衬套注塑模具设计说明书

1南京农业大学工学院课程设计课题名称塑料模塑成型技术题目名称衬套注塑模具设计专业班级材料成型及控制工程04班学号学生姓名指导教师聂信天夏荣霞史立新徐秀英2013年10月28日2目录一塑件成型工艺性分析311塑件的分析312PP的性能分析313PP的注射成型过程及工艺参数3二拟定模具的结构形式421分型面位置的确定422确定型腔数量和排列方式423注塑机型号的确定4三浇注系统的确定631主流道设计632浇口的设计7四成型零件的结构设计和计算941成型零件的机构设计942成型零件的钢材选用943成型零件工作尺寸的计算944模架的确定和标准件的选用11五脱模推出机构设计11六模架的确定13七排气槽的设计14八冷却系统的设计14九导向和定位结构的设计16十总装图16总结17参考文献183一塑件成型工艺性分析11塑件的分析（1）外形尺寸壁厚6MM,结构对称，适合注射成型。（2）精度等级MT5,查表确定每个尺寸的公差。（3）脱模斜度PP为无定型塑料，流动性好，选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为45分。（4）圆角过渡半径15MM12PP的性能分析（1）使用性能密度小，强度高耐热性均优于聚乙烯，可在100C左右使用，具有优良的耐腐蚀性高频绝缘性，不受湿度影响，（2）但低温时变脆，不耐磨，易老化。（3）成型性能1结晶料，吸湿性小，易发生熔体破裂，长期与热金属接触易分解。2流动性好，但收缩范围和收缩大，易发生缩孔，凹痕，变形。3冷却速度快，浇注系统和冷却系统应缓慢散热。4塑料壁厚需均匀，避免缺口，尖角。5PP的主要性能指标13PP的注射成型过程及工艺参数密度/3/GCM09091比容/G/3CM110111（4（吸水率/（24H）001003收缩率/1025（5（熔点/C170176抗拉屈服强度37MPA（6（弯曲强度68MPA冲击强度78MPA（7（4（1）PP的吸湿性很小，因此在成型前一般不需要干燥处理。PP分子结构中含椒碳原子，故抗氧化能力很低，在塑化时应加入抗氧化剂。塑件在注塑机料筒内进过加热，塑化达到流动后由模具的浇注系统进入模具型腔，分为冲模，压实，保压，倒流，冷却五个阶段。尽量缩短保压时间。（2）注塑工艺参。1）注塑机螺杆式，转数48R/MIN预热和干燥80100C/H2）料筒温度（C）后段160180中段180200前段2002203）喷嘴温度（C）1701904）模具温度（C）80905）注射压力（MPA）701006）成型时间（S）高压03保压2060冷却2090二拟定模具的结构形式21分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应该选在端盖截面积最大且有利于开模取出塑件的低平面处。22确定型腔数量和排列方式（1）数量由于塑件精度为MT5且尺寸较大，利用一模两腔的形式。（2）模具结构形式的确定模具设计为一模两腔，直线对称分布，推出机构采用推杆推出，浇口采用侧浇口且在最高处选用单分型面注射模。23注塑机型号的确定（1）注射量的计算通过计算得塑件体积433塑VCM5塑件质量G738904塑塑VM（2）浇注系统凝料体积的初步估算凝料的体积按塑件体积的021倍来估算，由于采用简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的04倍来估算。34120CV）（塑总（3）选择注射机根据第二步计算得出注入模具型腔的塑料总质量为1204,则有3CM5108/4120/3CM总3C根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值可选用SZ160/1000卧式注射机理论注射量160锁模力10003/CKN/螺杆直径40最大模厚300MM注射压力150移模行程325MPA/最小模厚200螺杆转速0200R/MM定位孔直径125/喷嘴半径球12喷嘴孔直径3/锁模方式双曲肘/（4）注射机有关参数的校核1）注射压力校核PP所需注射压力为70100MPA取，该注射机的公称注射压力80OP，注射压力安全系数12514取0公P31K，所以注射机压力合格。15031OK2）锁模力校核塑件在分型面上的投影面积。22231561845MA）（）（塑浇注系统在分型面上的投影面积即流道凝料（包括浇口）在分型面上的浇投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在浇A浇分型面上的投影面积的0205倍。由于本流道设计简单，分流道相对较塑6短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A塑浇20塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积，则总M2137516212NAA塑浇塑总）（模具在型腔内的胀形力查表可得注KNPF0375模总胀塑机的公称锁模力，锁模安全系数为K1112，这里取K12,则N0锁，所以注塑机锁模力合格。锁胀胀FK81567321三浇注系统的设计31主流道设计主流道位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴注射处的熔体导入型腔中，主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出（1）主流道尺寸设计1主流道的长度小模具应尽量小于60MM，本设计中初取50MM主L2主流道小端直径D注塑机喷嘴尺寸（051）MM30535MM3主流道大端直径D式中,DM510TAN2主44）主流道球面半径注塑机喷嘴球头半径（12）MM14MMOSR5）球面的配合高度H3MM2主流道的凝料体积3322CM082520871571503143RLV）（）（主主主主主主（3）主流道当量半径。MRN275（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损性，对材料要求严格，因而模具主流道部分常设计可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便常用碳素工具如T8A，T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC，如图示732分流道设计（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。（2）分流道的长度由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，股设计时可适当选小一些。单边分流道长度取35MM。L分（3）分流道的当量半径因为该塑件的质量，所G2083M塑以分流道的当量半径为7526540265404D分塑分（4）分流道截面形状常用的分流道截面形状为圆形。（5）凝料体积33219787ALV分分分（6）校核剪切速率S/CM74260T3Q塑分分剪切速率为该分流道的剪切1333S8927514分分分R速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率之间，所以，分流3205道熔体的剪切速率合格。（7）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取12525即可，此处取。另外，其脱模斜ARMMRA618度一般在之间，这里取。105833浇口的设计浇口截面积通常为分流道截面积的007009倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为052MM。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐渐修正。由于该塑件的表面质量要求较高，且成直线对称分布，所以采用一模两腔的模具形式，采用潜伏式浇口，这样有利于熔料的流动和充型。（1）浇口直径。其中对于MANKD731580267044PP，N取07，其中T16S。1260TK（2）校核浇口的剪切速率1）确定注射时间T16S2）计算浇口的体积流量SCMVQ/5236107T塑浇3计算浇口的剪切速率1433S08274浇浇浇R该潜伏式浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。143051S34校核主流道的剪切速率1）确定注射时间T16S2）计算主流道的体积流量STNVQ/5496103729802CM3塑分主主可得剪切速率。该数据在133354SSRQR分分主之间，所以主流道内熔体的剪切速率合格。132051S935冷料穴的设计与计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用推杆顶出塑件，故采用“Z”字头拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对“Z”字头的包紧力使凝料从主流道中脱出。4成型零件的结构设计和计算41成型零件的机构设计（1）凹模的结构设计。凹模是成型制品外表面的成型零件。其结构可分整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。这里采用组合式。（2）凸模的结构设计。凸模是成型塑件内表面的成型零件。通常是整体式和组合式两种类型。这里采用组合式型芯。42成型零件钢材选用对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的强度、刚度、耐磨性及良好的抗疲劳性，还考虑它的机械加工性能和抛光性能。该塑件是大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20。成型塑件型芯，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材也选用CR12MOV。43成型零件工作尺寸的计算采用相应公式的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件图给定的公差计算。（1）凹模径向尺寸计算塑件外部径向尺寸的转换10L；L1SM064M64012SM06486402根据公式L1SL3/4计算可得1MCP1S10Z3/ZL（1002）46075044644MM11360。L2MM03604875480其中平均收缩率2CPS（2）凹模深度尺寸计算根据公式H1SHX计算可得；1MCP1S10ZH；H1SM056345602SM32320H（1002）340750563426MMM1870。1870H1302MM2107（3）型芯径向尺寸计算1）动模型芯径向尺寸计算LSM5604S561根据公式L1SLX计算可得；1SCPS10ZL1SLX100234075036351MM1MCPS10Z018701872动模型芯内孔尺寸计算L18，2SM038S381MXLSSSCPM127004026583751823）定模型芯尺寸计算，LS640643SXLZSSCPM021306703454621134）定模型腔尺寸计算MLS06464SMLS07454S11MXLSZSCPM02132130044467546211ZS707055854型芯高度尺寸计算1）成型塑件内腔大型芯高度，6405SHMS6401根据公式H1SHX计算可得；1MCPS1ZM023023157022）成型塑件中心圆筒的型芯高度计算H，S24042XMM080132267144模架的确定和标准件的选用模架尺寸确定后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度的计算，以校核所选模架是否适当，尤其对大型模具，模架选用A2型。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用模架尺寸为400X400MM的标准模架，可符合要求。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉，模具外表尽量不要有突出部分，模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应用分模间隙，即在装配，调试，维修过程中，可以方便地分开两块模板。1定模座板（400MM400MM，厚20MM）材料为45钢通过8个M10的内角圆柱螺钉与定模板连接，定模座板与浇口套为H8/F8配合。2定模板（上型芯固定板）（400MM400MM，厚15MM）固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或Q235A制成，最好用调质230HB270HB。其上的导套孔与导套一端采用H7/K6配合，另一端采用H7/E7，定模板与浇口套采用H8/M6配合，定模板与圆筒型芯为H7/M6配合。3垫块（67MM400MM，厚100MM）1）主要作用在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间，或是调12节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。2）结构形式可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。3）垫块材料垫块材料为Q235A，也可用HT200，球墨铸铁等，该模具垫块采用Q235A制造。4）动模座板（250MM355MM，厚24MM）材料为45钢，注射机顶杆孔为MM，其上的推板导柱孔与导柱采用H7/M6配合。5）推杆固定板（200MM355MM。厚17MM）材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/F6配合。五脱模推出机构设计本塑件结构简单，可采用推件板推出、推杆推出或两者综合推出方式，要根据脱模力计算来决定。51脱模力的计算（1）圆柱大型芯脱模力因为17/161110，所以视为薄壁圆筒塑件，TR其脱模力为FC225KKCJFCDTATAEK其中K09536COSIN1CF1COSIN45014530297为脱模斜度，为1D2R2RHKDCA可以得出4445278218F1C29968N350675314218154095362213（2）2型芯脱模力参照（1）型芯脱模力的计算方法得到F34745N2C3502621431854095361俩个型芯的脱模力为4F13898N2C（3）135135矩形型芯脱模力/T27/3910所以视为厚壁圆筒塑件，其KD脱模力为FC2251KKCJFCDTATAEK其中K09536COSIN1CF1COSIN45014530297为脱模斜度，为1（LB）/22（LB）HKDCA可以得出F6015N3C35027625171815409536214总脱模力F2996813898601549841N1CF3C52推出方式的确定1）采用推杆推出（1）推出面积设6MM的圆推杆设置8根，那么推出面积为杆A2221608438MD2推杆推出应力查表取许可应力12MPA12故为合格杆F6028914所以推出方式采用推杆推出。六模架的确定根据塑件的大小以及嵌件所占的平面面积选取400X400的标准模架61、各模板尺寸的确定（1）A板尺寸A板是定模型腔板，A板厚度为20MM。（2）B板尺寸，B板是型芯固定板，按模架标准板件取47MM。（3）C板尺寸垫块，按标准模架取100MM。经上述尺寸计算，模架尺寸可以选择标记为400400MM62、模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸经过校核模具平面尺寸、模具高度尺寸和开模行程都符合要求。7排气槽的设计塑件由于采用侧浇口进料熔体经塑件侧方向充满型腔，每个凹模镶件上有4根推杆，配合间隙可作为气体排出，不会出现顶部憋气现象。而且底面的气体沿着分型面、型芯之间的间隙排出间隙外。8冷却系统的设计这里只进行冷却系统的计算，忽略模具因空气对流、辐射以及注射机散发热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量等于冷却水所带走的热量。1、冷却介质PP熔融温度和成型温度分别是170176C与180C。设模具温度为50C可以用常温水进行冷却。2、冷却系统的简单计算1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W1）塑料制品的体积VN7927CM主V分塑3152）塑料制品的质量MVKG0713490273）塑件的壁厚为6MM，查得T冷85S。取注射时间T注16S，脱模时间为7S。则注射周期TT冷T注T脱85167936S。故每小时注射次数为N3600/93638次4单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量WNM380071274KG/H（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q。查找PP单位热流量Q的值得范围在590左右KJ/KG，故取Q590KJ/KG。（3）计算冷却水道体积流量Q设冷却水道入水口的水温为22C，出水的水温为25C，取水的密度为1000KG/M，水道比热容C4187KJ/KGC。Q590KJ/KG根据公式得3QMIN/10251874069C60WQ312（4）确定冷却水路的直径D当Q2110M/MIN时，为了是冷去水处于川流状态时，取模具冷却水孔的3直径D10MM。（5）冷却水在管内的流速V,其中，Q2110M/MIN3V045M/S232014604QD6）求冷却管壁与水交界面的膜转热系数H因为平均水温为235，查书的F067，则HKJ/（MHC）208V417FD41027计算冷却水通道的导热总面积AAMHWQ52301974310628）计算模具冷却水管的总长度L16L194MMDA9）冷却水路的根数，设每条水路长度200MM，则冷却水路的根数为X194/2001根LL有上述可知，一条冷却水道对于模具来说显然是不合适的，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率，凹模与型芯都应该得到充分的冷却。9导向和定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的