圆筒形塑料模具课程设计说明书

1、XX学院塑料模具课程设计说明书 塑料模具课程设计说明书学院名称： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二一三 年 七 月目 录序言1第一章 工艺分析3 1.1 塑件成型工艺性分析3 1.2 型腔数量的确定4 1.3 模具结构形式的确定4第二章 注射机的选择5 2.1 分型面的确定5 2.2型腔数量和排位方式的确定5 2.3 注射量的计算5 2.4 选择注射机6 2.5 注射机相关参数的校核6第三章 注射模具结构设计8 3.1 浇注系统设计8 3.2成型零件设计及计8 3.3 脱模推出机构11 3.4模架的确定 11小结13 参考文献15致谢16序言 模具工业

2、是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ；德国则认为是所有工业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是 “整个工业发展的秘密” ；是“进入富裕社会的原动力” 。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在

3、某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。三十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。纵观发达国家对模具工业的认

4、识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，

5、提高模具设计制造水平。在教学中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业是一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。第一章 工艺分析1.1 塑件成型工艺性分析（1）塑件的结构工艺性分析该塑件是一带两底孔圆筒形塑件，如图1.1所示。塑件的壁厚基本均匀，塑件侧壁厚度为4mm，底厚为5mm。塑件为旋转体结构，结构相对简单，而且塑件质量相对较小，材料为ABS，该种塑料流动性中等。从技术要求上讲，该塑件无比较苛刻的要求，故成型性能好，可以注射成型。 图1.1 塑件图（2）成形材料性能分析由表1-1可知，ABS的

6、成型性能。表1-1 ABS成形性能注射成型机类型螺杆式密度（g/cm）1.05计算收缩率（%）0.3-0.8螺杆转速（r/min）30-60预热温度（）70-90料筒温度（）后段200-210成型时间（s）注射时间（s）3-5中段210-230保压时间（s）15-30前段180-200冷却时间（s）15-30喷嘴温度（）180-190成型总周期（s）40-70模具温度（）50-70注射压力（MPa）70-90保压压力（MPa）50-701.2 型腔数量的确定 该塑件精度要求不高，并且结构简单，又是小批量生产，没有侧向分型机构，考虑到模具制造费用及模具尺寸，初定为一模一腔的模具形式。1.3 模具

7、结构形式的确定为提高加工效率，模具采用三板两开式结构，见参考文献1同时采用点浇口，开模时即可完成凝料与塑件的分离。推出机构可采用推件板推出或推杆推出。推件板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，但推出时会在塑件上留下顶出痕迹。据此，本模具采用推件板推出机构。第二章 注射机的选择2.1 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利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2.1所示。图2.1 分型面的选择2.2 型腔数量和排位方式的确定(1) 型腔数量的确定：由于该塑件的精度要求不高，塑件尺寸较小，且为小批量生产可。同时，考虑到塑

8、件尺寸、模具结构尺寸的关系，初步定为一模一腔的结构形式。(2) 模具结构形式的初步确定。由以上分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件结构形状，推出机构初选为推件板推出方式。浇注系统设计时，主流道设计为圆锥形，浇口采用点浇口，直接开设在塑件表面上。因此定模部分需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板做 双分型面设计。2.3 注射量的计算通过UGNX建模分析可知，塑件体积约为V1=25.997cm3，见参考文献2ABS的密度为1=1.05 g/cm则塑件质量m1为： m1=1V1=1.05×25.997=27.30g （2.1）由于浇注系统流道凝料m2在设

9、计前不能确定准确的数值，但可以根据经验按照塑件质量的0.8倍来计算。故一次注射入模具型腔塑料熔体的总体积为V总=1.2×2×V1=46.794cm-3 故一次注射入模具型腔塑料熔体的总质量为m=×v=49.14g （2.2）2.4 选择注射机见参考文献4根据每一生产周期的注射量的计算值以及塑件本身结构尺寸，根据表2-1,可采用XS-ZY-60注塑机。表2.1 XS-ZY-60注塑机主要技术参数额定注射容量/cm60锁模力/KN500螺杆直径/38拉杆内间距/190×300注射压力/MP122最大开合模行程/180注射行程/（）170最大模厚/200最大成

10、型面积/ cm2）130最小模厚/70喷嘴球半径/12喷嘴孔直径/4锁模方式液压-机械注射方式螺杆式 2.5 注射机的相关参数的校核（1）注射压力校核：由表1.1可知ABS所需的注射压力为70 MPa -90MPa，取P0=80 MPa，该注射机的公称注射压力为P公=122 MPa，注射压力安全系数k1=1.251.3，这里取k1=1.3则k1 P0=1.3×80=104 MPa<P公，所以注射机压力合格。（2）锁模力校核：塑件在投影面上的投影面积 A塑=292×=2642.08 mm （2.3）流道凝料（包括浇口，分浇道，主浇道凝料）在分型面上的投影面积A浇在模具设

11、计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.20.5倍。由于本设计流道比较简单，分流到相对较短，因此A浇=0.5A塑来进行计算，所以总投影面积为：A总 =A塑+A浇 （2.4）=2642.08+2642.08×0.5=3963.12 mm 锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积，即：F胀= A总P模 （2.5）=3963.12×122×0.8/1000=386.8 KN 式中，P模是型腔的平均计算压力

12、值，通常取注射压力的80%左右，即97.6MPa。注射机的锁模力为F锁=500 KN，锁模力的安全系数为k2=1.11.2，取k2= 1.2，k2 F胀=1.2×386.8=464.16 KN<F锁，所以注射机的锁模力满足要求。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后才能进行。第三章 注塑模具结构设计3.1 浇注系统设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形见参考文献7，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷

13、嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇套。 主流道的长度：一般由模具结构确定，对于小型模具L应尽量小于60mm，本次设计中初取30mm进行计算。主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+1mm=5mm。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，属易损件，对材料要求较严，因而主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，本模具采用45钢，热处理硬度为5055HRC。3.2 成型零件结构设计及计算 型腔的结构设计：凹模型腔是成型塑件外表面的成型零件。型腔的基本结构可分为整体式、整体嵌入式和组合式。对于形状简单的中小型塑件，

14、采用整体式型腔如图3.1所示。图3.1 型腔型芯的结构设计：型芯是用来成型塑料制品的内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种类型。该塑件采用整体式型芯，如图3.2所示，因塑件的包紧力较大，所以设在动模部分。图3.2 型芯成型零件的选用：根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用CrWMn。对于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用CrWMn。成型零件的工作尺寸：根据参考文献9，ABS的收缩率为0.3%0.8%，则 （3.

15、1） （1) 型腔径向尺寸的计算 （3.2）式中 Lm模具型腔径向基本尺寸； Ls塑件外表面的径向基本尺寸； 塑料平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差。由此式得： （2) 型腔深度尺寸的计算 （3.3） 式中 Hm模具型腔深度基本尺寸； Hs塑件凸起部分高度基本尺寸；由此式得： （3) 型芯径向尺寸的计算 （3.4）式中 lm模具型芯径向基本尺寸； ls塑件内表面的径向基本尺寸； 模具制造公差； 塑件内表面径向基本尺寸的公差。由此式得： （4) 型芯高度尺寸的计算 （3.5） 式中 hm模具型腔深度基本尺寸； hs塑件凸起部分高度基本尺寸。由此式得： （5） 塑件孔的中心距尺寸的计算 （

16、3.6） 式中 Cm模具中心距基本尺寸； Cs塑件中心距基本尺寸。由此式得： 3.3 脱模推出机构的设计本塑件结构简单，可采用推件板推出、推杆推出，或推件板加推杆综合推出方式，根据脱模力计算来确定。本设计采用推件板推出方式。推件板推出时为了减少推件板与型芯的摩擦，根据参考文献13设计时在推件板与型芯之间留出0.2mm的间隙，并采用锥面配合。为了防止推件板因偏心或加工误差而使锥面配合不良而产生溢料，推件板与型芯应进行适当预载。3.4 模架的确定 根据型腔布局（一模一腔）及浇注系统的结构形式，又根据模具型腔分布的中心距和凹模嵌件的尺寸可以计算出凹模嵌件所占平面尺寸为160mm×200mm

17、，校验合格。本次设计的模具是进行两次分型的，利用弹簧的弹力进行的，如图3.3所示。图3.3 装配图小结经过了整整两个星期的努力，课程设计终于完成了。可能我们的课程设计尚存在不足之处，但通过这段时间的学习与工作，从中学习到了很多相关的知识和经验。这对以后的学习和工作都有着很大的帮助和作用。 课程设计是检验我们在校期间对专业知识的掌握和熟练程度，是对我们所学专业知识的一次总要检阅。这次课程设计是对我们所学知识的一次综合运用，把所学的知识运用到实际加工中。通过这次课程设计，巩固且扩充了“塑料成型工艺与模具设计”等课程所学的内容，掌握了塑料模具设计的方法和步骤，知道如何运用相关资料、书籍与手册、图表等

18、来查阅设计中所需的相关数据和内容。且学会了综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识。进行塑料模具设计工作的实际训练，培养和提高了独立工作的能力。在做课程设计时，让我知道自己专业知识的缺乏与不扎实、不牢固性，也让我意识到自己还有很多地方需要加强的。在设计时，也难免会遇到一些难以解决的凝难问题,但通过老师的耐心指导和同学之间的相互交流与讨论，使我很顺利地克服了这些。从而从中也学到了许多,使自身在各方面的能力都有了很大的提高和完善，各方面在能力都得到了很好的煅炼。课程设计不仅是老师对我的学习所进行的一次测试，也是我对自身的一次检查，是我对所学课程的一次深入的综合复习,也是今后走向社会在工程设计中的

19、一次实践与经验。通过这次设计，让我发现了自身知识的缺乏和不足，从而更好更彻底地认识、规划、完善自己，去适应这种竞争激烈的社会现实，我将会在以后的工作中做得更好,更完善。通过这两周的课程设计，我基本掌握了注塑模设计的总体过程，能够做到查阅资料和有关手册，能对塑料件进行必要的工艺分析，确定型腔个数及分布、分型面位置及形式、浇注系统形式、顶出方式和温度调节系统等，确定模具结构类型，并初选注塑机。能够正确的选择模具结构，进行有关的模具结构设计及计算；包括：浇注系统及凝料的取出、分型面设计、顶出机构设计、温度调节系统设计等。能够进行注塑机有关使用参数的校核和计算，能够按照有关国家标准正确地绘制模具装配图

20、及主要零件的零件图，能够按照有关规定正确编写设计说明书，编制典型零件加工工艺规程。虽然在这次设计过程中遇到很多问题与麻烦，但通过辅导老师的耐心教导和帮助，克服了这些困难。在此，我向一直关心支持我的各位辅导老师道一声：谢谢！在这次设计中，我总结了：要学会亲自去尝试，不要害怕失败。失败也是一份财富，经历也是一份拥有。此外，这次设计过程中还有许多不如意和不完善的地方，通过这次的经历，希望以后会越做越好。参考文献1屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：高等教育出版社，20072伍先明塑料模具设计与指导M北京：国防工业出版社，20123裘文言，瞿元赏，机械制图M北京：高等教育出版社，20094钟日铭Autocad2008中文版机械设计基础与实战M北京：机械工业出版社，20075屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，20106贾润礼实用注塑模设