塑料端蓋的注塑模具成型設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)1設(shè)計(jì)目的：通過(guò)塑料成型模具課程設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)到的塑料注射模具的知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)注射模具動(dòng)作原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)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(jì)和從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)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(jì)要求等）：自行設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的塑料制件以及成型該制件的注射模具。（1）對(duì)塑料制件的要求：塑件形狀應(yīng)有利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻，具有一定的力學(xué)性能及使用價(jià)值；設(shè)計(jì)塑料制件時(shí)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(jī)構(gòu)；：成型模具應(yīng)具有自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)；：成型模具應(yīng)具有點(diǎn)澆口凝料的自動(dòng)脫出、順序脫模、二級(jí)脫模等較為復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。（2）對(duì)成型模具的要求：所設(shè)計(jì)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(dòng)作靈活，能夠滿足在使用時(shí)連續(xù)生產(chǎn)、高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便的要求。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文) 、圖紙、實(shí)物樣品等：本次課程設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：塑料制件圖紙一張，要求標(biāo)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(hào)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(jì)算說(shuō)明書(shū)一本。注：以上各項(xiàng)內(nèi)容均要求打印。課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)4主要參考文獻(xiàn)：1. 申開(kāi)智.塑料成型模具.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，20032. 宋玉恒.塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：航空工業(yè)出版社，19953. H.蓋斯特羅.注射模設(shè)計(jì) 108 例.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20024. 賈潤(rùn)禮.實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，20005設(shè)計(jì)成果形式及要求：本次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成果以模具設(shè)計(jì)圖紙和模具設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的形式提交。6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2011 年 12 月 05 日 12 月 05 日 塑料制件設(shè)計(jì)2011 年 12 月 06 日 12 月 07 日 模具結(jié)構(gòu)計(jì)算及草圖設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)2011 年 12 月 16 日 答辯和成績(jī)考核系主任審查意見(jiàn)：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(jì)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(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .92.1 模具合模時(shí)校核： .92.2 模具開(kāi)模時(shí)校核： .93.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .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(jì) .133.3.1 主流道設(shè)計(jì) .133.3.3 澆口設(shè)計(jì) .143.3.5 主流道襯套的選取 .153.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .153.4.1 確定抽芯距 .153.4.2 確定斜銷(xiāo)的傾角 .153.4.3 確定斜銷(xiāo)的尺寸 .163.4.4 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) .163.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .164.端蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算 .175.模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .185.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)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(jī)的開(kāi)，合?？臻g .206.2.1：模具合模時(shí)校核： .206.2.2：模具開(kāi)模時(shí)校核： .207.冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 .207.1 單位時(shí)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(shí)所放出的熱量 .207.3 計(jì)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(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A.217.8 計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度 L.21八、參考文獻(xiàn) .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(qiáng)度，良好的耐水、耐油性，其介電性能與溫度和頻率無(wú)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(dòng)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(gè)凸臺(tái)，其厚度為2mm，該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（b）尺寸精度分析：該零件各個(gè)尺寸均未注明公差，為提高經(jīng)濟(jì)效益，則按未注明公差尺寸來(lái)處理，根據(jù)表214查得ABS材料的適用未注公差等級(jí)為MT5級(jí)，對(duì)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(méi)有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求易于實(shí)現(xiàn)。綜上分析，可以看出，注塑時(shí)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(jì)算塑件的體積和重量計(jì)算塑件的體積：用體積分割法求得V=50603+53.1422 (式1-2)=3062.8mm3 計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)算塑件體積和質(zhì)量，根據(jù)手冊(cè)，采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和設(shè)備等情況，初選用注塑機(jī)XSZ 30型。1.3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定查相關(guān)文獻(xiàn)資料，ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）表1.3 ABS成型工藝參數(shù)項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)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(shí)間/s 15保 壓/Mpa 72 保壓時(shí)間/s 10冷卻時(shí)間/s 151.4 塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為 XS-ZY-125 查材料知： 表 1.4 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)模板最大安裝尺寸是 370mm350mm。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 220mm，XS-ZY-125 型注塑機(jī)的最小模具厚度為 200mm，最大模具厚度為 300mm2.1 模具合模時(shí)校核：200mm220mm300mm 2.2 模具開(kāi)模時(shí)校核：200mm220mm15mm300mm 其中：15mm 為模具的抽拔距經(jīng)校核 XS-ZY-125 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。3.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。3.1 分型面選擇模具設(shè)計(jì)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(lái)選擇分型面。該塑件為端蓋，表面無(wú)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?yàn)榉中兔妫挥绊懥慵庥^質(zhì)量，抽芯在動(dòng)模構(gòu)簡(jiǎn)單。圖 3.1.2 分型面如圖 2-2 所示取 A-A 向?yàn)榉中兔?，抽芯在定模，抽芯機(jī)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)避免定模抽芯。從以上兩個(gè)分型面的比較可以很容易的看出應(yīng)該選擇第一個(gè)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(gè)數(shù)與注塑機(jī)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(jì)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(jī)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(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)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(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)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(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見(jiàn)常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=5000000.6/30342=29.2 （個(gè)）3.2.1.2.注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（GC）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（ ）3V 單個(gè)制件體積 （ ）C 流道和澆口的總體積（ ）3生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.750.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)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(gè)） (式 3.2)從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是 2，4，6，8，10 個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開(kāi)模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于 60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰?lái)的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計(jì)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(shí)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(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長(zhǎng)度較大，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)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(zhǎng)度較短，但側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置則相當(dāng)困然，勢(shì)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(jì)3.3.1 主流道設(shè)計(jì)根據(jù) XS-ZY-125 型注塑機(jī)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