尼龍1010塑料蓋工藝設計及注塑模具設計說明書

沈陽理工大學課程設計專用紙沈陽理工大學課程設計專用紙PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目錄目錄 I工藝性能分析和結構方案的確定和所需設備的校核 1工藝性能分析和模具方案的確定 1工藝性能分析 1確定模具結構方案 1注射機型號的選定及校核 2注射量的計算 2鎖模力的計算 2選擇注射機 2澆注系統(tǒng)的設計和排溢系統(tǒng)的設計 4主流道的設計 4主流道的設計 4澆口的設計 4分流道的設計 5冷料穴的設計 5排溢系統(tǒng)的設計 6成型零部件的設計 7凹模（型腔）的設計 7凹模直徑 7凹模深度（圓柱部分） 8凸模（型芯）的設計 8凸模徑向尺寸 8成型塑件側(cè)面型芯的設計 9側(cè)抽和內(nèi)抽機構的設計及校核 11澆注系統(tǒng)凝料的脫出 推出方式的確定 側(cè)抽零件的設計 抽芯距S的計算 斜銷有效長度L的計算 斜銷的直徑d 斜銷長度的計算 12模架的設計 13模架的設計和對其的校核 13模架的選擇 13定模座板的設計 13側(cè)抽芯滑塊的設計 13型芯固定板的設計 14墊板的設計 14墊塊的設計和校核 14動模座板的設計 14推出機構和復位機構的設計 15推出機構和復位機構的設計 15脫模力的計算 15拉桿直徑的確定 15推件機構導向的設計 16復位機構的設計 16冷卻系統(tǒng)的設計和校核 17冷卻水道的設計 17冷卻水道的選擇 17冷卻水的體積流量 17冷卻管道直徑的確定 17冷卻水在管道中的流速 18冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱模系187.1.6冷卻管道的總傳熱面積187.1.7模具上應開設的冷卻水孔數(shù)18參考文獻20沈陽理工大學課程設計專用紙沈陽理工大學課程設計專用紙PAGEPAGE211 工藝性能分析和結構方案的確定和所需設備的校核工藝性能分析和模具方案的確定工藝性能分析圖1.1零件圖3mm12mm，形狀為圓形殼體。10100.8%—1.0%0.3%是最好用真空干燥。1.1干燥參數(shù)真空度烘箱溫度料層厚度干燥時間水分含量1333Pa90—110℃25mm以下8—12h0.1%—0.3%確定模具結構方案成型方式的確定由于聚酰胺為結晶性塑料，流動性好，成型收縮率較大，所以采用注射成型。確定分型面考慮到塑件的形狀、大小和PA的流動性，采用矩形側(cè)澆口，其優(yōu)點是截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正，并采用單分型面，瓣合內(nèi)抽結構。圖1.2 分型面示意圖確定型腔數(shù)目n取ρ=1.045g/cm3，那么m=ρ 1.0451.127211.78gnv11272mm3考慮到塑件的尺寸較小，在此采用一模兩腔。注射機型號的選定及校核注射量的計算n通過計算可知，塑件質(zhì)量mn=11.78g，流道凝料的質(zhì)量m2=0.5m，上述確定為一模兩腔，所以注射量m=2（1+0.5）×mn=3×11.78=35.34g。n鎖模力的計算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，根據(jù)分析，A2是塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍—0.5倍，因此可用0.35A1。A=A1+A2=A1+0.35A1=1.35×29.52×π=3689mm2

A=30×3689=110.67KN腔型腔壓力P取30MPa選擇注射機XS-ZY-125表2.1注射機的主要技術規(guī)格：理論注射量（g/cm3）125鎖模力（KN）900螺桿直徑（mm）42模板行程（mm）300注射壓力（Mpa）119最大模具厚度（mm）300定位孔徑（mm）100最小模具厚度（mm）200注射有關參數(shù)的校核注射量的校核gM=nmn+mj≤0.8mg2×（1+0.5）×11.78=35.34<0.8×250=200注射量符合要求注射壓力的校核取PA的注射壓力為P0=90Mpa為保證足夠的注射壓力，取系數(shù)Pe≥KP0=1.3 90=117MPa而pe=130MPa注射壓力校核合格。3）鎖模力的校核K=0.3，注射機的實際注射壓力F=900×0.7=630KN，所需的鎖F=110.67KN,定以后才可進行。2 澆注系統(tǒng)的設計和排溢系統(tǒng)的設計主流道的設計主流道的設計主流道通常設計成圓錐形，其錐角α=2°~4°，取為3°。內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra=0.63μm。R2=R1+（1~2）=13d2=d1+（0.5~1）=5h=4㎜。圖2.1澆口套示意圖r=2㎜。在保證塑料良好成型的前提下，主流道L應盡量短，否則將增多流道凝料，且增L≤60L=50mm流道襯套，便于用優(yōu)質(zhì)鋼材加工和熱處理。澆口的設計（1）由于考慮到塑件的外觀尺寸和塑件的形狀，且是一模兩腔，則選用矩形側(cè)澆口如圖圖2.2澆口圖（6）尺寸的確定根據(jù)經(jīng)驗公式：h=nt查表取n=0.8 h=nt=0.8×3.2=2.56mmh=1.0澆口寬度Ab n mmA30式中A——為塑件外表面面積，mmAb nA30

0.88082308082

2.39mm,取2.5mm澆口長度取L=2.0mm分流道的設計參考塑料成型加工與模具，知圓形和正方形流道效率最高，分型面為平面時常采用梯形澆口，因此本設計采用梯形截面流道。①分流道長度，取L=10mm②分流道尺寸，查參考文獻6，取D=4mm③分流道表面的粗糙度分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通取Ra=2.5μm④分流道與澆口的連接形式采用圓弧連接冷料穴的設計由于取凝料不需要側(cè)向移動，為實現(xiàn)自動化操作，將凝料與塑件一起推出動模，故采用鉤形頭冷料穴如圖圖2.3冷料穴排溢系統(tǒng)的設計成型型腔體積比較小，氣體會沿著分型面和斜滑塊與固定板之間的間隙向外排出。3 成型零部件的設計凹模（型腔）的設計脫模時瓣開。它由兩瓣拼塊組成，稱為哈夫凹模。這樣簡化了復雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，有利于排氣，便于模具的維修。但為了保證組合式模具型腔精度和裝配的牢固性，減少塑件上留下鑲拼的痕跡，提高塑件的質(zhì)量，對于拼塊的尺寸、形狀和位置公差要求較高，組合結構必須牢靠，分型面位置應有利于防止成型時熔體的擠入，拼塊加工工藝性要好，模塑時操作必須方便。塑件水平方向收縮率1.1~1.3%，高度方向的收縮率為高度方向的0.7倍。凹模直徑圖3.1 凹模圖按平均值法塑件公差等級為MT53-3得公差為0.37，制件尺寸L 59.370s

，查參考文獻6：尼龍-1010收縮率為1.4%~1.6%，平均收縮率：S S

1.4%1.6%max cp 2

1.5%2凹模徑向尺寸： 3z

3 LL

LS 59.371.5% 0.74

59.70.25mmm s

scp 4 0

4 00凹模深度（圓柱部分）按平均值法 制件公差等級為MT5級查表3-2得公差為0.1mms高度方向上收縮率為水平方向上收縮率的70%。

2.600.2

mm, 2z

2 HHm

S 3scp 3 3 0 02.490.07mm0總的凹模深度按平均值法 制件公差等級為MT5 級，查表3-2 得：公差為0.14mm，H7.140s

mm70%。 2z

2 HHm

70%HS 7.147.1470%1.5% 0.28 3scp 3 3 0 07.030.09mm0凸模（型芯）的設計凸模徑向尺寸按平均值法 制件公差等級MT5級查表3-2得:公差為0.32mmls

45.686.4mm，0徑向平均收縮率S 1.5%。cp 30 3 0llS 45.6845.681.5% 0.64 46.80 mmm s

scp

4 z

4 3

0.21凸模高度尺寸（圓柱部分）MT53-2得:公差為0.14mms

5.860.28mm，0高度方向上收縮率為水平方向上收縮率的70%。h 20

2 0S3

30.28m

scp

z

3mm0.9成型塑件側(cè)面型芯的設計脫模時瓣開。它由兩瓣拼塊組成，稱為哈夫凹模。這樣簡化了復雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，有利于排氣，便于模具的維修。但為了保證組合式模具型腔精度和裝配的牢固性，減少塑件上留下鑲拼的痕跡，提高塑件的質(zhì)量，對于拼塊的尺寸、形狀和位置公差要求較高，組合結構必須牢靠，分型面位置應有利于防止成型時熔體的擠入，拼塊加工工藝性要好，模塑時操作必須方便。側(cè)面型芯圍成型腔側(cè)壁徑向尺寸按平均值法 塑件公差等級為 MT5級，查表3-3得公差為0.37，制件尺寸L 53.370s

，徑向平均收縮率Scp

1.5%。徑向尺寸： 3z

3 LL

LS 53.371.5% 0.743

53.60.25mmm s

scp 4 0

4 00高度方向按平均值法 制件公差等級為MT5 級，查表3-2 得：公差為0.12mm，H5.120s

mm,70%。 2z

2 HHm

S 3scp 3 3 0 05.010.08mm0成型塑件內(nèi)表面型芯的設計由于制件內(nèi)壁帶有內(nèi)凹的，為了便于塑件的脫模，將凸模做成兩瓣組合式滑塊，成型時瓣合，脫模時瓣開。這樣使制件在脫模時更加方便，不需要加入嵌件，提高了生產(chǎn)效率，便于自動化生產(chǎn)。但為了保證組合式模具型腔精度和裝配的牢固性，減少塑件上留下鑲拼的痕跡，提高塑件的質(zhì)量，對于拼塊的尺寸、形狀和位置公差要求較高，組合結構必須牢靠，分型面位置應有利于防止成型時熔體的擠入，拼塊加工工藝性要好，模塑時操作必須方便內(nèi)鑲塊頸部型腔尺寸計算徑向尺寸按平均值法 塑件公差等級為 MT5級，查表3-3得公差為0.12，制件尺寸L4.120s

mm，徑向平均收縮率Scp

1.5%。 3 z 3 3LLS 4.124.121.5% 0.24

40.08mmm s高度方向

scp 4 0

4 00按平均值法 制件公差等級為MT5 級，查表3-2 得：公差為0.12mm，H4.620s

mm,70%。 2z 2 HHS 3m

scp 3 3 0 04.510.08mm0內(nèi)鑲塊頭部型腔尺寸計算徑向尺寸按平均值法 塑件公差等級為 MT5級，查表3-3得公差為0.12，制件尺寸L6.120s

mm，徑向平均收縮率Scp

1.5%。 3 z 3 3LLS 4.124.121.5% 0.24

40.08mmm

scp 4 0

4 00內(nèi)鑲塊型腔總深度尺寸計算按平均值法 制件公差等級為MT5 級，查表3-2 得：公差為0.14mm，H7.140s

mm,70%。 2z 2 HHS 3m

scp 3 3 0 07.40.09mm04側(cè)抽和內(nèi)抽機構的設計及校核澆注系統(tǒng)凝料的脫出上設置推出機構，用以推出制件和流道內(nèi)的凝料。推出方式的確定由于制件需要內(nèi)抽機構來完成最終的脫模及推出。所以，塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內(nèi)冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構運動，同時頂桿推動內(nèi)抽斜滑塊，完成內(nèi)抽，使凝料與塑件一起推出動模。這種機構便于實現(xiàn)自動化可提高生產(chǎn)效率。側(cè)抽零件的設計S////26.52252

（2~311mmL=0°L S 11

32.3mmSin20d采用瓣合結構，側(cè)抽芯力的計算：制件為圓環(huán)×2形斷面時，所需脫模力F2rESL(ftan)0.1AK1 2式中：K——無量綱系數(shù)，其值隨λ與φ而異，λ=r/δ, K從表中選取為8.5271 1K——fφK2

從表中選取為1.0335E——塑料的彈性模量，從附錄中選取為1800MPaS——塑料的平均成型收縮率，從相關材料中選取為1.5%L——0.5mmf——制件與型芯之間的摩擦因數(shù)查為0.31——模具型芯的脫模斜度為0.5or——型芯的平均長度為27.5——塑料的泊松比查表的為0A——計算得，之間所需的脫模力F449NHLcos32.3cos2030.4mmW最大彎曲力FW

，查表得FW

由F， 20，HW W

30.4mmd=12mm斜銷長度的計算斜導柱長度可按下列公式計算LL1L2L3L4L51Dtan h 1dtan S

10)2 cos 2 sin式中 L——斜導柱總長度；D——斜導柱固定部分大端直徑；S——抽拔距；h——斜導柱固定板厚度；d——斜導柱直徑；——斜導柱傾斜角。1 45 1 L 17tan20 12tan20 2 cos20 2 sin201 45 1

~10),取L95mm~5模架的設計模架的設計和對其的校核模架的選擇標準并通過計算來確定。定模座板的設計定模座板同時也是型腔板2PSr

1 (5.1)式中——型腔材料的許用應力，MPa，一般中碳鋼=180MPa。180180180180230S29.5 13.15mm 圓形型腔底部厚度（組合式：2

（5.2）式中p——塑料熔體對型腔的壓力，MPa。1.223029.521.223029.52180根據(jù)塑件大小、型腔數(shù)、脫模方式，取定模座板的尺寸B×L×H=315×250×45mm側(cè)抽芯滑塊的設計側(cè)抽芯滑塊用來成型制件的側(cè)表面，其厚度與與側(cè)抽芯距有關，尺寸為如零件圖所示。型芯固定板的設計該板用來固定型芯，取厚度為32mm墊板的設計參考標準模架，取墊板的尺寸為：250×250×40mm墊塊的設計和校核C為墊塊尺寸，C=推出行程+推桿固定板厚度+（5～10）=12+30.4+16+（5～10）=63.4～68.4所以墊塊厚度C取80mm，寬度取50mm動模座板的設計取動模座板的尺寸的315×315×35mm從設計模架可知，模架外形尺寸：寬×長×高=315×315×259.5mm模具高259.5，200﹤257.5﹤300故，合格。模具開模所需行程S=H1+H2+(5～10)mm （5.3）式中H1——H2——塑件的厚度。S=58+42.4+(5～10)mm=105.4～110.4mm﹤300mm(注射機開模行程)其他參數(shù)在前面校核均合格，所以本模具所選注射機完全合格，滿足使用要求。推出機構和復位機構的設計推出機構和復位機構的設計脫模力的計算制件為圓環(huán)×7形斷面時，所需脫模力為F2rESL(ftan)0.1AK1 2式中：K——無量綱系數(shù)，其值隨λ與φ而異，λ=r/δ, K從表中選取為8.0281 1K——fφK2

從表中選取為1.0335E——塑料的彈性模量，從附錄中選取為1800MPaS——塑料的平均成型收縮率，從相關材料中選取為1.5%L——7mmf——制件與型芯之間的摩擦因數(shù)查為0.31——模具型芯的脫模斜度為0.5or——型芯的平均長度為27.5——塑料的泊松比查表的為0A——計算得，之間所需的脫模力F1010N拉桿直徑的確定根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，推桿的直徑

4L2FnEd4L2FnE式中 K——安全系數(shù)，查表得K=1.5L——拉桿的長度，取L=137.5F——脫模力，上述求得F1010Nn——n1根E——鋼材的彈性模量為210000MPa計算得d4.6mm，取6mm對于拉桿直徑進行強度校核 F2

101062

8.9MPa119MPa所以拉桿直徑校核合格推件機構導向的設計側(cè)抽芯依靠斜導柱進行導向，由于該制件的結構特殊，不需要其它的導向結構。復位機構的設計其作用是使完成推出任務的推出零部件回復到初始位置，模具圖中采用彈簧復位，將彈簧套在一定拉桿上，由于塑件質(zhì)量輕、結構特殊、復位力要求小，并且結構簡單、價格低廉，故可只采用彈簧復位。冷卻系統(tǒng)的設計和校核冷卻水道的設計冷卻水道的選擇塑料模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，要得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，模具必須進行溫控。但對于尼龍來說，模具溫度在40~80℃，可利用熔融塑料傳給模具的余熱來解決。在模具上不需設置加熱裝置，但必須設置冷卻裝置，縮短成型冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。由于塑件的投影面積較大，故選用直流冷卻回路。冷卻水的體積流量qv 1

WQ1 11 2

0.09426501004.187

5.02103m3/min式中q——m3/mm；vW——單位時間（每min）內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料質(zhì)量（kg/min45.21290.4；Q——6500kJ/kg；1——冷卻水的密度（10kg/m3；c——冷卻水的比熱容：4.187kJ/kg)；1——冷卻水的出口溫度（23C；1——冷卻水的入口溫度（20C。2冷卻管道直徑的確定為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，有考慮到塑件尺寸以及推出系統(tǒng)的結構查表得：d=8mm，冷卻水道所選位置如圖圖7.1 冷卻管道冷卻水在管道中的流速v v

45.020.0011.67m/s1.66m/s0.0082 所以冷卻水為湍流狀態(tài)，管道直徑合格。 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱模系數(shù)h7348(10