塑料蓋注射模設(shè)計

1、畢業(yè)論文任務(wù)書題 目： 塑料蓋注射模設(shè)計 起 止 時 間： 2011年4月2011年5月 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 08模具5班 專業(yè)（全稱）： 模具設(shè)計與制造 指 導(dǎo) 老 師： 2011年 6月11日 目錄 1.塑件的工藝性分析1.1制件的產(chǎn)品圖31.2尺寸及精度31.3 表面粗糙度41.4 脫模斜度41.5 塑件壁厚41.6 圓角51.7 收縮率5 2.塑件的材料選擇2.1制件的材料選擇6 3.注射機(jī)的選擇及型腔數(shù)的確定3.1 注射機(jī)的選擇73.2 型腔數(shù)的確定9 4.澆注的系統(tǒng)的設(shè)置4.1主流道的設(shè)計114.2分流道的設(shè)計124.3澆口的設(shè)計124.4冷料穴的設(shè)計14 5.成

2、型零部件的設(shè)計5.1凹模設(shè)計165.2型芯的設(shè)計165.3成型零部件工作尺寸的計算17 6.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置6.1 導(dǎo)柱206.2 導(dǎo)套216.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的配用22 7.推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位零件的設(shè)計7.1 推桿推板的設(shè)計247.2 復(fù)位零件的設(shè)計24 8.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計8.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計268.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計27 9.試模與修模9.1 裝模279.2試模29 1.塑件的工藝性分析1.1制件的產(chǎn)品圖1.2尺寸及精度 塑件尺寸在這里指的是塑件的總體尺寸，而不是壁厚、孔徑等結(jié)構(gòu)尺寸。塑件尺寸大小與塑件流動性有關(guān)。 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品的設(shè)計尺寸的符合程度，即

3、所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形狀等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。根據(jù)定義圖紙的要求公差為自由公差，結(jié)合塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)SJ1372-78，4級，即一般精度標(biāo)準(zhǔn)。1.3 表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度值應(yīng)越低。成型時要盡可能從工藝上避免冷疤、云紋等缺陷產(chǎn)生，除此之外，塑件的外觀主要取決于模具型腔表面粗糙度。一般，模具型腔表面粗糙度值要比塑件的要求低12級。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值

4、不斷加大，所以應(yīng)隨時予以拋光復(fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定。由于此產(chǎn)品外觀要求高，塑件表面粗糙度值定為Ra1.25mm。1.4 脫模斜度 塑件冷卻時的收縮會使它包緊住模具型芯或型腔中凸起的部分，因此為方便制件從型芯后從型腔中取出，必須設(shè)計一定的脫模斜度，根據(jù)常用的塑件脫模斜度表查詢得，型腔的脫模斜度為30，型芯的脫模斜度為30。1.5 塑件壁厚 塑件制品應(yīng)該有一定的壁厚，這不僅是為了塑件制品本身在使用中有足 塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件幾何尺寸以及成型工藝等眾多因素的制約，根據(jù)成型工藝的要求，應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻，避免有的部分太后或

5、者太薄，否則成型后會因收縮不均勻而使制品變形或產(chǎn)生縮孔，凹陷燒傷或填充不足等缺陷。由產(chǎn)品圖反映出，塑件壁厚為1.2mm1.6 圓角 塑件的邊緣和邊角帶有圓角，可以增強(qiáng)塑件某部分或則整個塑件的機(jī)械強(qiáng)度從而改善成型時塑料在模腔內(nèi)流動條件，也有利于塑件的頂出和脫模，因此塑件除了使用上的要求采用頂尖或者不能出現(xiàn)圓角外，應(yīng)該盡量采用圓角特征，塑件上采用還可以使模具成型零部件加強(qiáng)，排除成型零部件熱處理或使用時可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題。由塑件的產(chǎn)品圖可知:由于產(chǎn)品需要因此沒有圓角。1.7 收縮率 實(shí)際收縮率變化四成型塑件從其在成型溫度時的尺寸到常溫時的尺寸制件實(shí)際發(fā)生的收縮百分?jǐn)?shù)，常用于大型及精密模具成型塑件

6、的計算。由于在成型溫度下測量模具尺寸不方便，所以小型模具及普通模具成型塑件的尺寸計算則常采用計算收縮率，這是因為這種情況下，實(shí)際收縮率和計算收縮率差別不大。對于盒蓋，材料為PE，收縮率為0.2%。 2.0確定注射機(jī)選用注射機(jī)型號為：ft-s200/400型臥式注射機(jī)ft-s200/400型臥式注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：最大開合模行程/mm： 260模具厚度/mm： 165406噴嘴圓弧半徑/mm： 18噴嘴孔直徑/mm： 4拉桿空間/mm： 290368鎖模力/KN： 2540額定注射量/cm3： 200/400最大注射壓力/MPa： 109最大注射面積/cm2：6452.1、型腔數(shù)目確定 我們

7、小組采用按注射機(jī)的額定鎖模力來確定型腔數(shù)目n，有 npA Fp pA1 式中 Fp注射機(jī)的額定鎖模力 （N） A單個塑件在分型面上的投影面積 8167.14（mm2） A1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 200（mm2） P 塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa），其大小一般是注射壓力的80%。 代值計算得n = 14.27 故取值為14 綜合考慮塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的結(jié)構(gòu)，宜采用盤型澆口。若采用一模多腔設(shè)計、加工難度大，成本高。所以采用一模兩腔。 結(jié)果： 型腔數(shù)目為二 2.4、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)設(shè)計一，分型面：分天模具能取出塑件的面，稱作為分型面，其它的面稱作分模面，注射模只有一

8、個分型面。分型面的方向盡量與注塑機(jī)開模是垂直方向，形狀有平面，斜面，曲面。選擇分型面的位置時， 1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2.避免模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 3.分型面應(yīng)便于塑件脫模 4分型面應(yīng)有利于側(cè)面分型及抽芯 5.分型面應(yīng)保證塑件質(zhì)量 6.分型面的選擇用力與防止溢流 7.分型面的選擇應(yīng)有利與排氣 8.分型面的選擇應(yīng)使成型零件便于加工 9.應(yīng)盡量減少由于脫模斜度造成塑件大小端的差異一般在分型面凹模一側(cè)開設(shè)一條深0.0250.1mm寬1.56mm的排氣槽，亦可以利用頂桿，型腔，型芯鑲塊排氣。參考著以上原則，我們的分型面選在了A面澆注系統(tǒng)設(shè)計原則1. 了解塑料的工藝特性2. 排氣量好3. 防止型芯

9、和塑件變形4. 減少熔體流程即塑料耗量5. 修整方便，并保證塑件的外觀質(zhì)量6. 要求熱量及壓力損失小7. 考慮塑料的流動性，保證流體流動順利，快，不紊亂。8. 避免熔體下面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件。9. 一模多腔時，防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi)。10. 流道的進(jìn)程要短，以減少成型周期及減少廢料。參考著以上原則，我們采用如圖所示澆注系統(tǒng)2.5，主流道設(shè)計 1.便于流道凝料從方流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓形。7-15 錐角=24 粗糙度Ra 0.63與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 2.主流道要求耐高溫各摩擦，要求設(shè)計成可拆卸的襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工各熱處理

10、。 3.襯套大端高出定模端面510mm,并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合，起定位作用。 4.主流道襯套與塑料接觸面較大時，由于腔體內(nèi)反壓力的作用使被套易從模具中退出，可設(shè)計定住。 5.直角式注射機(jī)中，主流道設(shè)計在分型面上，不需沿軸線上拋出凝料可設(shè)計成粗的圓柱形。2.6，分流道設(shè)計 1.分流道的截面形式： A、圖形斷面：比表面積小，熱損失小，但加工制造難，直徑510mm B、梯形：加工方便，其中h/D=2/34/5l邊斜度515 C、U形：加工較方便，其中h/R=5/4 D、半圓形：h/R=5/4 2.分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長度而定。一般分流道直道徑在56mm以

11、下的，對流動性影響較大，當(dāng)直徑大于8mm，對流動性影響較小。 3.多腔模中，分流道的排布: A,平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形狀尺寸一致。 非平衡式：靠近主流道澆口尺寸設(shè)計得大于遠(yuǎn)離主流道澆口尺寸。 B、分流道不能太細(xì)長，溫度，壓力大會使主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿。 C、即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時間不相同，制品出來的尺寸和性能有差別，驪要求高的制品不宜采用。 E、如果分流道較長，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。 G、分流道和型腔布置時，要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線重合。 2.7澆口套選用1、 作用：A. 使熔體快速進(jìn)入型腔，按

12、順序填充。B. 冷卻格、材料作用2、 澆口參數(shù)：A、 形狀一般為圓形或矩形。B、 面積與分流道比為0.030.09。C、 長度一般0.052.0mm.3，小澆口的優(yōu)點(diǎn)：A、 改變塑料非牛頓流體的表現(xiàn)粘度，增加剪切速率。B、 小澆口改變流體流速，產(chǎn)生熱量，溫度升高。C、 易凍結(jié)，防止型腔內(nèi)熔體的倒流。D、 便于塑件與澆注系統(tǒng)的分流。2.8，澆口的常見形式：1. 針點(diǎn)式澆口A、 結(jié)構(gòu)形式B、 圓弧尺的作用：增大澆口入料口處截面積，減少熔體的冷卻速度，有利于補(bǔ)料。C、 多腔模中用（C）形式的針點(diǎn)式澆口。D、 當(dāng)塑件較大時用多點(diǎn)進(jìn)料。E、 當(dāng)熔體流徑澆口時，受剪切速率的影響，造成分子的高度定向，增加局

13、部應(yīng)力，開裂，可將澆口對面壁厚增加并呈圓弧過渡。F、 模具采用三板式2. 潛伏式澆口進(jìn)料部分位選在制品較隱蔽的地方，以免影響制品的外觀，頂出時，流道與塑件自動分開，故需大的頂出力，以對于過分強(qiáng)的塑料，不適于潛伏式澆口。3. 側(cè)澆口又稱邊澆口，一般開于分型面上，從塑料邊你進(jìn)料，形狀長短形或接近短形。4. 直接式澆口特點(diǎn)： A尺寸較大，冷凝時間較長。 B壓力直接作用于制件上，易產(chǎn)生線余應(yīng)力。 C澆口凝料的除力較困難。 D流動的阻力小，進(jìn)料的速度快，用于大型長流程式的單腔制品，可以較好的補(bǔ)縮。5，圓隙形澆口用于圓向形或中間帶有孔的塑件。澆口套如圖所示材料T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC5

14、7HRC2.9、成型零部件設(shè)計 查有關(guān)資料得聚乙烯（PE）的收縮率為S = 1.5% 3.5% ，故平均收縮率Sca = （1.5%+3.5%）/2 = 2.5% =0.025 根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的公差取z = /4 。具體設(shè)計如下：型腔 (50) Dm = (D+DScp-3/4) =（51.55+51.55*0.025-0.75*1.1） =52.01mm (44) Dm = (D+DScp-3/4) =(44.47+44.47*0.025-0.75*0.94) =44.87mm由以上公式依次算出16截面的尺寸為16.27mm，20截面的尺寸為20.35 mm(3) Hm =(H+

15、H*Scp-2/3) =(3.26+3.26*0.025-2*0.52/3) =2.99mm由此公式依次算出16的截面高度為16.28mm，26的截面高度為26.51mm。 型芯 （38）dm =(d+d*Scp+3/4) =(37.60+37.60*0.025+3*0.8/4) =39.14mm由此公式依次算出34截面尺寸為35.04mm，10.2截面尺寸為10.56mm (1) hm =(h+hScp+2/3) =(0.77+0.77*0.025+2*0.46/3) =1.09mm由此公式算出5的截面高度尺寸為5.20mm 3.0、推出機(jī)構(gòu)計算（1）推出力計算推件力： Ft=Ap(cos-

16、sin)+qA1 塑件對鋼的摩擦因素，一般為0.10.3； A塑件包容型芯的面積； P塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件p?。?.43.9）10Pa；模內(nèi)冷卻的塑件p?。?.81.2）10Pa. 由式子可以看出；脫模力的大小由塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。當(dāng)然，影響脫模的因素還很多，所以只是個估算值。（2）確定推出方式及推桿位置根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定制品的推出方式為四根推桿推出，保證塑件不頂出而變形損壞及影響外觀。位置如圖所示。3.1、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計該塑件的原料為聚乙烯（PE），在前面塑料的工藝性分析時已經(jīng)指出：聚乙烯冷卻時應(yīng)保證冷卻均勻、穩(wěn)定、

17、速度慢且充分冷卻。針對該塑件采用加平行水道，以達(dá)到塑件的穩(wěn)定充分冷卻。如圖所示： 4.0、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格，查中國模具設(shè)計大典選用模架125125系列；具體尺寸為：定模座板厚度：A=16mm定模厚度：A1=32mm動模板厚度：B=50mm墊塊厚度：C=63mm 動模座板：B1=16mm模具高度：H=16+32+50+63+16=177mm模具外形尺寸：125125177mm3 5.0、注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核（1）最大注射量的校核 Nm+m1Kmp 式中： n型腔數(shù)目; mp注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3） m單個塑件的質(zhì)量或體積（

18、g或cm3） m1澆注系統(tǒng)凝料及飛邊的質(zhì)量和體積（g或cm30） K注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取K=0.8代值n=2，m=20.147cm3，m1=4.358cm3計算得出結(jié)論：符合 5.1注射壓力的校核 注射壓力的校核的目的是校核注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要?，F(xiàn)在一般借用注射模流動摸擬計算機(jī)軟件，獲得注射壓力的預(yù)測值，后經(jīng)試模確定。5.2鎖模力校核 鎖模力應(yīng)大于高壓熔體塑料充滿模具型腔時，沿分型面將模具分開的那個壓力，保證不發(fā)生溢料現(xiàn)象。即 Fs=p(nA+A1)Fp 式中： Fs高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（N） Fp注射機(jī)的公稱鎖模力（N） n模具的型腔數(shù)目 A單個塑件在分

19、型面上的投影面積（mm2） A1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2） P型腔內(nèi)熔體壓力，2040Mpa。 代值有Fs=20（2*3.14*51*51/4+3.14*12*12/4）=83932.2N2540KN5.3 模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核 為了使注射模具能夠順利的安裝到注射機(jī)上并產(chǎn)生合格的塑件，一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚度、模板上安裝螺孔位置及尺寸等。a 噴嘴尺寸注射機(jī)噴嘴前端球面半徑r應(yīng)比模具澆口套始端的球面半徑R小12mm，注射機(jī)噴嘴直徑d比模具澆口套始端小口徑D小0.51mm。以防止凝料及影響脫模。b 定位圈的尺寸 與注射機(jī)固

20、定模板的定位孔按H9/f9間隙配合，一般厚度為515mmc 模具外形尺寸 應(yīng)小于拉桿間距290mm368mm，符合。d 模具厚度 模具厚度應(yīng)位于注射機(jī)安裝模具最大厚度406mm與最小模具厚度165mm之間，該模具為177mm，符合e 安裝螺孔位置及尺寸 （略）5.4模具閉合高度校核模具實(shí)際厚度 注塑機(jī)最小閉合厚度 注塑機(jī)最大閉合厚度 即 ，故滿足要求。5.5開模行程的校核注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式： （）（510）mm 式中 頂出距離，mm包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm注塑機(jī)最大開模行程，mmA三模板澆注系統(tǒng)凝料高度（由上可知取140mm）C取610mm因為 20+23+60+7=110mm故滿足要求。圖12-1開模行程5.6推出機(jī)構(gòu)的校核 6型腔數(shù)目的確定（見前面三） 7 模具裝配圖 8、設(shè)計總結(jié) 總結(jié)塑料模具畢業(yè)設(shè)計過程，這是對我們這學(xué)期以來學(xué)過的知識的一次總結(jié)和回顧，在學(xué)過理論知識的基礎(chǔ)上再對其一次有意義的實(shí)踐。通過塑料成型工藝與模具設(shè)計讓學(xué)生初步掌握模具工藝設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和步驟。把已學(xué)的各門專業(yè)課程基礎(chǔ)理論綜合的應(yīng)用在模具的計算過程中去。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力、實(shí)踐動手能力。這次我設(shè)計的是一個尺寸較小帶有需要側(cè)向分型和二次頂出