罩盖塑料模具设计.docx

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罩盖塑料模具设计

课题名称：

罩盖塑料模具设计

系别：

XXX系

专业：

XXX

姓名：

XX

学号：

XXX

指导教师：

XX

摘要

本模具是“罩盖”的注射成型模具。

它采用双分型面分型，结构紧凑；采用点浇口，且浇口可以自行脱落；顶出时，由顶杆顶出制品；模具定模上的水道以多支回路分别冷却。

设计说明书主要由两部份组成：

注射模具的工作原理及其结构设计；模具各部份尺寸计算。

关键词：

注射模具；罩盖；注射；冷却。

ABSTRACT

Thismoldis"cover"injectionmoldingmold.Itadoptsdoublepartingpartingsurface,compactstructure.Adoptpointgateandgatetofalloff;Out,theplungeroutproducts;Moldonthefixedmoldcoolingwaterwaywithmultivesselcircuitrespectively.Designspecificationismainlycomposedoftwocopies:

theworkingprincipleandthestructureoftheinjectionmoulddesign;Mouldpartssizecalculation.

Keywords:

injectionmold;Covercap;Injection;cooling

前言

科学技术的飞速发展，使各种产品的更新速度不断加快特别是消费类电子产品。

新产品更新速度之快更是难以想象。

像手机除功外，漂亮的外观更是吸引众多消费者眼球的原因之一。

更是追求时尚年青人所追求的目标。

本次设计采用传统计算+软件设计相结的方法。

设计开始采用传统方法对有关参数进行计算同时结构实际情况初步选择注射机、模架。

选出合适的浇口位置和分型面。

利用CAD设计出型芯、型腔、道流及重要的模具零件。

我这次设计的罩盖模具采用一次成性，用推杆推出制件，从而保证骨轮的整体性。

一、模塑成型概述

1.1注塑成型的基本过程

注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料筒当中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体――熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴经较高的压力（约为20－85mpa），熔入模具的型腔中，经过冷却，凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。

二、塑件材料的选择

2.1一般塑料的组成

塑料是指以有机合成树脂为主要组成的材料，合成树脂中加入添加剂后可获得改性品种。

塑料的组成如下：

（1）合成树脂

（2）填料或增强材料

（3）固化剂

（4）增塑剂

（5）稳定剂

（6）润滑剂

（7）着色剂

（8）阻燃剂

2.2罩盖材料的选择

塑料制件的设计主要根据使用要求进行，由于塑料有着特殊的物理性能，在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素：

（1）塑料的物理性能，如强度，刚度，韧性，弹性，吸水性以及对应力敏感性

（2）塑料的成型工艺性，如流动性，填充性。

（3）塑件形状应有利于充模流动，排气，补缩等。

（4）塑件成型后收缩情况及收缩率的大小。

（5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。

（6）模具零件的形状及其制造工艺。

该塑件材料选用PVC（聚氯乙烯）。

PVC有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。

2.3聚苯乙烯的性能

聚苯乙烯（英语：

Polystyrene，简称PS）为一种无色透明的热塑性塑料。

（1）聚苯乙烯的使用性能

聚苯乙烯其主要特性如下：

ａ、有较好的抗拉、抗弯抗压和冲击性能

ｂ、可发性型

ｃ、在低共聚物

（2）聚苯乙烯的成型性能

聚苯乙烯在成型温度下容易分解放出苯化氢。

因此，在成型时，必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。

不能用一般的柱塞式注射机成型成型机成型聚苯乙烯塑料，因为聚苯乙烯耐热性和导热性不好，而用柱塞式注射机需将料筒内的物料温度加到166~193℃，这会引起聚氯乙烯分解。

所以，应采用带预塑化装置的螺杆式注射机注射成型，模具浇注系统也应粗短，进料口截面、宜大，模具应有冷却装置。

（3）聚苯乙烯的主要技术指标

密度：

1050kg/m³

电导率：

（σ）10-16S/m

导热率：

0.08W/（m·K）

杨氏模量：

（E）3000-3600MPa

拉伸强度：

（σt）46–60MPa

伸长长度：

3–4%

夏比冲击试验：

2–5kJ/m²

玻璃转化温度：

80-100°C

熔点：

240°C

热膨胀系数：

（α）8*10-5/K

热容：

（c）1.3kJ/（kg·K）

吸水率：

（ASTM）0.03–0.1

降解：

±2000年

（4）聚苯乙烯的成型工艺参数

注射机类型：

螺杆式

螺杆转速：

20~30r/min

喷嘴形式：

直通式

喷嘴温度：

150~170℃

料筒温度：

170~190℃前段

165~180℃中段

160~170℃后段

模具温度：

30~60℃

注射压力：

80~130Mpa

保压力：

40~60Mpa

注射时间：

2~5s

保压时间：

15~40s

冷却时间：

15~40s

成型周期：

40~90s

塑件结构、尺寸及精度

3.1尺寸精度

塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差。

由于所需的精度不高，故只采用一般精度即可，聚苯乙烯一般采用6级精度

3.2脱模斜度

脱模斜度的大小与塑件的形状、壁厚及收缩率有关。

一般取30′~1°。

3.3　壁厚

由于塑件为中型塑件，其壁厚为1.2mm。

3.4表面粗糙度

该塑件的表面粗糙度为Ra0.02~1.28μm模腔的表面粗糙度为0.01~0.63μm

四、注射机的选择及校核

粗略计算注塑的总体积为47.32cm3。

根据塑件的实际结构尺寸及成型要求，以及注射机的各参数，现选用XS-ZY-125的注射机可满足注塑量和注射压力的要求。

其各项参数如下：

结构形式：

卧式

公称注塑量：

125cm2

注射压力：

120Mpa

注射行程：

115mm

锁模力：

900kN

模板最大行程：

300mm

模具厚度：

最大300mm、最小200mm

模板尺寸：

315×250mm

锁模方式：

液压－机械

电动机功率：

11kw

拉杆空间：

260×290mm

喷嘴球径：

SR12mm

喷嘴孔径：

Φ4

4.1最大注射量的校核

设计模具时，应使成型制品每次所需的注射总量小于注射机的最大注射量即：

通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80％以下，即：

对于螺杆式注射机，其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积V表示，它与塑料的品种无关，对于SZY-300查得最大注射量为:

Vmax=210.4cm3

根据公式8－3（6），可得：

式中－塑件与浇注系统的体积（）

－注射机的注射容量（）

0.8－最大注射量利用系数

由计算可得，＝47.32cm3

因为　47.32＜80%×125

所以满足要求。

4.2　锁模力的校核

锁模力是在成型时锁紧模具的最大力，用于实现动定模的紧密闭合，保证塑料制品的尺寸，尽量减少分型面处的溢边厚度和确保操作者的人身安全，成型时，高压熔融塑料在分型面上显现的涨力应小于锁模力。

8-5（6）

查得F=3500KN

由计算得：

A=746.4cm2

K取1.2

由表8-2（6）查得型腔平均压力PC=30Mpa

可得=

因为2687.04KN<3500KN

所以

4.3注射压力的校核

注射机的最大注射压力为102MPa,大于成形制品所需的100MPa注射压力。

4.4模具在注射机上的安装尺寸

模具的长、宽尺寸与注射机模板尺寸和拉杆间距相适应，模具主浇道中心线与料筒，喷嘴的中心线相一致，模具上的定位环与模板上的定位孔之间采用动配合，喷嘴头的凹球面半径Rp喷嘴孔径dn与主浇道衬套的孔径dp之间保持如下关系：

Rp=Rn（1+0.2）8-6（6）

dp=dn+0.5

所以可得：

Rp=12×（1+0.2）=14.4mm

dp=5+0.5=5.5

4.5其它尺寸校核

模具厚度

（1）模具闭合厚度必须满足：

Hmin≤Hm≤Hmax

由于200<280<300

所以模具闭合厚度满足要求

（2）开模行程

对双分型面注射模的开模行程，为取出浇道冷料，开模行程必须增加定模板与型腔板的分离距离。

即：

L≥H1+H2+（5~10）+a

H1=13mm

H2=30mm

a=26.21mm

所以H1+H2+（5~10）+a=79.21mm

L=280mm>79.21mm

五、成型总体方案

5.1塑件性能分析

　制品外形较为简单，为了使模具结构简单，将分型面开设在塑件外形轮廓最大的地方，为不影响其外表，应该选用浇口痕迹小的针点式浇口。

5.2注射模结构设计

（1）注射模浇注系统设计

浇注系统的正确选择是保证塑件外表美观的重要因素，采用一个点浇口，浇口痕迹小，同时，浇口可自动拉断，有利于自动化，点浇口必须设置在盒底起到美观的作用在注射过程中，在点浇口处塑料剪切速率高，使塑料的温度升高，塑料的熔接痕迹小。

（2）注射模型腔的设计

对于塑料模的型腔设计常用的有两种方式：

一种是整体式型腔，另一种是组合式型腔。

整体式型腔结构简单，牢固不易变形，由于塑件外形较简单，故采用整体式型腔可降低成本。

如图：

（3）模具的型芯设计

采用整体式的型芯，由于制品有内侧凸部份，在型芯上要开上3条槽。

如图：

（4）模具脱模机构设计

由于制品比较简单顶杆，所以能直接利用推杆将制件推出。

5.3模具动作过程　

开模时，定模板与定模座板之间首先分型，与此同时，主流道凝料被拉料杆拉出浇口套，而分流道端部的小斜柱卡住分流道凝料而迫使点浇口拉断并带出定模，当定距拉杆去限位作用时，主分型面分型，塑件被带往动模，而浇注系统凝料脱离拉料杆而自动脱落。

5.4冷却系统设计

模具温度应控制在50゜c左右，故在定模和动模上要设置冷却水道。

六、成型部份设计

塑料制件在模具中的位置直接影响到模具结构设计。

型腔的数目及排列方式、分型面的位置确定等决定了塑料制件在模具中的成型位置。

单型腔模具特点：

结构简单，制造成本低，周期短，塑件精度高，工艺参数易于控制，但塑料成型的生产率低，塑件成本高，适用于塑件较大，精度要求高或者小批量生产及试生产。

模具型腔的数量是根据注射机的最大注射量，锁模力以及产品的精度要求，生产经济性来确定的。

6.1型腔数的确定

根据所用注射机的最大注射量确定型腔数：

n＝　（k利G公－G废）/G件

n－型腔数

k利－注射机公称注射量的利用系数

G废－浇注系统及飞边等的塑料质量

G件－一个型腔中塑料质量

n=（0.65×320－27）/394.7

=2.45

由于n<3，故取n=2

如图：

6.2分型面的设计

　分型面的设计原则：

（1）分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，才能使塑件从模具中顺利地脱模

（2）分型面的选择应有利于塑件的脱模

（3）分型面的选择要保证塑件的精度要求，光滑的表面不应设计成分型面以避免影响外面质量，要求同轴度的部份要放到分型面的同一侧，以保证同轴度要求

（4）分型面作为主要排气渠道，应将分型面设计在熔融塑料的流动走未端，有利于型腔内气体排出

（5）应使模具零件易于加工。

　考虑分型面的选择原