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盒盖
注射模
设计
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盒盖注射模具设计
16页 6000字数+说明书+6张CAD图纸
凹模.dwg
动模型芯.dwg
动模座板.dwg
定模座板.dwg
总图.dwg
总装图.dwg
斜推杆.dwg
盒盖注射模具设计说明书.doc
目 录
1 绪论1
2 塑件成型工艺性分析2
2.1塑件的分析2
2.2聚乙烯(PE)的性能分析2
2.3 PE的注射成型过程及工艺参数2
3 注塑机规格3
3.1注射机型号的确定3
3.2注射机的相关参数的校核3
4 分型面和型腔数目选择5
4.1分型面位置的确定5
4.2型腔数目的确定6
5 浇注系统的设计7
5.1主流道的设计7
5.2浇口的设计8
6 型腔型芯设计9
6.1成型零件的结构设计9
7 模架的确定10
7.1模架的选择10
7.2模架各尺寸的校核10
8 导向与脱模机构的设计11
8.1导向定位机构的设计11
8.2脱模推出机构的设计11
9 温度调节与排气系统的设计12
9.1温度调节系统设计12
9.2排气系统设计12
结论13
参考文献14
1 绪论
1.1当前模具设计发展趋势
随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。
近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。
1.2本次模具课程设计的任务
本次课程设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。塑件的分析
（1）外形尺寸与精度等级 盒盖整体尺寸71mm×52mm外部由长方形体并倒角形成，内部由一长方形腔但有两个宽度为6*1.2*1.2mm长方形凸台构成，盒盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高。
（2）脱模斜度 该塑件材料为聚乙烯，参考表2-10 选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为30′。
- 内容简介：
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成型技术与模具课程设计说明书盒盖注塑模设计学生姓名学生班级机本（2）班指导教师2009年12月20日13目 录1 绪论12 塑件成型工艺性分析22.1塑件的分析22.2聚乙烯(PE)的性能分析22.3 PE的注射成型过程及工艺参数23 注塑机规格33.1注射机型号的确定33.2注射机的相关参数的校核34 分型面和型腔数目选择54.1分型面位置的确定54.2型腔数目的确定65 浇注系统的设计75.1主流道的设计75.2浇口的设计86 型腔型芯设计96.1成型零件的结构设计97 模架的确定107.1模架的选择107.2模架各尺寸的校核108 导向与脱模机构的设计118.1导向定位机构的设计118.2脱模推出机构的设计119 温度调节与排气系统的设计129.1温度调节系统设计129.2排气系统设计12结论13参考文献141 绪论1.1当前模具设计发展趋势随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。1.2本次模具课程设计的任务本次课程设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。2塑件成型工艺性分析 2.1塑件的分析（1）外形尺寸与精度等级 盒盖整体尺寸71mm52mm外部由长方形体并倒角形成，内部由一长方形腔但有两个宽度为6*1.2*1.2mm长方形凸台构成，盒盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高。（2）脱模斜度 该塑件材料为聚乙烯，参考表2-10 选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为30。2.2聚乙烯(PE)的性能分析（1）使用性能 密度:0.94-0.96克/立方厘米，成型收缩率:1.5-3.6%，熔点105137。聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高压低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE） 。薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其它各种注塑和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。（2）成型性能1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形. 2.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,并有冷却系统. 3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.2.3 PE的注射成型过程及工艺参数（1）注射成型特点 聚乙烯成型时，在流动方向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上的收率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；聚乙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，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，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。（2）注射工艺参数 预热和干燥温度：80-120，时间：1-2小时；料筒温度：后段160-180，中段：180-200，前段200-220；模具温度：80-90；注射压力：700-1000公斤力/cm2；成型时间：注射时间20-60秒，保压时间0-3秒，冷却时间20-90秒，总周期50-160秒。不需后处理。3.初选注塑机规格3.1注射机型号的确定（1）盒盖体积 根据塑件的三维模型，利用三维软件直接可查询到可得出盒盖体积V盒= 15043 mm3（2）盒盖质量 查模具设计与制造简明手册P.276.表2-2常用热塑性塑料主要技术指标可知PE的密度为0.910.96g/cm3，这里取0.935g/cm3，计算可得盒盖的质量M盒=16.043 cm30.935g/cm315g.（3）浇注系统凝料体积的初步估算 根据经验按照塑件体积0.21倍计算，由于本设计流道简单且较短，因此浇注系统凝料按塑件体积的0.2倍计算，故一次注入模具型腔的塑料熔体总体积V总=V盒（1+0.2）=151.2=18cm3（4）选择注射机 根据第三步计算出的一次注入模具型腔的塑件总体积V总=18cm3，可得V总/0.8=22.5cm3根据以上计算，初步选定公称注射量为30cm3，注射机型号为XS-ZS-22，参数如下表3-1注射机主要技术参数标称注射量（cm3）：30最大成型面积（cm2）：90柱塞直径（mm）：25，20模板最大行程（mm）：160注射压力：75117模板最大厚度（mm）：180注射行程（mm）：130模板最小厚度（mm）：60注射时间（s）：0.5模板尺寸（mm）：250380注射方式：双柱塞拉杆空间（mm）：235锁模力（kN）：250电动机功率（kw）：5.5合模方式：液压机械喷嘴球半径（mm）：12推出形式及两次推出时中心距：两次推出（70）喷嘴孔直径（mm）：2定位圈尺寸：63.5机器外形尺寸（m）：2.340.861.463.2注射机的相关参数的校核（1）注射压力的校核 PE所需的注射压力50100MPa，这里取75MPa，注射机公称压力117MPa，注射压力安全系数取k1=1.3，1.375=97.5117,所以该注射机注射压力合格。（2）锁模力的校核 塑件的投影面积A1=5270.6=3796mm2，因为浇注系统采取点浇口，故浇注系统投影面积A2=0，所以模具型腔内的胀型力F胀=A1p模=379625=94.9KN，式中p模式型腔的平均计算压力值，取注射压力的20%40%,这里p模取25MPa，取锁模力安全系数k2=1.2，k2F胀=1.294.9=113.9250所以，注射机锁模力合格。4分型面和型腔数目选择4.1分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a)保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。b)使型腔深度最浅c)使塑件外形美观，容易清理d)尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。e)使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。g)使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。h)有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。本塑件要求外侧表面光滑，下端外沿无浇口痕迹，综上所述，最终确定分 型 面：-为第一分型面；-为第二分型面，如图所示，这样塑件外表面光滑，且容易脱模。4.2型腔数目的确定 该塑件的精度要求不高，属小型塑件，应大批量生产，但限于初次设计，水平有限，所以初定为一模一腔。5浇注系统的设计5.1主流道的设计（1）主流道尺寸 1）主流道长度：小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计初取50mm进行设计2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（2+1）mm=3mm3）主流道大端直径：d=d+2L主tan=6mm，式中=44）主流道球面半径：SRo=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=（12+2）mm=14mm5）球面的配合高度：h=3mm（2）主流道的凝料体积V主=()=（）=cm3（3）主流道当量半径Rn=（1.5+3）2=2.25mm2（4）主流道浇口套形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而将主流道浇口套与定位圈分开设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC，如图所示。图5-1浇口套5.2浇口的设计由于该塑件是外观要求较高的盒类塑件，且塑件材料为聚乙烯，流动性极好，为了能获得外形清晰，表面光泽的塑料制品，所以采取点浇口，浇口结构形式如图所示 图5-2浇口示意图6型腔型芯设计6.1成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式凹模（2）凸模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为组合式和整体式两种。鉴于盒盖的特殊结构，盒盖注塑模具的成型零件包括：动模型芯、斜推杆。（3）成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性和良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能，所以凹模钢材选用P20，对于动模型芯而言，由于脱模时与塑件磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV，斜推杆磨损也比较严重，因此也采用Cr12MoV（4）成型零件的工作尺寸的计算 采用书中表4-15的平均尺寸法计算 1）凹模深度尺寸的计算2）动模型芯径向尺寸的计算3）动模型芯的高度尺寸的计算式中，Ls - 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）ls - 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs - 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）x - 修正系数 取0.50.75,这里取0.6 - 塑件公差 - 模具制造公差 一般取（1/31/4） -塑件的平均收缩率，聚乙烯（PE）的收缩率为Sq=（1.52.0）%,所以，平均收缩率为：=1.75%7模架的确定7.1模架的选择根据型腔尺寸以及位置尺寸的计算，同时参考书中4.12.4节中小型标准模架的选型经验公式和表4-38可确定选用模架为序号为3（WL=160mm160mm），模架结构为A3型，如图各模板尺寸的确定（1）A板是定模型腔板，按模架标准板厚度取25mm（2）B板是型芯固定板，按模架标准板厚取16mm（3）C垫块尺寸=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）mm，初步选定为50mm综上所述，模架外形尺寸：宽长高=160mm160mm142mm7.2模架各尺寸的校核根据所选的注射机来校核模具设计的尺寸（1）模具平面尺寸160mm160mm235mm235mm（拉杆间距），校核合格（2）模具高度尺寸142mm，60mm142mm180mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格（3）模具的开模行程S=H1+H2+a+(510)mm=30+11+33+（510）=7984mm160mm（模板最大行程），校核合格式中，S注塑机最大开模行程,mm H1塑件脱模（推出距离）距离，mm H2塑件高度，包括浇注系统在内，mm a 取出凝料所需要的最短距离，mm8导向与脱模机构的设计8.1导向定位机构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位，锥面定位则用于动、定模之间的精确定位。因为本塑件为小型塑件，小批量生产，所以采用带头直通式导柱，不配导套，导柱直接与模板导向孔配合。导柱的材料选用低碳钢（20钢），渗碳淬火，硬度为5055HRC,具体配合见装配图。8.2脱模推出机构的设计 塑件两次有内凹，采用斜推杆抽出。开模时，注射机拉动动模后退，当模具推板与注射机顶杆接触时，迫使推板向前运动，斜推杆向内移动抽出塑件，模具继续后退时，推出塑件。闭模时，由复位杆5使斜推杆复位。（1）脱模力的计算所以认为是薄壁塑件，所以脱模力的计算式为（2）校核推出机构作用在塑件上的单位压应力推出面积推出应力 （抗压强度）合格9温度调节与排气系统的设计9.1温度调节系统设计查表得聚乙烯成型时所需的模具温度3060，此处设模具的温度为40（1）冷却水的体积流量（2）冷却水管直径为了使水处于湍流状态，查表得d=12mm（3）冷却水在管道内的流速大于最低流速1.10m/s，达到湍流状态，所以管道直径选用合理（4）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数查表得f=7.22（水温为30时），因此（5）冷却管道的总传热面积（6）模具上应开设的冷却水孔数9.2排气系统设计本模具的排气系统设计为利用斜推杆，模板，型芯之间的间隙排气，其间隙为0.03到0.05mm。结论通过此次模具设计，使我的专业知识更加系统化，完善化。在设计中我熟练掌握了查阅有关的技术标准和规范，也培养了我综合考虑结构、工艺性、经济性以及标准化等的能力，巩固了过去所学的知识，已掌握了注射模具设计的基本流程，也锻炼了我的动手能力和对于工程技术的严谨性。总之，通过这次尝试使我的专业水平更上一层楼，为以后的工作与深造打下了坚实的基础。虽然在这其中，我们遇到了很多难以解决的问题，但经过全组组员的努力，最终将他们一一克服。我们相信只要不断的努力就能取得更好的成绩。我们遇到的一个难点是型腔型芯的设计，在询问了老师，通过了缜密的计算，最终确定
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