试管塑料模设计.doc

江西工业工程职业技术学院塑料模课程设计说明书 题 目： 试管 学生姓名 钟华成 指导教师 宋 藜、谢晖 院 系 机电工程系 专 业 模 具 级 别 06级江西工业工程职业技术学院任务书：制件：试管 前 言塑料模课程设计是一个重要的专业实训环节。学生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（如模具设计与制造简明手册，塑料模结构图册等；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。此次是我第一次设计模具,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 2008年3月目录一、塑件的工艺性分析56二、注射模的结构设计79三、模具设计的有关计算910四、模具加热和冷却系统的计算11五、模架的选择12六、注射机有关参数的校核13七、注射机有关参数的校核14八、小结15九、参考文献16 序号计算方法与步骤计算结果一、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,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。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形，壁厚均为2，此制件低部有一个外圆为12mm、内圆直径为14mm、高度为2mm的凸台，制件总高度为40mm，制件顶部为圆弧过度，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，该零件重要尺寸如：轴类尺寸： 孔类尺寸： 从塑件的壁厚上来看，壁厚均匀且尺寸为2，经查塑料成型工艺与模具设计书P85 表212 查得最小壁厚为0.45mm故符合要求有利于成型。（3）表面质量分析制件的表面粗糙度为：。 通过以上分析可见：该塑件结构比较简单，结构工艺性合理，制件精度要求不高，对应模具的零件尺寸加工易保证。 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Pro/E计算，塑件的体积为，根据塑料模具设计参考与资料汇编表3.10查得低密度聚乙烯密度为取,故塑件的质量为。结论：该塑件采用聚乙烯塑料 结论：制件未注公差等级为MT5结论：该塑件结构简单，成型容易序号计算方法与步骤计算结果四个塑件体积为：凝料的体积约为：总体积：考虑制件的质量小，采用一模四件模具结构，结合制件外型尺寸、注射时所需压力和标准注射机等情况初步选用注射机为XZ25/25。查实用塑料注射模设计与制造得：理论注射体积/25移模行程/160螺杆直径/20最大模具厚度/160注射压力/150最小模具厚度/130注射速率/ g/s70锁模形式20曲轴螺杆转速/ r/min0200模具定位孔直径/80锁模力/ 250喷嘴球半径/10拉杆内间距/205喷嘴口直径/3 4、塑件注射工艺参数的确定查塑件成型工艺与模具设计P49 表2-2得注射机的类型螺杆式螺杆转速3060喷嘴形式直通式喷嘴温度170190料筒温度前段180200中段200220后段160170模具温度/4080注射压力/MPa70120保压压力/MPa5060注射压力/s05保压时间/s2060冷却时间/s1550成型周期/s40120结论：该塑件采用一模四件模具结论：选用注射机为XZ25/25序号计算方法与步骤计算结果二、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，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，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四件，既模具需要四个型腔，综合考虑浇注系统模具的复杂程度等因素宜采取如下图 所示的四型腔排列方式，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。 序号计算方法与步骤计算结果3、浇注系统的设计（1）、主流道的设计 根据设计手册查XZ25/25型注射机喷嘴的有关尺寸，喷嘴前孔径为；喷嘴前端球半径。 根据模具主流道与喷嘴及，取主流道球面半径，小端直径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。（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。4、成型零件的设计（1）、型腔的结构设计 本模具采用一模四件的结构形式,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。结论：制件采用截面为圆形的点浇口结论：型腔采用整体式结构结论：采用镶拼式型芯序号计算方法与步骤计算结果三、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、型芯和型腔工作尺寸计算型芯和型腔工作尺寸计算如下所示： 结论：该塑件的收缩率为2.55%序号计算方法与步骤计算结果 型 腔 深度尺寸 径向尺寸 型 芯 深度尺寸 径向尺寸 序号计算方法与步骤计算结果四、模具加热和冷却系统的计算1、加热系统查、成型工艺与模具设计表2-2得：本塑件的材料为PE，在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 结论：不需要设冷料系统统,依靠空冷的方式冷却序号计算方法与步骤计算结果五、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：。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+63mm+16mm+25mm+70mm+16mm+17mm+20mm =243mm结论：结论：选择模架型号为结论：模具的闭合高度为243mm序号计算方法与步骤计算结果六、注射机的有关参数校核 本模具的外型尺寸为，XZ25/25型注射机所允许模具最小厚度，最大厚度，即模具不满足的安装要求，所以改选注射机为XZ-60/40型.XZ-60/40型的有关参数:理论注射体积/60移模行程/250螺杆直径/30最大模具厚度/250注射压力/180最小模具厚度/150注射速率/ g/s70锁模形式20曲轴螺杆转速/ r/min0200模具定位孔直径/80锁模力/ 400喷嘴球半径/10拉杆内间距/200300喷嘴口直径/3XZ-60/40型注射机的模板最大安装尺寸为，故能满足安装要求，XZ60/40型注射机所允许模具最小厚度，最大厚度，即模具满足的安装要求，经查资料 XZ60/40型注射机的最大开模行程S=180m，满足推件要求。制件脱模距离S注射机最大开模行程包括主流道凝料在内的塑料高度mm经验证： XZ60/40型注射机能够满足使用要求，故可采用。结论：该注射机不满足安装要求所以改选注射机为XZ-60/40型结论：XZ60/40型注射机能够满足使用要求，故可采用序号计算方法与步骤计算结果 七、装配图 序号计算方法与步骤计算结果八、小结通过本次塑料模的设计，使我对注射模有了更多的了解，在老师和我们的共同努力下，终于结束了。通过这次实习，使我在原来的理论基础上增加了不少实战性的知识。在设计中，我们利用计算机辅助设计CAD/PROE来进行塑料模的设计，计算机辅助设计，是在设计时，把原始数据图形数据化的参数输入计算机对其进行分析和处理并通过显示器给出分析结果和图形同时还可在显示器上对分析结果和图形进行补充修改和完整，使设计达到最佳水平，比动手画图更省时和省力，而且清晰