2022年塑料盘子注塑模具设计课程设计任务书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 注 塑 模 具 设 计 课 程 设 计课程名称：盘子注塑模具设计名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘要 - 1前言 - 11 工艺分析 - 21.1 材料特性分析 - 2 1.2 材料地参数 - 2 1.3 注射参数 - 2 1.4 塑件制作数据 - 3 1.4.1 塑件地尺寸 - 3 1.4.2 塑件尺寸公差标准 - 7 1.4.3 塑件地表面质量 - 7 1.5 确定注射机 - 8 2 模具结构设计- 102.1 分型面挑选 - 10 2.2 浇口设计 -

2、11 2.3 流道设计 - 13 2.4 浇口套设计 - 13 3 排气系统和冷却系统设计- 153.1 排气系统设计 - 15 3.2 冷却系统地设计 - 15 4 脱模结构 - 174.1 脱模机构设计地总体原就 - 17 4.2 推件力地运算 - 214.2.1 脱模力 - 215 底板设计- 195.1 凹模尺寸设计 - 19 5.1.1 凹模地径向尺寸运算 - 19 5.1.2 凸模地高度尺寸运算-195.2 凸模尺寸设计 - 20 5.2.1 凸模地径向尺寸运算 - 205.2.2 凸模地高度尺寸运算 - 20 名师归纳总结 6 模架挑选 - 错误！未定义书签；第 2 页,共 34

3、 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 7 导柱设计 - 27 7.1 导柱 - 27 7.2 导套 - 27 7.3 推杆地挑选 - 28 8 材料挑选 - 29 8.1 凹凸模材料地挑选 - 29 9 注射机校核 - 30 9.1 注射量 - 30 9.2 注射压力 - 30 9.3 锁模力 - 30 9.4 开模行程 - 30 10 小结 - 32 参考文献 - 33名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要本设计针对分析盘子地塑件图,完成其造型设计,依据分析盘子地塑件地

4、特点完成其注射模设计,本文主要阐述了塑料盘子注塑成型地基本原理,注射模具地结构设计方法及过程 具地运算机帮助设计 . 采纳AUTO CAD 地软件和 UG软件完成对塑料盘子地模关键词 运算机帮助设计,注射模具,塑料盘子名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前 言模具课程设计是在完成冷冲模具设计、塑料模具设计、CAD软件等相关专业课程学习之后 , 一个重要地综合性地环节. 在设计之前 , 要具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计等方面必要地基础学问和专业学问

5、出产过程 , 熟悉各类塑料模具地典型结构 . 初步明白塑件地成型工艺和（1）综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零 件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计等方面必要地基础学问和专业学问 , 分析和解决塑料模具设计问题 所学地学问 . , 进一步巩固加深和拓宽名师归纳总结 2通过设计实践 , 逐步树立正确地设计思想, 增强创新意识和竞争意识., 基第 5 页,共 34 页本把握塑料模具设计地一般规律, 培育分析问题和解决问题地才能. , 进 3通过计较、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料行塑料模具设计全面地基本技能训练, 为毕业设计打下一个

6、良好地实践基础- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 工艺分析1.1 材料特性分析PP是一种半结晶性材料 . 它比PE要更坚硬并且有更高地熔点 . 由于均聚物型地PP温度高于 0以上时特别脆,因此很多商业地PP材料是加入 14%乙烯地无规就共聚物或更高比率乙烯含量地钳段式共聚物 . 共聚物型地 PP材料有较低地热扭曲温度（ 100）、低透亮度、低光泽度、低刚性,但是有有更强地抗冲击强度.PP地强度随着乙烯含量地增加而增大.PP地维卡软化温度为 150. 由于结晶度较高,这种材料地表面刚度和抗划痕特性很好 .PP不存在环境应力开裂问题 .通常,采纳加入玻璃

7、纤维、金属添加剂或热塑橡胶地方法对 PP进行改性 .PP地流动率 MFR范畴在 140.低MFR地PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低 . 对于相同MFR地材料,共聚物型地强度比均聚物型地要高. 由于结晶, PP地收缩率相当高,一般为 1.82.5%. 并且收缩率地方向匀称性比 PE-HD等材料要好得多 . 加入30%地玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%.均聚物型和共聚物型地 PP材料都具有优良地抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性 . 然而,它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抗击力 性.1.2 材料地参数PP聚丙烯 纯地主要技术指标 密度 （ kg/cm3）:0.90-0.91

8、 比体积： v/dm3kg-1：1.10-1.11 吸水率 24hwpc 100:0.01-0.3 收缩率 s:1.0-2.5 熔点 t/ C：170-176 热变形温度 t/ C0.46mpa 102-115 抗拉屈服强度 w /mpa:67.5 冲击韧度 dn/kJ.m-2 无缺口 78 硬度 HB:8.65 1.3 注射参数.PP也不像 PE那样在高温下仍具有抗氧化名师归纳总结 干燥处理：假如储存适当就不需要干燥处理.第 6 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 熔化温度： 220275,留意不要超过 275.模具温度： 4080,建

9、议使用50.结晶程度主要由模具温度打算.注射压力：可达到1800bar.注射速度：通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小 陷,那么应使用较高温度下地低速注塑 .假如制品表面显现了缺流道和浇口：对于冷流道,典型地流道直径范畴是 47mm.建议使用通体为圆形地注 入口和流道 .全部类型地浇口都可以使用 .典型地浇口直径范畴是 11.5mm,但也可以使用 小到 0.7mm 地浇口 .对于边缘浇口,最小地浇口深度应为壁厚地一半；最小地浇口宽度应至少为壁厚地两倍 .PP 材料完全可以使用热流道系统 . 成型时间：注射时间 20s60s高压时间 0s3s 冷却时间 20s90s 总周期 50s160s

10、 1.4 塑件制作数据1.4.1 塑件地尺寸塑件尺寸地大小受制于以下因素：1 取决于用户地使用要求.2 受制于塑件地流淌性3 受制于塑料熔体在流淌充填过程中所受到地结构阻力依据日常需要取盘子地盘子口半径为228mm,盘子底半径为80mm,盘子高 33mm,盘子壁厚 3mm.名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图1.1 盘子地实体模型名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图1.2 盘子地工程图名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,

11、共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图1.3 分模图名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1.4 模具模架 3D 图1.4.2 塑件尺寸公差标准影响塑件尺寸精度地因素主要有：（1）塑料材料地收缩率及其波动 .（2）塑件结构地复杂程度 .（3）模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具地装配、模具地合模及模具设计地不合理所可能带来地势位误差等）.（4）成型工艺因素（模塑成型地温度 等） .（5）成型设备地掌握精度等 .T、压力 p、时间 t 及取向、结晶、成型后处理（6）其中,塑件尺寸精度

12、主要取决于塑料收缩率地波动及模具制造误差 .题中没有公差值,就我们按未注公差地尺寸许偏差运算 .1.4.3 塑件地表面质量塑件地表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度,其与模塑成型工艺、塑料名师归纳总结 地品种、模具成型零件地表面粗糙度、模具地磨损程度等相关.第 11 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 模具型腔地表面粗糙度通常应比塑件对应部位地表面粗糙度在数值上要低 1-2 级.1.5 确定注射机从节约材料地角度我们挑选一模一腔地浇注系统估算出制品体积 V=132cm3所需熔体 PP 塑料质量 M= 119g制品地正面投影面积 S

13、=415cm2初步选用 XS-ZY-250 注射机注射机容量 250cm3注射压力 1300*105pa锁模力 1800N最大注射面积 500cm3模具厚度 350-250mm模板行程 350mm喷嘴球半径 18mm喷嘴孔直径4mm203 mm定位孔直径125mm所需注射量80%注射机最大注射量；注射压力；锁模压力依据浇注系统尺寸先运算浇注系统地体积：VCV=132+20=152V塑件 塑件凝料体积（cm3） V/0.8=152/0.8= 190cm3250cm3（2）注射压力P 注P 成型P 成型70120MPa PP塑料成型时地注射压力（3）锁模力：名师归纳总结 P 锁模力PFMPa）；一

14、般为注射压力地0.3 0.65 倍.PP第 12 页,共 34 页式中 P模具型腔内塑料熔体平均压力（塑料成型时地注射压力P 成型70 120MPa,我们挑选P=0.65 120=80MPaP 塑料成型时型腔压力80MPa- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - F 塑件在分型面上地投影面积 415（mm2）F=132000mm2=0.132 m2P锁模力 =80*0.132*100000=105600=105.6KN180KN确定注射机型号 XS-ZY-250XS-ZY-250 型注塑机地主要技术规格如下表：表 1-1 注塑机地主要参数名师归纳总结 理论注射

15、容积 cm3）250第 13 页,共 34 页注射压力 MPa130锁模力 kN1800移模行程 mm350模具最大厚度（mm）350模具最小厚度 mm250模具定位孔直径mm125喷嘴口孔径 mm 4喷嘴球半径（ mm）15- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 模具结构设计2.1 分型面挑选如何确定分型面,需要考虑地因素比较复杂. 由于分型面受到塑件在模具中地成型位置、浇注系统设计、塑件地结构工艺性及精度、嵌件位置外形以及推 出方法、模具地制造、排气、操作工艺等多种因素地影响,因此在挑选分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理地方案 遵循以

16、下几项原就：1保证塑料制品能够脱模. 挑选分型面时一般应这是一个首要原就,由于我们设置分型面地目地,就是为了能够顺当从型 腔中脱出制品 . 依据这个原就,分型面应首选在塑料制品最大地轮廓线上,最好在一个平面上,而且此平面与开模方向垂直. 分型地整个廓形应呈缩小趋势,不应有影响脱模地凹凸外形,以免影响脱模 . 2使型腔深度最浅模具型腔深度地大小对模具结构与制造有如下三方面地影响：目前模具型腔地加工多采纳电火花成型加工,型腔越深加工时间越长,影响模具生产周期,同时增加生产成本 . 模具型腔深度影响着模具地厚度. 型腔越深,动、定模越厚 . 一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具地最大厚度都有

17、肯定地限制,故型腔深 度不宜过大 . 型腔深度越深,在相同起模斜度时,同一尺寸上下两端实际尺寸差值越 大,如图 2. 如要掌握规定地尺寸公差,就要减小脱模斜度,而导致塑件脱模困 难. 因此在挑选分型面时应尽可能使型腔深度最浅 .3使塑件外形美观,简洁清理 尽管塑料模具协作特别精密,但塑件脱模后,在分型面位置置都会留有一圈毛边,我们称之为飞边. 即使这些毛边脱模后立刻割除,但仍会在塑件上留下痕迹,影响塑件外观,故分型面应防止设在塑件光滑表面上 .4尽量防止侧向抽芯塑料注射模具,应尽可能防止采纳侧向抽芯,由于侧向抽芯模具结构复杂,并且直接影响塑件尺寸、协作地精度,且耗时耗财,制造成本显著增加,故在

18、万不得己地情形下才能使用 .5使分型面简洁加工分型面精度是整个模具精度地重要部分,力求平面度和动、定模协作面地名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 平行度在公差范畴内 . 因此,分型面应是平面且与脱模方向垂直,从而使加工精 度得到保证 . 如挑选分型面是斜面或曲面,加工地难度增大,并且精度得不到保 证,易造成溢料飞边现象 . 6使侧向抽芯尽量短抽芯越短,斜抽移动地距离越短,一方面能削减动、定模地厚度,削减塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模,保证塑件制品精度 . 7有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小,空气量不多,可借助

19、分型面地缝隙排气 . 因此,挑选分型面时应有利于排气. 按此原就,分型面应设在注射时熔融塑料最终到达位置置,而且不把型腔封闭 .综上所述,挑选注射模分型面影响地因素很多,总地要求是顺当脱模,保证塑件技术要求,模具结构简洁制造简洁. 当选定一个分型面方案后,可能会存在某些缺点,再针对存在地问题实行其他措施补偿,以挑选接近抱负地分型面 .对于本塑件,图示为正确第一分型面 .图2.1 分型面名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 浇口设计浇口地势式众多,通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口

20、、埋伏式浇口、护耳浇口、直浇口等. 模具设计时,浇口位置置及尺寸要求比较严格,初步试模后仍需进一步修改浇口尺寸,无论采纳何种 浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理挑选浇口地开设 位置是提高质量地重要环节,同时浇口位置地不同仍影响模具结构 . 总之要使塑 件具有良好地性能与外表,肯定要仔细考虑浇口位置地挑选,通常要考虑以下 几项原就：1 ）尽量缩短流淌距离 . . 2 ）浇口应开设在塑件壁厚最大处 3 ）必需尽量削减熔接痕 . 4 ）应有利于型腔中气体排出 . 5 ）考虑分子定向影响 . 6 ）防止产生喷射和蠕动 . 7 ）浇口处防止弯曲和受冲击载荷 . 8 ）留意对外观质量地

21、影响 依据浇口地成型要求及型腔地排列方式,联系产品实际使用要求,本产品 选用点浇口较为合适 . 图2.2 浇注点2.3 流道设计流道是一端与注射机喷嘴相接触,可看作是喷嘴地通道在模具中地连续,另一端与分流道相连地一段带有锥度地流淌通道 . 其设计要点：主流道设计成圆锥形,其锥角可取2 6 ,流道壁表面粗糙度取名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ra=0.63 m,且加工时应沿道轴向抛光 .主流道如端凹坑球面半径 R2比注射机地、喷嘴球半径 R1大12 mm；球面凹 坑深度 35mm；主流道始端入口直径 d比注射机地

22、喷嘴孔直径大 0.51mm；一般 d=2.55mm.取d=2mm主流道末端呈圆无须过渡,圆角半径 r=13mm. 主流道长度 L以小于 60mm为佳,最长不宜超过 95mm. 主流道常开设在可拆卸地主流道衬套上；其材料常用T8A ,热处理淬火后硬度5357HRC. 结合塑件特点和模架特点,采纳流到设计如下列图：图2.3 2.4 浇口套设计浇口套选用依据注射机喷嘴球半径15mm,再依据书 111页点浇口地挑选条名师归纳总结 件,翻书查阅资料,得到浇口套如下列图.第 17 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图2.4 浇口套图 2.5 浇口套

23、地固定形式名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 排气系统和冷却系统设计3.1 排气系统设计排气系统地作用是将型腔中原有地空气及成型过程中产生地气体顺当地排 出,以免塑件产愤怒泡,疏松等缺陷而影响成型及表面质量 . 排气槽地作用主要 有两点 . 一是在注射熔融物料时,排除模腔内地空气；二是排除物料在加热过程 中产生地各种气体 . 越是薄壁制品,越是远离浇口地部位,排气槽地开设就显得 尤为重要 . 另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽地开设,由于它除了能避 免制品表面灼伤和注射量不足外,仍可以排除制品地各种缺陷,削

24、减模具污染 等. 那么,模腔地排气怎样才算充分呢？一般来说,如以最高地注射速率注射熔 料,在制品上却未留下焦斑,就可以认为模腔内地排气是充分地 .适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间 . 保压时间以及锁模 压力,使塑件成型由困难变为简洁,从而提高生产效率,降低生产成本,降低 机器地能量消耗 . 其设计 往往主要靠实践体会,通过试模与修模再加以完善,此模我们利用模具零部件地协作间隙及分型面自然排气 .排气槽地设计原就：（1）排气槽尽量开设在分型面；（2）排气槽应在型腔最终布满地地方；（3）排气槽一般应开设在分型面动模一方；（4）排气槽地槽深按表 3-3 选用为 0.02mm；（5）排

25、气槽地式要预防溢料溅出伤人,最好不要面对操作者；3-1 排气槽深度塑料名称深度 h塑料名称深度 h聚乙烯0.02聚酰胺0.01聚丙烯0.01-0.02聚碳酰脂0.01-0.03聚氯乙烯聚甲醛0.020.01-0.03ABS丙烯酸共聚物0.030.03由于此类事小产品排气槽可以直接用分型面不必特殊制作排气槽3.2 冷却系统地设计注塑模在塑料成型过程中假如横温过高,成型收缩率会变大、塑件变化也相应增加,并且简洁粘模,难以取出. 为防止塑件脱模变形、缩短成型周期,注名师归纳总结 塑模一般都应设计冷却系统装置,以掌握模温.第 19 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - -

26、 - - - - - 冷却水孔开设原就：（1）孔边离型腔地距离一般保持在 般在 5mm以上,依据模具大小打算；（2）孔管路应畅通无阻；815mm,太近就效率低,水孔直径一（3）水管接头位置置应尽可能放置在不影响操作地一侧；（4）冷却水管最好不开设在型腔塑料熔接地地方以免影响塑件强度；由于本塑件地加热温度对塑件地质量影响较大,温度过高易于分解（分解温度 2500C ）、成型时要掌握模温在50-80 0C ,详细措施是布置冷却水管,详细要求：1）冷却水管直径 5mm；2）冷却回路形式为直流循环式；3.1 冷却系统名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 34 页精选学习资料 - -

27、 - - - - - - - 4 脱模结构4.1 脱模机构设计地总体原就（1）要求在开模过程中塑件留在动模一侧,以便推出机构尽量设在动模一 侧,从而简化模具结构 . （2）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力地大小及分布,有针对性地挑选 合理地推出装置和推出位置,使脱模力地大小及分布与脱模阻力一样；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大位置置,同时也应是塑件刚度与强度最大位置置；力地作用面尽可能大一些,以防止塑件在被推出过程中变形或损坏 .（3）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大地部位,以力 求良好地塑件外观 . （4）推出机构应结构简洁,动作牢靠（即：推出到位、能正确复位且不与 其

28、他零件相干涉,有足够地强度与刚度）,远动敏捷,制造及修理便利 .（5）为了便于塑件从模具型腔中或从塑件中抽出型芯、在设计时必需考虑 塑件内外壁应具有足够地脱模斜度 . 表 4-1 各种材料举荐脱模斜度材料 聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯ABS、尼龙、聚甲醛、聚苯醚氯化聚醚 硬氯乙烯、聚碳酸醋、聚砜、聚苯乙烯、有机玻璃 热固性塑料脱模斜度30,- 0 140,-0,1 30,50-0 2,0 20-1本塑件模具采纳推件板推出机构. 模型本身就可以脱模 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2 推件力地运算4.2.1

29、 脱模力Q=Lhpfcosa-sina 式中： L凸模被包紧部分地断面周长（cm）0.8107 h被包紧部分地深度（ cm） p由塑件收缩率产生地单位面积地正压力,一般取1 .2107Pa f摩擦系数,一般取 0.1 脱模斜度 . 就： L=2*3.14*114=715.92mm h=28mm 名师归纳总结 Q=715.92mm*28mm*10MPa（0.1*cos0-sin0）=20025.6第 22 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 底板设计5.1 凹模尺寸设计依据制件地特性,选用整体式凹模.凹模是成型塑件外形地模具零件,其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模地磨损会使包涵尺寸逐步增大 .有关凹模地工作尺寸如下：5.1.1 凹模地径向尺寸运算LmzL s2SCP Ls2S c231.1000.3122