用于注射台阶端盖的成型模具设计课程设计说明书.doc

课程设计报告书题目：用于注射台阶端盖的成型模具设计学 院 机械与汽车工程学院 专 业 材料成型及控制工程 学生姓名 缪震洲 学生学号 201130180352 指导教师 麻向军 课程编号 131109 课程学分 2 起始日期 2014/6/23 教师评语教师签名：日期：成绩评定备注目录一、选题背景 4二、方案论证 42.1 设计说明 42.2 设计任务 52.3 设计流程 5三、过程论述 53.1 塑件分析 53.2拟定模具的结构形式和初选注射机 63.3 浇注系统设计 103.4 成型零件的结构设计及计算 143.5 模架的确定和标准件的选用 193.6 脱模推出机构的设计 223.7 冷却系统的设计 243.8 合模导向机构的设计 25四、结果分析 25五、课程设计总结 27参考文献 28用于注射台阶端盖的成型模具设计一、选题背景塑料工业是一门新兴，是随着石油工业发展应运而生的塑料制品在工业中的应用日益普遍，这是由于他们具有一系列特殊的优点所决定的。

塑料密度小，质量轻，大多数塑料与钢材、铝材等金属材料比起来，在同样的体积下，塑料制品要比金属制品轻的多此外，塑料减摩、耐磨及减震、隔音性能也比较好通过模具设计可以加深对模具的认识，使我们对专业知识有了更进一步的了解，清楚注塑模具设计的基本思路，注意到设计中的细节问题二、方案论证(设计理念)2.1设计说明：台阶端盖如图1所示，采用PP作为原料图1 台阶端盖技术要求：1）．塑料不允许有变形、裂纹；2）．脱模斜度 30′~1°；3）．未注圆角 R2~R3；4）．壁厚处处相等；5）．未注尺寸公差按所有塑料的高精度级查取2.2设计任务：拟定成型工艺，正确选用成型设备，根据塑件技术要求，提出模具结构方案正确确定成型零件的结构形状、尺寸及技术要求装配图 1张 (A0或 A1) ，成型零件工作图： 4~5张 (凸模、凹模、型芯等 )，采用CAD软件绘图， 1张手工绘图，设计说明书一份2.3设计流程如图1所示材料分析以及塑件分析注塑机型选择浇注系统设计推出机构设计模架选择成型零部件设计冷却系统设计合模导向机构设计图2设计流程图三、过程论述3.1 塑件分析3.1.1所用材料PP为全同结构，具有高度的结晶性。

部分特性如下表1所示表1 PP特性表熔点T/℃分解温度T/℃成型收缩率成型温度/℃密度ρ/ g·cm-31763501.0-2.5%160-220℃0.913.1.2成型特性：(1)成型收缩率：1.0-2.5% 成型温度：160-220℃；(2)结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解；(3)流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形；(4)冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形；(5)塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中3.1.3注塑工艺：表2 注塑工艺表项目PP注塑机类型螺杆式螺杆转速/（r/min）30~60喷嘴形式直通式喷嘴温度/℃170~190料筒前段温度/℃180~200料筒中段温度/℃200~220料筒后段温度/℃160~170模具温度/℃40~80注射压力/MPa70~120保压力/MPa50~60充模时间/s0~5保压时间/s20~60冷却时间/s15~50成型周期/s40~1203.1.4塑料制件分析应用proE作出三维图，并求得相关参数。

图3 制件三维图 图4 制件参数3.2拟定模具的结构形式和初选注射机3.2.1 分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案选择分型面时一般应遵循以下几项原则：(1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边3) 保证塑件的精度要求4) 满足塑件的外观质量要求5) 便于模具加工制造6) 对成型面积的影响7) 对排气效果的影响根据结构要求以及设计原则，制品分型面设计如图5所示分型面图5 制品分型面示意图 3.2.2 型腔数量和排位方式的确定⑴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，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式同时考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步确定为一模两腔的结构形式。

⑵型腔排列形式的确定 采用平衡对称分布，如图6所示图6 型腔排列示意图⑶模具结构形式的初步确定 本模具设计为一模两腔，推出机构初选推杆推出方式，因本塑件较大，在每个塑件上作用四根推杆，确保制品在推出过程中不变形不损坏浇注系统设计时，流道采用平衡式，浇口的位置选在分流道延长线上，直接与型腔相连，这样便于塑料流动动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板综上分析可确定采用单分型面注射模3.2.3 注射量型号的确定⑴注射量的确定塑件体积： 塑件质量： ρ=0.91×59.93=54.54g ⑵浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍-1倍来估算由于本次设计采用的流道简单且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔料的总体积为：⑶选择注射机根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为：由参考文献[1]式（4-18）。

根据以上计算，初步选择公称注射量为250㎝³，又根据模具厚度的考虑，选择注射剂型号为SZ-250/125的卧式螺杆注塑机，其主要技术参数见表3表3 注射机技术参数指标参数指标参数理论注射容积/270最大成型面积/500螺杆直径/mm45移模行程/mm360注射压力/MPa160最大模具厚度/mm550螺杆转速/（r/min）10~200最小模具厚度/mm150注射时间/s2拉杆空间/mm415×415塑化能力/(g/s)18.9顶出力/kN70kN注射速率/(g/s)110推出形式/mm中心及两侧推出合模力/kN1250锁模形式双曲肘喷嘴球半径/mm15喷嘴口直径/mm4定位孔直径/mm160模板尺寸/mm598×520⑷注射机相关参数的校核①注射压力校核查参考文献[1]表4-1可知，PP所需注射压力为70~120MPa ,这里选用100MPa的注射压力，注射机的公称压=160MPa,注射压力安全系数k=1.25~1.4,这里取1.4,则：=1.4×100=140MPa

是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2-0.5倍由于本设计的流道较简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小些这里取=0.2㈢塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则×1.2×12716.54=30519.70mm²㈣模具型腔内的胀型力F，则:F=AP=30519.70×35=1068.19kN式中，P是型腔的平均计算压力值P是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%-40%，大致范围为28Mpa-56Mpa对于黏度较大的精度较高的塑料制品应取较大值PP属于低黏度的塑料且塑件有精度要求，故P取35Mpa由表2可知该注射机的公称锁模力F=1250kN，锁模力安全系数k=1.1~1.2这里取1.1，则取,所以注射机锁模力kF=1.1×1068.19=1175kN

内壁表面粗糙度 一般为 Ra=0.82）为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成球面凹坑，其球面半径为 R 2 =R 1 +(1～2)mm,凹入深度 3～5mm3) 为了物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半径 r=1～3mm4) 主流道长度 L 应尽量短，否则将增加主流道凝料，增大压力损失，一般主流道长度由模具结构和模板厚度所确定，一般不大于 60mm，粗取 L=50mm计算5) 因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道设计成可拆卸的 主流道衬套，用较好的钢材制造并进行热处理，一般选用 T8、T10 制造，热处理硬度为 HRC50～552. 主流道尺寸1）主流道小端直径 d =注射机喷嘴直径＋（0.5～1）=4＋（0.5～1），取 D =2.8mm2）主流道大端直径 D =d+2L主tan(α/2) =6.3mm式中α=4°3）主流道球面半径 SR0=注射机喷嘴球头半径＋（1～2）=10＋（1～2），取 SR0=12mm4）球面配合高度 h=3mm5) 主流道当量半径 如图7所示。

图7 主流道浇口套的结构形式由于本模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如图 8 所示图 8 定位套图3.2.2主流道衬套的固定主流道衬套的固定形式如图 9 所示图9 浇口套和定位圈3.3.2分流道设计 分流道是主流道和浇口之间的通道，起分流和转向的作用分流道在分型面生的布置与型腔排列密切相关，有多种不同的形式，但应遵循。