绝缘套塑料模具设计.docx

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绝缘套塑料模具设计

课程设计说明书

设计题目:

绝缘套注射模设计

专业:

数控——模具方向

班级:

数控08

学生姓名:

颜建华罗懿

学号：

20086306932008630673

指导教师:

喻祖建

上交时间:

2010年12月26日

第1章设计题目3

第2章塑料盖体的总设计3

2.1塑件的结构及成型工艺性分析3

2.2拟定模具结构形式4

2.3注射机型号的确定5

2.4模架的选择6

2.5浇注系统形式和浇口设计6

2.6成型零件的结构设计和计算8

2.7合模导向机构的设计12

2.8脱模推出机构的设计12

2.9侧向分型与抽芯机构的设计13

2.10排气系统的设计15

2.11温度调节系统的设计16

2.11模具工作过程16

设计心得16

参考文献17

第一章设计题目

绝缘套注射模

材料：

聚丙烯（PP）

技术要求：

1.壁厚均匀。

2.塑件不允许有裂纹和变形缺陷。

3.大批量生产

第二章绝缘套注射模总设计

一．塑件的结构及成型工艺性分析

1结构分析

1该塑件是一个绝缘套如图所示

②经查阅资料，聚丙烯的性能参数如下：

项目

性能参数

密度/（g/cm3）

0.90～0.91

吸水率/%

0.02～0.03

成型收缩率/%

1.0～2.5

拉伸强度/MPa

30～40

拉伸弹性模量/GPa

1.1～1.6

断裂伸长率/%

>200

冲击强度（缺口）（kJ/m2）

2.2～6.4

洛氏硬度

95～105

熔融温度/℃

165～170

热变形温度（1.86MPa）/℃

56～67

连续耐热温度/℃

120

脆化温度/℃

-10

线胀系数/10-5℃-1

6～10

热导率/[W/（m.K）]

8.8×10-2

比热容/[J/（g.K）]

1.92

塑件的材料是聚丙烯（PP），收缩率为1.5%-2.5%，成型工艺性好，可以注射成型

二．拟定模具结构形式

1.分型面位置的确定

2.确定型腔数量及排列

由于该塑件需要侧向分型与抽芯，设计一摸多腔比较复杂，所以最后确定该模具为一模一腔。

3.模具结构形式的确定

由于塑件所需尺寸精度要求高，且需要侧向分型和抽芯。

而且塑件属于旋转塑件，需设置分流道，保证短时间内均匀充满整个型腔。

从上面分析中可知，本模具拟采用一模一腔，推杆推出，流道采用平衡式，浇口采用轮辐浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上可确定模具结构形式为A3型带推杆的单分型面注射模。

三．注塑机型号的确定

1.注射量的计算

V外=3.14/4×12×12+3.14/4×11×11×12+3.14/4×12×12×3+3.14/4×10×10=2689mm3=2.7cm3

V内=3.14/4×8×8×6.5+3.14/4×6.5×6.5×18.5=941mm3=0.9cm3

V=V外-V内=1748mm3=1.7cm3

通过计算，塑件体V=1748cm3,查阅资料知：

聚丙烯密度0.851～0.935克/立方厘米，取0.9克/立方厘米，塑件质量为：

m1=ρV=1574g取流道凝料的质量m2还是未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。

从上述分析中确定为一模一腔，所以注射量为：

m2=0.6nm1=0.6×1×1574=944g

m=m1+m2=2518g

2.锁模力的计算

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2-0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以：

A1=π×d2/4=113mm2（d=12mm）

A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=153mm2（n=1）

Fm=AP型=153×144=22kN（用moldflow软件分析：

型腔压力P型取144Mpa）

3.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，可选用SZ-10/16立式注射机

注射机主要技术参数

理论注射容量/cm3

10

锁模力/kN

160

螺杆直径/mm

15

拉杆内间距/mm

415×415

注射压力/MPa

150

移模行程/mm

130

注射速率/（g/s）

最大模厚/mm

150

塑化能力/（g/s）

最小模厚/mm

60

螺杆转速/（r/min）

定位孔直径/mm

55

喷嘴球半径/mm

13

喷嘴孔直径/mm

3

锁模方式

双曲肘

四．模架的选择

我们没有用标准模架（如上图所示），是自己设计的模架，模架外形尺寸：

长×宽×高=117x184x223mm。

五．浇注系统形式和浇口设计

1.主流道设计

（1）主流道尺寸

（1）.主流道尺寸

根据所选注射机，则主流道小端尺寸为:

d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）=3+0.5=3.5mm

（2）.主流道球面半径为:

SR=喷嘴球面半径+（1~2）=13+2=15mm

（3）.球面配合高度

h=3mm~5mm，取h=3mm

（4）.主流道锥角

α=2°~6°，取α=3°

（5）.主流道长度

L=59mm

（6）.主流道大端直径

D=d+2Ltanα=7.6mm

（7）.浇口套总长

L0=L+h+2=64mm

（导套）

（2）主流道衬套形式

主流道小端口入口处与注射机喷嘴反复接触，属于损件，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，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC—55HRC。

（3）主流道凝料体积

Q=π/4dn2L=（π/4）*42*45=565.2mm3=0.5652cm3

2.分流道设计

（1）分流道布置形式

分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到塑件的各个部分，因此，采用平衡式分流道。

（2）分流道长度

分流道L=4.15mm

3.浇口设计

（1）浇口类型及位置确定

该模具是小型塑件的单型腔模，为提高效率，因而采用点浇口。

为了节省材料，浇口部位单独做成圆锥体，然后镶入型腔板再磨平。

（2）浇口尺寸

L=1mm，d=2mm，a=20°

六．成型零件的结构设计和计算

1.成型零件的结构设计

（1）型腔

线轮圆周上有浅的沟槽，若凹模制成整体式，则用机械加工方法很困难。

因此，线轮圆周上可以采用嵌入式斜滑块，则可以较好的解决上述问题。

（2）型芯

根据塑件的结构，型芯是一个筒类零件，因为没有设置拉料杆，所以型芯是实心的。

2.成型零件钢材的选用

浇口套是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好；机械加工性能和抛光性能也应良好。

因此构成型腔的嵌入式模钢材选用SM1。

3.成型零件工作尺寸的计算

（塑件公差等级采用7级）

塑件收缩率为1.0%-2.5%，所以平均收缩率为s=1.75%

Δ—塑件公差值（查塑件公差表）

δz—制造公差（取Δ/3）

①对于型腔尺寸φ12

塑件标准尺寸为：

φ120-0.68

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL-（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]0+0.227=φ11.190+0.227

②对于型芯尺寸φ8

塑件标准尺寸为：

φ800+0.58

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL+（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]0-0.193=φ8.390-0.193

同理：

③对于型腔尺寸φ11

塑件标准尺寸为：

φ110-0.68

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL-（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]+0.2270=φ10.17+0.2270

④对于型芯尺寸φ6.5

塑件标准尺寸为：

φ6.50+0.58

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL+（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]-0.1930=φ6.86-0.1930

⑤对于型腔尺寸φ10

塑件标准尺寸为：

φ100-0.68

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL-（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]0+0.227=φ9.930+0.227

⑥对于型芯尺寸L=6.5

塑件标准尺寸为：

6.500+0.58

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL+（Δ/2+Δ/3/2）]0-0.193=70-0.193

⑦对于型腔尺寸L=25

塑件标准尺寸为：

250-1

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL-（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]0+0.33=24.690+0.33

⑧对于型腔尺寸L=3

塑件标准尺寸为：

30-0.38

该型腔尺寸为：

d=[（1+s）xL-（Δ/2+Δ/3/2+Δ/6/2）]0+0.127=2.770+0.127

七．合模导向机构设计

（1）导向机构的总体设计

1.该模具采用4根导柱，其布置为等直径对称布置。

2.该模具导柱安装在型芯固定板上，导套安装在型腔板、定模推件板和定模座板。

（2）导柱的设计

1.该模具采用带头导柱，不加油槽。

2.导柱的直径根据模具尺寸而确定为。

3.导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7的间隙配合。

（3）导套的设计

1.结构形式采用带头导套（I型）和直导套。

2.导套孔的滑动部分按H7/f7的间隙配合，带头导套外径与模板一端H7/k6配合。

八．脱模推出机构设计

（1）推出板推出过程中，为了减小推件板与型芯的摩擦，推件板与型芯间留0.2mm—0.25mm的间隙，本设计取0.2mm。

推杆装入模具后，其端面应与型芯端面0.05—0.1mm，本设计取0.1mm。

（2）推杆与推杆固定板通常采用单边0.5mm的间隙。

（3）浇注系统凝料采用推板推出。

推板推出部分的形状根据浇注系统凝料的形状而定。

推件板采用限位导柱推出。

（4）型腔板采用限位螺钉推出。

（5）分型时，主流道凝料留在动模一侧，则在定模座板上安装4个弹簧顶销。

终上所述，如图

（推杆）

九．侧向分型与抽芯机构设计

该套模具采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，其驱动方式为斜导柱。

开模时，塑件包在凸模上随动模部分一起向左移动，在上下斜导柱的作用下，上下侧型芯滑块随推件板后退的同时，在推件板的导向槽内分别向上侧和向下侧移动，于是侧型芯和侧型腔逐渐脱离塑件，直至斜导柱分别于两滑块脱离，侧向抽芯和分型才结束。

合模时，滑块靠斜导柱复位，在注射时，滑块靠楔紧块锁紧，以使其处于正确地成型位置而不因受塑件熔体压力的作用向两侧松动。

（斜导柱侧向分型与抽芯机构）

斜导柱倾斜角a=12°-22°，取a=20°

根据公式L=s/sina

H=s/tana

L───斜导柱的工作长度s───抽芯距

a───斜导柱倾斜角H───与抽芯距s对应的开模距

Ls=L1+L2+L3+L4+L5=d2tana/2+h/cosa+d1tana/2+s/sina+5~10mm

Ls───斜导柱的总长度d2───斜导柱固定部分大端直径

h───斜导柱固定板厚度d1───斜导柱工作部分直径

s───抽芯距

根据以上公式，计算出斜导柱尺寸为：

a=20°Ls=120L1=3.64L2=54L3=19L4=68.1L5=9.7

斜导柱如图所示：

（斜导柱）

十．排气系统设计

该套模具是属于小型模具，排气量小，因此本设计不单独开设排气槽，直接利用间隙排气。

十