黄俊锋-塑料端盖设计说明书

目录目录 产品图2 一、塑料制品成型特性工艺分析.2 1、塑件成型特性的分析.2 2、塑件的结构工艺性分析.2 3、HIPS 的注射成型参考条件3 二、塑料注射成型模具设计.3 1、初定模具结构 3 三、注射机型号的确定.4 1、塑件体积和质量的计算.4 2、浇注系统凝料体积计算.5 3、塑件注射一次所需塑料 HIPS 的体积和质量5 4、塑件和浇注系统在分型面上投影面积.5 5、选择注射机 5 6、注射机有关参数的校核.6 四、浇注系统的设计.6 1、主浇道的设计 6 2、分浇道的设计 9 3、浇口的设计 10 4、冷料穴的设计 11 五、成型零件的设计 11 1、成型零件的结构设计.11 2、成型零件钢材的选用.12 3、成型零件工作尺寸的计算.12 六、模架的确定 15 1、A 板的厚度.15 2、B 板的厚度.15 3、C 板的厚度 .16 七、再次校核注射机的有关参数.16 1、模架尺寸与注射机拉杆内间距校核：.16 2、模具高度与注射机闭合高度关系的校核.16 3、开模行程校核：.17 八、排气系统的设计 17 九、顶出机构的设计 17 十、模具温度调节系统设计.18 1、加热系统 18 2、冷却系统 18 十一、模具草图 20 十二、参考文献 23产品图产品图一、塑料制品成型特性工艺分析一、塑料制品成型特性工艺分析1、塑件成型特性的分析、塑件成型特性的分析HIPS 为乳白色不透明颗粒。密度为 1.05g/cm3，熔融温度 150180,热分解温度 300。溶于芳香烃，氯化烃，酮类和酯类。能耐许多矿物油，有机酸，盐，碱，低级醇 及其水溶液，不耐沸水。HIPS 是最便宜的工程塑料之一。2、塑件的结构工艺性分析、塑件的结构工艺性分析（1）外形尺寸 该塑件壁厚为 3mm，壁厚均匀，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性好，适合注射成型。 （2）精度等级 每个尺寸公差不一样，按实际公差进行计算，未注小孔公差尺寸按照 MT5来计算，查塑料注射模具设计实用手册表 3.5 得小孔 4 精度公差为0.18。 （3）脱模斜度 HIPS 成型性能良好，成型收缩率较小范围在 0.003 到 0.006 之间，取平均收缩率为 0.0045，脱模斜度选择 1°。3、HIPS 的注射成型参考条件的注射成型参考条件查塑料材料手册P22 页可得：注射压力：100KPa 注射周期：6070s 模具温度：40°60°二、塑料注射成型模具设计二、塑料注射成型模具设计1、初定模具结构、初定模具结构（1）选择分型面通过对塑件结构形式的分析，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，其位置如图一所示。图一 分型面 （2）确定型腔的数量及排列方式塑件粗糙度要求不高，且大批量生产，可采用一模四腔。该塑件有一个通孔和四个均布的小孔，制件体积小，考虑到制件的精度及表面质量，应将小孔的成型放在凹模中与凹模板直接加工。对通孔应选择小型芯镶在大型芯中以保证孔的位置精度。由于塑件中心有较深的孔，故使用推管和顶杆推件。型腔排列方式采用平衡式布置，即采用 H 行分浇道。可实现各型腔的均匀进料和同时充满型腔。如图二所示。图二 型腔分布图 （3）模具结构形式的确定塑件中有较长的孔型部位和塑件本身就是一个稍大的孔型件，故采用顶杆和推管同时推件，由上述所分析可以确定，模具采用一模四腔，双列直排；顶杆和推管同时推件；分流道采用 H 形平衡式；浇口可以采用侧浇口，比较方便加工以及降低模具制造成本。故采用龙记公司大水口 CI-3540-A80-B90-C100 注射模。三、注射机型号的确定三、注射机型号的确定1、塑件体积和质量的计算、塑件体积和质量的计算用 UG 建立塑件模型，进行分析得：塑件体积：=26.60V1cm3塑件质量：=1.05×26.60=27.93gm1V12、浇注系统凝料体积计算、浇注系统凝料体积计算查塑料模具设计指导P59 页可得：浇注系统凝料体积可按照塑件体积的 0.6 倍计算，由于采用一模四腔，故浇注系统凝料体积：=4××0.6=63.84V2V1cm33、塑件注射一次所需塑料、塑件注射一次所需塑料 HIPS 的体积和质量的体积和质量体积：=4+=4×26.60+63.84=170.24V0V1V2cm3质量：=1.05×170.24=178.752gm0V04、塑件和浇注系统在分型面上投影面积、塑件和浇注系统在分型面上投影面积流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，在模具设计之前是个未A1知量，根据多型腔模具的统计分析，是每个塑件在分型面上投影面积的A2A10.20.5 倍，因此可用 0.35nA 来进行估算.=/4=4415.63A1d2mm2故=4×（1+0.35）×=23844.38A2A1mm2查塑料成型模具设计表 4-2 得：模腔平均压力 q=250kg/cm²故锁模力 F=q×10N/kg=23844.38×250×10N/kg=596.12KNA25、选择注射机、选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，查塑料模具设计指导P185 页选择 SZ250/1250 型卧式注射机，其参数如下：螺杆直径 45mm，理论注射量 270g，注射压力 160MPa，锁模力 1250KN，模板行程 360mm，锁模形式：双曲肘，模具厚度 max=550mm,min=150mm，移模形程 360mm，喷嘴球半径 15mm，喷嘴口直径 4mm，拉杆内向距 415mm×415mm。6、注射机有关参数的校核、注射机有关参数的校核（1）按照注射机的最大注射量校核型腔的数量查塑料模具工程师手册P2-56 页得：n(0.8-×1.05)VgV2/=(0.8×270-63.84×1.05)/27.93=5.33，因此采用一模四腔合理。 （其中m1是注射机的最大注射量）Vg（2）注射压力的校核查塑料模具设计指导表 2-1 得，HIPS 所需的注射压力=120MPa，注p0射压力安全系数取 K=1.3,故注射压力K=120×1.3=156MPa。因此注射Pep0压力校核合格。（3）锁模力的校核锁模力 F××q×10N/kg=1.2×596.12KN=715.344KN，而K1A2F=1250KN。故锁模力校核合格。 （其中为锁模力安全系数，取 1.2）K1四、浇注系统的设计四、浇注系统的设计1、主浇道的设计、主浇道的设计（1）主浇道的结构设计主浇道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴喷出的熔体导入分浇道或型腔中。主浇道的形状为圆锥形，3°的圆锥孔，以便于熔体的流动和开模时主浇道凝料的顺利拔出。材质选用优质钢 45 钢，并淬硬处理，但是硬度低于注射机喷嘴。（2）主浇道的尺寸设计圆锥孔小径：d=喷嘴口直径+（0.51）=4+（0.51）=4.55mm，取 5mm浇口套端面凹球面半径：=注射机喷嘴球半径+（0.51）=15+1=16mmSR浇口套端面凹球面深度：=（35） ，取=3mm。L2L2主浇道的长度：由于采用龙记公司大水口 CI-3540-A80-B90-C100 注射模模架，结合实际选择 80mm 长度的浇口套，然后再进行加工到 78.5mm，因此主浇道长度 L=78.5mm。主浇道大端直径：D=d+2（L+17）tan=5+2×95.5×tan(3°/2)=10.0mm。（3）主浇道的浇口套形式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。因而模具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，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，此处采用 45 钢，局部热处理，SR16mm 球面硬度为 3845HRC。查塑料模具工程师手册P2-39 页表 2.1-26 得浇口套 16×80 GB/T4169.19-2006，见下图所示，然后再加工成符合的上述的尺寸。图三 浇口套相应查塑料模具工程师手册P2-39 页表 2.1-25 选出定位圈：定位圈 100 GB/T4169.18-2006，采用 45 钢，热处理硬度为 2832HRC。其尺寸如下图所示：图四 定位环2、分浇道的设计、分浇道的设计（1）分浇道的布置形式采用 H 形平衡式分浇道，排列紧凑、平衡，易于加工。如下图所示：图五 分浇道 （2）分浇道长度第一级分浇道长度：=47.5mmL1第二级分浇道长度：=13mmL2（3）分浇道形状、截面尺寸设计分浇道设置在分型面上动模一侧，采用梯形截面，方便加工，截面利于物料流动。采用塑料成型模具设计表 4-4 得聚苯乙烯的分浇道直径范围是 3.510mm，取 HIPS 的分浇道直径为 6mm，查塑料模具设计师手册P2-32页可得梯形分浇道的断面形状尺寸：=6mmb1h=12/3，取 h=1/2=3mmb1b1=13/4，取=1/2=3mmb2b1b2b1如下图所示：图六 分浇道截面形状 （4）分浇道表面粗糙度内表面不必很光滑，Ra=1.6m 即可，目的是使流料外层在摩擦阻力作用下流动小些，形成冷却皮层，利于对熔融塑料的保温。3、浇口的设计、浇口的设计（1）浇口形式根据外部特征，外观表面质量要求较高，采用矩形侧浇口，易去除浇注系统凝料而不影响塑件外观，开模时浇口自动断开，几乎不留浇口痕迹。（2）浇口尺寸计算查塑料成型工艺及模具设计P104 页得：侧浇口的厚度 h，宽度 b 可按照经验公式确定：H=nt=0.6×3=1.8mmB=n×A½/30=0.6×8729.985½/30=2.18mm，取 b=2mm浇口长度：l=1.52.5mm，取 2mm。式中,h侧浇口深度（mm） ； b浇口宽度（mm） ； A塑件外表面面积；t塑件厚度（平均厚度约为 3mm） ；n塑料系数，查的 n=0.6 （3）浇口位置设置在分型面上。4、冷料穴的设计、冷料穴的设计（1）主浇道冷料穴采用 Z 型拉料杆式装置，由冷料穴和 Z 型拉料杆组成。冷料穴尺寸：直径大于主浇道大端直径，长度约为主浇道大端直径（10.0mm） ，因此冷料穴直径采用 10mm，长度采用 10mm。（2）分浇道冷料穴在分浇道尾部加长 5mm 作为分浇道的冷料穴。五、成型零件的设计五、成型零件的设计1、成型零件的结构设计、成型零件的结构设计（1）型腔根据模具结构和塑件分析，采用整体嵌入式凹模，以便塑件尺寸精度高，外形美观，且这种形式适用于此类中小型塑件成型。其外形结构如下图所示：图七 型腔 （2）型芯根据模具结构和塑件分析，设计为整体嵌入式，但是中间成型通孔型芯单独设计。如下图所示：图八 型芯2、成型零件钢材的选用、成型零件钢材的选用塑料端盖属于大批量生产，成型零件所选用的钢材耐磨性应良好，凹模和凸模应选用硬度较高的 Cr12MoV，淬火硬度为 5862HRC，以保证较高的使用寿命。3、成型零件工作尺寸的计算、成型零件工作尺寸的计算4 个小孔 4 未注公差按照精度 MT5 来计算，其它尺寸按照各自公差来计算。成型零部件工作尺寸计算有平均值法和公差带法两种。本设计为便于计算采用平均值法。（1）凹模径向尺寸的计算zxLsLsM0)1(S塑件的平均收缩率。0045. 02006. 0003. 0s塑件的外径尺寸。sLx修正系数。塑件的公差值（随塑件尺寸公差变化）。制造公差，取/5。z对于 75 尺寸：10. 0 0096.74)1(zxLsLsM其中 X=0.75，=0.3+0.2=0.5对于71 尺寸：06. 0 0009.71)1(zxLsLsM其中X=0.75，=0.2+0.1=0.3对于 16 尺寸：02. 00002.16)1(zxLsLsM其中X=0.5，=0+0.1=0.1（2）凹模型腔高度尺寸的计算)32(0 SHsHs zHM 对于 20 尺寸：96.190