带头盒盖注塑模具设计.doc

目 录一、 塑件成型工艺性分析. 1二、 浇注系统的设计. 6三、 成型零件的设计. 10四、 模架的确定. 13五、 排气槽的设计 14六、 脱模推出机构的设计. 14七、 温度调节系统的设计 15八、 导柱及导套设计 17九、 参考文献 191. 塑件成型工艺性分析1.1 成型材料性能分析该塑件材料为聚丙烯（PP），密度为。聚丙烯塑料是通用塑料中密度最低的，为乳白色高结晶性聚合物，无毒、无味；有良好的力学性能，刚性、耐磨性好，硬度比较高；耐热性较好，耐寒性差；不吸水，化学稳定性好，但不耐日光，热稳定性差；易燃，燃烧时有石油味道散出；电绝缘性好，耐电压；薄膜透明，对空气和水蒸气渗透差；用于成型薄膜、丝及其它制品较好，但染色、印刷、黏合性差。聚丙烯的工艺性很好，可以注射成型。 1.2 塑件结构工艺性分析该塑件是带头盒盖，如图1.1所示，塑件壁厚属薄壁塑件。由图所给尺寸塑件比较小，再由图上所给尺寸标注完整正确，经分析塑件结构工艺性良好， 1.3分型面位置的确定根据塑件结构形式，分型面选在带头盒盖的底平面，如图所示 带头盒盖分型面位置1.4.确定型腔数量和排列方式1) 型腔数量的确定该塑件进度要求不高，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造成本，初定为一模两腔。2）型腔排列形式的确定因为所用材料为聚丙烯，材质硬度不高，可采用强制脱模的方式，这也是注塑厂成型这种类型方盖的常用方法，因此本设计采用推件板推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用单列直排。如图：4.模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模两腔，单列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用点浇口式浇口，模具为双分型面顺序脱模结构，因此基本上可确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模。5.注射机型号的确定1）注射量的计算由图纸上所给的塑件尺寸可求得其体积为：塑件体积：取PP的密度为0.90g/cm3,所以塑件的质量为：流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算，从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为 2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需要锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍0.5倍，因此可用0.35nA来进行估算，所以 式中 3）选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-60/450卧式型注射机。注射机主要技术参数理论注射容量/78锁模力/KN450螺杆直径/30拉杆内间距/280x250注射压力/170移模行程/220注射速率/（g/s）60最大模厚/300塑化能力/（g/s）5.6最小模厚/100螺杆转速/（r/min）14200定位孔直径/55喷嘴半径/mm20喷嘴孔直径/3.5锁模方式双曲肘4）注射机有关参数的校核由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。型腔数校核合格。式中 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； 注射机的额定塑化量（5.6g/s）; 成型周期，取30s.注射压力的校核 ，注射压力校核合格。式中 注射压力安全系数，一般=1.251.4，取1.3； 取120（属薄壁窄浇口类）。锁模力校核 ，锁模力校核合格。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可以进行。K=锁模力安全系数，一般取K=1.11.22. 浇注系统的设计2.1主流道设计1）主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 =注射机喷嘴尺寸+（0.51）=3.5+0.5=4mm主流道球面半径为 喷嘴球面半径+（12）=20+2=22mm2)主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了便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40mm,约等于定模板的厚度，衬套如图2.2所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC-57HRC。主流道衬套1） 主流道凝料体积 4）主流道剪切速率校核由经验公式 式中 主流道剪切速率偏小主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。2.2.分流道设计1） 分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。2）分流道长度 2） 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积梯形形状及截面尺寸。为了便于机械加工及塑料脱模，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸，即根据参考文献，取B=3mm. ,取从理论上分流道可比截面小10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。 凝料体积 分流道长度 分流道截面机 凝料体积4）分流道剪切速率校核 采用经验公式在之间剪切速率校核合格。式中 当量半径 式中 t注射时间，取1s; A梯形面积（0.105）； 梯形周长（1.3）； 5）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8即可，在此取。 2.3.浇口的设计 这里选用点浇口，外面质量较高，并且要求为自动脱模的顺序脱模模具，采用点浇口可实现自动化，点浇口尺寸的确定，采用斜孔拉断点浇口凝料可使浇注系统从模具上拉出分离。点式浇口浇口先取mm，在试模时根据填充情况再进行调整。浇口剪切速率的校核由点浇口的经验公式得 之间，剪切速率校核合格。冷料穴的设计1） 主流道冷料穴并采用菌头头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对菌头的包裹力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。分流道冷料穴 在分流道端部加长5（约1.5）作分流道冷料穴。3.成型零件的设计 3.1 成型零件的结构设计 1）凹模（型腔） 凹模制成整体式。整体式凹模由整块材料加工制成，强度高、刚性好，不会使塑件产生拼接接缝痕迹，可减少注射模中的成型零件的数量，便于模具装配，但热处理不方便。 2）凸模 凸模采用整体式。为可以节约贵重模具材料和便于热处理，可将其成型部分加工好后，再连接起来。 3.2成型零件钢材的选用凸，凹模的材料均采用T10A，淬火加低温回火硬度55HRC。 3.3成型零件工作尺寸的计算 塑件尺寸公差按6级精度选取。1）型腔深度尺寸x-修正系数（取0.66）-塑件公差值型腔内径尺寸x-修正系数（取0.5）2）型芯高度尺寸型芯外径尺寸取-塑件公差值 s收缩率2.0%3.4 成型零件强度及支承板厚度计算 型腔壁厚（整体式），型腔最小壁厚为： 式中型腔压力（取30MPa） 材料弹性模量 模具刚度计算许用变形量。式中 型腔底板厚 型腔为凹模制成整体式两型腔所受力大小相等，方向相反在和模状态在不会产生变形，因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计条件就可以了。3.5.支承板板厚度计算 支承板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选250x250这个大类范围内，垫块之间的跨度大约为140，根据型腔布置及型芯对支承板的压力就可计算得到支承板的厚度，既支承板刚度计算许用变形量，；两垫块之间的距离；影响模具变形的最大尺寸；支承板板长，取250mm；型芯投影到支承板上的面积。单件型芯所受压力的面积为两个型芯的面积约为对于小型模具还可以减小一点，可利用两根推板导柱来对支承板进行支撑，支承板厚度可以取得所稍微薄一点，取标准厚度40mm。 4模架的确定根据型腔的布局，又根据型腔侧壁厚度，再考虑到导柱，导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为4号（），模架结构为的形式。各模板尺寸的确定4.1 A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度为25，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板厚度取40。4.2 B板尺寸B板是凸模固定板，因此厚度为25，凸模的成型部分高度为。4.3 C垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）=22.5+25+16+（510）=62.567.5根据计算，垫快厚度C取63。标准模架图上述尺寸确定之后，就可以确定模架序号为4号，板面为模架结构形式为A4的标准模架。从选定模架可知，模架外形尺寸：宽长高=模具平面尺寸,合格；模具厚度281，100281300合格；模具开模所需行程=25（塑件高度）+40（浇注系统高度）（510）=（7080）200(注射机开模行程)，合格；其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足使用要求。5排气槽的设计 方盖成型型腔体积比较小，约为6.8，注射时间约为，采用的是潜伏浇口向型腔顶部倾斜，塑料熔体先充满型腔顶部，然后充满周边下部，这样型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和推件板之间的轴向间隙向外排出。6脱模推出机构的设计 设计使用推件板推出，厚度为25。有两个推杆带有螺纹拧在推件板里使它们一起运动。推杆直径为。 导柱有四根采用不对称布置。导柱、导套直径分别为、，之间采用过度配合。 推出过程：顶板和定模板连接在一起，动模板，动模支承板，垫块以及底版连接在一起，滑块嵌在推件板，开模时滑块沿两边的导轨向下移动从而推动动模板以下的整体向下移动。完了推板又向上移动带动推件板将塑件和凝料一起推出。 7. 温度调节系统的设计因塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高易于分解，因此模具温度设为。7.1冷却管道直径为使冷却水处于湍流状态，查资料取。7.2冷却回路的形式型腔采用单一矩形回路。7.3冷却水的体积流量 式中W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（），按每分钟注射2次，即28； Q单位质量的塑料在凝固时所释放出的热量，PP为；（其中） 冷却水的密度（1000）； 冷却水的比热容； 冷却水出口温度（26.5）； 冷却水出口温度（25）。7.4冷却水在管道内的流速由式 大于最低流速1.10，达到湍流状态，所选管道直径合理。7.5冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数查参考文献中的表9.8-5取时），因此 7.6冷却管道的总传热面积7.7模具上应开设的冷却水孔数 为方便冷却水孔的布置，取冷却水孔的数量为2，两端互连循环的方式冷却，如图8.导柱及导套设计8.1导柱设计(1）该模具采用带头导柱，不加油槽，图8.1所示。图8.1导柱(2）导柱的长度必须比凸模端面高度高出8mm一12mm。 (3)为使导柱能顺利地进人导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。 (4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为20mm) 。 (5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/n6配合，导柱滑动部分按H7/g6或H8/f7的间隙配合。 （6）导柱工作部分的表面粗糙度为R。04um。 （7）导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢TSA、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。8.2导套设计 导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套（GBT41692一1984）、带头导套（GBT4 1693一1984）。 （l）结构形式。采用不带采头导套。 （2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。 （3）导套孔的滑动部分按H8f7或H7g7的间隙配合，表面粗糙度为08um。导套外径与模板一端采用H7k6配合；另一端采用H7n7配合镶入模板。 （4）导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。图8.2 图8.2导柱直导套参考文献【1】齐晓杰主编，塑料成型工艺与模具设计。北京，机械工业出版社。2004。【2】伍光明主编，塑料模具设计指导，北京，国防工业出版社。2006。【3】史铁梁主编，模具设计指导，北京，机械工业出版社。2006【4】申开智主编，塑料成型模具，北京，中国轻工业出版社。2002【5】王孝培主编，塑料成型工艺与模具简明手册，机械工业出版社。2000【6】全国模具编辑委员会，模具钳工工艺，机械工业出版社， 2003【7】全国模具编辑委员会，模具制造工艺装备及应用， 机械工业出版社，2000【8】于华 .注射模具设计技术及实例， 机械工业出版社， 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