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1、 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： 推薦精選 目 錄 設計題目 ……………………………………

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……………………………………………

3、……………5 3、塑件模塑成型工藝參數的確定………………………………………………6 三: 注射模的結構設計 …………………………………………………………6 1、分型面的選擇…………………………………………………………………7 2、 型腔數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

4、1、冷卻直徑和位置 ……………………………………………………………10 2、冷卻介質 ……………………………………………………………………11 六、模架的尺寸 ………………………………………………………………11 七．排氣系統(tǒng)的設計……………………………………………………………12 八：導向與定位結構的設計……………………………………………………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、 結構特點

5、……………………………………………………………………14 設計小結…………………………………………………………………………15 參考文獻…………………………………………………………………………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50℃以下塑件無光澤，易產生熔接痕、流痕；90℃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 ⑴ 從圖紙

7、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. 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 1.1????? 計算塑件的體積 根據制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：V＝1032mm3=10.32cm3; 1.2

8、 計算塑件的質量 查手冊得密度為：r＝0.9g/cm3 塑件的質量為：M=V×r =9.288g 1.3???? 選用注射機 根據總體積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＝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300mm×250 mm，故能滿足安裝要求。

10、 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——注塑成型機移模行程(mm ) H1——制件的推出距離（mm） H2——包括流道凝料在內的制品的高度（mm） 代入數據得：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，通常取K=1.1～1.2； 推薦精選 ??????? 將數據代入公式得： ?? 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) ； ??????

12、? K′——安全系數 ?????? 將數據代入公式得： ???????????? K′P0=1.3×80=104 MPa ≤Pmax=130Mpa??? 滿足要求。 結論：選取螺桿式注塑成型機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的確定 LDPE注射成型工藝參數見下表,試模時,可根據實際情況作適當調整 工藝參數 規(guī)格 ? 工藝參數 規(guī)格 預熱和干燥 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、注射模的結構設計 注射模結構設計主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數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

14、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

15、較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 根據手冊查得XS-ZY-60型注射機噴嘴的有關尺寸: 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，其錐角為2~6.，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0.5～1mm，小端直徑D一般取3~6mm。現(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1

17、8mm，所以澆口套的為R22mm。根據模具主流道與噴嘴的關系： 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，內徑Φ35.5mm。具體固定形式如下圖所示： 推薦精選 (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,可以考慮采用多點進料的方

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1.6μm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.根據對塑件結構的

19、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： 推薦精選 1. 盡量縮短流動

20、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：

21、推薦精選 型芯設計如下： 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,型腔側壁和底板厚度的計算方法有

23、強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. 推薦精選 根據制件的尺寸分析,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,根據型腔的材料和經驗,壁厚應50~80mm由此按經驗參考 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

24、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 但是為了增加細長推桿的剛性，可將其設成臺階形，如下圖： 十、模具的總裝圖 推薦精選 設計小結 通過本次的塑料注射模具的設計，加深了我對所學的專業(yè)課程《塑料模具設計》等的了解和掌握，系統(tǒng)地整理了我們在大學所學的專業(yè)知識并進一步運用到這次的設計實踐中，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計中，基本知道了注射模設計的步驟通過對本次的注射模設計，掌握了注射模的整個設計流程，了解了如何根據產品的要求，塑件的形狀，材料的性能來設計模具從而最終生

26、產處滿足要求的產品的模具。在整個設計過程中，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，數據，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，但是為了設計出合格的模具，我還是堅持了下來。在設計過程中我犯過很多錯誤甚至懶惰到不想設計，最后我設計出了基本合乎要求的模具。 參考文獻 [1]翁其金，徐志揚．塑料模塑成型技術 機械工業(yè)出版社， 2010 [2]伍先明，王群等．塑料模具設計指導．北京：國防工業(yè)出版社，2009． [3]齊衛(wèi)東 簡明塑料模具設計手冊 北京理工大學出版社 [4]李海梅，申長雨等．注塑成型及模具設計實用技術．北京：化學工業(yè)出版社，2002． [5]王昆，何小柏等．機械設計課程設計．北京：高等教育出版社，1996． （注：可編輯下載，若有不當之處，請指正，謝謝!） 推薦精選