试管塑料模具课程设计说明书.doc

常州工程职业技术学院塑料模具课程设计说明书 设计课题： 试管 学生姓名 指导教师 院 系 机械工程技术系专 业 模具设计与制造级 别 11级常州工程职业技术学院塑料模具设计工作任务书班级：_ 姓名：_ 学号：_产品号201306产品名称试管模具号18模具名称试管注塑模具工作任务 制件成形工艺制定 模具主要零部件的设计 模具的总体设计已知信息1. 零件材料为：PE2. 厚度为2mm3. 制件精度为IT54. 生产批量：中批量设计图及尺寸工作要求1、设计图示零件的模具装配图；2、制作12份零部件的工程图；3、编写设计说明书。技术指导： 日期：2013-06前 言注塑模具在现实中的应用非常的广泛，它具有生产工艺成熟、易于成型塑料制件、同时可以利用多腔模具来提高小尺寸制件的产量等诸多优点，所以在电器、机械、交通运输、建筑、化工、仪器仪表、家具和日用品等领域得到了广泛的应用。塑料模课程设计是一个重要的专业实训环节。通过对塑料制件进行塑料成形工艺与塑料模具的综合性分析设计训练，能熟练查阅相关技术资料（如塑料成型工艺与模具设计、模具课程设计指导等；进一步熟悉生产实践中形成的经验算法及数据，并将之运用于设计中；掌握塑料模设计的基本程序和方法，综合运用塑料成形工艺与模具设计及相关专业课程的知识，并按照相关的技术规范，进行模具设计的基本技能训练。如计算、绘图等。为毕业设计打下良好的基础。通过本次设计的复合模具，可以巩固模具理论知识，训练我的设计能力、创新能力、知识综合应用能力，全面提高我的综合素质。在本设计报告中，可以清晰的看到每次设计的步骤和结果，不断地讨论和学习，给我的复合模具的设计带来了很大的帮助。全面的设计都有自己的不断努力的结果，相信在今后的设计中，能够给自己更大的帮助。本设计报告中有系统的模具设计要点、完整的典型模具设计、充足的设计步骤、清晰的设计绘图技巧、一定的设计资料的查询，可方便学者依据自己的知识基础和兴趣在不同的资料中查找到相关的理论。本设计也采用了合适的设计手段完成一套模具设计。本设计报告内容浅显易懂，图文并茂，既有简单的理论指导，又有实用性。此次是我第一次的设计注塑模具,很多方面还存在着欠缺再加上水平有限，错误和不妥在所难免的，请各位老师能批评指正,我当虚心接受并加以改正,以求达到更好的设计效果.编者 2013年6月目录前言 3一、 塑件的工艺性分析 51、塑件工艺分析 52、塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析。 53、计算塑件的体积和质量 64、塑件注射工艺参数的确定 6二、注射模的结构设计 61、分型面的选择 72、确定型腔的排列方式 73、浇注系统的设计 84、成型零件的设计 8三、模具设计的有关计算 9四、模具加热和冷却系统的计算 101、加热系统的设计 102、冷却系统的设计 11五、模架的选择 11六、注射机的有关参数校核 12七、总装配图 13八、总结 14九、参考文献 15一、塑件的工艺性分析1、塑件工艺分析（1）塑件的原材料分析塑件的原材料采用聚乙烯塑料（PE）,属于热熟性塑料。聚乙烯树脂是无毒、无味、显白色或乳白色、柔软、半透明的大理石状粒料为结晶型塑料、密度为，有一定的机械强度，绝缘性能优异，是最理想的高频绝缘材料。常温下聚乙烯不熔于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙烯有高度的耐水性，长期与水接触其性能保持不变，其透水性能较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好，在热、光氧气的作用下产生老化和变脆。结论：该塑件可采用聚乙烯塑料。2、塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析。（1）结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆柱形，壁厚均为2mm，此制件底部有一个外圆为20mm、内圆直径为14mm、高度为2mm的凸台，制件总高度为60mm，制件顶部为R=7mm的圆弧过度，总体结构比较简单。（2）尺寸精度分析制件未注公差等级为MT5，属于中等尺寸精度，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证，从塑件的壁厚上来看，壁厚均匀且尺寸为2mm，所以熔融塑料便于充满型腔，有利于塑件成型。（3）表面质量分析该塑件的表面没有特别的表面质量要求。结合以上的分析可见：该塑件结构比较简单，结构工艺性比较合理，制件精度要求不高，对应模具的零件尺寸加工易保证，。结论：该塑件结构简单，成型容易。3、计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用计算机和确定型腔数。经UG软件计算，试管塑件的体积为V=5.247cm，根据塑料模具设计参考与资料汇编P152表3.10查得低密度聚乙烯密度为0.920.93g/ cm取0.93 g/ cm，故塑件的质量为m=pv=（0.935.247）g=4.88g。八个塑件的体积为：V=85.247 cm=41.976 cm因为制件的质量比较的小，故采用一模八腔的模具结构。结合制件外形尺寸、注射时所需的压力和标准注射机等情况初选用注射机为XS-Z-60。查塑料成型工艺与模具设计P69表2.5.2常用国产注射机主要技术规格可得该注射机的主要参数如下所示：额定注射量/60注射行程/170螺杆直径/38最大模具厚度/200注射压力/122最小模具厚度/70最大成型面积/130锁模形式液压-机械锁模力/ 500喷嘴球半径/12拉杆空间/190300喷嘴口直径/4 4、塑件注射工艺参数的确定查塑件成型工艺与模具设计P60表2.4.1常用的热塑性塑料注射成型工艺参数得：注射机的类型螺杆式螺杆转速60100喷嘴形式直通式喷嘴温度150170料筒温度料筒一区140160料筒二区150170料筒三区160180模具温度/3045注射压力/MPa60100保压压力/MPa4050注射时间/s15保压时间/s515冷却时间/s1520成型周期/s2040二、注射模的结构设计1、分型面的选择在模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出制件，所以最终选择试管口底部作为分型面较为合适，根据本制件结构特点，选择的分型面如图所示：2、确定型腔的排列方式本塑件在注射时采用一模八件，既模具需要八个型腔，综合考虑浇注系统模具的复杂程度等因素宜采取如下图 所示的八型腔排列方式，其主要特征是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度及尺寸均相等，这样就能达到各个型腔同时均衡进料的目的，布局简单，加工方便。其缺点是熔料进入型腔后达到另一端的熔料流程较长，但因该塑件较小，故对成型没有太大的影响。3、浇注系统的设计（1）主流道的设计根据查表可得XS-Z-60型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d1=4mm；喷嘴前端球半径Ro=12mm。根据模具主流道与喷嘴的关系R=Ro+(12)mm及d=d1+（0.51）mm，取主流道的球面半径为R=13mm，小端直径d=4.5mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为,35，在此取4。（2）分流道设计分流道的形状及尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定，本塑件的型状比较简单，溶料型腔也比较容易，根据型腔的排列方式可知分流道的长度不算很长，为了便于加工起见,选用截面形状为半圆形分流道，取。（3）、浇口设计 根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用点浇口较为理想，模具结构采用镶嵌式型腔、型芯、本制件采用截面为圆形的点浇口,初选尺寸为d=1mm，其斜度，试模时修正。结论：制件采用截面为圆形的点浇口。4、成型零件的设计(1)、型腔的结构设计。本模具采用一模八件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，型腔拟采用整体式结构。（2）、型芯结构设计。该制件结构简单，故采用镶拼式型芯。三、模具设计的有关计算本制件成型零件工作尺寸均采用平均法计算，查塑料模具设计参考资料汇编表3.3得低压聚乙稀的收缩率为，。故平均收缩率为考虑到工厂模具制造现有条件，模具制造公差取。1、型芯型腔工作尺寸计算（见下页表格） 型 腔 深度尺寸 径向尺寸 型 芯 深度尺寸 径向尺寸四、模具加热和冷却系统的计算1、加热系统的设计因为本塑件的材料为PE，再注射成型时要求的模温为40-80，当模具温度要求80以上时需要对模具进行加热，故不需要要设加热系统。2、冷却系统的设计可通过计算来确定是否需要冷却系统，设模具平均工作温度为40，用常温20的水作为模具的冷却介质，其出口温度为30。 塑件在硬化时每小时释放的热量为，冷却水的体积流量V由成型工艺与模具设计公式3-48得：式中：V所需冷却水的体积（） m包括浇注系统在内的每次注入模具的塑件质量（Kg） n每小时注射的次数冷却水在使用状态下的密度（）冷却水的比热容冷却水出口温度冷却水入口温度从熔融状态的塑料进入型腔是温度到到塑料冷却脱模为止,塑件所放出的热焓量 由上述计算可知,因为模具每分钟所需冷却水体积流量较小,故可不设冷料系统,依靠空冷的方式冷却模具即可。结论：该模具不需要设加热系统。五、模架的选择 查塑料成型工艺与模具设计表3-27型腔壁厚S的经验数据，型腔侧壁厚度S（mm）型腔间壁厚t的关系，其中：（A制件的长为20mm、由经验的t=20mm。）型腔模板的长度：L=2S+2A+t=2。型腔模板的宽度：L=2S+2A+t=2。 式中：L型腔模板的长度。 N型腔模板的宽度。 S型腔至模板边缘的宽度。 A制件的长度。 t型腔间壁厚。 模具周界尺寸：塑料模具设计指导表7-1塑料注射模中小型标准模架的尺寸组合（GB/T12556-1990）圆整为。 确定模架厚度：根据模板周界尺寸确定选用中小型模架标准，采用中小型模架A3型。查塑料模具设计指导表7-1系列塑料注射模中小型模架（G/T12556-1990）得A板： B板：垫块C： 推板：推杆固定板： 动模座板： 推件板： 定模座板： 所以模架规格为：A3型。根据支承与固定零件的设计中提供的经验数得： 定模座板： 型腔（A）： 推件板： 型芯（B）：垫块C： 动模座板：分流道推板 支承板模具的闭合高度： =16mm+83mm+16mm+25mm+90mm+16mm+17mm+20mm=283mm结论：BL=150mm150mm模具的闭合高度为283mm选择模架型号为A3型中小型模架。六、注射机的有关参数校核本模具的外型尺寸为，注射机XS-Z-60所允许的模具最小厚度Hmin=70mm，最大厚度Hmax=200mm，即模具不满足的安装要求，所以改选注射机为G54-S200/400型，G54-S200/400型的有关参数:额定注射量/200400最大成型面积/C645螺杆直径/55最大模具厚度/406注射压力/109最小模具厚度/165注射行程/mm160合模方式液压-机械注射方式柱塞式动模固定板尺寸/523634锁模力/ 2540喷嘴球半径/18拉杆空间/290368喷嘴孔直径/4 有以上的表格可以得出，注射机为G54-S200/400型满足的安装要求，最大开模行程S=300mm，满足推件要求。七、总装配图（见附表）总结这周的模具设计实训，让我学习到了很多。项目化的教育给我最大的触动就是我能够通过自己的努力去设计一套完整的工艺装备。同时，项目化的教育是一个很好的展现自我的平台。然而注塑模具的设计，有时候让我很困惑，不知道该怎么下手去开始自己的设计！理论的东西很多，然而最缺乏的是项目化教学的实践能力。针对本次的注塑模具设计，我深刻体会到设计其中隐含的困惑与疑虑。而这些的问题都要靠自己去查取相关的知识与理论，这不仅开拓我的知识面，也增强了我的动手能力和思维能力。图表的识别是非常的重要，因为其中好多的零部件都是国家标准的，不需要过多的设计。这样，自己的读图能力就必需要好。通过这次训练，我对摸具基础知识及公差、机械制图等专业的综合运用有了一个较为系统的认识，将课本原来比较抽象的内容联系实际实现为具体内容，有效深刻地锻炼了我们综合运用模具设计和相关课程的理论，结合实际分析和解决了问题的能力，巩固和加深了有关模具设计个方面的知识。一分耕耘一分收获，没有徒劳而获的好事。付出了就会有回报，每次在参考书中找寻自己所需要的东西，都会感觉到知识的重要性！而我的努力只能让自己变得更加的自信。虽然说本次的设计，遇到很多的困惑，最终都会给自己一些成长的经验。所以，学习，重要的是学习它的方式方法，懂得其中，锻炼思维创新能力，而不是简单的照本宣科。对我来说，设计是我很大的兴趣。每当通过一次的设计，我都能够找到其中的设计，无形之中，计算、查阅、分析等等各方面的能力就得到了提升。此次的设计是我走向未来工作的重要一步，从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计，期间查找资料、老师们的指导与同学的交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。不但使我更进一步理解和懂得了以前学到的知识而且还把以前课本上学到的知识连接在了一起。使我能更好的融会贯通。参考文献1