圆盖形注塑成型模具课程设计.docx

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圆盖形注塑成型模具课程设计

目录

1塑件成型工艺分析…………………………………………………………………………………………1

1.1塑件分析……………………………………………………………………………………………1

1.2聚丙烯的性能分析…………………………………………………………………………………1

1.3PP的注射成型过程及工艺参数……………………………………………………………………2

2拟定模具的机构形式……………………………………………………………………………………….3

2.1分型面位置的确定…………………………………………………………………………………3

2.2型腔数量和排列方式的确定……………………………………………………………………....3

2.3注射机型号的确定…………………………………………………………………………………4

3浇注系统的设计…………………………………………………………………………………………….5

3.1主流道的设计………………………………………………………………………………………5

3.2浇口的设计…………………………………………………………………………………...……6

3.3校核主流道的剪切速率…………………………………………………………………………...6

3.4冷料穴的设计及计算…………………………………………………………….......…………….7

4成型零件的结构设计及计算……………....…………………………………………………………….8

4.1成型零件的结构设计………………………………………………………………………………8

4.2成型两件钢材的选用………………………………………………………………………………8

4.3成型零件工作尺寸的计算…………………………………………………………………………8

4.4成型零件尺寸及动模板垫板厚度的计算…………………………………………………………9

5模架的确定………………………………………………………………………………………………….10

5.1各模板尺寸的确定…………………………………………………………………………………10

5.2模架各尺寸的校核…………………………………………………………………………………10

5.3排气槽的设计………………………………………………………………………............………10

6脱模推出机构的设计……………………………………………………………………………………….11

6.1推出方式的确定……………………………………………………………………………………11

6.2脱模力的计算………………………………………………………………………………………11

6.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力………………………………………….……………11

6.4推杆直径的计算…………………………………………………....………………………………11

7冷却系统的设计…………………………………………………………………………………………….12

7.1各模板尺寸的确定……………………………………………....…………………………………12

7.2冷却系统的简单计算………………………………………………………………………………13

8导向与定位结构的设计…………………………………………………………………………………….14

9小结……………………………………………………………………………………………………..…..14

装配图和零件图………………………………………………………………………....…………………15

参考文献…………………………………………………………………....………………………………15

1塑件成型工艺性分析

1.1塑件分析

（1）外形尺寸

该塑件壁厚为2mm,塑件壁厚不大，适合于注射成型。

（2）精度等级

根据零件所标注选取，未标注尺寸公差为自由尺寸，可按MT6等级精度查取公差。

基本尺寸偏差

120±1.00

Φ250±1.75

Φ20±0.31

Φ15±0.27

Φ246±1.60

30±0.40

10±0.23

（3）塑件表面质量分析

该零件外形与内形都没有较高的表面粗糙度要求

（4）脱模斜度

PP属于结晶性聚合物，成型收缩率较大，而外形要求精度较高，综合考虑并查表选择凹模斜度为40′，凸模斜度为35′。

1.2聚丙烯的性能分析

（1）使用性能

无毒、无味，容易加工成型，综合性能优良，化学稳定性好，良好的耐热性，优良的力学性能，具有良好的电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但在低温时变脆，不耐热、易老化。

适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘材料。

（2）成型性能

聚丙烯属于结晶性材料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触会分解，流动性好，但收缩率偏大，易发生缩孔、凹痕、变形、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，料温低方向性明显，低温高压时尤其显著。

模具温度低于50度时塑件不光滑，易产生熔接不良，留痕，90度以上易发生翘曲变形。

（3）PP的性能指标

密度/gcm-3

0.9-0.91

屈服强度/MPa

37

比体积/cm3g-1

1.10-1.11

拉伸强度/MPa

35-40

吸水率（%）

0.01-0.03

拉伸弹性模量/MPa

1.1103-1.6103

熔点/℃

164-170

抗弯强度/MPa

67

计算收缩率（%）

1-3

抗压强度/MPa

56

比热容/J（kg℃-1）

1930

弯曲弹性模量/MPa

1.45103

1.3PP的注射成型过程及工艺参数

（1）注射成型过程准备

1）成型前的准备对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检验，料筒清洗，由于PP着色性不好，特别要注意色泽检验。

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，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

3）塑件的后处理放在100℃-120℃的热水中进行调湿处理。

（2）注射工艺参数

1）注射机：

螺杆式，螺杆转数为30r/min

2）料筒温度（℃）：

后段160-180

中段180-200

前段200-230

3）喷嘴温度（℃）:

180-190

4）模具温度（℃）：

40-80

5）注射压力（MPa）：

70-120

6）成型时间（s）：

48s（注射时间3s,冷却时间35s,辅助时间10s）。

2拟定模具的机构形式

2.1分型面位置的确定

塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。

定模和动模相接触的面称分型面。

通常有以下原则：

（1）分型面的选择有利于脱模：

分型面应取在塑件尺寸的最大处。

而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。

如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。

拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。

（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。

（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。

不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。

该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。

在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图所示。

2.2型腔数量和排列方式的确定

（1）型腔数量的确定

该塑件需求高精度尺寸不多，而且整体尺寸大，零件结构较简单，可采用一模一腔的结构形式。

同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等因素，初步定为一模一腔结构形式。

（2）模具结构形式的确定

从上面分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件结构形式，推出机构拟采用脱模板推出形式。

浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用点浇口，且开设在分型面上。

因此，定模单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。

由上综合分析可确定选用带脱模板的双分型面注射模。

2.3注射机型号的确定

（1）注射量的计算

塑件体积:

R=125r=124d=15D=250（单位：

㎜）

Vg=π（R²-r²）h+π（d/2）²×10×2+π（D/2）²×2=102.061㎝³

塑件质量：

M塑=V=0.9×102.061=91.85g=91.9g（取0.90g/cm3）

（2）浇注系统凝料体积初步计算

浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来计算。

由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料体积按塑件体积的0.2倍来估算，根据资料[2]中公式，故：

V总=V塑（1+0.2）=102.061×1.2=122.47㎝³

（3）选择注射机

计算注射机的公称注射量：

公称注射量=V总/0.8=122.47/0.8=153.088㎝³，根据计算，初步选定公称注射量为500cm3，注射机型号为SZ-500/2000卧式注射机，其主要技术参数如下表所示：

注射机主要技术参数

理论注射量/cm3

525

移模行程/mm

450

螺杆直径/mm

52

最大模具厚度/mm

450

注射压力/MPa

153

最小模具厚度/mm

280

注射速率/（g/s）

200

锁模形式

双曲肘

塑化能力/（g/s）

28

模具定位孔直径/mm

160

螺杆转速（r/min）

0-200

喷嘴球半径/mm

15

锁模力/kN

1000

拉杆内间距/mm

460×460

（4）注射机的相关参数的校核

1）注射压力校核查表知，PP所需注射压力为70-120MPa,由于该塑件壁厚较薄，这里取P0=100MPa，注射压力安全系数k1=1.25-1.4，这里取k1=1.3，则，所以，注射机压力合格。

2）锁模力校核

①塑件在分型面上的投影面积A塑，

则A塑=π[（D/2）²-（d/2）²]=3.14×（125²-10²）=48673.22㎜²

②浇注系统在分型面上的投影面积A浇，可以按照一型腔模的统计分析来确定，A浇是每个塑件在分型面上额投影面积A塑的0.2-0.5倍，由于该塑件流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以取小些，取A浇=0.2A塑

③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积

A总=n（A塑+A浇）=n（A塑+0.2A塑）=1.2A塑=1.2×48673=58407.6㎜²④模具型腔内胀型力F胀

P模是模具型腔内的压力，通常去注射压力20%-40%，大致为25-40MPa，PP属于较低粘度材料，而且该塑件壁厚较厚，有精度要求，综合考虑P模取30MPa。

则：

F胀=A总P模=58407.6×28=1635412.8N=1635.4KN

该注射机的公称锁模力