塑料模具课程设计

1、 塑料模具课程设计 端盖设计 班级：模具09302 专业：模具设计与制造 姓名：# 学号：# 指导老师：# 目录、前言3二、设计内容.3三、苏建的工艺性分析.4 1、塑件的原材料分析4 2、塑件的尺寸精度分析5 3、表面质量分析.5 4、塑件的结构工艺性分析5四、制件的注射成型工艺分析.6 1、计算塑件体积.6 2、计算塑件质量.6 3、选用注射机.6 4、塑件成型工艺参数6五、注射模的结构设计.8 1、分型面的选择8 2、型腔数目的确定及型腔的排列,.8 3、浇注系统的设计.11（1） 主流道的设计11（2） 主流到衬套形式.12（3） 分流道的设计13（4） 浇口的设计14（5） 浇口套常

2、采用标准件15（6） 冷料穴与拉料杆的设计.16六、型芯型腔结构设计.16七、推出机构的设计.16八、成型零部件的工作尺寸计算.17九、注射模模架的的选择.18十、冷却系统的设计19十一、排气系统.20十二、注射机有关参数校核.20 1、模具闭合高度的确定20 2、注射机有关参数的校核.20十三、装配图.21十四、零件图.21十五、总结.22一、 前言经过:塑料成型模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是、复习、巩固所学的专业知识，进一步熟悉有关设计资料，掌握塑料模具的设计及计算方法。加深理解高计与制造之间的相互关

3、系。综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次塑料成型模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。巩固与扩充“塑料成型模具设计”等课程所学的内容，掌握模塑料成型具设计的方法和步骤。掌握塑料成型模具设计的基本技能与pro/engineer运用如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。经验不足加之水平有限，错误和缺点在所难免，请各位老师批评指正。 二设计内容 名称：端盖 材料：尼龙设计要求： 1生产批量：大批量 2未注公差按mt5级标注 3要求设计端盖模具 三、塑件的工艺性分析 1 塑件原材料的分析 聚酰胺俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide（简称p

4、a），是分子主链上含有重复酰胺基团nhco的热塑性树脂总称。包括脂肪族pa，脂肪 芳香族pa和芳香族pa。其中，脂肪族pa品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。性能：尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。主要技术指标：密度1.04kg/cm

5、3 比体积是0.96dm3/kg 吸水率0.20.4 热变形温度是55度 硬度9.75hb 收缩率1.32.3s（1） 成型性能：熔融温度低，流动特性好，但由此易产生飞边，收缩率的稳定性差。（2） 非结晶性塑料，吸水性大。易分解。（3） 流动性好，容易产生飞边，成型加工前必须进行干燥，稳定性强。2塑件尺寸精度分析塑件的结构分析：总体特征为长方形的槽型里边有直径为12.5的半圆环和一个内凸再加两个直径为9的内孔塑件的尺寸精度分析：高精度尺寸 其他精度均为mt5 塑件的壁厚分析：壁厚最大处1.6最小处1.25厚差为0.35较为均匀，有益于塑件成型塑件表面质量分析：表面粗糙度1.6无其他要求较易实现

6、 3 表面质量分析 塑件为端盖，要求表面五斑点，表面粗糙度可取ra1.6，塑件内部没有较高的粗糙度要求，较易实现。 4塑件的结构工艺性分析 瓷塑件外形为长方形端盖，盖深5mm，壁厚最大处为1.6mm，最小处为1.25mm，总体尺寸为43.7*29。塑件上有一个直径为12.5的开槽圆柱环，两个直径为9的通孔以及一个22.5*8的凸台，凸台上有一个直径为3.5，深3的圆孔。该塑件用螺杆式注射剂成型。 四、制件的注射成型工艺分析1计算塑件的体积 塑件的体积为：3597.28mm3 一次注射所需的塑料的总体积为:14389.12mm32塑件的质量：查手册取密度1.04-1.05g/cm3塑件的质量：m

7、=pv=3.76g塑件与浇注系统的总质量m=7.518g3选用注射剂 根据塑件的形状，取一模四腔的模具结构，初步选取螺杆式注射成型机hszy-304塑件注射成型工艺参数 注射模的结构设计1分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的重要因素，他与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模。因此，分型面的选择是注射模设计的关键。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置，浇注系统设计，塑件的结构工艺性及精度，嵌件位置，形状以及推出方法，模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应该综合分析考虑。 一

8、般考虑下列几点因素： 1塑件形状、尺寸、壁厚及要求。 2浇注系统的布局。 3塑料性能及填充条件。 4成型效率及成型操作。 5排气及脱模。 6模具结构简单，使用可靠方便，制造简单。综合上述考虑，选择下列分型面：2行腔数目的确定及型腔的排列（1） 型腔数目的确定根据塑件生产批量及经济性，通过注射量及锁模力计算，可确定尽可能多的型腔数，以提高生产率。其型腔在一模中的数目如表： 序号 确定依据 确定方法 说明 此塑件采用第二种方法确定型腔数目，按注射机的最大注射量确定型腔数，根据公式 0.8*304*3.949*0.15 n - 5（取整） 3.949 最终采用一模四腔的结构形式。（2） 型腔的排列型

9、腔的布局采用对称分布，以防模具承受偏载而产生溢料。排列方式采用h型排列，平衡性好，加工容易，使用比较广泛。 由于该塑件采用的是一模四件成型，所以性强布局如图。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 2.3浇注系统设计2.3.1 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=4mm 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+（12）mm d=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半径： r=13mm 取主流道的小端直径d=4.5mm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13度经换算得主流道大端直径d=8.5

10、mm，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。2.3.5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，热处理以后的硬度为5357hrc，主流道衬套和定模的配合形式为h7/m6的过渡配合。可根据抽拔距，固定端模板的厚度，斜销直径及斜角大小确定： l=l1+l2+l3+l4+l5 =d/2tana+h/cosa+d/2tana+h/sina+（1015） =99.6mm 取： l=100mm 2.3.2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

11、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=8.5mm，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/mm 3.8-7.5 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1.252.5rm，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

12、温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。2.3.3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（blh）1mm0.8mm0.6mm,试模时修正.(5)浇口套常采用标准间 根据手册查的型号：xsz30柱塞式注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴球面半径ro=12mm喷嘴孔直径mm根据模具主流与喷嘴的关系：（1）主流道球面半径r=ro+（1-2）mm, 取r=14mm（2）主流道小端直径d=do+(0.5-1)mm,取d=4.5mm（3）主流道锥度取：4（4）主流道

13、长度l根据定模座板厚度确定，通常l不超过60mm,取55mm（5）主流道大端直径d分流道直径（6）球面深度h=35mm,或（1/3-2/5）ro,取5mm（7）浇口套总长：ld=（l+h+2）mm=(55+5+2)=62mm（6）冷料穴与拉料杆的设计冷料穴应设在熔料流动方向的转折处，卧式或立式注射机用模具的冷料穴一般设置在主流道正对的动模上，开模时为了能从浇口套内拉出浇道凝料，通常在冷料穴末端设置拉料杆。该塑件采用z型拉料杆，其头部的侧凹将主流道凝料钩住，开模时即可将凝料从主流道中拉出。同时由于拉料杆的尾部固定在推杆固定板上，故在推出塑件时凝料也一同推出。如图。 六 、型芯型腔结构设计 型芯型

14、腔可采用整体式或组合式结构。 由于该塑件尺寸不大且形状简单，无锥面过度。宜采用整体式型腔，方便加工和热处理。 考虑模具温度，型芯采用整体式结构。 七、 推出机构的设置 如图所示模具开模后,塑件包紧动模型心的力并不大,适当考虑脱模斜度,采用顶杆并不会将塑件顶变形,且模具结构简单. 如图2-5-2所示是采用推管和顶杆联合顶出,顶出平稳,塑件不会变形,但推管与中间的型心想配合,会造成制造和装配上的困然.由以上两种方法的比较不然看出图7-6的方法比图7-7的方法更经济也可以给制造带来方便. 八、成型零部件的工作尺寸计算 由于制件没有标注尺寸公差,因此把它们换成公差尺寸,进行计算 模具制造公差s=/3

15、未注公差等级mt5级算（单位：mm）基轴: , , , , , , , , ,基孔: , , , , ,，,1计算如下式： 一.型腔计算如下式： 由公式： ,%1) 2) 3) 二.型腔高度（深度）计算如下式：由公式：，得1）三、型芯计算由公式:，得1) 2) 3） 4）5）6）7）8）9）10）11）12）13）14）15）四、型心深度计算由计算公式 ，1) 2) 3) 九、注射模模架的选择 本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择a4型模架。 绘制模具总装配图如下： 十、冷却系统的设计塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，

16、变形）冷却系统设计可按下式进行计算：设该模具平均工作温度为60，用20的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为30，产量为（1分钟2模）1000g/h。 求塑件在硬化时每小时释放的热量为q3，查有关文献得尼龙1010的单位热流量为q2=314.3398.1j/g ,取q2=350j/g：q3=wq2=1008g/h350j/h=352800j 求冷却水的体积流量vv=wq1/pc1(t1t2)=140cm3温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面：变形 尺寸精度 力学性能 表面质量在选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制件的质量要求。在注射模具中溶体从200 c,左右降低到60c左右，

17、所释放的能量5以辐射，对流的方式散发到大气中，其余95由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的1020倍。在次我选择湍流。 如图表二：冷却水道直径 d/（mm） 最低流量v /（m/s）流量 qv/（m/min） 12 1.10 7.410表二十一、排气系统 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，在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的气体，气体如不能及时的排出会使制件的内部有气泡，除

18、此之外，塑料的熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时的排出。否则，被压缩的空气长生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而产生废品。 排气方法有两种：开排气槽排气、合模间隙排气 由于端盖塑料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，不需要开排气槽排气。由于尼龙的性质：最小不溢料间隙为0.03mm，间隙较小，再加上尼龙1010流动性好，也不用开排气槽。 十二、注射机有关参数校核1、 模具闭合高度的确定在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模座板厚度h1=25mm，型腔板厚度为h2=30mm，

19、型芯固定板h3=35mm,推件板厚度为h4=16mm，垫块厚度h5=80mm动模板厚度h6=25mm。如下图所示：1计算模具的闭合高度： h=h1h2h3h4h5+h6 =253035168025 =211mm 2、 注射机有关参数的校核在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模座板厚度h1=25mm，型腔板厚度为h2=30mm，型芯固定板h3=35mm,推件板厚度为h4=16mm，垫块厚度h5=80mm动模板厚度h6=25mm。如下图所示：1计算模具的闭合高度： h=h1h2h3h4h5+h6 =253035168025 =211mm 十三、 装配图 十四、零件图 十五、结论 大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了