罩殼注塑模設計--注塑模課程設計

1、0 X 學院 課程設計 課程名稱： 注塑模課程設計 題目名稱： 罩殼注塑模設計 專業(yè)班級: 學 號: 學生姓名： 指導導師: 目錄 設計題目 . 2 一:塑件的工藝性分析 . 3 1、 塑件的原材料分析 . 3 2、 塑件的結構工藝性分析 . 4 3、 塑件的尺寸精度分析 . 4 4、 塑件表面質量分析 . 4 二:成型設備選擇與校核 . 4 1、 注塑機的初選 . 4 2、 注塑機的校核與終選 . 5 3、 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定 . 6 1 三：注射模的結構設計 . 6 1、 分型面的選擇 . 7 2、 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 . 8 3、 注系統(tǒng)的設計 . 8 4、 型芯、型腔結

2、構的確定 . 9 四：成型零件尺寸計算 . 10 五: 冷卻系統(tǒng)的設計. 10 1、 冷卻直徑和位置 . 10 2、 冷卻介質 . 1 1 六、模架的尺寸 . 1 1 七排氣系統(tǒng)的設計 . 1 2 八：導向與定位結構的設計 . 1 2 九：推件方式的選擇 . 1 2 十：模具的工作原理及特點 . 13 1、 工作原理 . 14 2、 結構特點 . 14 設計小結 . 15 參考文獻 . 15 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，

3、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100C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2 50C以下塑件無光澤，易產生熔接痕

4、、流痕； 90C以上時 已發(fā)生翹曲、變形； 6) 塑件應壁厚均勻，避免缺口，尖角，以防止應力集中 物理、熱性能、力學性能、電氣性能 2、 塑件的結構工藝性分析 從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉體，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 :3 3、 塑件表面質量分析： 4、 該塑件為工業(yè)用罩蓋塑料，對其表面質量沒有什么高的要求，粗糙度可取 Ra3.2um ,塑件內部也不需要較高的表面粗糙度要求 ，所以內外表面的粗糙 度都3取Ra3.2um. 二、成型設備的選擇及校核 1、注塑機的初選

5、 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：V二 1032mm3=10.32cm3; 1.2計算塑件的質量 查手冊得密度為：=0.9g/cm3 塑件的質量為：M=VX =9.288g 1.3選用注射機 4 根據(jù)總體積V= 1.288cm3,初步選取螺桿式注塑成型機XS-ZY 60 注塑成型機XS-ZY 60主要參數(shù)如下表所示5 理論注射量 250 cm3 注射壓力 130MPa 鎖模力 1800kN 最大模具厚度 350mm 移模行程 350mm 最小模具厚度 250mm 定位孔的直徑 ?125mm 深 20 噴嘴球半徑 SR18mm 噴嘴孔半徑 ?4mm 2

6、、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 1032mm3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：Hmin H 閉 Hmax 如裝配圖可知模具的閉合高度H閉二260mm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 Hmin H 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300mmX250 mm,故能滿足安裝要求。

7、模具定位圈的直徑？=注塑機定位孔的直徑？100,滿足安裝要求。 澆口套的球面半徑為SR仁SR+(1-2)=2滿足要求。 澆口套小端直徑R1 = R+9(1-2)=4+仁5滿足要求。 2.4模具開模行程的校核 公式：H模=H1+ H293.258KN 滿足要求。 2.6注射壓力的校核 公式：Pmax K P0 Pma - 注射機的額定注射壓力（Mpa）; P0注射成形時的所需調用的注射壓力（Mpa）; K安全系數(shù) 將數(shù)據(jù)代入公式得： K P0=1.3x 80=104 MPa Pmax=30Mpa 滿足要求。 結論：選取螺桿式注塑成型機XS-Z250完全符合本模具的使用要求 3、塑件模塑成型工藝參

8、數(shù)的確定 LDPEi射成型工藝參數(shù)見下表,試模時,可根據(jù)實際情況作適當調整 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預熱和干燥 溫度 t/ C : 80-100 成型時間/s 注射時間 2-6 時間 r /h: 1-2 高壓時間 15-60 料筒溫度t/ C 后段 160-180 冷卻時間 15-60 中段 180-200 總周期 35-130 前段 200-220 螺桿轉速n/（尸min ） 48 噴嘴溫度t/ C 140-160 后處理 方法 紅外線燈烘 箱 模具溫度t/ C 40-65 溫度t/ C 70 注射壓力p/Mpa 70-100 時間r /h 2-4 三、注射模的結構設計 注射模結構設

9、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)設計、型芯、型腔結構的確定、推件方式、側抽芯機構的設計、 模具結構零件設計等內容. 1、分型面的選擇 該塑件為工業(yè)用圓蓋塑料，對其表面質量沒有什么高的要求，只要求外徑沒有 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，有以下方案： 7 由分型面選擇原則， 2、 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件采用一模二件成型，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)的設計 (1)主流道設計 a、主流道尺寸 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注

10、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-60型注射機噴嘴的有關尺寸： 噴嘴球半徑:Ro =18mm 噴嘴孔直徑:do =4mm 定位孔的直徑：100mm 主流道通常設計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流 道設計成圓錐形，其錐角 二為26.,內壁表面粗糙度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?，F(xiàn)取錐角a=4。， 小端直徑比噴嘴直徑大1mm套一般米用碳素工具

11、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 H7m6。 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接觸， 屬易損件，對材料要求較嚴，因而模 具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質鋼材 單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為澆

12、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系： R=R+ （1 2） mm D=d+（0.5 1）mm 8 取主流道的球面半徑R=20mm 主流道的小端直徑d=5mm設計如圖 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內徑35.5mm具體固定形式如下圖所示： 24 25 26 (2)分流道的設計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、 壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有 關.該塑件的體積比較大但形狀并不復雜，且壁厚均勻，可以考慮采

13、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，因面分流道的內表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取1.6卩m左右既可， 這樣表面稍不9 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。 澆口設計 a. 澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質量要求不高，澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀 同時,也應該盡量使模具結構簡單.

14、根據(jù)對塑件結構的分析及已確定的分型面的 位置，選擇側澆口 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，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大， 因此合 理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)， 同時澆口位置的不同還影響模具 結構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，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： 1. 盡量

15、縮短流動距離。 2. 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 3. 必須盡量減少熔接痕。 4. 應有利于型腔中氣體排出。 5. 考慮分子定向影響。 6. 避免產生噴射和蠕動。 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、型腔結構的確定 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. 當塑件結構簡單時 , 制作整體式凹模比較容易，所以選擇整體式型腔。 型腔尺寸和設計如下：10 型芯設計

16、如下: 11 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手冊得PP的收縮率為Q=1% 3%,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S Z=A/4。 類 別 塑件尺寸 計算公式 型腔 12 型 腔 計 算 60 Lm = (Ls -FLs * Sep Q 60.901044 mm 32 32.480l044mm 18 18.27甞4mm 18 iT. 一 /TT 1 W - T /-O X 1 18.2700.44mm 16 im (Hs Hs * Sep 2/3 B J 口 16.2400.44mm 56

17、 56.8400.44mm 型 -H- 心 計 算 m = (Is + Is * Sep + 3/4A ) 氐 32 32.480.44mm 16 lim = (hs + hs SGP 十 Z/3 ) 臉 16.24：.44mm 中 心 距 90 Cm - (Cs + Cs * Sep) / 90 0.28mm 五、冷卻系統(tǒng)的設計 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構允許的前提下， 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 PP屬于流動性較好的材料，其成型溫度

18、及模具溫度分別為 200C 220C和50C 90C。所以模具溫度初步選定為70C，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 ，如果側壁或底板的強度不足 則可能產生開裂，如果強度不足，則可能產生過大的變形，造成溢料,使脫模困難, 型腔側13 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14 寸型腔剛度不足是主要問題，應按剛度條件計算，小尺寸型腔強度不足是主要問 題,應按強度條件計算 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)型腔的材料和經驗，壁厚應5080m訕此按經驗參考

19、 圖如下 七. 排氣系統(tǒng)的設計 該塑件由于采用側澆口進料熔體經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，所以不需另進行設計。 八. 導向與定位結構的設計 注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。 按作用分為模外定位和模內定位。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；而模內定位機構則通過導柱導套進行合模 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。 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，推件板借助于動、定模 的導柱導向；故導向方便可靠，推件板不必另設復位機構，在合模過程中，推件 板依靠合模力的作用而復位。這種機構的特點是，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。 推桿的設計，一般的直徑為 1525mm，長度大于60mm，與推桿孔的配合可采 用H7f7或H8/f8, 般的推桿形狀為，如下圖：I H | L A.-A 21 3 為 15 但是為了增加細長推桿的剛性，可將其設成臺階形，如下圖: C2 - - - - - r P 十、模具的總裝圖 _ f WJJ11