桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)

1、桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：桶蓋注塑模模具課程設(shè)計(jì)系別：機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)：08材料成型及控制工程（1）班桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document . 塑件成型工藝性分析 3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document .擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 4.分型面位置的確定 4.確定型腔數(shù)量和排列方式 43注塑機(jī)型號(hào)的確定 4(4)注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document .澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6主流道設(shè)計(jì)6 H

2、YPERLINK l bookmark10 o Current Document 四、澆口的設(shè)計(jì)7(2)校核澆口的剪切速率 7 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 五、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 7成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7成型零件鋼材選用 7成型零件工作尺寸的計(jì)算 8成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 9凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算9動(dòng)模墊板的厚度計(jì)算 9(3)動(dòng)模墊板厚度與模架的兩個(gè)墊塊有跨度關(guān)系 9(3)模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 10 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 六.脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11.脫模力的計(jì)算1

3、1模架的確定13排氣槽的設(shè)計(jì)13冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13導(dǎo)向和定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15模具裝配圖1516 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)16 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 八、參考文獻(xiàn)17桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)塑件成型工藝性分析1.塑件的分析(1)外形尺寸：壁厚4mm結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，適合注射成型。(2)精度等級(jí)：MT5,查表確定每個(gè)尺寸的公差。(3)脫模斜度：PP為無(wú)定型塑料，流動(dòng)性好，選擇該塑件上型芯和凹模 的統(tǒng)一脫模斜度為45分。(4)圓角過(guò)渡：半徑1.5mm.2.

4、PP的性能分析(1)使用性能：密度小，強(qiáng)度高耐熱性均優(yōu)于聚乙烯，可在100 C左右 使用，具有優(yōu)良的耐腐蝕性高頻絕緣性，不受濕度影響，(2)但低溫時(shí)變脆，不耐磨，易老化。(3)成型性能：1.結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生熔體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬 接觸易分解。2.流動(dòng)性好，但收縮范圍和收縮大，易發(fā) 生縮孔，凹痕，變形。3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)和冷卻 系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱。4.塑料壁厚需均勻，避免缺口，尖角。5.PP的主要性能指標(biāo)密度/ g/cm30.90.91比容/ cm3/g1.10-1.11吸水率/ (24h) %0.010.03收縮率/%1.0 - 3.0熔點(diǎn)/ c170-176抗拉屈服強(qiáng)度37MPA(

5、4)(5)(6)3桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度68MPA沖擊強(qiáng)度78MPA3.PP的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)(1) PP的吸濕性很小，因此在成型前一般不需要干燥處理。PP分子結(jié)構(gòu)中含椒碳原子，故抗氧化能力很低，在塑化時(shí)應(yīng)加入抗氧化劑。塑件在注塑機(jī) 料筒內(nèi)進(jìn)過(guò)加熱，塑化達(dá)到流動(dòng)后由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，分為沖 模，壓實(shí)，保壓，倒流，冷卻五個(gè)階段。盡量縮短保壓時(shí)間。(2)注塑工藝參。1)注塑機(jī)：螺桿式，轉(zhuǎn)數(shù) 48r/min. 預(yù)熱和干燥：7080 C/h2)料筒溫度( C);后段160180 中段180200 前段200220 3)噴嘴溫度( C): 1701904)模具溫度( C) 80-9

6、05 )注射壓力(MPa :70-1006)成型時(shí)間(s):高壓：03 保壓：20-60 冷卻：2090二.擬定模具的結(jié)構(gòu)形式.分型面位置的確定通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)該選在端蓋截面積最大且有利于開(kāi)模 取出塑件的低平面處。.確定型腔數(shù)量和排列方式(1)數(shù)量：由于塑件精度為 MT5且尺寸較大，利用一模一腔的形式。(2)模具結(jié)構(gòu)形式的確定：模具設(shè)計(jì)為一模一腔，直線對(duì)稱(chēng)分布，推出機(jī) 構(gòu)采用推桿推出，澆口采用點(diǎn)交口且在最高處選用單分型面注射模。3注塑機(jī)型號(hào)的確定(1)注射量的計(jì)算通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)塑件體積:3桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)塑件體積:3V塑=266.13

7、cm塑件質(zhì)量:m塑=：V塑=266.13 0.9 = 233.517g塑件質(zhì)量:(2)澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算凝料的體積按塑件體積的0.21倍來(lái)估算，由于采用簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來(lái)估算。V總=7塑(1 0.2) = 319.36cm3(3).選擇注射機(jī)根據(jù)第二步計(jì)算得出注入模具型腔的塑料總質(zhì)量為457.8 cm3,貝U有V總/0.8 =319.36/0.8cm3 =399.2根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值可選用XS-ZY-500/1250理論注射量/cm理論注射量/cm3 500螺桿直徑/ mm 65注射壓力/ MPa 104最小模厚/mm 15 定

8、位孔直徑/mm150 噴嘴半徑球/mm18鎖模方式/雙曲肘鎖模力/ KN 3500最大模厚/ mm 450移模行程/ mm 70螺桿轉(zhuǎn)速 48r/mm噴嘴孔直徑/ mm 7.5(4)注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核1)注射壓力校核PP所需注射壓力為70-100MPa取P0= 80,該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力吆=104 , 注射壓力安全系數(shù) 1.25-1.4取(=1.3Ki,P。=1.3父80 = 104104,所以注射機(jī)壓力合格。2)鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積 A =工(300)2 = 70650mm2 o由于模具設(shè)計(jì)為一摸4一腔且為點(diǎn)澆口，所以 A =%= 70650mm2。模具在型腔內(nèi)的脹形力F脹

9、=A,R莫=70650M30N =2119.5KN .查表可得注塑機(jī)桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)的公稱(chēng)鎖模力 F鎖=3500N ,鎖模安全系數(shù)為k=1.11.2 ,這里取k=1.2，則kF脹=1.2F脹=1.2 M 2119.5 =2543.44F鎖，所以注塑機(jī)鎖模力合格。三.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1主流道設(shè)計(jì)主流道位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機(jī)噴嘴注射處的熔體導(dǎo)入型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出(1)主流道尺寸設(shè)計(jì)主流道的長(zhǎng)度：小模具L主應(yīng)盡量小于60mm本設(shè)計(jì)中初取50mm.主流道小端直徑：二注塑機(jī)噴嘴尺寸+ (0.5-1) mm=7.5+0.5=8m

10、m.主流道大端直徑：d ,=d+2L主tana定15mm式中ct=40)主流道球面半徑：SR=注塑機(jī)噴嘴球頭半徑+ (12) mm=20mm.)球面的配合高度：h=5mm.(2)主流道的凝料體積22_、3.14,22、337主= L 主(R+r 主 +r主 R主)=父50 父(10 +4 +10父4) =8164mm =8.16cm3310 4(3)主流道當(dāng)量半徑：Rn =7mm 02(4)主流道澆口套的形式：主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸屬易損性， 對(duì)材料要求嚴(yán)格，因 而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套， 以便常用碳素 工具如T8A, T

11、10A等，熱處理硬度為50HRC-55HRC如圖示(5)校核主流道的剪切速率確定注塑時(shí)間；查表可取t=2.5sq主主+加塑=8.16+266.13 =109.716t2.5r/日,、擊 -3.3q分 3.3父109.72父103二3 口 、六. 口可得男切速率主= 3- =3 s = 4.944x10 s 。該數(shù)據(jù)在*3.14父735M102 503s之間，所以主流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)四、澆口的設(shè)計(jì)澆口截面積通常為分流道截面積的 0.07-0.09倍，澆口截面積形狀 多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為 0.5-2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定， 取其

12、下限值，然后在試模時(shí)逐漸修正。(1)澆口類(lèi)型及位置確定由于該模具的尺寸較大，且成直線對(duì)稱(chēng)分布，所以采用一摸一腔的模 具形式，澆口位置設(shè)在對(duì)稱(chēng)點(diǎn)最高處，這樣有利于熔料的流動(dòng)和充型。(2)校核澆口的剪切速率1)確定注射時(shí)間：查表，可取t=2.5s;2)計(jì)算澆口的體積流量：4澆=電:266/3 = 106.45cm3 =106.45父103mm t 2.53)計(jì)算澆口的剪切速率：r澆=3.3q/二R3 =3.3 106.45 103/3.14 73 =0.326 103s澆口的剪切速率校核合格。五、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凹模是成型制品外表面的成型零件。 其結(jié)

13、構(gòu)可分整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。這里采用整體嵌入式。(2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。通常是整體式和組合式兩種類(lèi)型。這里采用整體式型芯。成型零件鋼材選用對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性及良桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)好的抗疲勞性，還考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。該塑件是大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。成型塑件型芯，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材也選用P20o成型零件工作尺寸的計(jì)算采用相應(yīng)公式的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件圖給定的公差計(jì)算。(1)凹模徑向尺寸計(jì)算塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換Ls

14、i =300-1.4 Ls2 =30-0.32根據(jù)公式：Lmi=(1+S cp)Lsi-Xi 1苫1計(jì)算可得：Lmi= (1+0.0225) X300-0.7X2.8，467 =304.7900467Lm 2=31.0430011(2)凹模深度尺寸計(jì)算根據(jù)公式：Hmi=(1+S cp)H si-Xi Ai 01 計(jì)算可得；Hs1=15-0.24 H s2 =47-0.4Hmi= (1+0.0225) x15-0.6x0.48 00 067 =15.05/167Hm 2=47.57800.133(3)型芯徑向尺寸計(jì)算1)動(dòng)模型芯徑向尺寸計(jì)算根據(jù)公式：1si=(1+Scp)1si+Xi 1 51

15、計(jì)算可得；L M1 =(1+S cp )l si+X 1 1 %1=(1+0.0225)x292+0.6x02.8 工67 =296.89,467(4)型芯高度尺寸計(jì)算根據(jù)公式：hM1=(1+Scp)hs1+X1 1 +1 計(jì)算可得；桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)hs1=11 ,0.24 hs2 =43-0.4h M 2hM1 h M 2hM1 =(1+S cp)hsi +X 1 1 書(shū)1 =11.5408塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)準(zhǔn)如上圖成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算(1)凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算(1)凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算凹模側(cè)壁厚度與型芯內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有1313 =57.51

16、mmc / 3 ph4、3/3x50 x624S=) 3 =32E p2x1.8x10 x0.020p1其中， 6P=25i2=25x (0.45x18 5+0.001x18) =25x0.820 u m=20.50 u m=0.020mm凹模嵌件初定單邊厚度選 30mm,而壁厚不滿足57.51mm要求，故凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，由模板和型腔共同承受型腔壓力。由于型腔采用直線對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)布置，型腔之間的壁厚為S1=80-27=53mm,由于是錢(qián)小型腔，間隔符合要求。初步估算模板平面尺寸選用 500 x500,比型腔布置尺寸大很多。完全符合強(qiáng)度和剛度要求。(2)動(dòng)模墊板的厚度計(jì)算。(3)

17、動(dòng)模墊板厚度與模架的兩個(gè)墊塊有跨度關(guān)系根據(jù)前面型腔的布置。模架在500 x500的范圍內(nèi)。查表7-4墊塊之間跨度約為L(zhǎng)=W-2W 2 =(500-2X40)=420MM ,根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)可計(jì)算動(dòng)模墊板厚度為11T=0.54L (p)3=0.54x420 x (2x73)3 =30mmELi、p1.8x10 x200 x0.0331其中， 6P=25i2=25x (0.45x124 5+0.001x124) =25x1.304 u m=32.60 u m=0.033mmL是兩個(gè)墊塊之間的距離，約124mm； L1是動(dòng)模墊板的長(zhǎng)度，取200mm, A是4個(gè)型

18、芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。單個(gè)型芯所受壓力的面積為 A1=nr2=66932.25mm2動(dòng)模墊板按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取30mm。(3)模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用模架尺寸確定后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對(duì)大型模具，模架選用A2型。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用模架尺寸為500 mme 500mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分， 模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)用分模間隙，即在裝配，調(diào)試， 維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。. 定模座板(630mme

19、500mm厚40mm材料為45鋼.通過(guò)4個(gè)M10的 內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過(guò) 4個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接，定 模座板與澆口套為H8/f8配合。.定模板(凸模固定板)(500mrK 500mm厚40mm固定板應(yīng)有一定的厚度， 并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調(diào)質(zhì)230HB-270HB其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/k6配合，另一端采用H7/e7,定模板與 澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為 H7/m6配合。.墊塊(500mme 500mm 厚 63mm.)主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模

20、具安裝厚度要求。.)結(jié)構(gòu)形式可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。.)墊塊材料墊塊材料為Q235A也可用HT20Q球墨鑄鐵等，該模具墊 塊采用Q235A制造。.)墊塊的高度h校核.H=h 1 +h 2 +h 3 +s+6 =0+40+25+18+3.5=86.5mm10桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)式中，h 1推桿墊板厚度，為 40mmh 2推桿固定板厚度，為 25mmh 3推出行程，為18mm6推出行程富余量，一般為 2mm-6mm取3.5mm.）動(dòng)模座板（630mme 500mm 厚 40mm材料為45鋼，注射機(jī)頂桿孔為emm其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。.）推桿固定板（336m

21、me 500mm 厚 40mm材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/f6配合。六.脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采用推件板推出、推桿推出或兩者綜合推出方式，要根據(jù)脫 模力計(jì)算來(lái)決定。6.0.脫模力的計(jì)算（1）圓柱大型芯脫模力因?yàn)槿?；=146/4=36.510,所以視為薄壁圓筒塑件,其脫模力為1.25KfcaE(Tf -Tj)Ac 22(dk 2t) dk - (dk 2t)(6 6)2 32(6 6)2 322 0.35(6 6) -311其中:K=fc (1 fc sin : cos :)0.45cos1 -sin10.432497=0.95360.45(1 0.45 s

22、in1 cos1 ) 0.453533P為脫模斜度，為1dk =d=2r AC =2 h可以得出 444.5278218 _ _ _ 一5_ _ 3 _F c1 F c1 =299.68N桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)? 2型芯脫模力參照(1) ? 6型芯脫模力的計(jì)算方法得到F c2_ _ _5_3 _1.25x0.9536x0.45x8,5x10 x1,8x10 F c2_ _ _5_3 _1.25x0.9536x0.45x8,5x10 x1,8x10 (100 50)x2x3.14x1x2(2 6)* 2 * 4 22_4 2_ 2(2 6) -2=34.745N0.35倆個(gè)?2型芯的脫模力為4 F

23、 c2 =138.98N C13,5*13.5矩形型芯脫模力dk/t=27/3=9104kj/ (m2 , h - d .c)7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積AA=WQ 二A=WQ 二17.78x5901.02 104 (50 -23.5)2=0.0438 m28）計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度L14桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)L= A =634mm 二 d9）冷卻水路的根數(shù)，設(shè)每條水路長(zhǎng)度 300mm,則冷卻水路的根數(shù)為X= L =634/300=2.11 根 l有上述可知，二條冷卻水道足夠滿足冷卻。導(dǎo)向和定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為外定位和模內(nèi)定

24、位。模外定位通過(guò)定位圈和注射機(jī)相配合， 使模具的 澆口套與注射機(jī)噴嘴精確定位。而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。 本 模具造型簡(jiǎn)單，故采用標(biāo)準(zhǔn)模架本身的定位機(jī)構(gòu)。運(yùn)用頂桿頂出，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架A2型模具裝配圖15桶蓋注塑模具課程設(shè)計(jì)七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)兩周的模具設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用是兩回事， 再設(shè)計(jì)模具 時(shí)，我突然感覺(jué)手忙腳亂，不知道怎樣下手，不知道怎樣運(yùn)用上學(xué)期的書(shū)本知識(shí) 來(lái)設(shè)計(jì)具體的塑料件注塑模具。在第一周的設(shè)計(jì)計(jì)算中，我?guī)缀醪恢涝鯓佑?jì)算，老師告訴我們計(jì)算是第一步 也是最重要的一部分，我請(qǐng)同學(xué)幫忙計(jì)算了大概的塑件體積， 在接下來(lái)，我就根 據(jù)塑件選擇模具模架，但是，我真不知道該怎樣設(shè)計(jì)水道，不知道他的排布方法。迫于壓力，我不斷找資料，不斷求證，也許做的不能讓老師滿意，但是，我 已經(jīng)很努力的在想再做了。希望老師能給予指導(dǎo)和鼓勵(lì)。兩周的課程設(shè)計(jì)，眼看就要結(jié)束了。毫無(wú)疑問(wèn)，這三周是最充實(shí)的一段時(shí)間， 充實(shí)的同時(shí)也讓我感到很疲勞，但我還是很開(kāi)心。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我更深刻的理解了塑料模具的基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)實(shí)踐操 作所掌握的是無(wú)法通過(guò)上課可以學(xué)到的。同時(shí)又讓我溫習(xí)了 ATUOCADJ制圖知 識(shí)，熟練了 cad的操作技巧，加強(qiáng)了我與同學(xué)間的學(xué)習(xí)交流，這些都是非?？少F 的。讓我感觸最深的是老師對(duì)我們的 水道設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)的教誨，這是以前的16桶蓋注塑模