电器盖塑料模课程设计VIP

南京农业大学工学院课程设计课程名称 塑料模具成型技术 题目名称 电器盖塑料模设计 专 业 材控 04 学生姓名 汤睿 学 号 33310410 指导教师 聂信天、徐秀英、史立新、夏荣霞 2013 年 10 月 25 日目录第一章 工艺方案及分析 1.1 设计塑件时必须考虑的几个方面的问题 1.2 尺寸和精度 31.3 工件的形状及尺寸 31.4 工件的臂厚 41.5 工件材料 41.5.1 工件材料的选择 41.5.2 工件材料性能分析 41.5.3 PP 成型塑件的主要缺陷及消除措施 5第二章 模具结构形式的拟定 72.1 确定型腔数量及其排列方式 72.2 模具结构形式的确定 7第三章 工件的体积估算和注射机型号的选择 93.1 估算零件体积和投影面积 93.2 锁模力 93.3 选择注射机及注射机的主要参数 93.4 注塑机的校核 10第四章 浇注系统的设计 124.1 主流道衬套的设计 124.2 冷料井和拉料杆的设计 134.3 分流道的设计 144.4 浇口的设计 14第五章 成型零部件的设计 165.1 分型面的确立 165.2 排气槽的设计 175.3 成型零件的结构设计 175.3.1 型腔的结构设计 175.3.2 型芯的结构设计 175.3.3 成型零件的尺寸计算 18第六章 合模导向机构的设计 206.1 导柱导向机构的作用 20第七章 塑件脱模机构的设计 227.1 推出机构的设计 227.2 复位的设计 227.3 脱模过程 227.4 模架的设计 22第八章 冷却系统的设计 248.1 冷却管道的影响 248.2 冷却时间的计算 248.3 冷却道开设原则 248.4 冷却水道的结构 25第九章 模具的装配 269.1 组件型腔和型芯与模板的装配 269.2 推杆的装配要求 269.3 模具总装配程序 269.4 该模具的装配要求 279.5 模具的装配工艺 27第十章 结论 28参考文献 29第一章 工艺方案及分析1.1 设计塑件时必须考虑的几个方面的问题1. 塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水性等；2. 塑料的成型工艺性；3. 塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等；4. 塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异；5. 模具的总体结构，以及脱模的复杂程度；6. 模具零件的形状和制造工艺；塑件的设计主要包括塑件的形状、尺寸、精度、表面光洁度、壁厚、斜度，以及塑件上的加强筋等的设计 1。1.2 尺寸和精度由于该塑件是方体形状，而且是做外面的盖，所以尺寸和精度要求不是很高，所以经分析选择一般精度等级 MT5 级精度。1.3 工件的形状及尺寸塑件的形状如图 2-1 所示。该塑件形状很规则轮廓，分模方向容易认出，容易模塑，所以采用单分型面，而且该塑件厚度小，易脱模。1.4 工件的壁厚工件的壁厚对塑件的质量影响很大，壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂制品就难以充满型腔，壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性材料成型来说增加了压塑的时间，而且容易造成固化不完全，对热塑性材料来说就回增加冷却时间，所以该塑件壁厚为 1.5mm。 1.5 工件材料1.5.1 工件材料的选择选用 PP。1.5.2 工件材料性能分析查相关手册可知：塑件的原材料为 PP，密度小，强度刚度，硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在 100 度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨易老化. 适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。1.5.3 PP 成型塑件的主要缺陷及消除措施结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解；流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔.凹痕，变形；冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显，低温高压时尤其明显，模具温度低于 50 度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，留痕，90 度以上易发生翘曲变形；塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。1.5.4 PP 的注射工艺参数注射机类型： 螺杆式螺杆转速： 48 r/min料筒温度： 前 200-220oC 中 180200oC 后 160180oC模温： 8090oC 注射压力： 70100Mpa注射时间(s)： 2060保压时间(s)： 03冷却时间(s) ： 2090总周期(s)： 50160第二章 模具结构形式的拟定2.1 确定型腔数量及其排列方式1、塑件制品的批量和交货期，以及塑料制件的成本。该制品是大批量生产，若采用多型腔可提高生产效率，但根据生产经验在模具每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低 4%。2、所选用注射机的技术规则，因为上面只进行了结构及工艺成型的分析，还没确定注射机，也可暂时不予考虑。3、质量控制要求。制品属于精度不高，对质量要求比较高且制品较小，因此可设成一模两腔，以保证质量要求。4、成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。型腔的排列如图 3-1 所示：图 3-1 型腔排列方式示意图2.2 模具结构形式的确定多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度，截面形状及均对应相同，可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸要制作得不相同。因此在设计时要注意以下几点：1） 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。2） 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 3） 尽量使排列的紧凑，以便减少模具的外形尺寸通过软件分析得到体积V 塑 和质量W 塑 ，又因为此产品属大批量生产的塑件，属于仪表外壳，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，确定采用一模二腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。第三章 工件的体积估算和注射机型号的选择3.1 估算零件体积和投影面积。用 Pro/e 建模分析知塑件体积为体积：V=50.43cm 3，单侧投影面积为：A=9911.16mm 3，由于此模具浇注系统采用测浇口，其浇注系统凝料较小，浇注系统的体积为 10cm3 ，由于采用的是一模两腔 故 V 总 =2 x V 塑 +V 浇 =2 x50.43+10 =110.86 cm3因为 PP 的平均密度为 =0.905g/cm，故：M=V M 凝 =50.43x0.905=45.64g3.2 锁模力计算其所需锁模力为F 锁 =AP 型 =9911.1635=346.9KN （4-1）3.3 选择注射机及注射机的主要参数由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间、模具高度等方面考虑，查表附录XS-ZY 250/180注射机 XS-ZY 250/180 参数：额定注射量：250cm 3注射重量: 228g注射压力：147Mpa柱杆空间：295x373（mmmm）锁模力：1800KN喷嘴圆弧半径：18mm最大开模行程：500mm模具最大厚度：350mm模具最少厚度：200mm3.4 注塑机的校核1. 注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，PP 塑件的注塑压力一般要求为 70100MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。2. 锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力 Pc 可按下式粗略计算：（4-PckMa（ ）2） 式中： Pc 为型腔压力，MPa；P 为注射压力，MPa；K 为压力损耗系数，通常在 0.250.5 范围内选取。所以， Pc=KP=0.37100=37MPa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力：TKPcA （4-3） 式中： T 为注塑机的额定锁模力，KN；A 为塑件和流道系统在分形面上的投影面积，mm 2；K 为安全系数，通常取 1.11.2；KPcA=1.2379911.16=440.1KN （4-4 ）所以，T=1800KN KPcA 成立，即该注塑机的锁模力符合要求。3. 成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计算：N=(0.8S-W 浇 )/W 件=(0.8x228-10)/45.64=3.78 （4-5）式中： N-型腔数S-注射机的注射量（g）W 浇-浇注系统的重量（g）W 件-塑件重量（g）因为，N=3.782所以，此模具型腔为一模 2 腔结构合理。第四章 浇注系统的设计4.1 主流道的设计主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入，开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出，主浇道的形状设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面光洁度一般应有8。主流道一般是由浇口套构成，浇口套的作用：1、与注射机喷嘴孔吻合，将料筒内的塑料过渡到模具内。2、使模具在注射机上很好的定位。3、作为浇注系统的主浇道。主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘，其高度为 510 mm，并与注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取 35 mm。1）根据所选注射机，则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）=4.0+0.5=4.5mm主流道球面半径为SR=喷嘴尺寸半径+（12）=18+1=19mm2）主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了仅于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取 45mm 约等于定模板的厚度见（下图）所示，材料采用 T10 制造热处理强度为 5256HRC 主流道圆锥角 可取 3o6 o，内壁粗糙度为 Ra=0.63um 主流道大端呈圆角，半径 r=13MM。以减小料流转向过渡时的阻力。 在模具结构允许的情况下，主流道应尽量可能短，一般小于 60MM。过长则会影响熔体的顺利充型。 主流道衬套与定模座板采用 H7/m6 配合，与定位圈的配合采用 H9/f9 间隙配合。4.2 冷料井和拉料杆的设计冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，其作用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝，冷料穴的直径尺寸宜稍大于主流道大端的直径，该模具取 13mm;深度约为主流道大端直径的 3/4，约为 6mm 如（下图）所示，鉴于制件采用推板、推杆共同推出，并采用 Z 形