對(duì)模型進(jìn)行觀察，軟件可以測(cè)量，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖 2-12-1三、確定模具的型腔數(shù)已知的體積V塑或質(zhì)量W塑，又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬中批量生產(chǎn)的塑件

4、，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等各種因素，初步確定采用一模兩腔對(duì)稱性排布。排布圖如2-2所示：2-1 型腔數(shù)目及排布四、選擇注射機(jī)1、注射量的計(jì)算Q=27.59=15.18(g)4.2注射機(jī)的初步選擇XS-ZY-125型注射機(jī)2、XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)額定注射量(cm3)： 125螺桿直徑(mm)： 42注射壓力(MPa)：120注射行程(mm)：115注射時(shí)間(s)：1.5注射方式：螺桿式 合模力kn：900最大注射面積(cm2)：320最大開（合）模行程(mm)：300模具最大厚度(mm)：300模具最小厚度(mm)：200噴嘴圓弧半徑(mm)：12噴嘴孔徑(mm)：4五、設(shè)計(jì)計(jì)

5、算工作型腔的尺寸本產(chǎn)品為ABS制品，屬于中批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取.6%和.3。此產(chǎn)品采用級(jí)精度，屬于低精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到ITIT級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：型腔徑向尺寸的計(jì)算LM1=(1+(Smax+Smin)/2)sl-0.50+Z = (1+0.45%)24-0.50.220+0.223 =24.000+0.07mmLM1=(1+(Smax+Smin)/2)sl-0.50+Z= (1+0.45%)

6、28-0.50.220+0.223=28.020 +0.07mm型腔深度尺寸的計(jì)算圖7-3：HM1=(1+(Smax+Smin)/2)Hsl-0.50+Z0= (1+0.45%)25-0.50.250+0.08 =250+0.08 mm型芯徑向尺寸的計(jì)算lM1=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.50-Z = (1+0.45%)20+0.50.220-0.07/ =20.200-0.07mmlM2=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.50-Z =(1+0.45%)24+0.50.250-0.08 =24.220-0.08mmlM3=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+

7、0.50-Z = (1+0.45%)10+0.50.140-0.05/ =10.120-0.05 mmlM4=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.50-Z= (1+0.45%)6+0.50.120-0.04/=6.090-0.04mm型芯高度尺寸的計(jì)算hM1=(1+(Smax+Smin)/2)hsl+0.50-Z = (1+0.45%)20+0.50.220-0.07 =20.200-0.07 mmhM2=(1+(Smax+Smin)/2)hs2+0.50-Z = (1+0.45%)3+0.50.120-0.04 =3.070-0.04 mmhM3=(1+(Smax+Smin)/2)

8、hs3+0.50-Z = (1+0.45%)2+0.50.100-0.03=2.060-0.03mm六、設(shè)計(jì)模具的澆注系統(tǒng)并進(jìn)行核算1、主流道尺寸根據(jù)該塑件體積，可得體積流率Q=（26.9）/1.68.63cm3/s,取主流道中熔體流動(dòng)rs=5103s-1,由r-Q-Rn關(guān)系曲線圖，可得Rn=4.5mm,故得主流道大端尺寸D=2Rn=9mm，小端尺寸由注射機(jī)噴嘴尺寸，取d=4mm,SR=12+2=14mm。如圖6-1所示。圖6-1 澆口套圖2、分流道尺寸為使兩澆口能同時(shí)進(jìn)料，各分流道按平衡式布置，故熔體在各分流道中的流速，為使分流道易于加工和頂出凝料系統(tǒng)容易，采用設(shè)在模具一邊的梯形形分流道。梯

9、形大底邊寬度: B=0.26546.83=5 mm梯形高度: H=0.67B=3.35 mm為了塑件表面質(zhì)量及其美觀采用側(cè)澆澆口，其尺寸 d=0.156.7=1mm3、冷卻穴底部設(shè)計(jì)成帶有球頭形拉料桿的冷料穴，目的是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量。七、設(shè)計(jì)模具分型方案及結(jié)構(gòu)形式分型面的設(shè)計(jì)，如圖7-1所示圖7-1分型面圖八、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模或上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。1、導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用（1）定位作用模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。（2）導(dǎo)向作用 合模

10、時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。（3）承受一定的側(cè)向壓力2、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇（1）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式 如圖8-1所示：圖8-1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式其材料采用T8A經(jīng)淬火處理，硬度為5055HRC。導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.80.4m。（2）導(dǎo)柱的布置采用等徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置，如圖8-2所示：圖8-2 導(dǎo)柱布置方式（3）導(dǎo)套如圖所示8-3,導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合采用H7/h6圖8-3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的組合九、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí),必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,

11、一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。有時(shí)在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為0.030.05mm。十、設(shè)計(jì)脫件機(jī)構(gòu)本模具采用的脫件機(jī)構(gòu)為推桿推出機(jī)構(gòu)，其工作原理是，注射成型后，動(dòng)模部分向后移動(dòng)，塑件

12、包緊在型芯上隨動(dòng)模一起移動(dòng)，乳溝是機(jī)動(dòng)頂出，在動(dòng)模部分后移的過程中，當(dāng)推板和注射機(jī)的剛性桿接觸時(shí)，推出機(jī)構(gòu)就禁止不動(dòng)，動(dòng)模繼續(xù)后移，推桿和動(dòng)模就產(chǎn)生了一個(gè)相對(duì)移動(dòng)，推桿把塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模推桿的形狀，如圖10-1所示圖10-1推桿形狀推桿的固定方式，如圖10-2所示圖10-2 推桿固定方式十一、 設(shè)計(jì)水冷系統(tǒng)流動(dòng)比計(jì)算與校核1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)

13、模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡(jiǎn)單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻。2、冷卻時(shí)間的確定在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式：式中，a 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) （m2/s）； S 制品壁厚 （

14、mm）；現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道TS=260，TM=60，TE=100，而塑件的厚度為2mm： =4.5s3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，

15、同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡(jiǎn)單流道式。簡(jiǎn)單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。5、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查閱可得，ABS的單位質(zhì)量成型時(shí)放出的熱量為300KJ400KJ/Kg。放出熱量為15.18/1000350 KJ=5.31 KJ其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去。參考文獻(xiàn)1 王樹勛.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù)M.華南理工大學(xué)出版社，1996.78-99.2 王孝培.塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.56-67.3 唐志玉.塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.78-87.4 萬(wàn)林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.45-65.5 黨根茂.模具設(shè)計(jì)與制造M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1995.34-52.6 申樹義.塑料模具設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.67-86.7 馬澆湘.畫法幾何及機(jī)械制圖M.華南理工大學(xué)出版社，1992.79-93.8 廖念釗.互換性與技術(shù)測(cè)量M. 北京：中國(guó)計(jì)量出