带肋条的容器设计

1、常 州 工 程 職 業 技 術 學 院带肋条容器注塑模设计系 部： 机械工程系 专业名称： 模具设计与制造 班 级： 模具1111 姓 名： 陈辉煌 指导老师： 李 锐 前 言塑料模课程设计是一个重要的专业实训环节。学生通过对塑料制件进行塑料成形工艺与塑料模具的综合性分析设计训练，能熟练查阅相关技术资料（如模具设计与制造简明手册，塑料模结构图册等；进一步熟悉生产实践中形成的经验算法及数据，并将之运用于设计中；掌握塑料模设计的基本程序和方法，综合运用塑料成形工艺与模具设计及相关专业课程的知识，并按照相关的技术规范，进行模具设计的基本技能训练。如计算、绘图等。为毕业设计打下良好的基础。此次是我第一

2、次设计模具,很多方面还存在着欠缺再加上水平有限，错误和不妥在所难免的，请各位老师能批评指正,我当虚心接受并加以改正,以求达到更好的设计效果. 目录一、塑件的工艺性分析4 1、塑件工艺分析 4 2、塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析 53、计算塑件的体积和质量5 二、注射模的结构设计7 1、分型面的选择 72确定型腔的排列方式 83、浇注系统的设计 84、斜导柱的设计 105、成型零件的设计 11三、模具设计的有关计算 111、型芯和型腔工作尺寸计算 11四、模具加热和冷却系统的计算121、加热系统 12 2、冷却系统 12 五、模架的选择 15六、注射机的有关参数校核16七、装配图 17 八、

3、小结 18 九、参考文献 19一、塑件的工艺性分析1、塑件工艺分析（1）、塑件的原材料分析：塑件结构如图所示。塑件的材料采用PA11，属于热塑性材料，从使用技能看，该塑件具有优良的力学性能，抗拉、耐磨、抗压，耐碱和弱酸，但强酸和氧化剂能侵蚀尼龙；从成形看，尼龙的吸水性强收缩率大，常因吸水而引起尺寸变化，稳定性较差，一般只能在80100之间使用。尼龙较易吸湿，因此在成型加工前必须进行干燥处理，尼龙的热稳定性较差，干燥时为避免材料高温氧化，最好采用真空干燥法，尼龙的熔融黏度低，流动性好，有利于制成强度高的薄壁组件，但容易产生飞边，故模具必须选用最小间隙。熔融状态的尼龙热稳定性差，易发生降解，塑件性

4、能下降，因此尼龙不允许在高温料筒停留过长时间；尼龙成型收缩率范围大，方向性明显，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，因此应严格控制成型工艺条件。2、塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析。制件如图所示：（1）结构分析结构分析从零件图分析，该零件总体形状为圆柱形容器，侧面有15个顶角为80°，腰为6.22mm等腰三角形的加强肋；模具设计必须设计侧向抽芯机构，该模具属于中等难度。（2）尺寸精度分析该零件重要尺寸有：h 360mm 200mm等，精度为5级，其余为次要尺寸，尺寸进度5级，该零件尺寸精度中等偏上，对应模具零件的尺寸精度要求偏高，从塑件壁厚来看最大壁厚为6mm，最小为2mm，壁厚差4mm

5、。为避免注塑不够均匀，浇口应该设置在顶部。（3）表面质量分析该零件的表面要求：没有缺陷及毛刺，不能泄漏液体，没有特别的表面质量要求，但考虑实际使用，表面最好为自然形圆角。3、计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注射机及确定行腔数。 计算塑件体积：V=666³。 查表5-44，塑件的材料为尼龙1010，密度为1.04g/³。 M=666³×1.04g/³ =692.64g 采用一模一件的模具结构，考虑其外形尺寸，注射时所需压力，初步选用注射机型号为XS-2Y-1000。主浇道设计 查表得XS-2Y-1000型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前

6、端孔do=7.5，喷嘴前端半径Ro=18。根据模具主流道与喷嘴的关系R=Ro+（12），及d=do+（0.51），取主流道球面半径R=19，端喷嘴直径d=8。为了使凝料从主流道易于拔出，特将主流道设计成圆锥形，斜度=13°，经换算主流道大端直径D=12，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径R=4的圆弧过渡。计算方法与步骤塑件体积为：浇道凝料的体积约为：总体积： 考虑制件的质量小，采用一模一件模具结构，结合制件外型尺寸、注射时所需压力和标准注射机等情况初步选用注射机为XSZY500。查实用塑料注射模设计与制造得：理论注射体积/1000移模行程/700螺杆直径/65最大模具

7、厚度/700注射压力/1210最小模具厚度/300注射速率/ g/s70锁模形式20曲轴螺杆转速/ r/min0200模具定位孔直径/150锁模力/ 4500喷嘴球半径/18拉杆内间距/205喷嘴口直径/7.54、塑件注射工艺参数的确定查塑件成型工艺与模具设计P49 表2-2得注射机的类型螺杆式预热和干燥温度/100110预热和干燥时间/h1216喷嘴形式直通式喷嘴温度200210料筒温度前段210230中段200220后段190210模具温度/4080注射压力/MPa4001000保压压力/MPa5060注射时间/s2090高压时间/s050冷却时间/s20120成型周期/s45220二、注

8、射模的结构设计1、分型面的选择 在模具设计中，分型面的选择很关键，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以及成型后能顺利取出制件，选择肋条容器底部作为分型面较为合适，根据本制件结构特点，选择的分型面如图所示2确定型腔的排列方式为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个

9、型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C，每小时注射制品成型的加工费用为y（元h），成型周期为t（min），则：模具费用为（元），注塑成型费用为（元），总成型加工费用为，即为使总的成型加工费用最少，即令，则有 ： 所以n。对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为双型腔。3、浇注系统的设计（1）、主流道的设计 根据设计手册查XZZY500型注射机喷嘴的有关尺寸，喷嘴前孔径为；喷嘴前端球半径。 根据模具主流道与喷嘴及，取主流道球面半径，小端直径为了便于将凝料从

10、主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形其斜度。（2）、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图五： 图四 冷料穴1 定位圈 2 冷料穴 3 推 杆 4 动模板（3）、分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流

11、道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。 分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和半圆形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，经分析我们这里选用半圆形分流道，如图六。 分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异， 所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。 分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填。D、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它

12、是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.52mm，表面粗糙度Ra不低于0.4m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口。简图如图六浇口的截面一般只取分流道截面积的39，浇口的长度约为0.5mm2mm， 现在可算出我们需要的浇口面积S=5×s=3.9。 4、斜导柱的设计在模具设计中，应该选则圆形断面。斜导柱的

13、倾角的确定、斜导柱的轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角。（1）当倾斜角增大使，要得到相同的抽芯力F,则斜导柱所受的弯曲力F要增大，开模力F增大，理论上a小于25，常用的为1520。（2）斜导柱的直径计算初步取30mm（3）斜导柱的长度计算L=L+L+L+L+L+L =(D/2)tan+h/cos+(d/2)tan+s/sin+(510)=225。1mm抽芯距S=h+(23)m =4344mm斜导柱的工作长度=s/sin =170mm完成抽芯距所需的开模行程H=S×cos =164.2mm查表取斜导柱直径为32mm5、成型零件的设计（1）、型腔的结构设计 本模具采用一模一件的结构形

14、式,考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素,型腔拟采用对称体式结构。（2）、 型芯结构设计该制件结构简单，故采用整体式型芯。三、模具设计的有关计算: 本制件成型零件工作尺寸均采用平均法计算，查塑料模具设计参考资料汇编表3.3得低压聚乙稀的收缩率为，。故平均收缩率为考虑到工厂模具制造现有条件，模具制造公差取1、型芯和型腔工作尺寸计算型芯和型腔工作尺寸计算如下所示 型 腔 深度尺寸328mm 径向尺寸202mm211.6mm218mm 型 芯 深度尺寸350mm 径向尺寸198mm四、模具加热和冷却系统的计算1、加热系统查、成型工艺与模具设计表得：本塑件的材料为PA1010，在注射成型时要求的模

15、温为40-80,当模具温度要求80以上时需要对模具进行加热，故不需要要设加热系统。2、冷却系统（1）、冷却系统设计可通过计算来确定是否需要冷却系统，设模具平均工作温度为40，用常温20的水作为模具的冷却介质，其出口温度为30。尼龙1010的注射成型周期是2090s，选定成型周期为50s，则每小时成型次数为72次，塑件质量为692.64g塑件体积为,加上浇注系统的体积为6.78cm,质量为7.1g。冷却水的密度为1.0g,比热容为。尼龙1010的密度为，比体积为，单位热流量为。 塑件在硬化时每小时释放的热量为，冷却水的体积流量V由成型工艺与模具设计公式3-48得：式中：V所需冷却水的体积（） m

16、包括浇注系统在内的每次注入模具的塑件质量（Kg） n每小时注射的次数冷却水在使用状态下的密度（）冷却水的比热容冷却水出口温度冷却水入口温度从熔融状态的塑料进入型腔是温度到到塑料冷却脱模为止,塑件所放出的热焓量 由上述计算可知,因为模具每分钟所需冷却水体积流量较小,故可不设冷料系统,依靠空冷的方式冷却模具即可。（2）、冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：式中，a 塑料热扩散

17、系数 （m2/s）； S 制品壁厚 （mm）；现我们根据已知条件知道PA的TS=260，TM=60，TE=100，而塑件的厚度为4mm： =4.5s（3）、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如下图：五、模架的选择查塑料成型工艺与模具设计表型腔侧壁厚h的经验数据，型腔侧壁厚度h（mm）h=得h=74mm 式中：p型腔内的平均压力。 h型腔

18、深度。 l型腔长度。 E磨具钢弹性模量。 H初定高度。 e-0.035故取下凹模板的外形尺寸为355×400×80。下凹模成型块底板厚度计算： T= P=60.5mpa 底板受压宽度b=218mm,型腔长度350mm.，底板总宽B=355mm，底板材料是45钢，=160mpaT=84mm考虑模具的整体尺寸结构协调取T=100mm。 模具周界尺寸：根据中国模具设计大典塑料注射模中小型标准模架的尺寸组合（GB/T12555-1990）圆整为 确定模架厚度：根据模板周界尺寸确定选用中小型模架标准，采用中小型模架B型。查中国模具设计大典系列塑料注射模中小型模架（G/T12555-1

19、990）得A板： B板：垫块C： 推杆固定板： 动模座板： 推板： 定模座板： 所以模架规格为：。根据支承与固定零件的设计中提供的经验数得： 定模座板：H=32mm 型腔： 推板： 型芯：垫块C： 动模座板：支承板 推杆固定板：=25mm推料杆=625mm 固定板：=100mm模具的闭合高度： =96+80+100+125 =401mm六、注射机的有关参数校核 本模具的外型尺寸为，XZZY-1000型注射机所允许模具最小厚度，最大厚度，即模具不满足的安装要求，所以改选注射机为XZ-ZY-1000型.有关参数:理论注射体积/1000移模行程/700螺杆直径/85最大模具厚度/700注射压力/12

20、1最小模具厚度/300注射速率/ g/s70锁模形式20曲轴螺杆转速/ r/min0200模具定位孔直径/150锁模力/ 4500喷嘴球半径/18拉杆内间距/200300喷嘴口直径/7.5XZ-ZY-1000型注射机的模板最大安装尺寸为，故能满足安装要求，XZZY-1000型注射机所允许模具最小厚度，最大厚度，即模具满足的安装要求，经查资料 XZZY-1000型注射机的最大开模行程S=700m，满足推件要求。制件脱模距离S注射机最大开模行程包括主流道凝料在内的塑料高度mm经验证： XZZY-1000型注射机能够满足使用要求，故可采用。 七、装配图八、小结通过本次塑料模的设计，使我对注射模有了更多的了解，在老师和我们的共同努力下，终于结束了。通过这次实习，使我在原来的理论基础上增加了不少实战性的知识。在设计中，我们利用计算机辅助设计CAD/PROE来进行塑料模的设计，计算机辅助设计，是在设计时，把原始数据图形数据化的参数输入计算机对其进行分析和处理并通过显示器给出分析结果和图形同时还可在显示器上对分析结果和图形进