塑料端蓋的注塑模具成型設(shè)計畢業(yè)論文

課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1設(shè)計目的：通過塑料成型模具課程設(shè)計，強化學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)到的塑料注射模具的知識，加深學(xué)生對注射模具動作原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計注射模具的能力，使學(xué)生熟練掌握Auto CAD 等繪圖軟件的應(yīng)用，為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計和從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。2設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：自行設(shè)計一個符合要求的塑料制件以及成型該制件的注射模具。（1）對塑料制件的要求：塑件形狀應(yīng)有利于成型時充模、排氣、補縮，同時能使塑料制品達到高效、均勻冷卻，具有一定的力學(xué)性能及使用價值；設(shè)計塑料制件時應(yīng)明確指出塑件的尺寸精度、粗糙度、斜度、圓角、螺紋、側(cè)孔、嵌件等；成型該塑件的注射模具必須滿足下列條件之一：成型模具應(yīng)具有側(cè)向抽芯機構(gòu)；：成型模具應(yīng)具有自動脫螺紋機構(gòu)；：成型模具應(yīng)具有點澆口凝料的自動脫出、順序脫模、二級脫模等較為復(fù)雜的機構(gòu)。（2）對成型模具的要求：所設(shè)計的模具能夠高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品，模具結(jié)構(gòu)合理，動作靈活，能夠滿足在使用時連續(xù)生產(chǎn)、高效率、自動化、操作簡便的要求。3設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書(論文) 、圖紙、實物樣品等：本次課程設(shè)計的工作內(nèi)容包括以下幾個部分：塑料制件圖紙一張，要求標注尺寸公差、粗糙度、技術(shù)要求以及所用原材料；注射模具裝配圖（零號圖紙）一張；注射模具零件圖至少四張，包括型腔零件圖、型芯零件圖、模板的零件圖、桿件的零件圖；注射模具結(jié)構(gòu)計算說明書一本。注：以上各項內(nèi)容均要求打印。課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書4主要參考文獻：1. 申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社，20032. 宋玉恒.塑料注射模具設(shè)計實用手冊.北京：航空工業(yè)出版社，19953. H.蓋斯特羅.注射模設(shè)計 108 例.北京：國防工業(yè)出版社，20024. 賈潤禮.實用注塑模設(shè)計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，20005設(shè)計成果形式及要求：本次課程設(shè)計的設(shè)計成果以模具設(shè)計圖紙和模具設(shè)計計算說明書的形式提交。6工作計劃及進度：2011 年 12 月 05 日 12 月 05 日 塑料制件設(shè)計2011 年 12 月 06 日 12 月 07 日 模具結(jié)構(gòu)計算及草圖設(shè)計2011 年 12 月 08 日 12 月 09 日 模具裝配圖的繪制2011 年 12 月 12 日 12 月 14 日 模具零件圖的繪制2011 年 12 月 15 日 模具設(shè)計計算說明書的撰寫2011 年 12 月 16 日 答辯和成績考核系主任審查意見：簽字： 年 月 日目錄1.塑件的工藝性分析 .81.1 塑件的原材料分析 .81.2.計算塑件的體積和重量 .81.3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定 .91.4 塑料成型設(shè)備的選取 .92.注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 .92.1 模具合模時校核： .92.2 模具開模時校核： .93.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .93.1 分型面選擇 .93.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式 .113.2.1 模腔數(shù)量的確定 .113.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 .133.3.1 主流道設(shè)計 .133.3.3 澆口設(shè)計 .143.3.5 主流道襯套的選取 .153.4 抽芯機構(gòu)設(shè)計 .153.4.1 確定抽芯距 .153.4.2 確定斜銷的傾角 .153.4.3 確定斜銷的尺寸 .163.4.4 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計 .163.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .164.端蓋注塑模具的有關(guān)計算 .175.模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 .185.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q3.185.2 求冷卻水的體積流量 V.196.模具閉合高度確定 .196.2校核注塑機的開，合?？臻g .206.2.1：模具合模時校核： .206.2.2：模具開模時校核： .207.冷卻系統(tǒng)的簡單計算 .207.1 單位時間內(nèi)注入模具中塑料熔體的總質(zhì)量 W.207.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 .207.3 計算冷卻水的體積流量 .217.4 確定冷卻水路的直徑 .217.5 冷卻水在管內(nèi)的流速 .217.6 冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) h.217.7 計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A.217.8 計算模具冷卻水管的總長度 L.21八、參考文獻 .221.塑件的工藝性分析1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 ABS，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑件具有高強度，良好的耐水、耐油性，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，使優(yōu)良的絕緣高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動性，減小收縮率。塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析（a）結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，該零件總體形狀為矩形，在兩端有兩個凸臺，其厚度為2mm，該零件結(jié)構(gòu)簡單。（b）尺寸精度分析：該零件各個尺寸均未注明公差，為提高經(jīng)濟效益，則按未注明公差尺寸來處理，根據(jù)表214查得ABS材料的適用未注公差等級為MT5級，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證。（c）表層質(zhì)量分析：該零件的表面質(zhì)量除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求易于實現(xiàn)。綜上分析，可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.2.計算塑件的體積和重量計算塑件的體積：用體積分割法求得V=50603+53.1422 (式1-2)=3062.8mm3 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊查得ABS的密度為=1.0g/ cm3,故塑件的質(zhì)量為：W=V =3062.81.0103=3.1g (式1-3)經(jīng)計算塑件體積和質(zhì)量，根據(jù)手冊，采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和設(shè)備等情況，初選用注塑機XSZ 30型。1.3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定查相關(guān)文獻資料，ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整）表1.3 ABS成型工藝參數(shù)項目 數(shù)值 項目 數(shù)值料筒溫度/ 200 220 240 噴嘴溫度/ 200注塑壓力 /Mpa 100 注塑時間/s 15保 壓/Mpa 72 保壓時間/s 10冷卻時間/s 151.4 塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為 XS-ZY-125 查材料知： 表 1.4 注塑機相關(guān)參數(shù)項目 數(shù)值 項目 數(shù)值標準注射量/ cm 3192 螺桿直徑/mm 42注射容量/克 125 注射壓力/ Mpa 1500鎖模力/kN 90 最大注射面積/ 2 320模具厚度/mm 200300 模板行程/mm 300孔半徑/mm 4 定位孔直徑/ 1002.注塑機有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 300mm300mm220mm, XS-ZY-125 型注塑機模板最大安裝尺寸是 370mm350mm。由于上述計算的模具閉合高度為 220mm，XS-ZY-125 型注塑機的最小模具厚度為 200mm，最大模具厚度為 300mm2.1 模具合模時校核：200mm220mm300mm 2.2 模具開模時校核：200mm220mm15mm300mm 其中：15mm 為模具的抽拔距經(jīng)校核 XS-ZY-125 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。3.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇模具型腔數(shù)目的確定型腔的排列方式冷卻水道布局澆口位置設(shè)置模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。3.1 分型面選擇模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如圖 3.1.1 所示：AA圖 3.1.1 分型面如圖 3.1.1 所示取 A-A 向為分型面，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動模構(gòu)簡單。圖 3.1.2 分型面如圖 2-2 所示取 A-A 向為分型面，抽芯在定模，抽芯機構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)避免定模抽芯。從以上兩個分型面的比較可以很容易的看出應(yīng)該選擇第一個分型方法，有利于模具成型。3.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式3.2.1 模腔數(shù)量的確定塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；3.2.1.1.按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/AB/A (式 3.1)其中： F 注塑機的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個制件在分型面上的面積（ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（ ）B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 B 為（0.20.5） ，常取 B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 2540MPa 實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=5000000.6/30342=29.2 （個）3.2.1.2.注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（GC）/V其中： G 注射機的公稱注塑量（ ）3V 單個制件體積 （ ）C 流道和澆口的總體積（ ）3生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.750.45 倍，取 0.6 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.21 倍，現(xiàn)取 C=0.6 則N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=600.375=10.7（個） (式 3.2)從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 2，4，6，8，10 個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于 60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計的端蓋注塑模具采用一模兩腔的方案，即 N=23.2.2 型腔的排列方式圖 3-2 流道分布本塑件在注塑時采用一模兩腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖 3-2 所示的型腔排列方式。采用的型腔 3-2 排列方式的最大優(yōu)點是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，其缺點是熔料進入型腔后到另一端的料流長度較大，但因本塑件較小，故對成型沒有太大影響。若采用如圖 3-2 所示的型腔排列方式，顯然料流長度較短，但側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)置則相當(dāng)困然，勢必成倍增大模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。所以應(yīng)該采用 2-2-2-1 的排列方式。3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計3.3.1 主流道設(shè)計根據(jù) XS-ZY-125 型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑： d0=4mm噴嘴前端球面半徑： R0=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（12）mmD=d0+(0.51)mm取主流道的球面半徑： R=13mm取主流道的小端直徑 d=4.5mm為了方便將凝料從主流道