塑料端盖注塑模具成型设计毕业设计.docx
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塑料端盖注塑模具成型设计毕业设计
课程设计任务书
1．设计目的：
通过塑料成型模具课程设计，强化学生课堂上学习到的塑料注射模具的知识，加深学生对注射模具动作原理的理解，培养学生独立设计注射模具的能力，使学生熟练掌握AutoCAD等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作打下良好的基础。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
自行设计一个符合要求的塑料制件以及成型该制件的注射模具。
（1）对塑料制件的要求：
①塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使塑料制品达到高效、均匀冷却，具有一定的力学性能及使用价值；
②设计塑料制件时应明确指出塑件的尺寸精度、粗糙度、斜度、圆角、螺纹、侧孔、嵌件等；
③成型该塑件的注射模具必须满足下列条件之一：
Ⅰ：
成型模具应具有侧向抽芯机构；
Ⅱ：
成型模具应具有自动脱螺纹机构；
Ⅲ：
成型模具应具有点浇口凝料的自动脱出、顺序脱模、二级脱模等较为复杂的机构。
（2）对成型模具的要求：
所设计的模具能够高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品，模具结构合理，动作灵活，能够满足在使用时连续生产、高效率、自动化、操作简便的要求。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：
本次课程设计的工作内容包括以下几个部分：
①塑料制件图纸一张，要求标注尺寸公差、粗糙度、技术要求以及所用原材料；
②注射模具装配图（零号图纸）一张；
③注射模具零件图至少四张，包括型腔零件图、型芯零件图、模板的零件图、杆件的零件图；
④注射模具结构计算说明书一本。
注：
以上各项内容均要求打印。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
1.申开智.塑料成型模具.北京：
中国轻工业出版社，2003
2.宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册.北京：
航空工业出版社，1995
3.H.盖斯特罗.注射模设计108例.北京：
国防工业出版社，2002
4.贾润礼.实用注塑模设计手册.北京：
中国轻工业出版社，2000
5．设计成果形式及要求：
本次课程设计的设计成果以模具设计图纸和模具设计计算说明书的形式提交。
6．工作计划及进度：
2011年12月05日~12月05日塑料制件设计
2011年12月06日~12月07日模具结构计算及草图设计
2011年12月08日~12月09日模具装配图的绘制
2011年12月12日~12月14日模具零件图的绘制
2011年12月15日模具设计计算说明书的撰写
2011年12月16日答辩和成绩考核
系主任审查意见：
签字：
年月日
3.4.4滑块和导滑槽设计16
1.塑件的工艺性分析
1.1塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料。
从使用性能上看，该塑件具有高强度，良好的耐水、耐油性，其介电性能与温度和频率无关，使优良的绝缘高的成型温度和注射压力，以提高熔料的流动性，减小收缩率。
塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析
（a）结构分析：
从零件图上分析，该零件总体形状为矩形，在两端有两个凸台，其厚度为2mm，该零件结构简单。
（b）尺寸精度分析：
该零件各个尺寸均未注明公差，为提高经济效益，则按未注明公差尺寸来处理，根据表2—14查得ABS材料的适用未注公差等级为MT5级，对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证。
（c）表层质量分析：
该零件的表面质量除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，因此表面要求易于实现。
综上分析，可以看出，注塑时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。
1.2.计算塑件的体积和重量
计算塑件的体积：
用体积分割法求得
V=50×60×3+5×3.14×2×2（式1-2）
=3062.8mm3
计算塑件的质量：
根据设计手册查得ABS的密度为ρ=1.0g/cm3,
故塑件的质量为：
W=Vρ
=3062.8×1.0×103
=3.1g（式1-3）
经计算塑件体积和质量，根据手册，采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和设备等情况，初选用注塑机XS—Z—30型。
1.3.塑件注塑工艺参数的确定
查相关文献资料，ABS塑料的成型工艺参数可作如下选择：
（试模时，可根据实际情况作适当调整）
表1.3ABS成型工艺参数
项目
数值
项目
数值
料筒温度/℃
200220240
喷嘴温度/℃
200
注塑压力/Mpa
100
注塑时间/s
15
保压/Mpa
72
保压时间/s
10
冷却时间/s
15
1.4塑料成型设备的选取
根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为XS-ZY-125查材料知：
表1.4注塑机相关参数
项目
数值
项目
数值
标准注射量/cm
192
螺杆直径/mm
42
注射容量/克
125
注射压力/Mpa
1500
锁模力/kN
90
最大注射面积/㎝2
320
模具厚度/mm
200～300
模板行程/mm
300
孔半径/mm
4
定位孔直径/㎜
100
2.注塑机有关参数的校核
本模具的外形尺寸为300mm×300mm×220mm,XS-ZY-125型注塑机模板最大安装尺寸是370mm×350mm。
由于上述计算的模具闭合高度为220mm，XS-ZY-125型注塑机的最小模具厚度为200mm，最大模具厚度为300mm
2.1模具合模时校核：
200mm<220mm<300mm
2.2模具开模时校核：
200mm<220mm＋15mm<300mm
其中：
15mm为模具的抽拔距
经校核XS-ZY-125型注塑机能满足使用要求故可以采用。
3.注塑模的结构设计
注塑模结构设计主要包括：
分型面选择﹑模具型腔数目的确定﹑型腔的排列方式﹑冷却水道布局﹑浇口位置设置﹑模具工作零件的结构设计﹑侧向分型与抽芯机构的设计﹑推出机构的设计等内容。
3.1分型面选择
模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。
应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。
该塑件为端盖，表面无特殊的要求，其分型面选择如图3.1.1所示：
图3.1.1分型面
如图3.1.1所示取A-A向为分型面，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单。
图3.1.2分型面
如图2-2所示取A-A向为分型面，抽芯在定模，抽芯机构复杂，应当避免定模抽芯。
从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法，有利于模具成型。
3.2确定型腔的数目及排列方式
3.2.1模腔数量的确定
塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；
3.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1
N1=（F/PC）/A－B/A（式3.1）
其中：
F注塑机的锁模力N
PC型腔内的平均压力MPa
A每个制件在分型面上的面积（㎜）
B流道和浇道在分型面上的投影面积（㎜）
B在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.2～0.5），常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为25～40MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则
N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2（个）
3.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目N2
N2=（G－C）/V
其中：
G注射机的公称注塑量（㎜）
V单个制件体积（㎜）
C流道和浇口的总体积（㎜）
生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.2～1倍，现取C=0.6则
N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375
=10.7（个）（式3.2）
从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可以选取的个数是2，4，6，8，10个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。
我们所设计的端盖注塑模具采用一模两腔的方案，即N=2
3.2.2型腔的排列方式
图3-2流道分布
本塑件在注塑时采用一模两腔,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取如图3-2所示的型腔排列方式。
采用的型腔3-2排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构，其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较大，但因本塑件较小，故对成型没有太大影响。
若采用如图3-2所示的型腔排列方式，显然料流长度较短，但侧向分型抽芯机构设置则相当困然，势必成倍增大模具结构的复杂程度。
所以应该采用2-2-2-1的排列方式。
3.3浇注系统设计
3.3.1主流道设计
根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸
喷嘴前端孔径：
d0=Ф4mm
喷嘴前端球面半径：
R0=12mm
根据模具主流道与喷嘴的关系：
R=R0+（1～2）mm
D=d0+（0.5～1）mm
取主流道的球面半径：
R=13mm
取主流道的小端直径d=Ф4.5mm
为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取1～3度经换算得主流道大端直径D=Ф8.5mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。
3.3.2分流道设计
分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。
由于塑件的形状比较简单，尼龙1010的流动性好，冲型能力比较好，因此可采取梯形分流道，便于加工。
根据主流道大端直径D=Ф8.5mm，则梯形可选用上底为b=5.5mm,高为h=8mm的截面。
截面形状为U型，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。
要减少传热损失，又希望流道的面积小。
因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。
U型实质上是一种双梯形流道截面，效率为0.195D。
分流道的尺寸：
尼龙1010分流道直径/mm3.8-7.5
选取6mm
分流道表面粗糙度：
分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取1.25—2.5Rμm，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。
有利于保温。
但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。
3.3.3浇口设计
根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。
设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排气。
故采用截面为矩形的侧浇口，查表初选尺寸为（b×l×h）1mm
×0.8mm×0.6mm,试模时修正。
3.3.4排气结构的设计
在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。
排气方式有两种：
开排气槽排气和利用合模间隙排气。
由于端盖注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。
（尼龙1010塑料的最小不溢料间隙为0.03mm，间隙较小，再加上尼龙1010的流动性较好，也不宜开排气槽）
3.3.5主流道衬套的选取
为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的
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