削笔刀注塑模模具设计.doc

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1、学校代码：XXXX 序 号：XXXXXXX 设 计 题目： 削笔刀注塑模模具设计 学 院： XXX 姓 名： XXX 学 号： XXX 专 业： XX 年 级： XXX 指导教师： XXX XXXX年 X月摘要 本设计为削笔刀注塑模模具设计，削笔刀采用聚丙烯（PP）材料，用注塑机注塑成型。在模具设计中采用嵌入式凹模,组合式凸模，侧浇注口，塑件的外表面为模具分型面，注塑经过充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。注塑完成后动,定模座分开,动模后移到指定位置，推杆推出塑件，复位杆复位好既完成一次注塑。在设计过程中采用CAD/CAM,PRO/E,等设计软件。关键词: CAD/CAM, 塑料，注射模，注

2、射机。Abstract: The design of injection mold die design for the card case, card case with polypropylene (PP) materials, used injection molding machine injection molding. Embedded in the mold die design, combined punch, direct casting port, outer surface of plastic parts for the mold parting line, injec

3、tion molding after filling, compaction, packing, and cooling back five stages. Injection completed action, scheduled to die seat separately, the dynamic model specified location after the move, putting plastic pieces launched, the reset lever reset the completion of an injection well only. Used in t

4、he design process CAD / CAM, PRO / E, and other design software. Key Words: CAD/CAM, Plastic, Plastic injection mold, Plastic injection目 录1 绪论11.1 塑料注射模具简介11.2 我国塑料注射模具现状12 塑件成型的工艺性分析32.1 塑件的分析32.2 PP的性能分析32.3 PP的注射成型过程及工艺参数42.3.1注射成型过程42.3.2注塑工艺参数43 拟定模具的结构形式53.1 分型面位置的确定53.2 型腔数量和排列方式的确定53.3 注射机型号

5、的确定53.3.1 注射量的计算53.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算53.3.3 选择注塑机53.3.4 注塑机的相关参数的校核64 浇注系统的设计74.1 主流道的设计74.1.1 主流道尺寸74.1.2 主流道的凝料体积74.1.3 主流道当量半径74.1.4 主流道浇口套的形式84.2 浇口的设计84.3 校核主流道的剪切速率84.3.1 计算主流道的体积流量84.3.2 计算主流道的剪切速率84.4 冷料穴的设计85 成型零件的结构设计及计算95.1 成型零件的结构设计95.2 成型零件钢材的选用105.3 成型零件工作尺寸的计算105.3.1 凹模宽度尺寸的计算115.3.2 凹

6、模长度尺寸的计算115.3.3 凹模高度尺寸的计算115.3.4 凸模宽度尺寸的计算115.3.5 凸模长度的计算115.3.6凸模高度尺寸的计算125.4 成型零件尺寸及动模板厚度的计算125.4.1 凹模侧壁厚度的计算125.4.2 凹模底板厚度的计算125.4.3 动模厚度的计算125.4.4 侧向分型与抽芯机构135.4.5抽芯机构主要参数的确定146.1 各模板尺寸的确定176.2 模架各尺寸的校核186.3 导向与定位结构的设计187 脱模推出机构的设计197.1 脱模机构设计原则197.2 推出方式的确定207.3 脱模力的计算207.4 推杆的直径计算及强度校核207.4.1

7、推杆的直径计算207.4.2 强度校核207.5 推出机构的复位218.1 冷却系统的设计原则228.2 冷却系统的简单计算23所以取4根冷却水管24结论25参考文献261 绪论1.1 塑料注射模具简介中国是制造业大国，产品是制造的主体，模具又是制造业的灵魂，模具的发展水平决定了制造的发展水平，模具又是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。如今塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活

8、等方面获得广泛应用。注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一，采用这种方法既可以生产小巧的电子器件和医疗用品，也可以生产大型的汽车配件和建筑构件，生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。随着塑料材料技术和注塑成型加工技术的不断进步，塑料注塑加工行业得以持续发展。塑料加工是将原材料变为制品的关键环节，只有迅速的发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济的各领域发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、

9、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。1.2 我国塑料注射模具现状我国塑料注射模具的发展迅速。塑料注射模具的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容

10、缓的。塑料注射成型是生产塑料制品的重要手段之一。在CAD技术引入注塑模设计领域后，模具设计发生了根本性的变革，同时也带来了巨大的经济效益。据国外统计，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的75%，在我国，注塑模CAD技术也在不断地应用和推广中。 1.3 削笔刀材料的选用 削笔刀如图1-3，削笔刀既要小巧，精致，美光又要得体。因此塑料就具有这样的性能，而塑料中的聚丙稀具有流动性好，质量轻，韧性好，耐化学性好，耐磨性好等特点。特别是聚丙烯的成行性能好，易制造出精致的削笔刀。所以本设计采用聚丙烯（PP）进行注塑。 图1-12 塑件成型的工艺性分析2.1 塑件的分析（1）外形尺寸17.

11、00X26.40X12.00该模具壁厚1-3mm，塑件的尺寸不大，塑料的熔体流程不太长，适合于注射成型。（2）脱模斜度 PP属于无定型塑料，成型收缩率较大，参考模具成型与技术选择该塑件上型芯和凹模斜度为。2.2 PP的性能分析（1）PP塑料的使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好，易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般的机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。（2）成型性能1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2）吸湿性极弱。含水量小于0.3%（质量），所以无需进行干燥。3）流动性好。

12、溢边料0.03mm左右。4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。（3）PP的主要性能指标见下表2-1 表2-1 PP的性能指标密度/gcm-30.8510.935屈服强度/Mpa40比体积/ cm3g-11.0691.175拉伸强度/Mpa9.39-36.7吸水性/%0.02%拉伸弹性模量/Mpa694-1980熔点/164170抗弯强度/Mpa30计算收缩率(%)1.02.5抗压强度/Mpa45比热容/kg1900弯曲弹性模量/Mpa694-19802.3 PP的注射成型过程及工艺参数2.3.1注射成型过程1） 成型前的准备。对PP的色泽、粒度和

13、均匀度等进行检测，由于PP吸水性极小，成型前无需进行干燥。2） 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3） 塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为6070，处理时间为1620s。2.3.2注塑工艺参数1） 注塑机：螺杆式，螺杆转速为30r/min。2） 料筒温度（）：后段160190； 中段170200； 前段200240。3） 喷嘴温度（）：170180。4） 模具温度（）：4080（50）。5） 注射压力（MPa）：3580。6） 成型时间（S）：24.6（注射时间取1.6，冷却

14、时间15，辅助时间8）。3 拟定模具的结构形式3.1 分型面位置的确定通过对塑件的结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。3.2 型腔数量和排列方式的确定型腔数量的确定 该塑件为小批量，专业化生产，可采取一模四腔的结构形式。3.3 注射机型号的确定3.3.1 注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得注塑体积：V塑=1.627cm3塑件质量：m塑=V塑 =1.6270.9=1.5g，公式中密度参考模具成型与技术可取。此处省略NNNNNNNN字需要完整版请联系QQ九九八七二一八四。式中 E-塑料的弹性模量（1300MPa）；L -型芯或凸模被包紧部分的长度（119

15、）；-脱模斜度（）；S -塑料成型的平均收缩率（1.5%）；f-摩擦系数，一般取0.5；t-塑件的壁厚(1.5)；-由与f决定的无因次数，；-塑料的泊松比（0.32）；A-塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（388）。7.4 推杆的直径计算及强度校核7.4.1 推杆的直径计算D1=K()1/4=1/4=7.394mm取D1=7.4mm；式中-推杆长度（133.5）；-推杆数量，取4；E-推杆材料的弹性模量（）；k是安全系数，取k=1.5。7.4.2 强度校核所以合格。式中，是推杆材料的许用压应力（），查塑料模设计手册。7.5 推出机构的复位脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复

16、到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用复位杆复位。7.6 推杆与模体的配合推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7，配合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的1.52倍，至少大于15mm，推杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，推杆相对于固定板是浮动的。8 冷却系统的设计8.1 冷却系统的设计原则（1）动、定模要分别冷却，保持冷却平衡。（2）孔径与位置，一般塑件的壁厚越厚，水管孔径越大。（3）冷却水孔的数量越多，模具内温度梯度越小，塑件冷却越均匀。（4）冷却通道可以穿过模板与镶件的交界面，但是不能穿过镶件与镶件的交界面，以免漏水。（5）尽可能使冷却

17、水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔，距离要小。（6）浇口处加强冷却。（7）应降低进水与出水的温差。（8）标记出冷却通道的水流方向。（9）合理确定冷却水管接头的位置。（10）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象，设计时要通盘考虑。8.2 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总质量W1）塑料制品的体积 2）塑料制品的质量 3）由于塑件80%部分的壁厚为1 mm，20%部分的壁厚为1.6mm，可查表，取综合冷却时间t冷=15s，取注塑时间t注=1.6s，脱模时间t脱=8s

18、，则注塑周期：t= t冷+ t注+ t脱=15+1.6+8=24.6s。由此得每小时注射次数：N=(3600/24.6)次=146次 4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q5 查表4-35直接可知聚乙烯的单位热流量Q5的值的范围在（590-690）KJ/kg 之间。故可取=590KJ/kg。（3）计算冷却水的体积流量qv 设冷却水道入口的水温为,出水口的水温为，取水的密度，水的比热容为C=4.187/(kg),则根据公式可得：Q=3.8410-5（4）确定冷却水路的直径d 当Q=3.8410-3m3/min时，为了使冷却水处于湍流状态，取模具

19、冷却水管的直径 d=6mm。（5）冷却水在管内的流速 V=1.715m/s（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h 因为平均水温为3.5，查手册可得，则有=2.85KJ/m（7）计算冷却水通道的导热总面积 A A=0.0038（8）计算模具所需冷却水管的总长度 L L=0.202M=202mm（9）冷却水路的根数X设每条水路的长度为=125mm.则冷却水路的根数为 X=4所以取4根冷却水管结论通过这次的塑料模具设计，使我对于塑料模具有了更加深入的了解，对模具的设计过程有了清晰的认识。塑料模具的设计过程就是一次在总结前人经验的基础上不断创新的过程。在具体操作设计的时候，我发现有很多需要的理论、

20、数据、参数等都是在课本上找不到的，很多情况下都只能凭借设计者自己的经验进行，由此可见实践对于我们设计人员的重要性。并且通过具体的操作，不仅让我学到了许多新知识，还让我重新拾起了许多已经淡忘的知识，如CAD、机械制图、公差等。总之，这次课程设计让我获益良多。首先，感谢院领导和XXXX老师对我们毕业生的高度关注和支持，以及对毕业答辩的精心安排。最后，感谢杨老师在毕业设计过程给我的鼓励和帮助。参考文献l 1 叶久新，王群、M 北京：机械工业出版社,2008l 2李建军，李德群., 2005l 3 邓明M 北京：机械工业出版社，2006l 4 何忠保，陈晓华，王秀英M 北京：机械工业出版社，2000l 5 许发樾M 北京：机械工业出版社，2003 l 6 塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册M.北京:机械工业出版社,2002l 7谭建荣、张树有、陈国栋、施岳定主编，图学基础教程，高等教育出版社，1999l 8邵立新、夏素民、孙江宏等主编，Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版标准教程，清华大学出版社，2007；附图：模具2D3D装配图