塑件塑料模具课程设计

1、目录1塑件设计 - 3 -1.1 塑件图 - 3 1.2 塑件分析 - 3 1.3 塑料材料的成型特性与工艺参数 - 3 2. 设备的选择 - 5 -2.1 塑件体积的计算 - 5 -2.2 注塑机的选择 - 5 -2.3 最大注射量的计算- 5 -2.4 锁模力的校核 - 5 -2.5 开模行程的校核 - 6 -3. 浇注系统的设计 - 7 -3.1 分型面的选择 - 7 -3.2 主流道的设计 - 7 -3.3 浇口设计 - 8 -3.4 分流道的设计 - 9 -3.5 流动比的校核 - 9 -3.6 排气系统的设计 - 10 -4. 成型零部件的设计 - 11 -4.1 型腔结构的设计

2、- 11 -4.2 型腔尺寸的计算 - 11 -4.3 型芯结构的设计 - 12 -4.4 型芯尺寸的计算 - 12 4.5小孔中心距计算 - 13 4.6型腔壁厚计算 - 14 4.7整体式圆形形腔底板厚度计算 - 14 5.合模导向机构的设 - 16 -6.塑件脱模机构的设 - 17 -7.侧向分型抽芯机构的设计 - 18 7.1 抽拔距的计算 - 18 -7.2 抽拔力的计算 - 13 -7.3 斜导柱的设计 - 18 -7.4 斜导柱的校核 - 18 7.5 斜滑块的结构形式设计 - 187.6 导滑槽的结构形式设计 - 19 7.7 楔型块的结构形式设计 - 19 8.温度调节系统的

3、设计与计算 - 20 -8.1 冷却时间的计算- 20 -8.2 冷却参数的计算- 20 -参考文献 - 21 1.塑件设计 1.1塑件图塑件图如下：图1.1塑件图1.2塑件分析塑件选用聚乙烯材料，无填料填充。壁厚4mm，脱模斜度1，尺寸精度选mt3,表面粗糙度ra1.0。塑件高70mm，外径30mm，其余尺寸见塑件图 。1.3塑料材料的成型特性与工艺参数聚乙烯的主要性能参数见表1性能 参数密度（/g.） 0.923 0.94熔融指数 70 20 7 2 0.3 0.7数均分子量/(x 10000) 2.0 2.4 2.8 3.2 4.8 -续表1性能 参数/1000c 31 31 28 23

4、 20 -拉伸强度mp - 8.9 10.2 12.5 15.3 20.7断裂伸长率/(%) 150 300 500 600 620 -简支梁冲击强度/( kj/ ) 53.3 -拉伸弹性模量/gpa弯曲弹性模量/gpa 1.45布氏硬度hbs 7.23透明度或透光率 半透明玻璃化温度/c 1810熔点（粘流温度）/c 170176 热导率/w/（mk） 0.118燃烧性/（cm/min） 慢体积电阻/cm 106击穿电压/（kv/mm） 30此外，pe的成型收缩率为1.0%3.0%，拉伸模量e为1.61.7泊松比为0.43，与钢的磨擦因数f为0.490.51。pp的溢边值为0.0250.04

5、。2.设备的选择2.1塑件体积的计算 （2-1）设主流道长度40mm,主流道直径不超过5mm，估计凝料体积 （2-2）所需塑料总体积2.2注塑机的选择由理论注射量预选注射机的型号为sz-25/25sz-25/25注射机的主要性能参数 表2 性能 参数 理论注射量/ 25注射压力/mpa 150结构形式 立锁模力/kn 250开模行程/mm 160最大模具厚度/mm 300最小模具厚度/mm 130锁模方式 双曲肘拉杆内间距/mm 205定位孔直径/mm 55喷嘴球半径/mm sr102.3最大注射量的计算注塑机理论最大注射量为25cm3 , .注塑模一次成型的塑料量在理论注射量的50%到80%

6、之间。14.5cm3正合适.2.4锁模力的校核 (k取最大值) （23） 所以注塑机符合要求2.5开模行程的校核所选用的注塑机为双曲肘式锁模机构，最大开模行程与模厚无关。塑件脱模距离（推出距离）塑件和浇注系统总的高度 （2-4） （2-5）3.浇注系统的设计3.1分型面的选择根据分型面必须选择在制件断面轮廓最大的地方的基本原则，将分型面选在塑件上部截面积最大的地方。图3.1 a为分型面3.2主流道的设计为了便于主流道凝料的脱出，主流道衬套的内锥角取3。 由于喷嘴口孔径为3mm,所以主流道小端直径取4。喷嘴球半径为10，取凹坑半径为11。注射模安装用定位圈外径与注塑机定位孔内径呈间隙配合，定位圈

7、高度应小于定位孔深度。图3.2 主流道衬套图3.3 定位环如3.3浇口设计根据塑件形状，拟采用盘式浇口。图3.4 浇口浇口厚度1.26mm,浇口台阶长度1mm,分流道厚度为2mm.3.4浇注系统总图如下：图3.5浇注系统3.5流动比的校核 （3-1）查表3-3-3，聚丙烯在注塑压力为120mpa时，流动比为280，上述计算中流动比小于280，所以流动比校验合格。3.6排气系统的设计当塑料熔体注入型腔时，如果腔内原有的气体，蒸汽等不能顺利地排出，将在制品上形成气孔、银丝、灰雾、接缝、表面轮廓不清，型腔不能充满等弊病，还会产生飞边，烧焦等影响塑件的质量。因此设计型腔时必须充分考虑排气。本塑件体积较

8、小，可以采用分型面排气。4.成型零部件的设计构成模具型腔的零件统称为成型零件，主要包括凹模.凸模.型芯.镶块.各种成型杆和成型环。成型零部件是直接和高温高压的塑件相接触，它的质量直接关系到制件质量，要求它有足够的强度.刚度.硬度.耐磨性，以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度，保证塑件制品表面的光洁美观和容易脱模。4.1型腔结构的设计型腔采用整体式，图4.1型腔4.2型腔尺寸的计算 按平均收缩率计算型腔尺寸，聚丙烯的收缩率一般为1%3%,从而得出聚丙烯的平均收缩率为2%。4.2.1、径向尺寸计算聚丙烯的一般精度等级为4级。同时得出塑料制件的尺寸公差。对应模具型腔按it

9、10级制造。 较小段型腔径向尺寸计算： 外径为30mm对应制造公差z =0.084mm.按照平均收缩率计算凹模径向尺寸公式 （4-1）式中lm凹模的径向尺寸，scp塑料的平均收缩率，%ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值，z凹模制造公差，已知较小段型腔外径ls=30.00scp=0.02=0.42 z =0.084 所以lm=30.00+30.000.02-3/40.42+0.084=30.153+0.084 4.2.2、深度尺寸的计算 按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式 （4-2） 式中hm凹模的深度尺寸，scp塑料的平均收缩率，%hs塑件高度公称尺寸，塑件公差值，z凹模深度制造公差， 整个型腔

10、深度计算：其中hs=50.00scp=0.03=0.12 z=0.04hm=(1+0.03)70.00-2/30.12+0.1=50.29+01mm （4-3）4.3型芯结构的设计图4.2型芯结构4.4型芯尺寸的计算4.4.1、径向尺寸的计算按照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式 （4-4）式中lm型芯的径向尺寸，scp塑料的平均收缩率，%ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值，z组合型芯制造公差， 大端型心径向尺寸计算已知ls=26.00scp=0.003=0.36 z=0.0844.4.2、高度的计算按照平均收缩率计算型芯高度尺寸公式 （4-5）式中hm型芯高度尺寸，scp塑料的平均收缩率，%hs塑

11、件孔深度公称尺寸，塑件公差值，z组合型芯高度制造公差， 较小段型心高度计算：已知hs=70.00scp=0.003=0.12 z=0.04 4.5小孔中心距计算：按平均收缩率法 （4-6）其中ls=35.00scp=0.02z=0.024； 4.6型腔壁厚计算模具的型腔将受到高压的作用，因此模具型腔应该具有足够的刚度和强度。强度不足将导致塑性变形，甚至开裂。刚度不足将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。在本次设计中采用圆形整体式型腔。 设壁厚为10mm,则自由膨胀分界点高度 ，其中 为平均半径，s为壁厚则 圆形型腔深度为40mm35.4mm,发生在分型面处的最大挠度不再受行腔高度影响

12、，视为自由膨胀。则壁厚按组合式圆形型腔做刚度计算和强度计算。 pe型腔内压力p=25mpa,许用应力=160mpa，允许变形量=0.06到0.08mm，取0.08mm则按刚度计算 （4-7） 其中=0.25， mpa.做强度计算 (4.6b)令两公式相等解得尺寸r=100mm,内半径119mm。所以做强度计算 计算壁厚小于预设壁厚，为了更加牢固，可以选择壁厚10mm.4.7整体式圆形形腔底板厚度计算 按刚度条件 （4-8）按强度条件 （4-9）当=160mpa,p=25mpa,e=2.1mpa, =0.08时，其底板内半径计算的分界尺寸r=140mm,n内半径154mm.所以按强度计算所以取底

13、板厚度6mm.5. 合模导向机构的设计塑料模闭合时为保证型腔形状和尺寸的准确性，应按照一定方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构。导向机构主要有导向、定位和承受注塑时产生的侧压力三个作用。导柱的固定端和滑动端由于所起到的作用不一样，所以2个部分的配合和粗糙度都不一样，为了便于加工，采用的导柱如图。图5.1本设计中采用的导套主要尺寸本设计中的导柱和导套都是采用的 t8a制成，通过热处理达到5055hrc，但要求导柱的硬度大于导套的硬度，以便于更换。导柱和导套的布置方式采用四根直径相同不对称布置。如下图所示图5.2导柱布置6.塑件脱模机构的设计脱模力的计算 (6-1) 塑料拉伸模量（mpa）e=

14、1600 mpa 塑料平均收缩率（）=0.02 塑料平均厚度（mm） t=3 mm 塑件包容型芯的长度（mm）l=37mm 塑料泊松比 =0.43 脱模斜度=1.5 塑料与钢板摩擦系数 f=0.5 投影面积 =12000n 本设计中塑件的脱模采用推板脱模机构。7.侧向分型抽芯机构的设计7.1抽拔距的计算此塑件计算抽拔距为壁厚，在加上安全距离，则实际抽拔距=壁厚+25mm.所以实际抽拔距=10+3=13mm7.2抽拔力的计算（7-1）其中为脱模斜度取1，f为摩擦系数取0.5，为对型心正压力，7.3斜导柱的设计取导柱d=16mm d=20mm h=66mm倾斜角 15抽拔距 s=13mm斜导柱总长

15、=99mm （7-2）7.4斜导柱的校核最小开模行程的计算设力臂长度为96mm则 （7-3） 所以小径16mm符合要求7.5滑块结构形式设计图7.1滑块设计7.6导滑槽结构形式设计图7.2 导滑槽设计7.7楔紧块结构设计 图7.3 7.7楔紧块结构设计8. 温度调节系统的设计与计算 模具冷却系统的设计。此设计不仅影响成型塑件的质量，还直接影响生产效率。8.1 冷却时间的计算冷却时间为熔融塑料从充满型腔起到可以开模取出制件时为止这一段时间。选择塑件截面内平均温度达到规定的脱模温度时，所需冷却时间的简化公式为： t= (8-1) 其中s为塑件壁厚（3mm）=0.067为塑料热扩散率，塑料熔体温度（180） 模具型腔壁温度（50） 塑件脱模平均温度（