罩殼注塑模設(shè)計

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1、 X學(xué)院 課程設(shè)計 課程名稱： 注塑模課程設(shè)計 題目名稱： 罩殼注塑模設(shè)計 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)導(dǎo)師： 推薦精選 目 錄 設(shè)計題目 ……………………………………

2、……………………………………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(jié)構(gòu)工藝性分析………………………………………………………4 3、塑件的尺寸精度分析…………………………………………………………4 4、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(jī)的初選…………………………………………………………………4 2、注塑機(jī)的校核與終選……………………………………………

3、……………5 3、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 …………………………………………………………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(shè)計…………………………………………………………………8 4、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……………………………………………………………10

4、1、冷卻直徑和位置 ……………………………………………………………10 2、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……………………………………………………………………14 2、 結(jié)構(gòu)特點

5、……………………………………………………………………14 設(shè)計小結(jié)…………………………………………………………………………15 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………15 推薦精選 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(qiáng)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

6、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(qiáng) 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 ⑴ 從圖紙

7、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. ⑵ 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: 推薦精選 3、 塑件表面質(zhì)量分析： 4、 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(jī)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：V＝1032mm3=10.32cm3; 1.2

8、 計算塑件的質(zhì)量 查手冊得密度為：r＝0.9g/cm3 塑件的質(zhì)量為：M=V×r =9.288g 1.3???? 選用注射機(jī) 根據(jù)總體積V＝1.288cm3,初步選取螺桿式注塑成型機(jī)XS—ZY—60 注塑成型機(jī)XS—ZY—60主要參數(shù)如下表所示 推薦精選 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 ?125mm深20 鎖模力 1800kN 噴嘴球半徑 SR18mm 最大模具厚度 350mm ? 噴嘴孔半徑 ?4mm 移模行程 350mm 2、注塑機(jī)的終選 2.1注

9、射量的校核 ?? 由公式：0.8W公≥W注 W公——注塑機(jī)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(yuǎn)小于注塑機(jī)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＝260mm，而注塑成型機(jī)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300mm×250 mm，故能滿足安裝要求。

10、 模具定位圈的直徑?＝注塑機(jī)定位孔的直徑?100，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R1＝R+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+ H2≤H注 H?！＞叩拈_模行程(mm ) H注——注塑成型機(jī)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：F≥KAPm ?????????? F——注射機(jī)的額定壓力(kN) ； ???????

11、??? 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=1.1～1.2； 推薦精選 ??????? 將數(shù)據(jù)代入公式得： ?? KAPm=1.1×15X2826*2=93.258KN ?? F=1800KN>93.258KN，滿足要求。 2.6注射壓力的校核 公式： Pmax ≥K′P0 ??????? Pmax——注射機(jī)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) ； ??????

12、? K′——安全系數(shù) ?????? 將數(shù)據(jù)代入公式得： ???????????? K′P0=1.3×80=104 MPa ≤Pmax=130Mpa??? 滿足要求。 結(jié)論：選取螺桿式注塑成型機(jī)XS—ZY—250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 LDPE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 2-6 時間/h: 1-2 高壓時間 15-60 ?料筒溫度t/℃ 后段 16

13、0-180 冷卻時間 15-60 中段 180-200 總周期 35-130 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/℃ 40-65 溫度t/℃ 70 注射壓力p/Mpa 70-100 時間/h 2-4 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(jī)構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容. 1、分型

14、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,有以下方案: 推薦精選 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(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(jī)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

15、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(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸: 噴嘴球半徑:R0 =18mm 噴嘴孔直徑:d0 =Ф4mm 定位孔的直徑：Ф100mm 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2~6.，內(nèi)壁表面粗糙度Ra小于0.4um，小端直徑d注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm，小端直徑D一般取3~6mm?，F(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50～55HRC。由于小端的前面是球面，其深度為3~5mm,這里取3mm，注射機(jī)噴

16、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1~2mm。澆口套與模板間配合采用H7/m6 。 主流道是一端與注射機(jī)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 推薦精選 主流道小端入口處與注射機(jī)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(jìn)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(jī)的噴嘴球半徑為1

17、8mm，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+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑R=20mm 主流道的小端直徑d=Ф5mm 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Φ125mm，內(nèi)徑Φ35.5mm。具體固定形式如下圖所示： 推薦精選 (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(jìn)料的方

18、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1.6μm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

19、分析及已確定的分型面的位置，選擇側(cè)澆口 主要用于圓筒形制品或中間有孔的制品,它可使進(jìn)料均勻,在整個圓周上進(jìn)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(jìn)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)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，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： 推薦精選 1. 盡量縮短流動

20、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(jìn)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(qiáng)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：

21、推薦精選 型芯設(shè)計如下： 推薦精選 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=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δZ=△/4。 類別 塑件尺寸 計算公式 型腔 　 　 推薦精選 ? 型腔計算 60 　 32 　 18 　 18 　 16 　 型芯計算 56 32 16 中心 距 90

22、 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200℃~220℃和50℃~90℃。所以模具溫度初步選定為70℃，用常溫水對模具進(jìn)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(qiáng)度不足,則可能產(chǎn)生開裂,如果強(qiáng)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

23、強(qiáng)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(qiáng)度不足是主要問題,應(yīng)按強(qiáng)度條件計算. 推薦精選 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)50~80mm由此按經(jīng)驗參考 圖如下 七．排氣系統(tǒng)的設(shè)計 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)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(jìn)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(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運

24、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(jī)相配合，使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)的特點是，在制品的整個周邊進(jìn)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15~25mm，

25、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： 推薦精選 但是為了增加細(xì)長推桿的剛性，可將其設(shè)成臺階形，如下圖： 十、模具的總裝圖 推薦精選 設(shè)計小結(jié) 通過本次的塑料注射模具的設(shè)計，加深了我對所學(xué)的專業(yè)課程《塑料模具設(shè)計》等的了解和掌握，系統(tǒng)地整理了我們在大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識并進(jìn)一步運用到這次的設(shè)計實踐中，提高了我的專業(yè)知識水平以及動手能力。在這次的注射模具的設(shè)計中，基本知道了注射模設(shè)計的步驟通過對本次的注射模設(shè)計，掌握了注射模的整個設(shè)計流程，了解了如何根據(jù)產(chǎn)品的要求，塑件的形狀，材料的性能來設(shè)計模具從而最終生

26、產(chǎn)處滿足要求的產(chǎn)品的模具。在整個設(shè)計過程中，我們運用到了很多專業(yè)的知識，所以我們必須查找各種公式，數(shù)據(jù)，雖然這個過程是繁瑣的、枯燥的、乏味的甚至到了讓我想放棄的地步，但是為了設(shè)計出合格的模具，我還是堅持了下來。在設(shè)計過程中我犯過很多錯誤甚至懶惰到不想設(shè)計，最后我設(shè)計出了基本合乎要求的模具。 參考文獻(xiàn) [1]翁其金，徐志揚．塑料模塑成型技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 [2]伍先明，王群等．塑料模具設(shè)計指導(dǎo)．北京：國防工業(yè)出版社，2009． [3]齊衛(wèi)東 簡明塑料模具設(shè)計手冊 北京理工大學(xué)出版社 [4]李海梅，申長雨等．注塑成型及模具設(shè)計實用技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002． [5]王昆，何小柏等．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．北京：高等教育出版社，1996． （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 推薦精選