注塑模具课程设计

1课程设计课程名称_模具设计课程设计题目名称_喷咀注射模设计____学生学院__材料与能源学院__专业班级__----------------____学号----------学生姓名______-----_________指导教师______-----________2013年6月10日2目录一．塑件的工艺分析--------------------------------5二、初选注射成型机的型号和规格--------------------9三、确定模具基本结构和模具结构设计----------------10四、注射模浇注系统设计--------------------------13五、确定顶出机构类型及固定方式--------------------17六、导向机构--------------------------------------18七、确定排气机构---------------------------------19八、校核计算--------------------------------------19九、成型零件结构设计及尺寸计算--------------------20十、模具综合要求----------------------------------23十一、总结----------------------------------------28十二、参考资料------------------------------------283一、课程设计的目的1.应用本课程及有关先修课程的基础知识和专业知识，了解塑料模具设计方法和步骤，培养学生的初步设计能力，为毕业设计打基础。2.独立地解决在制定成型工艺和设计模具中的问题，会查阅技术文献和资料，全面考虑设计内容及过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。二、课程设计的要求在课程设计中要求学生注意培养认真负责、踏实细致的工作作风和保质保量、按时完成任务的习惯。在设计中必须做到：1.及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性；2.要求计算正确，结构合理，图面整洁，图样及标注符合国家标准；3.设计计算说明书要求文字通顺，书写整洁4.按计划循序进行，其进度可参考下表：序号设计各阶段内容地点起止日期1布置塑料模具课程设计任务；了解设计目教一06.084三、课程设计应完成的工作1.工艺分析:了解教师指定设计塑件的有关资料和数据。即尺寸和尺寸公差、形位公差、表面粗糙度；塑件的生产批量；塑料品种；设备条件等。分析塑件的形状特征、使用要求、成型性能等。2.确定成型方案，通过计算选择成型设备，并确定模具结构方案。3.绘制模具总装配图及部分主要零件图。4.编写设计计算说明书，说明书页数不少于15页，用本校设计说明书专用纸书写，并装订成册。的、任务要求、进度安排；准备设计资料、工具；分析成型制品工艺性：工艺计算，选择成型设备，拟定设计方案。2012设计塑料模具结构：包括浇注系统、分型面选择、顶出结构设计、冷却系统设计，绘制模具装配草图。教一20106.093绘制模具转配图（正式图）教一20106.13-06.164绘制模具零件图，包括模具型腔等成型零件（由指导老师指定）和模具其他零件图。教一20906.175绘制模具其他零件图，撰写模具课程设计说明书教一20906.186课程设计答辩，答辩后修改教一20906.195设计内容计算及说明结果一、塑件的工艺性分析塑件的工艺分析塑料零件图及说明、要求：图1塑料零件图材料为LDPE。6技术要求：未注圆角R=1未注表面粗糙度：Rz1.60未注厚壁：1.5mm塑件的分析结构分析塑件结构比较简单，塑件质量要求是不允许有裂纹，变形缺陷；材料要求为LDPE，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。(1)要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，该制件外观为一有阶梯形状的喷咀,长度较大，而且外观表面粗糙度要求较高，分型面应选择在不影响塑件外观的位置，保证塑件的工艺要求。塑件结构复杂程度一般，因而设计的模具属简单程度。(2)外形尺寸该塑件壁厚为1.5mm，塑形外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件的材料为热塑性塑料，流动性好，适合于注射成型。(3)精度等级塑件每个尺寸的公差不一样，零件图已经给定部分尺寸公差，未注公差的尺寸取公差为SJ1372-8。（4）零件壁厚比较均匀，为1.5mm，注射成型时应不会发生7填充不足现象。该塑料制件厚度只有1.5mm，支撑面小，不需侧抽心，但长度高，两个面的连接距离很小，为3mm，设置推杆时推杆长度达到80mm以上而且直径选择范围只有1.6mm，推杆容易受力弯曲，塑件有可能被捅破，综上考虑，应该用推件板退出机构。（5）考虑塑件的尺寸不是很大，为了提高生产率，采用一模两腔；为了使接座的底面平整，采用侧浇口的浇注系统。材料性能LDPE，低密度聚乙烯，塑料中产量最大的一种塑料，特点是质软、无毒、价廉、加工方便。是一种典型的结晶型高聚物密度是0.91~0.93g/cm3，吸水率0.01,收缩率是1.5%~3.6%，熔点105°C~125°C，抗拉屈服强度时7~19MPa，耐腐蚀性、电绝缘性优良，可以氧化改性，材料成型特性及条件LDPE是一种结晶料，吸湿性小，流动性极好，流动性对压力敏感，成形时宜用高压注射，料湿均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，内应力增大，注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并且有冷却系统。加热时间不宜过长，否则会发生分解，烧伤。软质塑件有较浅的凹槽时，可强行脱模。可能发生熔体破裂，不8二、初选注射成型机的型号和规格宜与有机溶剂接触，防止开裂。注射成型工艺参数（《塑料模具设计资料》，第33页）预热和干燥温度：70~80°C料筒温度前段170~209°C，后端140~160°C喷嘴温度150~170°C模具温度35~55°C注射压力60~100MPa成型时间高压时间0~5S保压时间15~60S冷却时间15~60S成型周期40~100S说明料斗干燥二、初选注射成型机的型号和规格零件体积及质量估算单个塑件体积V=7.4cm3（利用solidworks软件分析所得），9质量m＝0.927.4＝6.808g浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单但较深，因此浇注系统的凝料按塑件体积的1倍来估算，故一次注入模具型腔熔体的体积为：332.2234.73.1cmcmnVVsz选择注射机根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为，由参考文献383.278.0cmVzVg。根据以上的计算，从实际注射量应在额定注射量的20%~80%之间考虑，初步选择公称注射量为1253cm，注射机型号为XS－Z－125卧式注射机，其主要技术参数见表2XS-ZY-125注射机参数如下：注射容量125cm3锁模力：900kN注射压力119Mpa柱杆直径：42mm单个塑件体积7.4cm3单个塑件质量6.808g初选注射机XS-ZY-12510三、确定模具基本结构和模具结构设计喷嘴球半径12mm喷嘴孔直径4mm模板行程300mm模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm柱塞直径42mm顶出行程230mm三、确定模具基本结构和模具结构设计模具型腔排列方式的确定根据材料的尺寸形状及成型性能要求，本模具采用一模两腔，呈对称分布，如下图。各部分尺寸已标在图中。图2塑件排样图11模具分型面的选择模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具,而且涉及模具结构与制造成本.在制品设计阶段，就应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。分型面的选择原则1）、分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何方位布置型腔,都应将此作为首要原则；2）、有利于保证制品的外观质量,分型面上型腔壁面稍有间隙,熔体就会在塑件上产生飞边；3）、尽可能使制品留在动模一侧,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行；4）、有利于保证制品的尺寸精度；5）、尽可能满足制品的使用要求；6）、尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力；7）、长型芯应置于开模方向,当塑件在相互垂直方向都需设12置型心时,将较短的型心设置在4侧抽芯方向,有利于减小抽拔距离；8）、有利于排气；9）、有利于简化模具结构,应尽量避免侧向分型或抽芯；10）、在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。经分析，该塑件圆周方向上无侧凹，成型时不必采用侧向外抽芯。由于该塑料制件厚度总体有62mm，采取用推件板推出的脱模方式，分型面设计如下图：·图3塑件分型面设计图设计分析：型腔由凹槽组成，主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模时定动模分开，冷却料在拉料杆作用下，先把冷料13四、注射模浇注系统设计主流道的设计跟定模分开，定动模分开一定距离后，塑件通过推件板推出。模架的选择和A、B板厚度的确定标准模架的选择通过相关计算，根据《塑料模具设计手册》P134-156，可选择160×L的A4型，其中L=200mm定模由两块模板组成，动模由两块模板组成；推板推出制件。由塑件形状尺寸、各成型板的厚度要求，并考虑注射机的最大装模厚度，可根据《塑料模具设计手册》P134-156。确定A、B板厚度：A板布置凹腔，该板厚度主要满足凹腔布置喝固定要求，取A板厚度HA为80mm。B板主要是布置型芯，考虑到型芯的固定，还有导柱的固定，厚度选20mm。C垫板厚63mm，推杆固定板16mm，动模座板25mm。四、注射模浇注系统设计主流道的设计由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，选用优质钢材制作并经热处理提高硬度。如下图：择标准模架A4-250315-20-Z2GB/T12556.1-199014分流道设计浇口设计SRhDd图4主流道查表得知XS-ZY-125型注射机的喷嘴孔直径d0=Φ4、喷嘴球半径R0=12，故，取模具浇口套主流道小端直径为d=d0+1=4+1=5mm模具浇口套主流道球面半径为R=R0+（1～2）=12+2=14m将主流道设计成圆锥形，斜度取30。分流道设计流道斜度30由于制件较小，分流道截面取半圆形即可满足要求，其直径D=8mm。分流道的设置在分型面。浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的主要作用有如下几点：①熔体充模后，首先在浇口处凝结，当注射机螺杆抽回时可R=12mmd=5mm15浇口设计防止熔体向流道回流；②熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；③易于切除浇口尾料；④对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口还能用以控制熔接痕的位置。根据塑件的成型、外观要求及型腔的排列方式，并便于冷凝料的自动脱落，并使塑件外观质量好，在塑件的接座平面保持平整，在侧面进料设浇口比较合适理想。考虑到LDPE材料的流动性极好，考虑由于一模两腔，塑件尺寸较小而且厚度很薄，不会充不足，因此确定采用侧浇口，。查《塑料模具设计手册》表2-51得浇口尺寸：a=0.8，b=4,l=1，分流道用圆弧连接冷料穴设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10～25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到