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窥视镜注塑模设计【5张图纸】【课设】

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关键词：: 窥视镜注塑模设计

资源描述：

窥视镜注塑模设计

9页 3700字数+说明书+工艺卡片+4张CAD图纸

型芯.dwg

塑料注射成型工艺卡片.xls

客户资料

导柱.dwg

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窥视镜注塑模设计说明书.doc

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装配图.dwg

设计图纸.dwg

塑件的设计要求----------------------------------1

PS的性能分析------------------------------------1

PS的注射成型过程及其工艺参数------------1

拟定模具的结构形式----------------------------1

浇注系统的设计----------------------------------3

成型零件的结构设计及计算-------------------5

模架的确定----------------------------------------6

排气槽的设计-------------------------------------7

脱模推出机构的设计----------------------------7

冷却系统的设计----------------------------------7

导向与定位结构的设计-------------------------8

总装图绘制----------------------------------------8

塑件的设计要求

本塑件的生产批量：大批量

未注公差取MT5级精度

要求设计注射模具。

PS的性能分析

通用级聚苯乙烯是由苯乙烯单体进行本体或悬浮聚合反应制得。平均分子量(20-30)万。无色透明颗粒，无臭、无味、无毒。具有良好的刚性、光泽性和耐化学性。折射率1. 59-1．60。热变形温度70-98 ℃，使用温度60-80 ℃，脆性温度一30℃。尺寸稳定性好，收缩率约为0．45％。吸湿性低，约为0．02％。溶于丙酮、甲乙酮、苯、甲苯、醛醛乙酯、氯仿、环己烷、二氧六环、吡啶、四氢呋喃、二硫化碳等有机溶剂。不溶于低级醇、乙醚、脂肪烃、某些矿物油、有机酸、碱、元机盐等。容易着色，电性能优良。脆性大，不耐冲击，容易燃烧。

　　相对密度 1.04～1.09；冲击强度（kJ/m2) 16；弯曲强度大于80MPa；马丁耐热大于68℃。

　　　贮存于阴凉、通风的库房内，防火。

PS的注射成型过程及其工艺参数（1）注射成型过程

成型前准备。对PS的色泽，粒度和均匀度等进行检查，PS一般不需要干燥。

注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却等五个阶段。

塑件的后处理。处理的介质为空气和水

（2）注射工艺参数

1）注射机：螺杆式，螺杆转速为70r/min

2）料筒温度：后段 140~160℃

中段 160~170℃

前段 170~190℃

3）喷嘴温度：180~190℃

4）模具温度：40~70℃

5）注射压力：60~100MPa

　　　6）成型时间：70s

QQ截图20121029164913.gif

窥视镜.gif

内容简介：: 十十、塑塑料料注注射射成成型型工工艺艺卡卡片片车间塑料注射成型工艺卡片资料编号共页第页零件名称窥视镜材料牌号 ps设备型号XS-Z-125装配图号材料定额每模件数4零件图号单件重量 16.26g工装号材料干燥设备温度/时间/h料筒温度后段/140160中段/160170前段/170190喷嘴/180190模具温度/4070时间注射/s1保压/s冷却/s38压力注射压力60100/Mpa背压/Mpa后处理温度时间定额辅助/Mpa时间单件/Mpa检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师目录塑件的设计要求-1PS的性能分析-1PS的注射成型过程及其工艺参数-1拟定模具的结构形式-1浇注系统的设计-3成型零件的结构设计及计算-5模架的确定-6排气槽的设计-7脱模推出机构的设计-7冷却系统的设计-7导向与定位结构的设计-8总装图绘制-8目录塑件的设计要求-1PS的性能分析-1PS的注射成型过程及其工艺参数-1拟定模具的结构形式-1浇注系统的设计-3成型零件的结构设计及计算-5模架的确定-6排气槽的设计-7脱模推出机构的设计-7冷却系统的设计-7导向与定位结构的设计-8总装图绘制-8塑件的设计要求本塑件的生产批量：大批量未注公差取MT5级精度要求设计注射模具。一、 PS的性能分析通用级聚苯乙烯是由苯乙烯单体进行本体或悬浮聚合反应制得。平均分子量(20-30)万。无色透明颗粒，无臭、无味、无毒。具有良好的刚性、光泽性和耐化学性。折射率1. 59-160。热变形温度70-98 ，使用温度60-80 ，脆性温度一30。尺寸稳定性好，收缩率约为045。吸湿性低，约为002。溶于丙酮、甲乙酮、苯、甲苯、醛醛乙酯、氯仿、环己烷、二氧六环、吡啶、四氢呋喃、二硫化碳等有机溶剂。不溶于低级醇、乙醚、脂肪烃、某些矿物油、有机酸、碱、元机盐等。容易着色，电性能优良。脆性大，不耐冲击，容易燃烧。相对密度 1.041.09；冲击强度（kJ/m2) 16；弯曲强度大于80MPa；马丁耐热大于68。贮存于阴凉、通风的库房内，防火。二、 PS的注射成型过程及其工艺参数（1）注射成型过程1）成型前准备。对PS的色泽，粒度和均匀度等进行检查，PS一般不需要干燥。2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却等五个阶段。3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水（2）注射工艺参数1）注射机：螺杆式，螺杆转速为70r/min2）料筒温度：后段 140160 中段 160170 前段 1701903）喷嘴温度：1801904）模具温度：40705）注射压力：60100MPa6）成型时间：70s四、拟定模具的结构形式 1、分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在投影面积最大且有利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所视。 2、型腔数量和排列方式的确定（1）型腔数量的确定该塑件采用的精度是MT5，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等因素，初步定为一模四腔结构形式。（2）型腔排列形式的确定多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模四腔，故采用X型对称排列，如下图视（3）模具结构形式的确定从上面的的分析可知，本模具设计为一模四腔，对称排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口。定模部分不需要开设分型取出凝料，动模部门需要添加型心固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可以确定选用带脱模板的单分型面注射模。 3、注射机型号的确定（1）注射量的计算通过计算可得知：塑件的体积：V塑=15.4cm3 塑件的质量：m塑=V塑=155.4*1.05g/cm3=16.32g （2）浇注系统凝料体积的初步估算 V总=V塑（1+0.2）*4=15.4*(1+0.2)*4=74.6cm3 （3）选择注射机 V总/0.8=93.25 cm3 初步选定公称注射量125 cm3，注射机型号为XS-ZY-125 （4）注射机的相关参数的校核 1）注射压力校核 PS 所需要的注射压力为60100Mpa，p0=90Mpa，该注射机的公称注射压力p公=150Mpa，注射压力安全系数k1=1.25 1.4，这里取k1=1.3。k1p0=1.3*90=117p公,注射机注射压力合格。 2）锁模力校核 A、塑件在分型面上的投影面积A塑。 A塑=兀*29*29=2640.7mm2 B、浇注系统在分型面上的投影面积A浇。 A浇=0.2A塑=528.14 mm2 C、塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总。 A总=n(A塑+A浇)=4*1.2A塑=4*1.2*2640.7 mm2=12675.36 mm2 D、模具型腔内的胀型力F胀。 F胀=A总P模=12675.36 mm2*36.3MPa=460.12kN 注射机的公称锁模力为F锁=4.5*105N=4500kN，锁模力安全系数为K2=1.11.2 ，取k2=1.2， k2F胀=1.2*460.12=552.144kNF锁。五、浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥型形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴的反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。（1）主流道尺寸a) 主流道的长度：小型模具的主流道长度应尽量小于60mm，这里取50mmb) 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4+1=5mmc) 主流道大端直径：d=d+2L主tan12mmd) 主流道球面半径：SR0= 注射机喷嘴球头半径+（12）mm=12+2=14mme) 球面的配合高度：h=3mm（2）主流道的凝料体积V主=兀L主（R主2+r主2+R主r主）/3=3.14*50*(62+2.52+6*2.5)/3=3cm3（3）主流道的当量半径Rn=(6+2.5)/2=4.25mm（4）主流道交口套形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽量小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便与拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独的加工和热处理。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。2、分流道的设计（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用X式分流道。（2）分流道的长度由于流道设计简单，根据四个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度L分取33mm。（3）分流道的当量半径：R=2.6mm，利用公式D =0.2654m塑0.5*L分0.25 H=6mm 宽度为6mm（4）分流道截面形状本设计采用U形为分流道截面形状，尺寸如图视。（5）凝料体积1）分流道的长度L分=33mm2）分流道截面面积A分=3.14*2.6*2.6=21mm23）凝料体积V分=L分*A分=0.7cm3（6）校核剪切速率1）确定注射时间：t=1.6s2）计算分流道体积流量：q分=(V分+V塑)/t=(0.7+15.4)/1.6=10cm3/s3）剪切速率y分=（3.3q分）/（兀R3）=(3.3*10 *1000)/( 兀*2.6*2.6*2.6)=598s-1该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5*1025*103s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。（7）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，这里取Ra1.5m。脱模斜度为53、浇口的设计（1）侧浇口尺寸的确定1）计算侧浇口的深度n=0.6 h=nt=4.5*0.6=2.7mm(t是塑件的壁厚)在工厂设计中，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修补处理，并根据表4-9推荐的PS侧浇口厚度为0.81.1mm，故此处浇口深度h=1mm2）计算侧浇口的宽度B=(nA0.5)/30=(0.6*3460.280.5)/30=1.2mm3）计算侧浇口的长度本设计侧浇口的长度为1.77。（2）侧浇口的剪切速率的校核1）计算侧浇口的当量半径由面积相等可得兀R浇2=HB，R浇=（BH/兀）0.52）校核交口的剪切速率A、确定注射时间查表4-8，可以取t=1.6sB、计算浇口的体积流量q浇=V塑/t=15.4cm3/1.6=48.56cm3/s=1. 56*104mm3/sC、计算浇口的剪切速率y浇=3.3qv/(兀Rn3 )=1.59*104s-1该U形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5*1035*104s-1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。4、校核主流道的剪切速率（1）计算主流道的体积流量 q主=(V主+V分+nV塑)/t(3+1.4+4*15.4)/3.2=41cm3/s（2）计算主流道的剪切速率 y主=3.3q主（兀R主）(3.3*41*1000)/(3.14*4.253)=568s-1 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5*1025*103s-1之间，所以，主流道的剪切速率合格。5、冷料穴的设计及计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集溶体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。本模具采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆配合的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。六、成型零件的结构设计及计算1、成型零件的结构设计对于本设计，凹模采用的是整体式凹模，凸模主要采用的是组合式凸模2、成型零件钢材的选用因为本设计的零件简单，所以选用P20和Cr12MoV作为模具的材料。3、成型零件工作尺寸的计算（1）凹模1）径向尺寸由公式LM=(1+Scp)lsX+z得：塑件的径向尺寸：580.37mm=58.370.37mmLM=(1+0.0065)*58.370.8*0.74+0.123=58.158+0.123同理，由公式LM=(1+Scp)lsX+z得：L1=48.182+0.112）深度尺寸由公式HM=(1+Scp)HsX +z得: 塑件高度基本尺寸4.620.24mmHM=(1+0.0065)* 4.620.6*0.24+0.06=4.506+0.06同理，由公式HM=(1+Scp)HsX +z得H1=13.058+0.05（2）型芯由公式lM=(1+Scp)ls+Xz得：塑件的径向尺寸420.32mm=41.64+0.64mmlM=(1+0.0065)*41.640.6*0.640.11=42.30.11七、模架的确定根据本设计的实际，选用A4型模架，选用模架序号为6号（W*L=250*250）1、各模板尺寸确定a) A板尺寸为40mmb) B板尺寸为40mmc) C板尺寸为80mm2、模架各尺寸的校核1）模具的高度尺寸模具的高度尺寸25+40+25+40+40+80+25=275mm 200mm275mm300mm，所以及格2）模具的开模行程 S=H1+H2+(510)mm=7075mm300mm，所以及格八、排气槽的设计主要是利用各部分的配合间隙进行排气，如推杆、分型面和型心与脱模板等。九、脱模推出机构的设计1、推出方式的确定采用脱模板推出方式2、脱模力的计算F=2兀tESLcos(f-tan)/(1+)K2+0.1A=2914.95N3、校核推出机构作用在塑件上的单位压应力(1)推出面积A1=兀(D2-d2)/4+兀(D12-d12)/4=3.14*(48*48-42*42)/4+3.14*(58*58-48*48)/4=1256mm2(2)推出应力=1.2F/A=1.2*2914.95/1256=2.78Mpa58.8103Mpa综上所述，及格。本设计的脱模机构主要是采用脱模板推出，以气枪辅助取模。十、冷却系统的设计1、冷却介质PS成型温度及模具温度分别为190度和4070度，所以模具温度初步选定为40度，用常温水对模具进行冷却。2、冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量Wa) 塑件制品的体积V= V主+V分+nV塑=3+1.4+4*15.4=66.4cm3b) 塑件制品的质量 m=V=66.4*1.05g=69.72gc) 塑料壁厚4.5mm，可查表4-34得到t冷=38s，取注射时间t注=1.6s，脱模时间t脱=12s得t=38+12+1.6=51.6s，每小时注射次数N=3600/51.6=71次d) 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W=Nm=68*0.07kg/h=4.76kg/h（2）确定单位质量的塑件在凝固时所防除的热量Qs 表4-35得Qs(280,350)kj/kg，取Qs=320kj/kg（3）计算冷却水的体积流量qv 设冷却水道入水口的水的温度为2

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