塑料膜课程设计-端盖设计.doc

键入文字课程设计说明书 题 目 注塑模课程设计 院 、 系： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 1201014 学 号： 17 学生姓名： 陈天宇 指导教师： 黄晓燕 完成时间： 2015/7/5 目 录 1、设计内容 32、塑件的工艺性分析 4（1）、塑件的原材料分析 4（2）、塑件的尺寸精度分析 4(3)、表面质量分析 5(4)、塑件的结构工艺性分析 53、制件的注射成型工艺分析 5 (1)、计算塑件体积5 (2)、计算塑件质量5 (3)、选用注射机5 (4)、塑件成型工艺参数54、注射模的结构设计 7 (1)、分型面的选择 7 （2）、型腔数目的确定及型腔的排列 8 (3)、浇注系统的设计 115、型芯型腔结构设计 166、推出机构的设计 177、成型零部件的工作尺寸计算 188、注射模模架的选择 209、冷却系统的设计 2110、排气系统 2211、注射机有关参数校核23 (1)、模具闭合高度的确定23 (2)、注射机有关参数的校核2312、装配图 2413、零件图 2514、总结 2615、参考文献 272、塑件的工艺性分析（1）、塑件的原材料分析材料特点：塑件的材料采用PA1010，属热塑性塑料。成本低、经济效果好、自润滑性和耐磨性极好、耐油性好，脆性转化温度低（约在-60），机械强度较高。从使用性能上看，尼龙1010是半透明，吸水小，耐寒性较好，坚韧耐磨耐油耐水，抗霉菌，但吸水性大；从成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大。受热时间不宜超过30min，料温高则收缩大，易出飞边，收缩小，取向性强，注射压力低易发生凹痕，波纹。成型周期按塑件壁厚而定，厚则取长，薄则取短，为了减少收缩，凹痕缩孔，一般宜取低模温高注射压力的成形条件，以及采用白油作脱模剂;PA1010的主要技术参数：密度是1.12g/cm收缩率是1.32.3s熔点是205t/c热变形温度是55c抗拉屈服强度是62Mpa拉伸弹性模量1.810Mpa抗弯强度88Mpa硬度9.75HB。成型工艺：PA1010塑胶原料熔程较窄，一般为34。熔融流动性较好。适合注射成型、挤出成型和吹塑成型。干燥：鼓风干燥温度905干燥时间约45h、真空干燥温度855，一般最好选择真空干燥工艺，避免热氧化变色PA1010塑料的注塑成型工艺参数工艺参数规格工艺参数参数预热和干燥温度100110时间：1216h成型时间S注射时间：05保压时间：2090冷却时间：20120总周期：45220料筒后段：190210中段：200220前段：210230螺杆转速r/min48喷嘴温度200210后处理方法：油、水、盐水温度：90100时间h：4模具温度2040注射压力MP6080 （2）、塑件的尺寸精度分析塑件的结构分析：总体特征为长方体的槽形里面有两个直径为的内孔和16的孔，还有一个不完整的圆环凸台。塑件的尺寸精度分析：选用 MT6-B的精度要求。（3）、表面质量分析 该塑件是端盖，要求表面无斑点，无裂痕，表面粗糙度可取Ra1.6，塑件内部没有较高的粗糙度要求，应较易实现。由上分析：除了保证两内孔和两半圆的尺寸精度外其他的要求偏中等。注射时在工艺参数控制得好的情况下零件成型要求可以得到保证。2、型腔数目选定根据塑件生产批量及经济性，通过注射量及锁模力计算，可确定尽可能多的型腔数，以提高生产率。本次设计对经济性要求不多，我们只通过小型模具要求选出大概的腔数，最终确定为一模两件，即两腔。 3、制件的注射成型工艺分析(1)、计算塑件的体积由于塑件不是规则图形，可估算体积。 塑件的体积为：V1=30.62cm因为一模两件，并估算流道里的凝料，得出。 一次注射所需的塑料总体积为：V=85.56cm(2)、计算塑件的质量：查手册取密度=1.051.15g/。取 1.12 g/.塑件的质量：M1=V1*=34.29g塑件与浇注系统的总质量：M=V*=95.83g(3)、选用注射机：根据塑件的形状，取一模二腔的模具结构，初步选取螺杆式注射成型机：XSZY125。注塑机参数：注射量 125注射压力 119MP注射行程 115mm注射时间 1.6s锁模力 900kN模板最大行程 300mm模具厚度 200300mm模具定位孔径 100mm喷嘴球径 R12mm喷嘴孔径 4mm螺杆孔径 42mm端盖模塑工艺卡4、注射模的结构设计（1）、分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模。因此，分型面的选择是注射塑设计中的关键。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。分型面的位置直接影响模具使用、制造及塑件质量，故必须选择合理的分型面，一般应考虑下列几点因素： 塑件形状，尺寸、壁厚及要求； 浇注系统的布局； 塑料性能及填充条件； 成型效率及成型操作； 排气及脱模； 模具结构简单，使用可靠方便，制造简单；综合考虑各种因素，最终确定的分型面如图： (2）型腔的排列型腔的布置采用对称分布，以防模具承受偏载而产生溢料。由于塑件为长方形，避免模具太细长，所以排列方法则采用上下对称排列，平衡性好，加工容易，使用比较广泛。（3）、浇注系统的设计注射模的浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔融塑料的通道。其作用是将熔融状态的塑料填充到模具型腔内，并在填充及凝固过程中将注射压力传递到型腔塑件各个部位，而得到要求的塑件。1）主流道设计：主流道的截面形状通常采用表面积和体积之比最小的圆形。在卧式注射机用注射模中，因主流道垂直于分型面，为了便于脱出流道凝料，主流道应设计成圆锥形。主流道小端直径d根据塑件质量、填充要求及所选的注射机规格而定，通常为48mm。为了与注射机喷嘴相吻合，主流道的始端应设计成球形凹坑，球面半径R比注射机喷嘴球面半径Ro大12mm,球面深度一般取35mm或（1/32/5）Ro。主流道长度L根据定模座板厚度确定，在保证成型良好的条件下应尽量缩短，以减少压力损失和废料，通常L不超过60mm。主流道大端与分流道相接处应有圆角过渡，以减少料流转向时的阻力，其圆角半径r通常取13mm或取D/8（D为主流道大端直径）。当主流道穿过几块模板时，为了防止在模板贴合处产生溢料而使主流道凝料脱出困难，应在模板贴合面处做出0.20.5的阶梯，或尽量采用浇口套。根据手册查得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球面半径R0=12mm 喷嘴孔直径：d0=4mm根据模具主流与喷嘴的关系：R=R0+(12)mm d=d0+0.5 mm R取14mm d取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13度经换算得主流道大端直径D=9mm。 2）主流道衬套形式主流道小端入口处与注塑机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A，T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC。根据板的厚度，我们根据标准件就能选出要用的主流道衬套。主流道的安装1-浇口套；2-定模座板；3-定位圈；4-注射机喷嘴3）分流道设计分流道在保证熔体能迅速而均匀地充满型腔的前提下，长度应尽可能短，容积应尽可能小。分流道的截面尺寸要大于塑件的壁厚，且对于含有玻璃纤维等流动性较差的塑料，流道截面要大一些。分流道的表面粗糙度Ra一般为1.6um，这样流道内料流外层的流速较低，容易冷却而形成凝固表皮层，有利于流道的保温。一摸多腔时应使塑件和流道在分型面上总投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。这样有利于可靠锁模和使锁模力均匀，以防止溢料现象。当分流道较长时其末端应设置冷料穴，以防止冷料堵塞浇口或进入型腔而影响塑件质量。分流道的设计要便于加工及刀具的选择。分流道的布置 一摸多腔注射模中分流道的排列有平衡和非平衡两种形式，一般最好采取平衡式的布置，即各分流道的长度、截面形状和尺寸都相同，因此能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等，熔体能同时充满各个型腔，且型腔压力中心和注射机中心重合。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，PA1010的流动性好，冲型能力比较好，因此可采取截面形状为U型的分流道，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。而且只切削加工在一个模板上，节省机械加工费用，也便于加工。根据主流道大端直径D=9mm分流道的尺寸： PA1010 分流道直径/mm 3.8-7.5 选取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Ra1.6m，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。4）浇口设计一般情况浇口斜面尺寸要小，长度要短，这样熔料经过时流速增大，并获得摩擦热使熔料温度升高，能快速充满型腔，且浇口去除后痕迹不明显。但是浇口截面尺寸不能过小，过小的浇口压力损失大，凝料快，补缩困难，会造成塑件缺料、缩孔等缺陷，甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象，使塑件表面凹凸不平。浇口截面尺寸也不能过大，过大的浇口注射速度低，温度下降快，塑件可能产生明显的溶解痕和表面云层更现象。浇口位置的选择浇口开设的位置对塑件的质量影响很大，选择浇口位置应遵循下列原则：浇口应设置在能使型腔的各部位、各角落能同时充满的位置。浇口应设置在塑件较厚的部位，以使熔料从厚断面移入薄段面，以利于补料。浇口应设置在有利于排除型腔中气体的部位。浇口应设置在避免塑件表面产生溶合纹的部位。对于带有细长型芯的模具，浇口应设置在能使进料沿型芯轴向均匀进行，以免型芯被熔体冲击而变形。浇口应设置应避免熔体的断裂。浇口应设置应不影响塑件的外观。 口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。浇口尺寸确定我们塑件为小型件，截面形状多为矩形，浇口的台阶长度约为0.52.0，深0.52mm、宽1.56.0mm。根据塑件的成型要求及型号腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从壁厚为3.5mm处进料，料由厚处往薄处流，且选用的模具结构有利于排气。故可能用截面为矩形的侧浇口，初选尺寸：1mm32(hbl)5) 浇口套常采用标准件参数根据手册查得型号：XSZ125柱塞式注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴球面半径R0=12mm 喷嘴孔直径：d0=4mm根据模具主流与喷嘴的关系：主流道球面半径：R=R0+(12)mm ，取R=14 mm ；主流道小端直径：d=d0+（0.51） mm，取d=5 mm；主流道锥度：=25，取=3主流道长度L根据定模座板厚度确定，通常L不超过60mm，取50mm6）冷料穴与拉料杆的设计冷料穴应设在熔料流动方向的转折处，卧式或立式注射机用模具的冷料穴一般设置在主流道正对的动模上，开模时为了能从浇口套内拉出浇道凝料，通常在冷料穴末端设置拉料杆。该塑件采用Z形拉料杆，其头部的侧凹将主流道凝料钩住，开模时即可将凝料从主流道中拉出。同时由于拉料杆的尾部固定在推杆固定板上，故在推出塑件时凝料也一同推出。形生步冷品单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹；- 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 -5、型芯型腔结构设计 型芯型腔可采用整体式或组合式结构。由于该塑件尺寸不大且形状简单，无锥面过渡。宜采用整体式型腔，方便加工和热处理。考虑塑件有小孔，会存在小型芯，便于型芯加工，所以型芯采用整体嵌入式再加入小的圆柱型芯组合式结构。 6、推出机构的设计 根据塑件的形状特点，模具型芯在动模部分，开模后，塑件留在型芯。 推出机构可采用推件板推出或推杆推出。推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，对于该塑件需要多根推杆，在模具设计时排位很麻烦； 推件板脱模机构的特点是推出力大而均匀，运动平稳，且不会在塑件表面留下明显的推出痕迹，该机构还可省去复位机构。只需设置推杆。从以上分析得出：该塑件采用推件板推出机构。 7、注射模模架的选择本塑件采用直浇口注射成型，根据其结构形式，选择B型模架。具体的尺寸可根据推杆等在模板上排布确定。 8、冷却系统的设计注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，为了调节型腔温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机调节冷却介质温度。动定模和型腔的四周应均匀地布置冷却水道，切不可只布置在模具的动模边或定模边，否则脱模后的制品一侧温度高一侧温度低，再进一步冷却时会发生翘曲变形。在型芯，由于型芯比较大，而且高，为了冷却均匀，所以选择喷流式冷却回路。型腔是整体式，所以可直接在定模板上开冷却水道，详见定模板零件图。9、排气系统在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡， 除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于端盖注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。（PA1010塑料的最小不溢料间隙为0.03mm，间隙较小，再加上尼龙1010的流动性较好，也不宜开排气槽。10、注射机有关参数校核1、模具闭合高度的确定根据支承与固定零件中提供的数据确定：定模座板H1=25mm ，上固定板H2=20mm 下固定板H3=25mm支承板H4=32mm动模座板H5=25mm，垫块H6=50mmH=H1+H2+H3H+H4+H5+H6+H7=25+20+25+32+25+50=177mm2、 注射机有关参数的校核本模具的外形尺寸为250160，XSZ30型注射机模板最大安装尺寸为250280；故能满足模具的安装要求。模具的闭合高度为177，而XSZ30型注射机模板厚度范围为60180，所以满足条件。XSZ30型注射机的最大开模行程S=160，满足下式： SH1+H2+（510）=50+7+10=67。模具闭合高度的确定 由制件及排样方式可确定,型腔高度为7mm. 闭合高度为177mm.符合要求.经验证，XSZ30型注射机能够满足使用要求，故可以采用南通纺院职业技术学院端盖注射工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称端盖材料牌号PA1010设备类型HSZY30装配图号材料定额每模件数2零件图号单件质量3.76g工装号材料干燥设备温度100110时间h1216料筒温度后段190210中段200220前段210230喷嘴200210模具温度4080时间注射s2090保压s05冷却s20120压力注射压力MPa40100背压MPa2040后处理温度90100时间定额辅助min时间h4单件min检验编制校对组长车间主任检验组长主管工程师端盖模塑工艺卡14、 总结此次课程设计是一