防护罩注塑模设计课程设计.doc

防护罩注塑模设计1. 塑件的工艺分析1.1塑件的成型工艺性分析防护罩注塑模塑件示意图及主要尺寸分别如图1所示： 图1 塑件图塑件实体三维图如图2所示：图2 名称：防护罩注塑模材料：LDPE(低密度聚乙烯)产品数量：大批量生产塑件尺寸：如图1所示 技术要求：去浇口飞边，色泽本色。1.2塑件材料LDPE的性能 聚乙烯无毒、无味，呈乳白色，密度为0.910.96g/cm3,有一定的机械强度，但表面硬度差。其绝缘性能优异，常温下不溶于任何一种已知的溶剂，有高度的耐水性，长期与水接触，其性能可保持不变。聚乙烯能耐寒，在-60时仍有较好的力学性能，在-70时仍有一定的柔软性。聚乙烯成型时流动性较好，在流动方向上与垂直方向上的收缩差异较大，注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件上有浅的侧凹时可强行脱模。1.3LDPE塑料的成型工艺参数：低密度聚乙烯的弹性模量E=840950MPa，泊松比=0.38，收缩率1.53.5%，注射温度150170，模具温度3045，注射压力60100，保压力4050，注射时间05S，保压时间1560S，冷却时间1560S，成型时间40140S。2模具的基本结构设计及设备、模架的选择2.1模具的基本结构2.1.1确定成型方法 塑件采用注射成型法生产。为保证塑件表面质量，使用点浇口成形，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模)。2.1.2型腔布置 塑件形状较简单，质量较小，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。模具采用一模二腔、平衡布置。这样，模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。其布置如图3所示： 图3 型腔布置2.1.3确定分型面 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择。 图a的分型面选择在轴线上，会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量， 同时这种分型面也使侧向抽芯困难; 图b的分型面选择在下端面，塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。 （a） (b)图4 分型面选择2.1.4排溢系统的设计。 采用的点浇口浇注系统，使料流顺畅，结合凸模型芯与推板的配合间隙、侧向型芯与凸模镶块的配合间隙、分型面均可起到排除腔内气体的作用，不必专门设计排溢系统。2.1.5选择浇注系统 塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图5所示，点浇口直径为0.8mm，点浇口长度为1mm，头部球R1. 52mm ，锥角为6。分流道采用半圆截面流道，其半径R为33.5mm。主流道为圆锥形，上部直空与注射机喷嘴相配合，下部直径68mm。 图 52.1.5确定推出方式 由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。所以选择脱模板推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。2.1.6模具的结构形式模具结构为双分型面注射模 图6 双分型面注射模模具结构采用拉杆和限位螺钉，控制分型面A-A的打开距离，其开距应大于40mm，方便取出浇口。分型面B一B的打开距离，其开距应大于65mm，用于取出制件。模具分型面的打开顺序，由安装在模具外侧的弹簧-滚柱式机构控制。2.2选择成型设备2.2.1估算塑件体积该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于生产大量，所以模具采用一模两腔结构，浇口形式采用点浇口。该产品材料为LDEP，得知其密度为0.89-0.93g/cm3， 收缩率为1.5-3.5%，计算出其平均密度为0.91g/cm3,平均收缩率为2.5%。通过计算得塑件体积为 V件=0.88033cm3塑件的质量 M件=0.8011g2.2.2选择注射机根据塑料制品的体积或质量选择注塑机，公式如下；Kmnmi+mj式中 mi注塑成型塑件单件的质量或体积mj浇注系统及飞边的质量或体积m注射机的理论注射量k注射机注射量的理论利用系数，一般取 0.8n型腔数由于在选择注射机时模具的尺寸还没有确定此时模具的浇注系统的质量还无法确定，一般根据经验估算，每个塑件所需浇注体积是塑件体积的0.2-1倍，因此公式可用以下公式初步选取注射机。 kmnk1mik1塑件成型的的质量系数，一般取1.22.0.按塑件体积的0.6倍计，所以浇注系统的凝料体积为：V凝=0.6V件=0.528cm3V=（V凝+V件）=2.817cm3V理=V/0.8=3.52cm3则：该模具一次注射所需塑料LDPE体积V理=V/0.8=3.52cm3查有关手册选定注塑机型号为SZ-25/20注塑机的参数如下：螺杆直径/mm 25mm螺杆转速（r/min） 0-220理论注塑容量/ 25注塑压力/MP 200注塑速率（g/s） 35塑化能力(kg/h) 13锁模力/kN 20最大注射面积/cm3 320模板行程/mm 210模具最小厚度/mm 110模具最大厚度/mm 220定位圈直径/mm 55喷嘴孔直径/mm 4喷嘴移动量/mm 20顶出行程/mm 55喷嘴球半径/mm 12机器外形尺寸mm3 2100120014002.3选择模架2.3.1模架的结构 模架的结构如图7所示。 图7 模架 2.3.2模架安装尺寸校核 模具外形尺寸为长300mm、宽250mm、高345mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。2.4流道设计2.4.1主流道设计根据SZ-25/20型注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： d0=4mm 喷嘴前端球面半径： R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系： R=R0+（12）mm D=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半径： R=13mm 取主流道的小端直径d=4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取24度,考虑到低密度聚乙烯的流动性良好，且为了方便修模，主流道的锥角取为2度。则主流道大端直径D=8mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径r=1.5mm的圆弧过渡。2.4.2分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单，LDPE的流动性好，冲型能力比较好，因此可采取平衡分流道，便于加工。截面形半圆形，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。要减少传热损失，又希望流道的面积小。分流道的尺寸： 分流道直径/mm 3.8-7.5 选取R=6mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取0.631.6Ra m，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。有利于保温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。 2.5浇注系统设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短，流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。在设计浇注系统前首先必须确定塑料的成形位置，该防护罩模具采用一模两腔二板式结构，点浇口，顶出装置采用推板式结构。2.5.1浇口设计 浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口，因为这种结构有利于熔料充满型腔。浇口位置的选择：尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕，有利于型腔气体的排出。所以，塑件的浇口选择在花盆的底部中央处，由于塑件所填充塑料多，这样可以提高充模速度。浇口尺寸计算：查得点浇口的直径计算公式：式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 查表得依塑件壁厚而异的系数 查得型腔表面积由上可知，塑件采用点浇口成形，浇注系统平衡布置，如图5所示。主流道为圆锥形，上部直径与注塑机喷嘴相配合，下部直径为，锥角为6o。分流道采用梯形截面流道，斜角为10o，高为，宽为。点浇口直径为，长度为，头部球。2.6温度调节系统的设计 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以达到理想的温度要求。2.7模具冷却 模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的两条10mm的冷却水道完成，如图8所示。图8 定模板冷却水道型芯的冷却如图9所示，在型芯内部开有16mm的冷却水孔，中间用隔水板2隔开，冷却水由支承板5上的10mm冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯1与支承板5之间用密封圈3密封。图9 型芯的冷却1型芯 2隔水板 3密封圈 4动模板（型芯固定板） 5支承板3. 模具结构、尺寸的设计计算3.1模具结构设计3.1.1型腔结构 见装配图所示，型腔由定模板4、定模镶件26和滑块19共三部分组成。定模板4和滑块19构成塑件的侧壁，定模镶件26成型塑件的顶部，而且点浇口开在定模镶件上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光。定模镶件可以更换，提高了模具的使用寿命。3.1.2型芯结构见装配图所示，型芯由动模板16上的孔固定。型芯于推件板18采用锥面配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。另外，锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。型芯中心开有冷却水孔，用来强制冷却型芯。3.1.3斜导柱、滑块结构 见装配图。3.1.4 模具的导向结构为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱1和导套2导向定位。推件板18上装有导套6，推出时，导套6在导柱1上运动，保证了推件板的运动精度。定模座板上装有导柱30，为点浇口凝料推板24和定模板4的运动导向。3.2 模具成型尺寸设计计算 取LDPE的平均成型收缩率为2.5 %，塑件未注公差按照GB/T14486-1993中MT5级精度公差值（A类）选取。模具的制造公差=/3。 塑件尺寸转换: 轴类尺寸：（基准轴，公差上限为零，公差等于下偏差） 防护罩外径尺寸：15+0.110 15.11-0.110 防护罩高度尺寸1: 15-0.640 防护罩高度尺寸2: 14-0.640 防护罩高度尺寸3; 13-0.640 孔类尺寸:(基孔制，公差下限为零，公差等于上偏差)防护罩内径尺寸：13.3+0.110 防护罩内孔深度尺寸: 13+0.6403.2.1型腔径向尺寸计算平均收缩率 S=(1.5%+3.5%)/2=2.5%根据公式 ： LM = =(1+2.5%)*16-3/4*0.11+0.0360=16.317+0.03603.2.2型腔深度尺寸计算根据公式 ： Hm1=（1+S）Hs-2/3+ z0 =(1+2.5%)*15-2/3*0.64)+0.210=14.948+0.210 Hm2=（1+S）Hs-2/3+ z0 =(1+2.5%)*14-2/3*0.64)+0.210=13.923+0.210 Hm3=（1+S）Hs-2/3+ z0 =(1+2.5%)*13-2/3*0.64)+0.210=12.898+0.2103.2.3 型芯径向尺寸计算Lm=(1+s)Ls+3/40-z =(1+