注塑模課程設(shè)計說明書

1、目錄1.課程設(shè)計任務(wù)書22.塑件工藝性分析33 成型設(shè)備的選擇84 分型面的選擇95 模架的選擇116 澆注系統(tǒng)的設(shè)計127 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計188 頂出-推出機構(gòu)設(shè)計199注射機校核2010 型芯型腔尺寸計算2111結(jié)論2212 心得體會2213 參考文獻23 14 附錄.291.課程設(shè)計任務(wù)書1.1課程設(shè)計的目的在學習完注塑成型工藝與模具設(shè)計這門課程后，通過課程設(shè)計來鞏固和加深對塑料模具有關(guān)的理論的認識，鍛煉自己獨立思考和提高自身的實踐能力。在這過程當中，運用所學知識對已知塑件設(shè)計注塑工藝和模具設(shè)計，掌握其中的設(shè)計步驟和選擇數(shù)據(jù)的原則，并在技術(shù)先進。經(jīng)濟合理的原則下，設(shè)計出合理的注塑工藝和注

2、塑模具。1.2設(shè)計任務(wù)書塑件名稱：套筒；成型方法：在塑料注射機上注射成型；塑件材料：PP（聚丙烯）；材料收縮率：1.1%；塑件圖：如下2.塑件工藝性分析2.1塑件圖圖2-1 塑件三維圖套筒，材料PP（聚丙烯），單個塑件體積V=1685.5280mm3=1.6855cm3，質(zhì)量m=1.5170g，一模四腔注射成型。2.2 材料性能分析2.2.1 適用范圍適于制作一般機械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件。2.2.2 成形性能密度小，強度，剛性，硬度，耐熱性，均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100左右。具有優(yōu)良的耐腐蝕性和高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨，易老化。適于制作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣

3、零件。2.2.3 成型性能結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。流動性好，但收縮范圍和收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成形溫度。模具溫度低于50時，塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良、流痕，90%以上易發(fā)生翹曲變形。塑件壁厚需均勻，避免缺口、尖角，以防應(yīng)力集中。2.2.4 主要技術(shù)指標表2-1 PP技術(shù)指標密度克/厘米30.900.91比容厘米3/克1.101.11吸水性（24小時）%0.010.03收縮率%1.1熔點170175熱變形溫度（0.45Mpa）102115熱變形溫度（1.82Mpa）5667彎曲強度Mpa68硬度H

4、B8.65抗拉屈服強度Mpa37沖擊強度KJ/78（無缺口）/3.54.8（有缺口）2.2.5材料推薦工藝參數(shù)聚丙烯（PP）查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P371表2-36得預熱： 7080 1h料筒溫度（）： 后段： 160180 中段： 180200 前段： 200220噴嘴溫度（） ： 170190模具溫度（） ： 8090注射壓力（MPa）： 70100成型時間（s） ：高壓時間： 03 保壓時間： 2060 冷卻時間： 2090 成形周期： 50160螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）： 48干燥：料斗干燥后處理：無2.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析2.3.1 塑件尺寸精度分析該塑件尺寸精度無特殊要求，

5、查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P357表2-18，聚丙烯（PP）一般精度按MT6查取公差。其主要尺寸公差要求查P356表2-17塑件尺寸公差，如下所示：表2-3 塑件尺寸塑件標注尺寸塑件尺寸公差（按MT6級精度）模具尺寸精度（按IT12級精度）A類尺寸2323-0.4423-0.211414-0.3614-0.1899-0.329-0.15B類尺寸1010±0.2610±0.07577±0.267±0.0752.3.2 壁厚分析聚丙烯（PP）最小壁厚及推薦壁厚制件流程50mm的最小壁厚一般制件壁厚大型制件壁厚0.852.452.752.43.2設(shè)計合

6、理，壁厚相對均勻，塑件最小壁厚2.5mm，查塑料成型工藝與模具設(shè)計第三版P80表3-13，符合要求。CAE分析塑件圖如下： 圖2-2零件CAE分析圖2.3.3圓角過渡從分型面的位置、型芯、型腔結(jié)構(gòu)來分析過渡圓角的設(shè)置。塑件轉(zhuǎn)角處一般采取圓弧過度，其半徑為塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。4脫模斜度為便于塑件從模腔中取出，塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫模斜度。外型尺寸以大端為基準，斜度往小處??；內(nèi)型尺寸以小端為基準，斜度往大處取。查塑料成型工藝與模具設(shè)計第三版P80表3-11，聚丙烯的脫模斜度如下：表3-11 聚丙烯脫模斜度材料名稱型腔型芯聚丙烯（PP）25452045考慮到塑件的小，型腔

7、采用30脫模斜度，型芯采用35脫模斜度。3 成型設(shè)備的選擇3.1 計算塑件的體積根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：V=1.6855cm3 ，質(zhì)量m=1.5170g3.2計算塑件及分流道的總體積已知單個塑件體積V=1.6855cm3，一模四腔成型。m2=m1。n=4,4m1+4m2=12.136g。則V總=9.7356cm3。3.3 選擇注射機選擇原則：V注1.5V件=14.6034cm3。凹模采用鑲拼組合式，查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P498表2-99，S1=5，S2=15；矩形布置，一模四腔；根據(jù)計算公式： L（2S1+S2+d）×2=96mm b=（2

8、S1+S2+d）×2=96mm根據(jù)L×b及塑件容量等因素，查塑料成型工藝與模具設(shè)計（第三版）P111表4-1初選型號為XS-ZY-125型注射機，其主要參數(shù)如下： XS-ZY-125型注射機參數(shù)型號單位XS-ZY-125螺桿（柱塞）直徑（mm）42額定注射容量（cm3）125注射壓力（MPa）120注射行程（mm）115鎖模力（KN）900最大成型面積（cm2）320模具厚度最大（mm）300最?。╩m）200最大開（合）模行程（mm）300噴嘴球半徑（mm）12孔直徑（mm）4定位孔直徑（mm）100表3-1 注射機主要參數(shù)4 分型面的選擇4.1 分型面選擇原則分型面應(yīng)選

9、擇在制品的最大截面處，無論塑件以何形式布置，都應(yīng)將此作為首要原則。便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。有利于保證塑件的精度要求。盡量滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。分型面上型腔壁面稍有間隙，就會產(chǎn)生飛邊。便于模具加工制造，在選擇非平面分型面時，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。對成型面積的影響，盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力。對排氣效果的影響，盡可能有利于排氣。對側(cè)向抽芯的影響（本塑件沒有抽芯）。4.2 分型面方案確定根據(jù)分型面選擇原則，分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處，由于塑件有兩個最大截面，同時塑件在成型的過程中會冷卻收縮，為了使塑件能夠緊緊包在動模上，塑件的分型面有

10、如下兩種選擇： 圖4-1方案一：圖4-1該塑件采用水平分型，型腔在定模，型芯在動模分型面取在底部平面最大處，分型后塑件包緊在型芯上，隨型芯一起留在動模，然后由動模的推管作用將塑件從動模中脫出，這種分型方式，首先，塑件的外形由定模的型腔成型，這樣不僅能夠保正塑件的外觀質(zhì)量，成型后由而且型腔采用鑲塊式更加節(jié)省材料，便于加工；其次，分型后由動模的推管作用于塑件內(nèi)部將塑件從動模的脫出，這樣就不會影響塑件的外觀質(zhì)量，而且模具的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。無論從成型性能上看，還是從經(jīng)濟性看此方案都較為合理。 圖4-2方案二：圖4-2該塑件采用水平分型，定模部分成型塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將型芯裝在定模上，型腔做在動模，當

11、開模后塑件包緊在型芯，隨型芯留在定模，這樣的分型方式對于推出機構(gòu)要求大，且容易產(chǎn)生飛邊的現(xiàn)象，因此此方案不是很好。綜上所述，分型面的方案選取應(yīng)采用方案一。5 模架的選擇5.1 確定模板尺寸根據(jù)塑件外形尺寸b×l，查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P481表2-95，選擇B=270，L=300，塑件采用推件板頂出，選用BI型組合，定二動三，如圖5-1所示：圖5-1 BI型模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 定模座板：300mm×320mm，

12、厚度25mm 定模板：270mm×300mm，厚度40mm 推件板：270mm×300mm，厚度25mm 動模板：270mm×300mm，厚度35mm 支撐板：270mm×300mm，厚度40mm 墊塊：63mm×450mm，厚度80mm 推桿固定板：160mm×300mm，厚度15mm 推板：160mm×300mm，厚度20mm 動模座板：270mm×300mm，厚度25mm6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計6.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降，流量和溫度的分布的均衡布置；（2）結(jié)合型腔布置考慮，

13、盡可能采用平衡式分流道布置；（3）盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間；（4）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補料；（5）避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生；（6）澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和整修；（7）熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對制品質(zhì)量的影響；（8）盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量；（9）澆注系統(tǒng)的模具工作表面

14、應(yīng)達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有IT8以上的精度要求；（10）設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施；（11）盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。6.2 主流道設(shè)計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。6.2.1 主流道尺寸（1）主流道小端直徑d主流道小端直徑d = 注射機噴嘴直徑+（0.51）=4+（0.51）取d=5mm 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準，也能使的主流道凝料能順利脫出（2）主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑SR，應(yīng)

15、該大于注射機噴嘴球頭半徑的12mm。反之，兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.SR=注射機噴嘴球頭半徑+12；SR=12+12；取d=13mm，經(jīng)查表，取d=13mm。（3）主流道長度L一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)。在出現(xiàn)過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取l=59.2mm。（4）主流道大端直徑 D=d+2ltan（半錐角為1°2°）6mm6.2.2 主流道襯套主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常

16、設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，即澆口套。6.3 分流道的設(shè)計分流道設(shè)計：根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊（第一版）P299表2-40，選擇梯形分流道，查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第一版）P299表2-40，選擇H=8；如圖6-1：圖6-1 分澆道截面形狀和尺寸分流道布局如下：6.4 澆口的設(shè)計澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)

17、量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則：a.盡量縮短流動距離。b.澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。c.必須盡量減少熔接痕。d.應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e.考慮分子定向影響。f.避免產(chǎn)生噴射和蠕動。g.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。h.注意對外觀質(zhì)量的影響。從模具的制造及

18、結(jié)構(gòu)考慮，該注塑模具采用矩形側(cè)澆口。矩形側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從塑件的邊緣進料。矩形側(cè)澆口廣泛應(yīng)用于中小型塑件的多型腔注塑模，截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正。6.5 分流道CAE分析 圖6-1 充填時間圖 圖6-2 流動前沿溫度圖6.5 相關(guān)零件6.5.1 澆口套查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P513表2-118I型澆口套，P=5mm；圖6-5澆口套表6-1 澆口套數(shù)據(jù)DhASRPL1031°13544.26.5.2 定位圈查機械設(shè)計P137表13-19，得D=100.圖6-6定位圈表6-2定位圈數(shù)據(jù)DTBd2d1A10015356.611857 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計

19、綜合分析查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）表2-151型腔采用直流式，水孔直徑為8mm，型芯水孔直徑4mm，水路如圖7-1： 圖7-1 冷卻水道8 頂出-推出機構(gòu)設(shè)計8.1 頂出機構(gòu)8.1.1推桿尺寸 塑件為圓形件，采用推件板頂出，推件板的尺寸為270×300，另外推件板還要使用推桿推動，綜合分析查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P519表2-126推桿標準尺寸，形狀尺寸如下：DLs2513048.2 推出元件推板尺寸推板（160mm×300mm）；推板固定板尺寸推桿固定板（160mm×300mm）；推板導柱查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P508頁，注塑模帶頭

20、導柱標準尺寸，尺寸如下：dd1DsL1212164809 支撐零件查網(wǎng)絡(luò)得支撐柱相關(guān)尺寸如下：MDL6206410注射機校核10.1 注射量校核經(jīng)計算，工件與澆注系統(tǒng)總的注射體積V注=29.75cm3，遠小于理論注射量125cm3，符合注射機要求。10.2 壓力校核根據(jù)注射壓力條件：P成P注。查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）p371，PP注射壓力為70100MPa。注射機壓力120MPa，符合要求。10.3 鎖模力校核查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第一版）p396，根據(jù)鎖模力要求：p腔FP鎖。取p腔=50Mpa，F(xiàn)=60cm2，P鎖=900KN，鎖模力符合要求。10.4 開模行程校核H1=45,

21、H2=10，H1+H2+10=65mm，小于300mm，符合要求。10.5 模具厚度校核由裝配圖可知模具的閉合高度H閉=270mm而注射機的最大模具厚度Hmax=300mm滿足安裝要求。綜上所述：選取XS-ZY-125型注射成型機完全符合本模具的使用要求。11 型芯型腔尺寸計算收縮率Scp=1.1%，查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）P356表2-17，取塑料制件公差等級為MT6，對應(yīng)的模具制造公差等級為IT12；(1)型腔尺寸計算23-0.21： LM1=(1+1.1%)*23-0.75*0.21+0.07=23.0995+0.0714-0.18： LM2=(1+1.1%)*14-0.75*

22、0.18+0.06=14.019+0.0616-0.18： LM3=(1+1.1%)*16-0.75*0.18+0.06=16.041+0.067±0.075： HM1=(1+1.1%)*7+2/3*0.15+0.05=7.177+0.053±0.075： HM2=(1+1.1%)*3+2/3*0.1+0.03=3.1+0.03(2) 型芯尺寸計算9-0.15： lM1=(1+1.1%)*9+0.75*0.15-0.05=9.211-0.0511-0.06： lM2=(1+1.1%)*11+0.75*0.18-0.06=11.256-0.0610±0.075： h

23、M=(1+1.1%)*10+2/3*0.15-0.05=10.21-0.051結(jié)論(1)注射機選擇為XS-ZY-125。(2)塑件一模四腔成型，梯形澆道，側(cè)澆口。(3)模架形式為定二動三。(4)模具閉合高度為270mm。(5)采用導柱導套進行模具導向。(6)推出機構(gòu)為推件板頂出。(7)排氣方式為零件間隙排氣。(8)冷卻水道采用直通式水道。12 心得體會通過這次注塑模具課程設(shè)計，讓我對如何完整的設(shè)計一套注塑模具有了一個較為體統(tǒng)的了解，設(shè)計過程中綜合運用以前學習的各種相關(guān)知識，也讓讓我對模具專業(yè)知識有了一個很好的串聯(lián)，復習。這次課程設(shè)計，由于理論知識的遺忘、不熟練，加之沒有設(shè)計經(jīng)驗，一開始的時候一頭霧水，不知從何入手。開始大量的查閱資料數(shù)據(jù)，這個過程是很辛苦的，也正是這個過程鍛煉了我查閱資料文獻的能力?，F(xiàn)在想想其實課程設(shè)計當中的每一天都是很累的，其實正向老師說得一樣，模具設(shè)計的課程設(shè)計沒有那么簡單，每一個數(shù)據(jù)都要精確計算，考慮很多因素。   設(shè)計過程中老師給與我很多幫助，教會我很多設(shè)計技巧經(jīng)驗，教育我們作為技術(shù)設(shè)計人員要有嚴謹?shù)乃季S，每一步設(shè)計都要有理有據(jù)，校核?？傊@次注塑模具收獲還是很多的，鞏固了自己專業(yè)知識，鍛煉了動手能力，提高查閱資料能力，培養(yǎng)了嚴謹?shù)乃季S意識，鞏