锥形杯塑料模具设计说明.docx

1、锥形杯塑料模具设计说明一、 拟定模具的结构形式 21、 塑件成型工艺性分析 22、 分型面的确定3、 型腔数量及模具结构形式的确定4、 注射机型号的选定二、 浇注系统的设计 41、主浇道设计三、 成型零件的设计 &1、 成型零件的结构设计2、 成型零件工作尺寸的计算3、 成型零件强度及支撑板厚度计算四、 模架的确定 B-五、 排气槽的设计 9六、 脱模推出机构的设计 91、 脱模力的计算2、 推件板的尺寸计算3、 推杆的选择七、 导向机构的设计 101、带头导柱的选用2、带头导套的选用八、 温度调节系统 12九、参考文献一、拟定模具的结构形式1、塑件成型工艺性分析该塑件是一个锥形塑料杯，如下图

2、所示，塑件壁厚属于薄壁塑件，材料为 聚丙烯（PP）,成型工艺性很好，可以注射成型。2、 分型面的确定根据塑件结构形式，分型面选择在杯口所在的平面。3、 型腔数量及模具结构形式的确定由于塑件为薄壁塑件，并且尺寸较大，所以选用一模一腔的结构形式，采用直浇口，这样可以防止薄壁塑件出现裂纹4、注射机型号的选定1）注射量的计算通过Pro/E建模分析,塑件体积 V为34.882mm 3流道凝料的质量 m2 -0.6m, =0.6 31.51 =18.906g注射量m = m，m2 =31.51 18.906 = 50.416g2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算塑件在分型面上的投影面积

3、d2 622A）二 =- =3019.07mm4 4流道凝料在分型面上的投影面积A2 =0.35人广0.35 3019.07 = 1056.67mm2所以A = A A 3019.07 1056.67 二 4075.74mm2所需锁模力Fm 二 Ap型=4075.74 25 =101893.5N =101.89KN式中型腔压力p型查表取25 MPa。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SZ-500/200卧式注射机主要技术参数见下表。项目参数项目参数额定注射量/ cm 3500定位孔直径/mm160螺杆（柱塞）直径55模板最大行程/mm500/mm注射压力/MPa15

4、0模具最大厚度/mm500注射速率/ (g s)173模具最小厚度/mm280塑化能力/ (g110拉杆空间/(mm x mm)570 X570注射方式螺杆式喷嘴圆弧半径/mm20锁模力/KN2000喷嘴孔直径/mm3.5SZ-500/200卧式注射机主要技术参数(4)注射机有关参数的校核(1)由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 nKMt / 3600 - m2型腔数校核合格 式中k注射机最大注射量的利用系数，一半取0.8;M注射机的额定塑化量(110 g /s )t成型周期，取30 So(2)注射压力的校核p _kp0 =1.3 100 =130MPa而Pe =132MPa ,注射压力校核

5、合格。式中k注射压力安全系数，取1.3pe = 70 -140MPa ,据塑件形状,壁厚,材料流动性，选pe = 100MPa(3)锁模力校核F KAp型=1.15 101.89 =117.17kN ,而 F = 2000kN。锁模力校核合格。二、浇注系统的设计浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井所组成。由课程设计任务，我 们选择直浇口浇注。取分型面在水杯口处，浇口在水杯底部。为了水杯美观， 这里不设计冷料井。一般而言，主流道即可作为直浇口使用，主流道是一端与 注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续 ，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。1、主浇道设计1） 根据所选注射剂

6、，则主流道小端尺寸为d =注射机喷嘴尺寸+ 0.5T i = 3.5 * 0.5=4mm主流道球面半径为SR=喷嘴球面直径 +（ 12）=20+2=22mm主流道锥角取 二=32） 主流道尺衬套形式本设计为小型模具，为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是 设计成分体式，主流道长度取60mm。衬套如下图所示，材料采用T10A钢，热 处理淬火后表面硬度为53HRC57HRC。60其定位圈结构尺寸如下图3）主流道凝料体积流量12t(D2 Dd d2)2 2 3 37.14 4 4)1500，7mm F/s4）主流道剪切速率校核3.3qv 3.3 36.382 1 3 _i由经验厶式 3- 3

7、 = 1630 s 5 10snRn n x 0.2875式中 qv = q主 q塑件=1.5 34.882 = 36.38Zm3（07.14）/2Rn 2.785mm = 0.2785cm2三、成型零件的设计1、成型零件的结构设计1） 凹模选用整体嵌入式的凹模结构，使用凸肩垫板法进行固定。选用的凹模模具钢为SM1。2） 型芯由于塑件的型芯尺寸较大，所以型芯内需要冷却系统。要在型芯内部添加 一个小型芯，以便于添加泠却系统。所以采用镶拼组合式凸模。选用的型芯模 具钢为SM12、成型零件工作尺寸的计算1)型腔径向尺寸Lm1 二(1 s)Ls1-x.： z (1 0.02) 62 -0.6 0.6)

8、。0.12 = 62.88。0.12Lm2 二(1 s)Ls2 (1 0.02) 57.5 -0.6 0.6府.12 = 58.29。0.12Lm3 二(1 s)Ls3-x ： z 塑件最大长度+型腔侧壁厚垫块高度C H 4+ H 5+塑件高度根据经验取型腔侧壁厚为10mm，代入数据得到：L 80 +10=90mmC H 4 + H 5 +70根据以上数据 查得基本型模架组合尺寸选用 500 X500 A4系列模架。选定模板厚度：A=100mm动模板厚度：B=40mm垫块厚度：C=160mm模具厚度H 模=2H 1 +H 2+S +A+B+C=2 X40+63+40+100+40+160=48

9、3mm 500mm合格即模具外形尺寸：500 X500 X483mm即所选模架为 A4 500 X500-80 X40 X130定模座板40mm,定模扳100mm,推件板厚40mm,动模扳厚40mm,动模垫板厚63mm,垫块高160mm,动模座板厚40mm,推杆固定板厚25mm,推板厚40mm.五、排气槽的设计排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气； 二是排除物料在加热过程中产生的各种气体 。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排 气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外 ，还可以消除制 品的各种缺

10、陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？ 一般来 说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔 内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁 模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降 低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完 善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气 。六、脱模推出机构的设计由于本模具是薄壁塑件，并且尺寸较大，只使用推杆推出有可能破坏塑 件。所以采用推件板一推杆联合推出机构。1、脱模力的计算2二ESIcos (f -tan J 2 - 1.

11、75 1.35 103 0.02 209 cos2 (0.15-tan2)(1-0.46) 1F 13KN式中 1 塑件平均壁厚E 塑料弹性模量 （取1.35 103MPa）0S = smax smin = 0.03 0.01 _002。-2 一 . 0l塑件对型芯的包容长度，为209mm。一模具型芯的脱模斜度，为20 of 塑件与型芯之间的静摩擦系数，常取为0.10.25，取0.15。塑料的泊松比，取为0.46.k2 k2 =1 f sin cos ： ： 12、推件板的尺寸计算k3 F 1/3 /0.753； 13000推件板厚度为： S=( ) =( )= 3.19mmg 300式中F最

12、大脱模力k3 随 R/r 选取，R=6mm,r=5mm. k3取 0.753.刁一模具材料的许用压力(取300 MPa)根据所选模架可知推件板厚40mm,满足要求厚度要求。L=垫块高-推板厚+动模垫板厚+动模板=160-40+63+40=223推件板推杆的尺寸： 223 G3、推杆的选择：由于推件板承受多数的脱模力，推杆的受力较小。选择8的推杆L=垫块高-推板厚+动模垫板厚+动模板+推件板+塑件高度=160-40+63+40+40+80=343mm尺寸如下图 七、导向机构的设计导向机构能在注塑过程中和模具中起到定位作用，导向作用，承受冲模过程中一定的侧向压力，承受模具本身重量的作用。一般而言，

13、导柱前端应倒圆角、半球形或做成锥台形，以使导柱能顺利地 进入导套。导柱表面有多个环形油槽，用于储存润滑油，减小导柱和导套表面 的摩擦力。1、带头导柱的选用根据GB/T 4169.4-2006塑料注射模零件 第4部分：带头导柱示意图如 下：由标准模架知 L=175mm ， Di=45mm ， D=40mm ，h=10mm,L i=40mm材料：T10A带头导柱 40 175 40 GB/T 4169.4-1984 4 根2、带头导套的选用导套与导柱一起构成了导向系统，使导向系统具有在模具中不可缺少的作 用。为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最好做成通孔，以 利于排除孔内的空气。如果

14、模板较厚，倒空必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面 打一个小孔排气或在导柱的侧壁磨出排气槽 。根据GB/T 4169.5-1984 :带头导套示意图如下D=40mm ; Di=55mm ; D2=61mm ; D3=41mm ; L=140mm ; h=10mm ;R=4mm材料：T10A带头导套 40 140 GB/T 4169.5-1984 4 根八、温度调节系统模具温度设为400C.1、冷却水的体积流量式中 W 单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量 （kg/min），按每分钟2 次，即 36.832mm 0.905（ g /cm3） 2次 / min = 0.06585kg /min ；Q1 单位质量的塑件在凝固时所放出的热量，PP为640kJ/kg ；2、冷却管道直径为使冷却水处于湍急状态，查表取d=10mm。3、冷却水在管道内的流速大于最低流速1.32m/s，达到湍流状态，所选管道直径合理。4、冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数查表取f=7.22（水温为300C时）,5、冷却管道的总传热面积浇注系统示意图九、参考文献1、 伍先明等，塑料模具设计指导。北京：国防工业出版社，20062、 齐晓杰主编，塑料成型工艺与模具设计 ，北京：机械工艺出版社，20063、 王孝培主编，塑料成型工艺与模具简明手册，北京：机械工业出版社，2000