模具課程設計家用洗菜筐的注塑模具設計

1、中北大學課 程 設 計 說 明 書學生姓名： 學 號： 學 院： 材料科學與工程學院 專 業(yè)： 高分子材料與工程 題 目： 家用洗菜筐的注塑模具設計 指導教師： 李迎春 謝江波 職稱: 教授 講師 2012年12月17日 中北大學課程設計任務書 20122013 學年第 一 學期學 院： 材料科學與工程學院 專 業(yè)： 高分子材料與工程 學 生 姓 名： 惠文紅 學 號： 0903034115 課程設計題目： 家用洗菜筐的注塑模具設計 起 迄 日 期：2012年12月17日2012年12月28日 課程設計地點： 中北大學材料科學與工程學院 指 導 教 師： 李迎春 謝江波 系 主 任： 李迎春

2、下達任務書日期: 2012年12月17日課 程 設 計 任 務 書1設計目的：通過塑料成型模具課程設計，強化學生課堂上學習到的塑料注射模具的知識，加深學生對注射模具動作原理的理解，培養(yǎng)學生獨立設計注射模具的能力，使學生熟練掌握autocad等繪圖軟件的應用，為學生以后的畢業(yè)設計和從事相關(guān)工作打下良好的基礎。2設計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設計要求等）：自行設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，具有一定的力學性能及使用價值；設計塑料制件時應明確指出塑件的尺寸精度、粗糙

3、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：成型模具應具有側(cè)向抽芯機構(gòu)；：成型模具應具有自動脫螺紋機構(gòu)；：成型模具應具有點澆口凝料的自動脫出、順序脫模、二級脫模等較為復雜的機構(gòu)。（2）對成型模具的要求： 所設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設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：本次課程設計的工作內(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

4、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 計 任 務 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.注射模設計108例.北京：國防工業(yè)出版社，20024 賈潤禮.實用注塑模設計手冊.北京：中國輕工業(yè)出版社，20005設計成果形式及要求：本次課程設計的設計成果以模具設計圖紙和模具設計說明書的形式提交。6工作計劃及進度：2012年12月17日12月18日 塑料制件設計2012年1

5、2月19日12月20日 模具結(jié)構(gòu)計算及草圖設計2012年12月21日12月24日 模具裝配圖的繪制2012年12月25日12月26日 模具零件圖的繪制2012年12月27日 模具設計計算說明書的撰寫2012年12月28日 答辯和成績考核系主任審查意見： 簽字： 2012年12月17日目錄1.設計任務書.12.目錄.43.塑件分析.54.塑料材料的成型特性與工藝參數(shù).75設備的選擇.86澆注系統(tǒng)的設計.107.成型零部件的設計與計算.118脫模機構(gòu)的設計.159側(cè)抽芯機構(gòu)的設計.1710合模導向機構(gòu)的設計 .2011.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計與計算.2212.設計小結(jié).26參考資料263.塑件分析3.

6、1塑件形狀如下圖所示，該制件為家用塑料洗菜筐，使用材料為pp。 圖3.1技術(shù)要求：塑件斜度：4（因邊壁上有空，需要增大）塑件厚度：2塑件圓角：1單位：3.2 總裝圖如下圖所示，為家用洗菜筐的注塑模，采用直接澆口，兩個分型面分型，開模時先完成側(cè)抽芯，然后用推板推出塑件，具體設計思路及零件結(jié)構(gòu)在后面介紹。 圖3.24.塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)pp的材料名稱是聚丙烯（百折膠）。百折膠質(zhì)輕，可浮于水，它具有高的結(jié)晶度，高耐磨性，高溫沖擊性好，化學穩(wěn)定性高，衛(wèi)生性能好，無毒，耐熱性高，可在100攝氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲勞性能?？蓱糜谖⒉t、餐具、盆、塑料桶、保溫瓶外殼、編織袋等生活用品

7、，也可用于法蘭，齒輪，接頭，把手等工業(yè)元件。pp的最大缺點就是容易氧化老化?？捎锰砑涌寡趸瘎┡c紫外光吸收劑等加以克服。收縮率：1.02.5% 熔融溫度：230275 成型溫度：1565度比重：0.9020.906 成型壓力：100130mpa 流比長：100200結(jié)晶性：半結(jié)晶性 射速：高速注射 5設備的選擇5.1注塑量的計算:5.1.1塑件體積：v塑=2160=197.192塑件質(zhì)量= =g5.1.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算：根據(jù)經(jīng)驗選擇凝料體積為塑件體積的0.21倍來估算，由于本次塑件簡單，采用直接澆口，因此選擇v凝=0.3v塑來估算：v總=v塑+v凝=256.35立方厘米5.2選擇注塑

8、機：由于v=v總/0.8=320.4立方厘米，且塑件較大，模具較厚，故選擇型號為sz-1250/4000臥式注塑機，其參數(shù)如下：表5.1理論注射量/31307移模行程/mm750螺桿直徑/mm80最大模具厚度/mm770注射壓力/mpa154.2最小模具厚度/mm380注射速率/（g/s）65鎖模形式雙曲肘塑化能力/（g/s）410定位孔直徑/mm螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）10170噴嘴球半徑/mmsr20(深25)鎖模力/kn4000噴嘴口孔徑/mm5拉桿內(nèi)間距/mm750750 5.3 注塑機相關(guān)參數(shù)的校核:5.3.1 鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積a塑=r=；鎖模力f=pika=knf

9、=4000 kn,符合。5.3.2開模行程的校核對于雙分型面注塑模按下式校核：sh1+h2+a+510(mm)其中：h1型芯高度； h2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)； a 完成側(cè)抽芯移動的豎直距離。s=113+120+100+50=383mm67mm，用剛度計算： .（7.3.6）所以底板厚度為52mm.7.3.7排氣槽的設計 由于塑件尺寸較大，而且邊壁有空，分型面在面積最大的位置，可不設排氣槽。8脫模機構(gòu)的設計8.1脫模力的計算:（帶錐度的圓筒形塑件）8.1.1正壓力計算：本制品壁厚與直徑之比小于1/20,用下式計算： .（8.1.1）式中： e塑件拉伸彈性模量，取。 塑料收縮率，取2%。 t

10、壁厚，取2mm. 塑料泊松比，取0.43 r 型芯半徑，取150mm. 塑件斜度，取4。8.1.2總壓力計算根據(jù)下式計算：.（8.1.2）式中：l制品型芯總長，取113mm.所以，8.1.3脫模力計算根據(jù)下式計算：.（8.1.3）式中：f摩擦因素，取0.5,；a 垂直于抽芯方向型芯的投影面積，所以,選用注射機的鎖模力為4000kn,符合要求。8.2脫模機構(gòu)的設計 本設計采用推板脫模，如下所示： 圖8.19側(cè)抽芯機構(gòu)的設計9.1抽拔距s根據(jù)下式計算： s=s1+23=2+3=5mm .（9.1） s1側(cè)孔深度，為2mm.9.2側(cè)向抽拔力根據(jù)下式計算： .（9.2）式中：l側(cè)抽芯成型部分的截面平均

11、周長，取l= h側(cè)成型部分的高度，取60mm; p塑件對型芯的包緊力，取10mpa（模內(nèi)冷卻） 摩擦系數(shù)，取0.5； 側(cè)型芯脫模斜度，取0.5所以，9.3結(jié)構(gòu)設計9.3.1作用在斜導柱上的彎曲力為： .（9.3.1）式中：f側(cè)向抽拔力，由前知為18.53kn； f鋼材之間的摩擦系數(shù)，取0.15； 斜導柱的傾斜角，取20。所以，9.3.2圓形截面斜導柱直徑的計算： .（9.3.2）式中：材料許用應力，取600mpa; 斜導柱有效長度，為所以，d=23.8mm9.3.3斜導柱長度:由上面可知，d=25mm,d=30mm,h=40mm所以，.（9.3.3）9.3.4最小開模行程的計算：.（9.3.4

12、）開模行程為750mm75.2mm,所以注塑機選擇合適。9.3.5斜導柱結(jié)構(gòu)如下： 圖9.1整體配合如下圖所示：采用斜導柱和滑塊都在定模一邊，中間增加一塊板來形成斜導柱和滑塊的相對運動，以順利完成側(cè)抽芯。 圖9.210合模導向機構(gòu)的設計10.1導柱的設計 d=25mm;且d1(f7) d1=d2=d3=35mm,且d1(k6),d2(c7),d3(f7); d= l1= l= s= 圖10.110.2導套的設計：d=25mm;且d1(f7) d1=d2=d3=35mm,且d1(k6),d2(c7),d3(f7); d= l1= l=25 s= r=1.5 圖10.210.3 導柱導套的配合：1

13、1.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計與計算11.1冷卻時間的計算：ln（11.1）式中：s制品厚度，取2mm； 塑件脫模時平均溫度，取60； 模具型腔壁溫度，取40； 塑料注塑溫度，取250； 塑料熱擴散系數(shù)，取0.67/s所以，ln=11.3s n=1/t0.75=0.0611.2計算單位產(chǎn)量（kg/h）需用冷卻水散失的熱量 （11.2）式中：單位質(zhì)量塑料從沖模到脫模的焓變，??； c 塑料的平均比熱容，?。?塑料熔體的沖模溫度和塑件的脫模溫度，分別取250，60； q : 結(jié)晶型塑料的單位質(zhì)量的結(jié)晶潛熱，取 m 每次注射的塑料及熔體質(zhì)量，取233g; n 單位時間內(nèi)的注射次數(shù)，取0.06次/s k靠傳熱介

14、質(zhì)傳導散失的熱量比例系數(shù)，取0.95。所以，j/s11.3計算單位產(chǎn)量所需冷卻水的體積流量v（） （11.3）式中： 水的平均比熱容，取 冷卻水的密度，取 冷卻水出口，入口溫度差，取5所以，11.4根據(jù)冷卻水的體積流量確定冷卻水道直徑為12mm,vmin=1.10m/s.11.5求冷卻水道內(nèi)的流速 v=1.10m/s（11.5）11.6求冷卻水道壁與冷卻水間的傳熱系數(shù) （11.6）式中;與水溫有關(guān)的物理參數(shù)，取7.95。11.7計算冷卻水道總傳面積: .（11.7）11.8求冷卻水道總長度l: l=.（11.8）11.9求冷卻水道數(shù)目：.（11.9）11.10冷卻水流動狀態(tài)re的校核; 符合.

15、（11.10）11.11冷卻水道的出入口溫度校核;（11.11）11.12凸模冷卻水路結(jié)構(gòu)形式 圖11.1 11.13凹模冷卻水路的設計 圖11.212.設計小結(jié)在信息社會和經(jīng)濟全球化不斷發(fā)展的進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方面發(fā)展。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。隨著高分子材料的不斷發(fā)展，塑料模具也在飛速發(fā)展，模具的設計與制造制約著高分子材料的發(fā)展前景。經(jīng)過一個學期的學習，我初步掌握了模具設計的理論知識，能夠設計簡單的注塑模具，此次模具課程設計是對前一段時間學習的集中訓練，從設計塑件到cad出圖，經(jīng)歷很多挫折，查閱了很多資料，終于在兩周之內(nèi)完成了課程設計，期間學到了很多知識，尤其是cad軟件的學習，以前雖然接觸過，但想繪制一幅完整的稍微復雜的圖，總覺得不可思議，現(xiàn)在我親自完成繪圖，收獲真的很多，非常感謝李老師的指導。模具設計是一項創(chuàng)造性的工作，需要廣泛的設計經(jīng)驗和專業(yè)的業(yè)務知識，通過這次課程設計，我不僅對專業(yè)理論知識有了深入的理解，更對模具設計者感到由衷的敬佩，更加激發(fā)了我對模具設計的興趣。參考資料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