带孔端盖注塑模设计说明书.docx

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1、目 录1摘要I第一章绪论11.1课题背景1第二章塑件成型工艺性分析22.1 PE的基本性能与成型特点22.2 塑件结构分析32.4 塑件的精度分析42.5 注塑机的选择4第三章分型面的选择和浇注系统的设计53.1 型腔的分布53.2 分型面的选择53.3 3浇注系统设计63.4 排气系统的设计9第四章成型零件的设计及尺寸计算101.1 成型零件的结构设计104. 2成型零件工作尺寸的计算11第五章推出机构的设计125.1推出力的计算125. 2推出机构的选择及位置的确定125. 3推出机构的导向与复位13第六章结构零件的设计145.1 模架和标准件的选用14其他零件的选择156. 2支成零部件

2、的设计156.3合模导向机构的设计16第七章温度调节系统的设计177.1冷却回路尺寸的确定和布置173. 3. 2浇口套的设计主流道小端入口处与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，易磨损，对材料要求较高, 因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通 常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和 热处理。本设计中浇口套采用碳素钢T10A,热处理淬火表面硬度为5055HRC。在浇 口套端部设一个与注射机定位孔相配的定位环，并在端面用螺钉将浇口套压在模体内, 克服塑件对浇口套的反座力。浇口套与定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安装 调试时

3、应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与定位孔的安装定位。定位圈外径 比注射机定模板上的定位孔径小0. 2mm以下。根据GB/T4169. 19-2006规定，选择浇口 套的型号为16X35,定位圈的型号采用直径D为100。3. 3. 3分流道的设计分流道是主流道末端至浇口的整个通道，它通常在多型腔或者单型腔多浇口时设 置。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快 地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔 体均衡地分配到各个型腔。根据以上分流道的设计原则，由于此次设计的产品壁厚为2. 5mm,质量为34. 333g （200g）,

4、且根据要求为一模2腔，另外精度要求不高，加工容易，因此将分流道的 截面形状设计成半圆形。故采用下面的经验公式来确定分流道的直径。D = 0.2654VmVZ（式 3T）式中，D为分流道直径（mm）；m为塑件的质量（g）；L为分流道的长度（mm） o根据分析一级分流道长度为36cll1,得D=6mm。分流道分布及尺寸如图3-5所示：图3-5分流道分布及尺寸3. 3. 4浇口的设计浇口是指分流道末端与型腔入口之间狭窄且较短的一段通道。它的功能是时聚合 物熔融体顺利注入型腔内，有序的充满型腔，又能及时冷却封闭，以防止熔体倒流并 对补缩具有控制作用，且便于切除。1）浇口截面的选择：由于此次设计的产品要

5、求为一模多腔，且尺寸较小，所以选择侧 浇口。另外侧浇口还有截面形状简单，加工方便的优点；2）浇口位置的选择：为了提高制品质量，不影响制品性能，侧浇 口 深度尺寸：h = nt = 0.7 x 2.5 = 1.75mm其中n是塑料成型系数，查阅相关资料得PE塑料系数n=0/7,对应塑件厚度t=2.5mm。侧浇口的宽度：3 = 处 =,2193 .3 =3030侧浇口的长度：为去除浇口方便，2mm图3-6浇口位置3. 3. 5冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流前 面冷却凝料，以免这些冷料注入型腔，不仅影响熔体充填的速度，而且影响成型塑件 的质量。根据制

6、品及以上设计部分分析，冷料穴形式采用半球形，此外，主流道末端 的冷料穴除了上述作用外，还有便于在此处设置拉料杆的功能。在注射结束模具分型 时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作, 将塑件和浇注凝料一起推出模外。如图3-10,为Z字形的拉料杆。图3-10Z字形拉料杆3.4 排气系统的设计当塑料熔体充满模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过 程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生产生的气体 不能被排出干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清楚及填充不满 等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度

7、，因此在设计模具时必 须考虑型腔的排气问题。对于由于排气不畅而造成型腔局部填充困难时，除了设计排 气系统外，还可以考虑开设溢流槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体，有时 采用这种措施是十分有效的。此次设计的产品较为简单，可以利用配合间隙进行排气。第四章成型零件的设计及尺寸计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、 成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，由于塑料熔体的高压、料流 的冲刷，在脱模时还与塑件发生摩擦，因此成型零件要求有正确的几何形状，较高的 尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度 和较好的耐磨性能。3

8、.5 成型零件的结构设计1、凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可分为整体式和组合式。 根据对塑件的结构分析，该产品属于小模具，而且没有凹槽，因此本设计中采用整体 式凹模结构，凹模结构如图4-1所示：215195 171953036Ab-b图4-1凹模结构102、凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件。根据对塑件的分析，由于该塑件的内形和外 形相似，同时为了加工的的方便，本设计中采用组合式型芯结构。2成型零件工作尺寸的计算本次塑件的原料是PE (PE)材料，PE材料是一种收缩率范围较大的塑料，因此成 型零件的尺寸按照平均值法计算。已知PE的收缩率为1.24.0

9、%之间，故可以得到PE 的平均收缩率为：2. 60%o此制品尺寸精度要求不太高，对塑件只有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要考 虑模具磨损量和制造公差等，而其他部位没有精度要求，因此只需计算型芯型腔的几 个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按GB/T14486T993,PE一般精度取MT5级，计算 中按相应公差来查询，采取平均值法来计算。(1)型腔尺寸的计算1)对尺寸50二;6mmLmx =(1 + 2.6%)x50-3/4x 0.6120 mm = 50.458 290 mm(2)型腔深度的计算1)对尺寸221%=(1 + 2.6%) X22-2/3X 0.22075 mm = 22.140 07

10、5 mm型芯尺寸：1)对尺寸45：。lMX =(l + 2.6%)x45 + 3/4x0.51:i20 mm = 45.365，20 mm(3)型芯高度的计算1)对尺寸18于11hMX = (1 + 2.6%) x 18 + 2/3x0.22q 14 mm = 18.122 2 Q52,7un第五章推出机构的设计注射成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出的机构成为推出机构。推 出机构的动作通常是由安装在注射机上的顶杆或液压缸完成的。3.6 推出力的计算查资料得推出力的计算公式：Ft = /(/coscz -sincz)(式 5T)=Ap(/coscr-sina)(式 5-2)式中：A为塑

11、件包络型芯的面积，通过计算，本设计塑件包络型芯的面积为1589mm2。P为塑件对型芯单位面积上的包紧力。一般情况下，模外冷却的塑件，p取 2.4x1073.9x107p；模内冷却的塑件，0.8xl07 - 1.2xlO7Pao为方便计算,本设 计中取1.0x10。为塑件对钢的摩擦系数，一般取0.10.3,本设计中取0.2。为脱模斜度。本设计型芯脱模斜度为30。 因此，本设计推出力通过上述公式计算E约为148.37N。5. 2推出机构的选择及位置的确定5. 2.1推出方式的确定及其5. 2.1推出方式的确定及其定形式由于塑件较为简单，质量较轻，所以采用推杆推出。根据对制品分析，因为塑件对型芯的包

12、紧力在四周最大，所以在塑件内壁设计推 杆。推杆位置如图5-3所示。1212湍图5-3推杆的位置选择5. 3推出机构的导向与复位推出机构在注射模工作时，每开合模一次，就往复运动一次，除了推杆和复位杆 与模板的滑动配合外其余部分均处于浮动状态。推杆固定板与推杆的重量不应作用在 推杆上而应该由导向零件来支撑。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型, 还必须使推出机构复位。4. 3.1推出机构的复位使推出机构复位最简单、最常用的方法是在推杆固定板上同时安装复位杆，此次 设计的复位杆为圆形截面，每副模具设置四根复位杆，其位置应对称设在推杆固定板 的四周，以便推出机构在合模时能平稳复位13第六章结构

13、零件的设计模架和标准件的选用根据注塑模模架国家标准GB/T 125552006,本次设计选用标准模架，确定出标 准模架的形式。在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件 形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等, 以制定塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及型腔数，并选定注射机的型号 和规格等等。选用标准模架的要点如下：1、模架厚度H和注射机的闭合距离L对于不同型号及规格的注射机，不同结构形式 的锁模机构具有不同的闭合距离。模具厚度与闭合距离的关系为：H min Hhe)J026）求冷却管道的总传热面积A60vvhe=3. 2X10-3m

14、218式中 0模具温度与冷却水温度之间的平均温差，模具温度取50。、7)求模具上应开设的冷却管道的孔数An二式(7-6)7idB=3.2乂1。-33.14x6x10-3x123x10-3=1.327. 1.4冷却回路的布置设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的 方法，也是成型出高质量塑件的重要因素。设置冷却回路，应注意以下几点：(1)冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大，以使型腔表面的温度趋于均匀，防止塑件 不均匀收缩和产生残余应力。冷却水道离模具型腔表面的距离一般为1015 nllII。(3)冷却水道出入口的布置应注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出入口

15、温 差应尽量小。(4)冷却水道应沿着塑料收缩方向设置。(5)冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。而且各连接处应保持密封，防止 冷却水外泄。根据以上设计原则和对制件的分析，冷却水道的布置及尺寸如图7-1所示：图7-1冷却水路的布置及尺寸19第八章主要参数的校核8.1注射压力的校核塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型，喷嘴形式、塑件形状以 及浇注系统的压力损失等因素决定的。对于粘度较大的塑料以及形状细薄、流程长的 塑件，注射压力应取大些。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成 型时所需要的注射压力。注射压力的校核公式为：P N KPo式（8-1）式中，p为注射机的额

16、定注射压力，MPa ；Po为注射成型时的所需用的注射压力，MPa；经过查资料，P。取lOOMPa女为注射压力安全系数。，常取左=1.251.4；上 Po= 1.33x100 =133p = 150MPa ；符合要求。注塑时塑料熔体进入型腔内仍然存在较大的压力，它会使模具从分型面涨开。为 了平衡塑料熔体的压力，锁紧模具保证塑件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。 锁模力的校核公式为：FKAP式(8-2)式中F注射机的额定锁模力，KN；A制件和流道在分型面上的投影面积之和，cn?；p一型腔的平均压力，MPa；经过查资料，取25MPaK安全系数，通常K=l. 11.2；将数据带入公式得：KAP=1.

17、3xl 962.5*2x25 = 127.562KN F = 90QKN，符合要求。208.3 注射量的校核注射量以容积表示，最大注射量容积为Vmax = zV=O. 80X125=100cm3（式 8-3）式中，Vmax为模具型腔和流道在注射压力下所能注射的最大容积（cn?）.V为指定型号与规格的注射量容积（cn?）.a为注射系数，取0.750.85,计算中取0.80。倘 V = 1.2nVi=l. 3X2X13. 9=34. 14cm3100cm3。8.4 模具安装部分的校核注射模具是安装在注射机上生产的，在设计模具时，必须使模具的有关尺寸与注射 机相匹配。与模具安装有关的尺寸包括喷嘴尺寸

18、、定位环尺寸、模具的最大和最小厚 度以及模板上的安装螺孔尺寸等等。该模具的外形尺寸为：280mmX350mm, XS-ZY-125型注塑机的最大安装尺寸为 360mmX360mm,所以能够满足模具安装要求。模具定位圈的直径为100mm,与注塑 机定位孔直径相同，符合安装要求。浇口套的球面半径为SR=15mm,大于注塑机喷嘴 的球头半径SR）=14mm,符合要求。浇口套小端孔径为d=5mm,大于注塑机喷嘴孔直 径 di =4mm。模具平面尺寸280nlmX350mm360mmX360nlm,校核合格。8.5 5模具开模行程的校核由于注塑机采用液压和机械联合作用的锁模机构，所以此次设计的模具的注塑

19、机 的最大开模行程与模具厚度无关，所以其开模行程可按下面公式校核：S = Hi + H2 + （5-10）mm（式 8-4）式中，s为注射机最大开模行程（mm）；Hi为推出距离（mm）；“2为包括浇注系统在内的塑件高度（mm） oS=75-80mmfttUUXttl.nMnuitmvwi hwwu ilMMM,娟 NftMMC锋MH6VMMM趾O.NK*ttmKM98L U9a. MMWT. Mtmi MtM图9-1模具装配图模具总装图的技术要求内容：对于模具某些系统的性能要求。对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装

20、配决定的尺寸和对该尺寸的要求。模具使用，装拆方法。防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。有关试模及检验方面的要求。22结论本次的设计中我对产品进行了认真仔细严谨的分析，通过努力的计算与观察以及 结合平时所学，得出了产品的分型面所在位置及浇口的所在位置。通过对制品的认真 了解和认识分析，具体分析了制品本身的用途和人们在生活中对其的应用等因素，决 定了其注射成型所用的材料是PE,再根据其所选用的材质及其各个方面的成性特点决 定了所选用的注射机型号为XS-ZY-125型注塑机。此次注射模的设计，对我的影响很大，通过本次课设设计，学到了很多，遇到了 很多的问题。通过对各种问题的分析，以及

21、与老师的讨论，最终都得到了解决，从当 中得到了许多的新东西。23参考文献1张维合.塑料成型及模具设计.化学工业出版社，2014.2曹丽平、赵祝和.塑料模具设计步骤与实例精解.机械工业出版社，2010.3李忠文、张洪伟.注塑模具设计方法与经验.辽宁科学技术出版社，2009.4田宝善、田雁晨.注射模具设计技巧与实例.化学工业出版社，2009.5朱三武、贾颖莲.塑料成型及模具设计.哈尔滨工业大学出版社，2009.6张维合.塑料模具设计实用手册.化学工业出版社,2011.7刘占军、高铁军.塑料模具设计难点与技巧.电子工业出版社，2010.8伍先明、陈志钢、杨军、李云义.塑料模具设计指导.国防工业出版社

22、，2012.9周应国.注射模具浇注系统设计及案例分析.化学工业出版社，2014.10杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册.化学工业出版社，2008.24摘要本课题主要是设计端盖注塑模设计，本说明书以图文结合的形式，对浇注系统、 分型面、模具成型部分的结构、推出机构、冷却系统都有了较详细的论述。最后对有 关参数的校核也有详细的计算。关键字：浇注系统，推出机构，型芯，型腔。第一章绪论1.1课题背景20世纪，是塑料蓬勃发展的新新时代，塑料一步一步的走进我们的生活中，改变 着我们的生活方式。从吃饭用的金属碗到如今的塑料碗，从金属的手机外壳到如今的 塑料手机外壳，从喝水用的瓷杯子到如今五颜六色的塑料杯子

23、，塑料在我们的生活中 无处不在，并且起着重要的作用。塑料是以树脂为主要成分，再加入填充剂、增塑剂、 着色剂、稳定剂、固化剂等，在塑料中，添加剂起着很重要的作用。根据塑料中树脂 的分子结构和热性能，可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。根据塑料性能及用途, 可分为通用塑料、工程塑料、增强塑料和特殊塑料等。塑料熔体经过模具模腔，在压 力的作用下，可生产出塑料产品，在如今，随着人们对塑料产品的功能、质量、美观 等要求越来越高的同时，对于模具的研究工作者来说，要提高模具各个方面的性能， 使模具能生产出质量更高的塑料制品，能够大批量生产产品，能够延长模具的使用寿 命。这样，可以节约模具的再次制造时间和费用

24、，也能更好的节约资源。经过最近几年的创新，中国对于模具的研究进展可谓是硕果累累，模具行业几乎 以10-20%的增长速度在飞速发展着。“模具是工业生产的重要基础工艺装备”已经取 得了共识山。模具在制造业中是举足轻重的一部分，工业新产品的开发、研究、测试都 需要模具来成型，模具分为很多种，有冲压、铸造等。模具的质量与控制塑件的精确 度，会使塑料产品的质量、美观、合格率等受到影响，还会使产品的更新速度及市场 占有率下降。模具有着价格便宜、重量比较轻、硬度和强度高等优点。随着塑料制品 被广泛的使用，而模具是成形这些塑料制品的重要设备，一副好的模具可以用好几年 甚至十几年，所以模具设计有着非常重要的意义

25、。当今德国、法国等工业发达的国家, 生产塑料模具和冲压模具的企业所占的比例正在快速的增长。由此可知，在日用产品 和工业产品中，优秀的塑料模具设计往往能够取代多个传统金属器件，形成了一种“塑 料化城市，塑料模具已经和冲压模具并驾齐驱，占据着不可动摇的地位。在现代塑 料制品的生产过程中，模具加工工艺要符合合理性、高效性和先进性。塑料模具对塑 料加工工艺和塑料制品成本的降低起着至关重要的作用。第二章塑件成型工艺性分析2.1 PE的基本性能与成型特点(1)物理性能聚乙烯是一种无色、无味、无毒的高结晶的聚合物。密度仅为0.90-0.96g/cm3。它 几乎不吸水，流动性好，容易着色，制品表面光泽性好。(

26、2)力学性能聚乙烯的拉伸强度和刚性都比较好，如硬度、屈服强度、抗拉强度、弹性及抗压 强度比聚乙烯好。但冲击强度比较差，特别是低温时耐冲击性差。(3)热性能在五大通用塑料中，PP的耐热性是最好的，热变形温度为114,熔点164-170, 使用温度在无负荷情况下可达150C,其低温使用温度达-15C,低于-35C时会脆裂。(4)化学稳定性聚乙烯的化学稳定性较好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂 都比较稳定。(5)电性能聚乙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。(6)成形性能聚乙烯吸湿性小，比较容易发生融体破裂，与金属长期接触容易发生分解口3它 的流动性好，

27、但成型收缩率大，达到L0-2.5%,容易发生缩孔、凹痕、变形。它的冷 却速度比较快，所以浇注系统和冷却系统应该缓慢散热，并且注意控制成型温度。料 温低方向性明显，当低温高压时更加明显。模具温度低于50时，会造成塑件表面光 泽差或产生熔接痕等缺陷，高于90时易发生翘曲和变形。1、密度：0. 95g/cm32、比容：0.860.98 cm3/g3、吸水率(24h) ： 0.20.4%4、收缩率：1.02. 5%5、熔点：130160C2.2 塑件结构分析1、塑件表面上平整光滑，无翘曲、折皱、裂纹等缺陷，没有尖利或薄弱结构;2、塑件简单，容易加工；3、分型面容易；4、壁厚均一；5、有圆角过渡，有较好

28、的刚度和强度。塑件平面图如图2T所示：3-083-0830OO 000501.6045：oO O图2T塑件平面图塑件三维如图2-3所示：图2-3塑件三维2.4 塑件的精度分析在本设计中根据模塑塑料件尺寸公差(GB/T 14486-2008)可查得：本设计中PE塑件选用的精度等级一般为MT5级，塑件表面要求光滑无痕迹，因此选用高精度等 级 MT5,2.5 注塑机的选择由上图可知塑件体积：Vm= 13.9cm3因为流道塑件属于未知数，按塑件的0.3倍来估算，因此塑料熔体总体积为： =1.3x2*13.9 = 36.14cm3(2)每个塑件在分型面上的投影面积为：A=1962.5mm2；流道凝在分型

29、面上的投影面积是每个塑件在分型面上的投影面积的0. 2-0. 5倍，这里取0. 35倍进行估算：A =+ A =1.35 x 1962.5 * 2 = 5298 .75 21 4模具所需锁模力为：工,=Ap型=5298.75 x 35=185.456k7V其中型参考文献，取35MP。(3)选注射机根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选XS-ZY-125卧式注射机，其 主要参数参考相关文献如表4-3所示。表4-3 XS-ZY-125注射机技术参数4项目参数项目参数理论注射容积/cn?125塑化能力(kg. h)29.6螺杆直径/cm36拉杆内间距/mm260-360移模行程/mm30

30、0注射压力/MPa236最小模具厚度/mm200取大模具厚度/mm300模具定位孔直径/mm100锁模形式液压-机械喷嘴口直径/mm4锁模力/kN900喷嘴球直径/mm14最大成型面积/cn?650第三章分型面的选择和浇注系统的设计型腔的分布根据设计要求为一模2腔且为矩形分布，制件在模具中的位置如图3-1所示:分型面的选择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺 寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面的时应 综合考虑分析比较以选出较为合理的方案。根据制件在模具中的位置，在此次选择分型面的阶段，考虑到方便制品的脱模、 保证塑件外观质量、

31、有利于排气、保证开模时产品在动模一侧等这些因素，如图3-1 所示，上下模块制件的平面为该制品在模具中的分型面的位置。图3-2分型面的位置3. 3浇注系统设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是 将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇 注系统是获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使 足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。3. 3.1主流道的设计主流道是指紧接注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道，熔融塑料进入模 具时首先经过它。它与注射机喷嘴在同一轴线上，物料在主流道中不改变流动方向， 主流道形状一般为圆锥形或圆柱形。在设计主流道时通常要注意一下事项：主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+ (0. 5l)mm=4mm；主流道大端直径D=d+Lxtan 4 =5mm；主流道的球半径SR =注射机喷嘴球头半径+ (1-2) mm=15mm；球面配合高度h=3mm；主流道锥度。= 2。