罩蓋注塑模設(shè)計.docx

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院課 程 設(shè) 計課程名稱： 注塑模課程設(shè)計 題目名稱： 罩蓋注塑模設(shè)計 專業(yè)班級： 材控04班 學(xué) 號： 33310406 學(xué)生姓名： 劉 丹 指導(dǎo)導(dǎo)師： 聶信天 夏榮霞 史立新 徐秀英 2013年10月14日-2013年10月25日目 錄設(shè)計題目 2一:塑件的工藝性分析31、塑件的原材料分析32、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析43、塑件的尺寸精度分析44、塑件表面質(zhì)量分析 4二: 成型設(shè)備選擇與校核 4 1、注塑機的初選42、注塑機的校核與終選53、塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定6三: 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 61、分型面的選擇72、 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 83、注系統(tǒng)的設(shè)計84、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定9四: 成型零件尺寸計算10五: 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計101、冷卻直徑和位置 102、冷卻介質(zhì) 11六、模架的尺寸 11七排氣系統(tǒng)的設(shè)計12八：導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計12九：推件方式的選擇12十：模具的工作原理及特點13 1、 工作原理142、 結(jié)構(gòu)特點14設(shè)計小結(jié)15參考文獻15設(shè)計題目:零件名稱:罩蓋生產(chǎn)批量:大批量 材料: pp 精度：mt5要求：設(shè)計一套注塑模塑件的圖形：塑件的立體圖形：一、 塑件的工藝性分析塑件的工藝性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質(zhì)量和塑件的工藝性分析,其具體分析如下:1、塑件的原材料分析塑件材料該塑件為塑料罩殼，壁厚為3mm，塑件外型尺寸不大，選用pp塑料，塑件精度要求為mt5級。性能：密度小，強度、剛性、硬度、耐熱性均優(yōu)于hdpe，可在100左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕熱性，不受溫度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。成型特性：1) 結(jié)晶型塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解；2) 流動性極好，溢邊值0.03mm左右；3) 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱性適度；4) 成型收縮范圍大，收縮率大，已發(fā)生縮孔，凹痕、變形，取向性強5) 注意控制成型溫度，料溫低時取向性明顯，尤其低溫高壓時明顯，模具溫度低于50以下塑件無光澤，易產(chǎn)生熔接痕、流痕；90以上時已發(fā)生翹曲、變形；6) 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以防止應(yīng)力集中物理、熱性能、力學(xué)性能、電氣性能2、 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖紙上分析,該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體,壁厚均勻,都為3.2mm,且符合最小壁厚要求. 塑件型腔較大,有尺寸相等的孔,它們均符合最小孔徑要求.3、 塑件的尺寸精度分析塑件的型腔尺寸:192-1.60 96-1.10048-0.64012-0.34060-0.740型芯尺寸:240+0.74 184.80+1.763.60+0.24孔心距尺寸:1440.733、 塑件表面質(zhì)量分析：該塑件為工業(yè)用罩蓋塑料,對其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,粗糙度可取ra3.2um ,塑件內(nèi)部也不需要較高的表面粗糙度要求,所以內(nèi)外表面的粗糙度都3取ra3.2um.二、成型設(shè)備的選擇及校核 1、注塑機的初選1.1 計算塑件的體積根據(jù)制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：v135987mm3=136cm3; 如下圖：1.2 計算塑件的質(zhì)量查手冊1得密度為：r0.9g/cm3塑件的質(zhì)量為：m=vr =122.4g1.3 選用注射機根據(jù)總體積v136cm3,初步選取螺桿式注塑成型機xszy250注塑成型機xszy250主要參數(shù)如下表所示理論注射量250 cm3最小模具厚度250mm注射壓力130mpa定位孔的直徑125深20鎖模力1800kn噴嘴球半徑sr18mm最大模具厚度350mm噴嘴孔半徑4移模行程350mm2、注塑機的終選2.1注射量的校核 由公式：0.8w公w注w公注塑機的公稱注塑量（cm3）；w注每模的塑料體積量，是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和（cm3）； 如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為136mm3遠小于注塑機的理論注250cm3，故滿足要求。2.2 模具閉合高度的校核公式：hminh閉hmax如裝配圖可知模具的閉合高度h閉325mm，而注塑成型機的最大模具厚度hmax=350mm, 最小模具厚度hmin=250mm,滿足hminh閉hmax安裝要求。2.3模具安裝部分的校核模具的外形尺寸為400mm330 mm，故能滿足安裝要求。模具定位圈的直徑注塑機定位孔的直徑125，滿足安裝要求。澆口套的球面半徑為sr1=sr+(1-2)=20滿足要求。澆口套小端直徑r1r+9(1-2)=4+1=5滿足要求。2.4模具開模行程的校核 公式：h模 = h1+ h2h注 h模模具的開模行程(mm )h注注塑成型機移模行程(mm )h1制件的推出距離（mm）h2包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度（mm）代入數(shù)據(jù)得：h模h注350mm，滿足要求。2.5鎖模力的校核公式：fkapm f注射機的額定壓力(kn) ； a制件和流道在分型面上的投影面積之和(cm) pm型腔的平均壓力(mpa) ；這里取15mpa k安全系數(shù)，通常取k=1.11.2； 將數(shù)據(jù)代入公式得： kapm=1.115x36.864=608kn f=1800kn608kn，滿足要求。2.6注射壓力的校核公式： pmax kp0 pmax注射機的額定注射壓力(mpa) ； p0注射成形時的所需調(diào)用的注射壓力(mpa) ； k安全系數(shù) 將數(shù)據(jù)代入公式得： kp0=1.380=104 mpa pmax=130mpa 滿足要求。結(jié)論：選取螺桿式注塑成型機xszy250完全符合本模具的使用要求3、 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定pp注射成型工藝參數(shù)見下表,試模時,可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度t/: 80-100成型時間/s注射時間 20-60時間/h: 1-2高壓時間 0-3料筒溫度t/ 后段 160-180冷卻時間 20-90中段 180-200總周期 50-160前段 200-220螺桿轉(zhuǎn)速n/()48噴嘴溫度t/ 140-160后處理 方法 紅外線燈 烘箱 模具溫度t/ 50-90溫度t/ 70注射壓力p/mpa70-100時間/h2-4三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定、推件方式、側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容.1、分型面的選擇 該塑件為工業(yè)用圓蓋塑料,對其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,只要求外徑?jīng)]有明顯的斑點及熔接痕.在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件,有以下幾種方案:由分型面選擇原則，選擇第4個方案，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動模構(gòu)簡單，1和3方案抽芯在定模，抽芯機構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)避免定模抽芯2、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中間.這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (1)主流道設(shè)計 a、主流道尺寸主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 根據(jù)手冊查得xs-zy-250型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸:噴嘴球半徑:r0 =18mm 噴嘴孔直徑:d0 =4mm定位孔的直徑：125mm主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為26.，內(nèi)壁表面粗糙度ra小于0.4um，小端直徑d注射機噴嘴直徑大0.51mm，小端直徑d一般取36mm。現(xiàn)取錐角a=4。，小端直徑比噴嘴直徑大1mm套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度5055hrc。由于小端的前面是球面，其深度為35mm,這里取3mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。澆口套與模板間配合采用h7/m6 。主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為5mm。主流道的長度由定模座板和定模板厚度確定，一般l不超過60mm。b、主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨分開兩種(下圖為后者)，由于注射機的噴嘴球半徑為18mm，所以澆口套的為r22mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：r=r0+（12）mm d=d0+(0.51)mm取主流道的球面半徑r=20mm 主流道的小端直徑d=5mm 設(shè)計如圖c、主流道襯套的固定 因為采用的為分開式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外徑為125mm，內(nèi)徑35.5mm。具體固定形式如下圖所示： (2)分流道的設(shè)計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān).該塑件的體積比較大但形狀并不復(fù)雜,且壁厚均勻,可以考慮采用多點進料的方式,縮短分流道的長度,有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證.從便于加工的方面考慮,采用截面形狀為半圓形的分流道.查有關(guān)的手冊,選擇r=2mm. 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。(3)澆口設(shè)計 a. 澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質(zhì)量要求不高,澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀,同時,也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單.根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，選擇點澆口主要用于圓筒形制品或中間有孔的制品,它可使進料均勻,在整個圓周上進料的流速大致相同,空氣容易順序排出,同時避免了側(cè)澆口的型芯對面的熔接痕,但是澆口凝料去除困難,需要切削加工或沖切法去除.b、澆口位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)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(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： 1. 盡量縮短流動距離。 2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3. 必須盡量減少熔接痕。 4. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5. 考慮分子定向影響。 6. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 7. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8. 注意對外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，進澆點的分流道開型芯臺階上。4、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模(如上圖a),其特點是牢固,不易變形,有較高的強度和剛度,成型的塑件表面不會有模具接縫痕跡.當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡單時,制作整體式凹模比較容易，所以選擇整體式型腔。型腔尺寸和設(shè)計如下：型芯設(shè)計如下：四、成型零件尺寸計算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算.查有關(guān)手冊得pp的收縮率為q=13,故平均收縮率為scp=(1+3)/2=2;根據(jù)塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取塑件公差的1/4,即z=/4。類別塑件尺寸計算公式型腔型腔計算192-1.60lm=(ls+ls*scp-3/4）0+z194.640+0.496-1.10097.0950+0.27548-0.64048.480+0.1612-0.340hm=(hs+hs*scp-2/3）0+z12.0130+0.08560-0.74060.9730+0.185型芯計算240+0.74lm=(ls+ls*scp+3/4）-z025.035-0.1850184.80+1.76189.816-0.4403.60+0.24hm=(hs+hs*scp+2/3）-z03.832-0.060中心 距1440.73cm=(cs+cs*scp）/6146.880.243五、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計1、冷卻的直徑和位置在滿足冷卻所需要的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻直徑盡量大，冷卻水道孔邊與型腔表面之間的距離一般大于10mm，冷卻水道應(yīng)易于加工和清理，因此直徑一般不小于8mm，這里取16mm。2、冷卻介質(zhì)pp屬于流動性較好的材料，其成型溫度及模具溫度分別為200220和5090。所以模具溫度初步選定為70，用常溫水對模具進行冷卻。六、模架的尺寸塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓,如果側(cè)壁或底板的強度不足,則可能產(chǎn)生開裂,如果強度不足,則可能產(chǎn)生過大的變形,造成溢料,使脫模困難,型腔側(cè)壁和底板厚度的計算方法有強度計算和剛度計算兩種,一般情況下,大尺寸型腔剛度不足是主要問題,應(yīng)按剛度條件計算,小尺寸型腔強度不足是主要問題,應(yīng)按強度條件計算.根據(jù)制件的尺寸分析,本制件的成型型腔屬于較大尺寸,所以應(yīng)按剛度來計算,而型腔采用的是整體式,根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗,壁厚應(yīng)5080mm由此按經(jīng)驗參考標(biāo)準(zhǔn)模架相關(guān)資料估計出各板尺寸 ：定模座板：400x330 x32mm型腔板：364x330x67mm推件板：364x330x32mm型芯固定板：364x330x32mm支承板：364x330x50mm推桿固定板：277x330x35mm推板：277x330x35mm圖如下七排氣系統(tǒng)的設(shè)計該塑件由于采用點澆口進料熔體經(jīng)塑件上方的臺階向下充滿型腔，所以型腔頂部不會造成憋氣現(xiàn)象，氣體會沿著分型面和型芯與推件之間的軸向間隙向外排出，所以不需另進行設(shè)計。八導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機相配合，使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位機構(gòu)。九、推件方式選擇因為塑件是罩子、殼體形，適合用推件板推出機構(gòu)，推件板借助于動、定模的導(dǎo)柱導(dǎo)向；故導(dǎo)向方便可靠，推件板不必另設(shè)復(fù)位機構(gòu)，在合模過程中，推件板依靠合模力的作用而復(fù)位。這種機構(gòu)的特點是，在制品的整個周邊進行推出，因而脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯推出痕跡。推桿的設(shè)計，一般的直徑為1525mm，長度大于60mm，與推桿孔的配合可采用h7/f7或h8/f8，一般的推桿形狀為，如下圖：但是為了增加細長推桿的剛性，可將其設(shè)成臺階形，如下圖：十、模具的工作原理及特點1.工作原理開模時，由于彈簧8的作用，使型腔板12與定模座板10首先沿a-a分型面定距分型，其分型距離由定距拉板9控制，以便取出這兩塊板之間的凝料，隨著開模的繼續(xù)，沿b-b面分型，然后在注射機推出機構(gòu)作用下，連接推桿17推動推件板5使制品從型芯上脫出，閉模時，a-a和b-b分型面自動閉合，推板20和推桿固定板19在連接推桿17的作用下復(fù)位。完成一次注射過程。2.結(jié)構(gòu)特點1) 采用雙分型面，自動拉斷點澆口。2) 動模側(cè)設(shè)有導(dǎo)向裝置，使推出機構(gòu)自由運動。3) 設(shè)有冷卻系統(tǒng)，成型周期短。4) 采用推板式推出機構(gòu)