蜜饯盒盖注塑模设计.doc

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1、 注 塑 模 课 程 设 计设计题目：蜜饯盒盖注塑模设计姓 名：学 号：班 级：2009级（1）班专 业：材料成型及控制工程指导教师：学 院：机械工程学院 目 录一分析制品及材料工艺性31.塑件的模型建立32.分析制品材料的工艺性4二初步确定注塑机41.确定型腔的数目42.计算制品的体积和质量43.初步选定注塑机5三注塑模的结构设计61.选择分型面62.确定型腔的布置63.浇注系统的设计74.成型零件的结构设计95.导向机构设计126.脱模机构设计137.冷却系统设计16四排气系统的设计16五模架的选择及校核17六模具装配图19结束语21参考文献22一分析制品及材料工艺性1.塑件的模型建立图1

2、 塑件2D图图2 塑件3D图2. 分析制品材料的工艺性2.1基本特性本制品的材料采用PS塑料：属于热塑性塑料，无色透明，无毒无味，落地时可发出清脆的金属声，密度约为1.05g/cm3 ，其塑件硬而脆，具有优良的绝缘性，一定的化学稳定性和耐腐蚀性，成型收缩率：0.4%0.7%，成型温度：170250。 2.2成型性能无定形料，吸温小，不需要充分干燥，不宜分解，但热膨胀系数大，易产生内应力，流动性较好，可用螺杆或柱塞式注塑机成型。宜用高温料，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔,变形。可用各种形式浇口，顶出要均匀，塑件壁厚要均匀，最好不带鑲块，如有鑲块应预热。2.3塑件结构工

3、艺性塑件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件最小壁厚0.8mm，注射成型时应不会发生填充不足现象，该塑件几何形状较简单，没有侧向凹槽或凸台，因此，模具设计时不必考虑侧向分型与抽芯机构。工件精度为5级，查塑料模具成形模具设计手册，它的表面粗糙度Ra1.63.2,表面质量要求较高，外表面不得有气痕、飞边等缺陷，有较高的光亮要求。二 初步确定注塑机1. 确定型腔数目确定模具型腔数目的方法有：（1）根据锁模力确定 （2）根据最大注射量确定 （3）根据塑件精度和经济性确定本塑件主要根据（3）确定型腔数目，本塑件精度要求较高，中等产量，采用一模两腔。2. 计算制品的体积和质量根据ug画出来的三维模型图，得塑件

4、体积V10.608cm3,PS塑料的密度=1.05g/cm3 ， 得塑件质量m=V=11.14g一般情况下，浇注系统体积可根据主流道和分流道大小及布置情况进行估算，这里浇注系统体积取塑件体积的0.6倍，V浇=0.6V=0.610.608=6.36cm3,由于采用一模两腔，V总=V浇+V=10.6082+6.36=27.527cm33. 初步选定注塑机根据计算的塑件体积和质量来初步确定注射剂的型号和规格，为了保证注射成型的正常进行，结合生产实际，一次注射成型所需的塑料的总量宜为最大注射量的80%。V总80%V机查阅塑料注射剂的技术规格表，可初步确定使用XS-Z-60型注射机。该注射机的主要参数如

5、下表所示：标称注射量60 cm3注射压力1220105 Pa锁模力50104 N模具最大厚度200 mm模具最小厚度70 mm模板最大行程180 mm拉杆空间190mm300mm模板尺寸300mm440mm喷嘴孔直径4 mm喷嘴球面半径R12 mm三注塑模的结构设计1.选择分型面分型面是模具上用于取出塑件和浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。选择设计分型面的原则：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便于顺利脱模，应尽可能使塑件在动定模分离后留在动模一侧，保证塑件的精度，满足塑件外观的要求，便于模具的制造，减少成型面积，增强排气效果。 由于该塑件形状较简单，选择塑件断面轮廓最大位置为分型面，采

6、用单分型面：图3 分型面2. 确定型腔的布置 多腔模具设计分布有平衡式和非平衡式。此处必须采用平衡布置分流道的方式，塑料从主流道到分流道进入各型腔，要保持一定的温度和压力平衡，在相同时间注满型腔，也保证塑件的成形精度和形状。非平衡式与之相反，容易造成注射温度和压力不平衡，使模具在注射时有一定的胀行力，会加快模具损坏。综上所述，该塑件排布采用平衡式：图4 型腔的布置3. 浇注系统的设计3.1 主流道设计 主流道是指紧接着注射机喷嘴到分流道为止那一段锥形通道，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。 主流道设计成圆锥形，其锥角=24，对于流动差的可取36，PS塑料流动性较好，锥角取2，内壁粗糙度Ra应低于0

7、.4，为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触，防止漏料，一般主流道与喷嘴对接处作成球面凹坑，其半径R2=R1+（12）mm，根据注射机型号得喷嘴球面半径R1=12mm，取R2=13mm，其小端直径d2=d1+(0.51)mm, 根据注射机型号得喷嘴孔直径d1=4mm,取d2=4.5mm，大端直径D=8mm，凹坑深度h=35mm,取h=4mm。主流道长度由定模板的厚度决定，一般控制在60mm之内。主流道大端与分流道相接处应有过渡圆角r=3mm，以减小料流转向时的助力。将主流道设计成可拆卸的浇口套，并用定位圈将它固定在定模座板上。 图5 主流道3.2分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的进料通道。 设计

8、原则：必须保证分流道的表面积与体积之比值最小。 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、V形、半圆形和矩形等。为了制造方便，本模具分流道为半圆形，分流道宽度同主流道直径，高度h=4mm，长度L=（12.5）D=10mm。1.主流道 2.冷料穴 3.分流道 4.浇口3.3浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。与分型面同面，有利于填充，排气。浇口截面形状采用矩形。侧浇口尺寸：塑料壁厚（mm）塑件形状厚度a（mm）宽度b（mm）长度l（mm）PS2简单0.60.9（310）a0.72浇口尺寸确定0.831图6 浇口设

9、计3.4 冷料穴设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者分流道末端，作用是收集熔体前锋的冷料，防止进入型腔而影响塑件的质量。 本模具采用z型冷料穴，直径同主流道大端直径。4. 成型零件的结构设计在模具结构中，决定塑件几何形状和尺寸的零件叫做成型零件。本塑件的成型零件主要有型芯、型腔。4.1型腔 型腔是成型塑件外表面的主要零件。按其结构不同，可分为整体式和组合式。 整体式型腔能保证塑件较高的表面质量，而组合式型腔在使用中容易使塑件产生拼接线痕迹。本塑件表面质量要求较高，因此，本模具采用整体式型腔。图7 型腔板 4.2 型芯型芯是成型塑件内表面的主要零件。按其结构不同，可分为整体式和组合式。为

10、了方便加工，节约贵重材料和便于拆装，本模具采用整体嵌入式型芯，采用台阶方式与动模板固定。图8 型芯4.3 成型零件工作尺寸计算 成型收缩率为0.5%，根据塑件基本尺寸和精度等级，查表得尺寸公差：70 0 -0.52 68+0.52 0 66+0.52 0 200 -0.28 160 -0.24 6+0.18 0 10 0 -0.2 60.09 100.1 80.1 取模具制造公差=/34.3.1 型腔的工作尺寸计算 D=(70+700.5%-3/4)+ 0 =(70+700.5%-0.750.52)+0.17 0=69.96+0.17 0 mmd2=(20+200.5%-3/4)+ 0=(20

11、+200.5%-0.750.28)+0.09 0=19.89+0.09 0 mmd1=(6+60.5%+3/4)0 - =(6+60.5%+0.750.18)0 -0.06=6.1650 -0.06 mm A1=A2=(10+100.5%)/6=10.050.03 mm4.3.2 型芯的工作尺寸计算D1=(10+100.5%-3/4)+ 0 =(10+100.5%-0.750.2)+0.06 0=9.9+0.06 0 mmD2=(16+160.5%+3/4)0 - =(16+160.5%+0.750.24)0 -0.08=16.260 -0.08 mmD3=(66+660.5%+3/4)0 -

12、 =(66+660.5%+0.750.52)0 -0.17=66.720 -0.17 mmD4=(68+680.5%+3/4)0 - =(68+680.5%+0.750.52)0 -0.17=68.730 -0.17 mmA1=(8+80.5%)/6=8.040.03 mmA2=(6+60.5%)/6=6.030.03 mmA3=(10+100.5%)/6=10.050.03 mm4.4 型腔侧壁和底板厚度计算 本模具采用整体式矩形型腔4.4.1型腔侧壁厚计算由刚度计算：S= 型腔长度: L=70mm；型腔深度：a=20mm C是L/a决定的常数，根据L/a=70/20=3.5 查表得C=0.

13、93钢材弹性模量E=2.1105 MpaPS塑料允许变形量=0.03mmS= =9.38mm4.4.2型腔底板厚度计算由刚度计算: h= 型腔宽度b=70mm C是L/b决定的常数，根据L/b=70/70=1 查表得 C=0.0138 其他符号同前h= =12.26 mm根据相关经验数据推荐，取s=25mm h=20mm . 单个型腔外形尺寸LBH=120mm120mm40mm5. 导向机构设计1. 导柱导套设计 塑件无侧孔、侧凹。所以无需侧向分型与抽芯机构，采用直导柱。 导柱导套设计原则：1） 导柱应合理分布在模具分型面四周2） 导柱一般设在有型芯一侧，保护型芯3） 导柱长度应比凸模端面高出

14、68mm4） 导柱、导套前端应倒角导柱选用带头导柱，无储油槽：图9 导柱导套选用直导套：图10 导套导柱导套应有足够的耐磨度，采用20低碳钢经表面渗碳淬火处理，其硬度达到5060HRC.导柱导套采用f7/H7配合，配合部分的表面粗糙度要求为Ra0.8um。6. 脱模机构设计 从模具中推出塑件及其浇注系统凝料的机构称为脱模机构或对出机构。1.脱模机构的分类1） 按推出零件：推杆推出、推管推出、推件板推出、推块推出、 多元件联合推出。2） 按推出动作特点：一次推出、二次推出、顺序推出、双脱模推出、定模推出。3） 按推出动力：手动推出、机动推出、液压和气压推出。2.脱模机构的选择 本次设计是使用单分

15、型面，且塑件可一次推出，所以采用一级顶出机构中的推杆推出机构。采用圆推杆，该推杆结构简单，应用最广泛。3.脱模机构的设计原则1） 脱模机构运动的动力一般来自于注射机的推出机构，故脱模机构一般设置在注射模的动模内。2） 脱模机构应使塑件在顶出的过程中不会变形损坏。3） 脱模机构应能保证塑件在开模过程中留在设置有顶出机构的动模内。4） 脱模机构应尽量简单，有合适的推出距离。5） 若塑件需留在定模内，脱模机构应设置在定模内。6） 脱模机构的运动方向与模具的方向一致。4.脱模力计算F=AP(fcosa-sina) F顶出力f摩擦系数 PS塑料为0.10.2 ，此处取0.2a脱模斜度 a为502，此处取

16、1A塑件包络型芯的面积 A3630mm2 P塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般情况下：模外冷却的塑件：P取（2.43.9）107Pa模内冷却的塑件：P取（0.81.2）107Pa此处取1.2107PaF=AP(fcosa-sina)=363010-61.2107（0.2cos1-sin1）=7971.48N所以两个塑件所需的顶出力为15942.96N4. 推杆的设计 推杆长度由模板厚度，推出距离确定。数目取3根。根据模架型号，推杆直径d=10mm 图11 推杆 推杆的布置： 5. 复位机构设计 顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为了进行下一步循环必须回到初始位置。常用的复位机构有弹簧复位机构和复

17、位杆复位机构。因为弹簧机构不可靠，所以此处选用复位杆复位。 图12 复位杆6. 顶出机构的导向推杆一般装配在顶出板和顶出固定板之间。顶出板在顶出过程中的导向十分重要，否则，推杆会变形。本模具选用导柱导向（两套，对称布置）。图13 推板导柱7. 拉料杆 如前面浇筑系统所示，采用Z型拉料杆，公称值8mm。8. 顶出距离 为确保顶出时塑件能完全脱离动模，顶出距离不小于型芯高度。7.冷却系统设计热传导的方式有传导、对流和辐射。模具采用如传导的介质主要是冷却水，因为水的热容量大、传导系数大、成本低廉。V单位时间所需冷却水的体积（m3/min）n注射次数（次/h） PS塑料注射成型周期为40120s 选定

18、周期为90s 则n=18m每次注入模具塑料质量（kg） m=V总29g冷却水在使用温度时的密度（kg/m3） =1000 kg/m3c冷却水比热容【KJ（kg）】 c=4.2 KJ（kg）h塑料成型时放出的总热量（J/kg） 查表得h=3105 J/kg冷却水出口温度（） =30冷却水进口温度（） 常温=20=0.062 m3/min因为模具每分钟所需的冷却水体积流量小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。 四排气系统的设计 因为该零件为小型零件，一模两腔，所以利用分型面及推杆之间的缝隙排气即可，不必单独考虑排气方式。 五 模架的选择及校核1. 模架的选择图14 型腔模板L=252+

19、152+702=220mmB=70+252=120mm 根据型腔模板周界尺寸，选用中小型A2型模架模板尺寸BL为160mm250mm,规格编号为35。XS-Z-60型注射机的拉杆空间为190mm300mm,能满足安装要求2. 最大注射量的校核V80%V机V=nV1+V2=10.6082+6.36=270575 80% V机 =0.860=48 满足要求3. 注射压力校核P公P注=kP0 k为安全系数，常取k为1.251.4，此处取1.3 P0塑件成型所需的注射压力，实际生产中常取70100Mpa,此处取80Mpa.P公=122Mpa P注=kP0 =1.380=104Mpa 满足要求4. 锁模

20、力的校核F0F=kPS=k(0.250.5)P0S P0注射压力 P0=122Mpa S塑件在分型面上的投影面积 S=3846.5mm2F0=500KN F=1.30.51223846.5305KN 满足要求5. 模具厚度校核HminHHmax H模具厚度 Hmin注射机允许的最小厚度 Hmax注射机允许的最大厚度Hmin=70mm H=20+40+25+63+32+20=200mm = Hmax=200mm满足要求6. 开模行程校核 本塑件采用单分型面，所以注射机最大开模行程与模具厚度无关。SmaxS=H1+H2+(510) Smax注射机模板最大行程 H1塑件的顶出距离。 一般不低于型芯的

21、高度，此处取20mm H2塑件高度，包括浇注系统凝料。此处约为60mm Smax=180mm S=H1+H2+(510)=20+60+(510)=8590 mm 满足要求六模具装配图零件材料零件类别零件名称材料牌号热处理方法硬度成型零件型芯、型腔T8A淬火5458HRC模体零件支承板45淬火4348HRC动、定模板动、定模座板45调质230270HB浇注系统零件浇口套拉料杆拉料套分流锥T8A淬火5055HRC导向零件导柱20渗碳、淬火5660HRC导套T8A淬火5055HRC推板导柱T8A淬火5055HRC推出机构零件推杆T8A淬火5458HRC复位杆45淬火4348HRC推杆固定板45推板4

22、5定位零件定位圈45螺钉45淬火4348HRC支承零件垫块45结 束 语此次的课程设计对我来说意义重大，在整个设计过程中，我经历了从迷茫、畏惧，到着手开始做，到最终完成课程设计，感觉从中受益良多，加深了对模具的理解，为毕业设计埋下了良好的基础。通过这次的课程设计，巩固了自己所学的知识，熟悉相关资料，树立正确的设计思路、方向，基本掌握了设计方法，根据实际生产要求和设计方法、步骤，参照各种合计有关资料，完成了该注塑模课程设计。在设计过程中，一方面加深了各个设计有关软件的使用，如CAD、UG。另一方面为了满足设计需要，需要查阅大量的资料数据，查阅资料的能力也有所提升。在此期间与同学相互讨论，相互帮助。衷心感谢薛娜老师的精心指导。在此过程中我也充分的认识到了自己对实际生产知识的缺乏，这是在此次设计中有些遗憾的地方，也是自己以后要努力的地方。参考文献（1）廖念钊，李硕根，莫雨松，杨兴骏。互换性与技术测量中国计量出版社（2）张光荣。 塑料成型工艺与模具设计 电子工业出版社，2009（3）梅 伶。 模具课程设计指导 机械工业出版社，2006（4）齐晓杰 塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社，2005（5）单小根 塑料成型模具设计 西安电子科技大学出版社，2007 23