塑料模塑成型技术课程设计后盖注塑模具设计.doc

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1、 课程设计 课程名称 塑料模塑成型技术 题目名称 后盖注塑模具设计 专业班级 材控04班 学 号 33310409 学生姓名 朱靖 指导教师聂信天 夏荣霞 史立新 徐秀英 目 录一 塑料成型工艺与模具设计课程设计任务书2二 塑件成型工艺分析与设计3 2.1 PP材料的特性3 2.2 塑件原材料成型性能3 2.3 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析4 2.4 塑件成型方法确定4三 塑件成型模具设计4 3.1 型腔的数量和布置4 3.2 选择注塑机型号及其参数5 3.3 确定分型面6 3.4 浇注系统选择和设计7 3.5 成型部件的设计计算9 3.6 模架的确定和标准件选择 113.7 排气系统1

2、33.8 温度调节系统 13 3.9 推出机构（脱模）设计133.10 导向机构设计143.11 螺栓的选择14四模具的装配和工作过程14五 设计小结15五 参考文献16一、 “塑料成型工艺与模具设计”课程设计任务书课题设计名称： 后盖 的注射模设计1、塑件图： 塑件名称后盖材料PP厚度4.2工件精度MT5 2 、设计内容：1、 设计要求，大批量生产后盖2、 绘制塑件注射模总装图（A1图纸1张）和手绘草图（1张）3、 绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3图纸3张）4、 编写完善模具设计说明书（按A4打印纸装订）二 、塑件成型工艺分析与设计 2.1 PP材料特性 PP塑料，化学名称：聚丙烯

3、，英文名称:Polypropylene（简称PP），比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220 ，特点： 无毒、无味，密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。2.2塑料原材料成形性能1. 结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。2. 流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔。凹痕，变形。 3.冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向，模具温

4、度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。 4. 塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。 2.2.1 主要性能指标 pp主要性能指标名称参数单位数值物理特性密度g/ cm30.900.91吸水率%（24小时长时间）0.010.03浸水18d0.5计算收缩率%1.03.0摩擦系数PP/钢0.34无润滑力学性能屈服强度MPa37弯曲强度MPa67伸长率%200拉伸弹性模量GPa1.11.6弯曲弹性模量GPa1.45热性能熔点C170176热变形温度C45MPa为102115 180MPa为5667线膨胀系数10-5/C9.8比热容J/(KgK)1930热导

5、率w/mk0.118 2.3结构和尺寸精度、表面质量分析（1） 结构分析：从零件图上分析，零件总体为一个圆筒，侧面有一个长宽为44.8 X 22.4的长方体，在长方体中间有一个直径为8.4的圆，在底圆筒与长方体垂直的一侧有一个通孔(2) 尺寸精度：塑件的精度为5级，精度要求中等。（3）表面质量分析：零件的要求表面没有缺陷、毛刺，表面要求光滑，最好自然形成圆角。 2.4塑件成型方法确定综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采用注射成方法生产。 3塑件成型模具设计3.1型腔的数量和布置 根据该塑件的精度要求不高，且形状简单，零件的生产要求为大批量生产，其布置方式如下图所示

6、： 3.2选择注塑机型号及其参数（1）注射量的计算 通过Pro/E建模分析，塑件的体积为365593，塑件的质量: m1=33.09g此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量 m=(1+0.6)nm=1.6233.09=105.8g v=(1+0.6)236559=116988.89 （2）锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积A，在此时还是个未知数，根据经验公式：，（为每个塑件在分型面上的投影面积)，用进行估算：A= nA1+A2 + 0.35nA1=1.35A1=1.3522111.31=114002式中A1= (47.62)2 (202)2 44

7、.422.4(8.4)2 =2111.312查塑件所需的注射压力60-100Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%，因塑件为薄壁塑件，且浇口为侧浇口，其压力损失比较大，所以取 大一些，则 Fm =AP1=1140054=615600N(3) 选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产SZY-300螺杆式注射成型机，其有关参数如下：最大注射量/ cm3 320模板的最大厚度/mm355螺杆直径/mm60模板的最小厚度/mm130锁模力/KN 1400模板尺寸520620注射压力 /MPa125拉杆空间/mm260290注射行程/mm115合模方式液压机械螺杆转速/（r/mm

8、）43 注射方式螺杆式模板最大行程/mm340定位圈尺寸/mm100喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm4(4) 注射机有关参数的校核（1）型腔数量的校核由注射机的标称注射量校核模具的型腔数量 型腔数目校核合格式中为Vj注系统凝料和飞边所需的体积Vz为每个塑件的体积Vg为注射机的标称注射量 （2）注射压力的校核 注射压力校核合格式中K为注射压力安全系数一般为1.251.4（3）锁模力的校核由于 锁模力校核合格FKAP=1.21140054=738720N1400000NK 为锁模力安全系数，一般取1.11.2其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。3.3确定分型面本塑件要求外侧

9、表面光滑，依据分型面的选择原则，该塑件的分型面应选如下A-A所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件外表面光滑，且容易脱模。3.4浇注系统选择和设计（1）主流道的设计a、主流道尺寸主流道的小端直径：SR=喷嘴的两面半径+（12）=12+2=14mm主流道锥角：取；主流道长度：取L=100mm；主流道的大端直径：D=d+2Ltan18.5 b、主流道衬套的形式由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求比较高，因而主流道设计为浇口套，采用45钢，热处理为43HRC48HRC，如下图所示：与之相配合的定位圈的结构如下图所示（2） 分流道的设计分流道的布置：为了让分流道要能满足良好的

10、压力传递和保持理想的填充状态，使凝料熔体尽快地分配到型腔，因此，采用如下图所示衡式分流道构： 分流道的形状和截面尺寸：由于PP的流动性很好，因此选用加工性能比较好的半圆形截面流道，算得d=8。分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般为0.81.6,在此取1.4，如上图所示（3） 浇口的设计由于塑件的外观表面质量要求比较高，应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇查表得其尺寸如图所示：（4） 注射行程的校核 查SZY-300注射注射行程为115，浇注系统的长度： L=105100mm,即能满足注射机的开模要求。3.7排气系统该模具可利用分型面间隙排气，该分型面位于熔体流动的末端。3

11、.8温度调节系统设计1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以2、冷却系统设计原则、尽量保证塑件

12、收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。3、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷 却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进

13、行冷却，是生产中最常用的一种形式。3.9 推出机构（脱模）（1）推出机构的形式确定：此塑件采用顶杆推出结构，推杆数为4根，推杆推动推板定出塑件。其结构如装配图所示。（2） 脱模力的计算： （3）脱模力的校核3.10导向机构导柱选用模架本身的规格，但其长度与开模行程有关，必须另行设计选择. 经计算得查表取标准得到长导柱的长度取为150mm，导柱的长度取为10mm,其相关的配合见装配图所示，与之相应的导套选用模架自带规格。 3.11 螺栓的选择:(1) . 动模紧固螺铨的选用; 定模底板的厚度和定模板的总长为185mm. 所以选用的螺铨型号为: GB/T 5782 M20 X 50(2) . 定模

14、紧固螺铨的选用：动模底板,垫块,动模支撑板和动模板的总长度为 105 mm，所以选用螺铨的型号为:GB/T 5782 M20 X 160(3) .推杆固定板紧固螺栓的选用: 根据所有连接的推板和推杆固定板的长度这里选用:GB/T 5782 M8 X 254、模具装配和工作过程4.1模具的装配 1 定模的装配：将型腔板平放在平台上，先将倒套固定在型腔板上，再将型腔板和定模座板用螺栓固定好 ，将主流道衬套放入，用销钉和定位圈将主流道衬套固定好，完成装配。 2 动模的装配：把型芯固定板倒放在平台上，将大型芯、小型芯、导柱放入到型芯固定板中，再将推杆放入到推杆固定板中，用螺栓将推板和推杆固定板固定好，

15、将推杆插入到支撑板和芯固定板中。然后用螺栓将下模座板、垫块、支撑板、型芯固定板连接起来并固定好。再将推件板套入导柱上，然后把动模翻过来，把定模倒套对准倒柱套进去。整套模具装配完成。最后检验，试模。4.2模具的工作过程：模具装配试模完毕后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下。（1）对塑料PP进行烘干，并装入料斗。（2）清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热。（3）合模、锁紧模具。（4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。（5）注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模。（6）脱模过程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注塑机推杆推动模具推板，从而推动推件杆将之间

16、顶出。5 设计小结塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，为今后的工作经验有了一定的积累。 塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。6参考文献：阎亚林主编塑料模具图册北京：高等教育出版社2004；翁其金主编塑料模塑成型技术北京：机械工业出版社2011；齐新丹主编互换性与测量技术北京：中国电力出版社2011；