冷水壶盖注射模设计毕业设计

1、塑料成型工艺与模具设计毕业设计说明书设计课题：冷水壶盖注射模设计设计者:李 谋专 业:模具设计与制造班级:技师9班设计时间：2012.12教研室:模具教研室指导老师:黄世雄湖南工贸技师学院机械工程系塑料成型工艺与模具设计毕业设计任务书课题设计名称：冷水壶盖的注射模设计塑件图：（模具毕业设计指导塑件图汇编：页面P68 图例 3-18）塑件名称冷水壶盖材料PE-HD厚度1工件精度5设计内容：1、 编制模塑成型工艺规程（即填写“塑件成型工艺卡”）2、绘制塑件注射模总装图（A3图纸1张）3、绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3图纸多张）4、编写完善模具设计说明书A4 打印纸装订）一、编制塑件成型工

2、艺卡4二、塑件成型工艺分析与设计1. 塑件原材料特性52. 塑件原材料成型性能53. 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析 54. 塑件成型方法确定6三、塑件成型模具设计5. 型腔的数量和布置66. 选择注塑机型号及其参数67. 确定分型面 78. 浇注系统选择和设计 99. 成型部件的设计计算1010. 侧向抽芯机构 1011. 排气系统设计 .1112. 模架的确定和标准件选择（示意图） 1113. 温度调节系统设计 . 1214. 推出机构（脱模） . 1215. 导向机构.1316. 模具设计心得体会 .1317. 参考文献.1318. 模具总装图和零件图 .13塑件成型工艺卡塑件名称高

3、密度聚乙烯材料牌号PE-HD单件重量25.9g成型设备型号XS-ZY-1000每模件数4成型工艺参数材料干燥干燥设备名称烘箱温度/C7080时间/h12成型过程料筒温度后段/C140160中段/C180200前段/C180190喷嘴/C150180模具温度/C3060时间注射/s05保压/s1560冷却/s1560压力注射/MPa70105保压/MPa后处理温度/C时间/min塑件草图编制日期审核日期李立2007.12.4刘全心2007.12.15结果设计计算和说明一、塑件成型工艺分析与设计1. PE-HD高密度聚乙烯)的特性(1) 化学和物理特性PE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强

4、度，高温扭曲温度，粘性以及 化学稳定性。PE-HD比PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。 PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。密度为0.91- 0.925g/cm3，该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，PH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。PE-LD是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。PE-HD很容易发生环境应力开此塑件的成型工艺性较好裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。PE-HD当温度高于60 C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性

5、比PE-LD还要好一些。(2) 典型应用范围电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。(3) PE-HD注塑模工艺条件干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度：220-260 C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200-250 C之间。模具温度：50-95 C。6mm 以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于 8mm,并且距模具表面的距离应 在1.3d之内(“ d”是冷却腔道的直径)。注射压力：70-105MPa 射速度：使用高速注射。流道和浇口 ：流道直径在4到7.5m

6、m之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。聚乙烯成型时，在流动方向和垂直方向的收缩差异较大，注射方向的收 缩率大于垂直方向的收缩率，易产生变形，并使浇口周围部位的脆性增加；成型收 缩率较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易 脱模，有浅侧凹时可强制脱模。特别适用于使用热流道模具。2. 塑件原材料成型性能采用一模四腔点浇口浇注选用三板式结构结晶料、吸湿性小流动性极好，溢边值 0.02mm 左右，流动性对压力变化敏感可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂加热时间长则发生分解、烧伤冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模应有

7、冷却系统收缩率范围大，收缩值大、方向性明显，易变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分不宜用直接浇口，易增大内应力，或产生收缩不匀，方向性明显增大变形，应注意选择进料口位置，防止产生缩孔、变形质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模3. 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析结构分析：从零件图上分析，此零件总体为圆形侧面有 6个4mm X22MM 和长方孔，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，零件口部上有一个小台。选 用XS-ZY-1尺寸精度：该塑件的精度为7级，精度要求较低。表面质量分析：000螺杆该零件的要求表

8、面没有缺陷、毛刺，由于冷水壶盖经常与人的手接触较多，因此式注射成表面要求光滑，最好自然形成圆角。4. 塑件成型方法确定综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采用注射成方法生产。二、塑件成型模具设计!说!I1IIII5. 型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高，属小型塑件，且形状简单，又腔的模具形式，型腔的排列方为大批量生产，初定为一模四式采用平衡性较好的 H型排 列，其布置方式如下图所示： 为了保证塑件表面质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部，模具选用双分型面注射模(三板式)6. 选择注塑机型号及其参数(1) 注射量的计算：通过Pro/E建模分析，塑件的体积

9、 V为27265 mm,塑件的质量：mi=pv=0.95 10-3 27265 25.9g(p0.95 10-3g/mm3)此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量为：m 1.6nm1.6 4 25.9 165.76gV 1.6n%1.6 4 27265 174496 mm3(2) 锁模力的计算：流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积A，在此时还是个未知数，根据经验公式： A (0.20.5)A(A为每个塑件在分型面上的投 影面积)，用0.35nA,进行估算：2A nA 人 nA 0.35nA1 1.35nA 67298.36 mm231422式中 A d 126

10、12462.66mm44查塑件所需的注射压力 70-105Mpa ，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65% ,因塑件为薄壁塑件，且浇口为点浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则p型=90 60%=54MPaFm Ap型 =67298.364 54=3634092 Nd 8mm式注射成型机，其有关参数如下:SR 20mm3D 12mmL 70mm(3) 选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-ZY-1000螺杆标称注射量/ cm31000模板的最大厚度/mm700螺杆直径/mm55模板的最小厚度/mm300合模力/N545 10模板尺寸690 X790注射压力 /MPa1

11、21拉杆空间/mm650 X550注射行程/mm280合模方式液压机械螺杆转速/( r/mm )047电机功率/KW22模板取大行程/mm700定位圈尺寸/mm150喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm7.5注射方式螺杆式最大成型面积/cm21800定位圈尺寸/mm150注射时间/s4(4)射机有关参数的校核型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量:0.8Vg VjVz0.8 1000 0.6 27.26527.265284型腔数目校核合格分流道采用半圆形，D=10mm式中为Vj注系统凝料和飞边所需的体积Vz为每个塑件的体积Vg为注射机的额定注射量 注射压力的校核P k'F

12、型 = 1.3 90=117<121MPa注射压力校核合格式中K为注射压力安全系数一般为1.25 - 1.4锁模力的校核F KAP型 =1.2 3634092N=4360910N<45 105N 锁模力校核合格K为锁模力安全系数，一般取 1.1 1.2其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。7. 确定分型面本塑件要求外侧表面光滑，下端外 沿无浇口痕迹。依据分型面的选择原则， 该塑件的分型面应选如下A-A所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件 外表面光滑，且容易脱模。8. 浇注系统选择和设计采用组合型芯结构(1)主流道的设计主流道尺寸主流道的小端直径：d 注射机喷嘴

13、尺寸(0.51) 7.5 1 8mm ；主流道的球面半径为：SR=喷嘴的两面半径 +(12)=18+2=20mmU：主流道锥角：取3o;主流道长度：取 L=70mm ；主流道的大端直径：D d 2L ta n 12mm2主流道衬套的形式由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求比较高，因而主流道设计为浇口套，采用T10A，热处理为50HRC 55HRC，如上图所示：与之相配合的定位圈的结构如下图所示:/X07 LJ谥''i、L1-J311'6H8Wj b,.P 0 2 0 iSL'-G Z(2)分流道的设计分流道的布置：为了让分流道要能满足良好

14、的压力传递和保持理想的填充 状态，使凝料熔体尽快地分配到各型腔，因此，采用如下图所示衡式分流 道结构：分流道的形状和截面尺寸：由于聚乙烯的流动性很好，因此选用加工性能比较好的半圆形流道，查表得d=10mm分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般为0.8 1.6,在此取1.6，如上图所示浇口的设计由于塑件的外观表面质量要求比较高，应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇口查表得其尺寸如右图所示：(4) 注射行程的校核查XS-ZY-1000 注射注射行程为280，浇注系统的长度：70+110.5+38=218.5<280mm,成立。9. 模具成型部件的设计计算分析塑件的结构可知

15、根据尺寸公差可知：塑件在径向上的公差等级为 MT7级(GB4458.5-84)，对于此塑料此精度 为中等。分析塑件的结构可知动模部分若采用整体式结构将 无法加工，所以采用组合型芯结构。圆柱型芯采用台肩固定的形式，其下底面用模仁将其压紧。1.041.520.720.8由于尺寸精度为中等，故分别取制造偏差为尺寸公差1/3，磨损偏差为尺寸公1/6，即：z 13塑料收缩率范围为:1.5-2.0%，则平均收缩率为:1S 2(SmaxSmin )100%0.25%。故型腔芯尺寸为:(设计尺寸参见零件图)d1(1S)Ls1(c)75.967 0.346d2(1S)Ls1(c)122.44200.506动模仁

16、型腔(1(1S)HsS)Hsz)z)33.56200.24049.65500.260斜导柱的规格为18 100其倾角为12 °选用模架 尺寸为500 X560 的P4型标准模架尺寸计算。查其尺寸公差：di750,d21210hi330池 49°动模仁采用组合式，用螺钉将其固定在动模板上，查其尺寸公差：d412301.52,h42500.64 1D4(1 S)Ls c(2 腔体尺寸：_ 1H4(1 S)Hs 2(z c)122.16700.5060z)24.63500.2130(设计尺寸参见零件图)定模仁型腔定模仁采用组合式，用螺钉将其固定在动模板上查其尺寸公差：0D1126

17、 1.52 , D20122 1.52,D30 077 1.04, H125 o.64 H 21.5D1(1S)Ls1(z c)125.175)0.50620D2(1S)Ls2(zc)121.165)0.50620D3(1S)Ls2(z c)76.79800.34620腔体尺寸：H1(1S)Hs;(z)24.6350°.21320H2(1S)Hs2(z)1.2900.1062010 133H3(1S)HsAz)8.755o00 00.32 H 39 0.4(设计尺寸参见零件图)滑块型芯滑块型芯的设计 为整体式结构，Cs3 0.16丄a 0.364o丄2200°.56总共个，

18、其相应的侧孔尺寸为：LiL210.(1 S)Csz 3.007(1 S)Ls(1 S)Ls1(1(9、侧向抽芯机构0.0400c)0c)4.280 0.1202O.47Oo.i86侧向抽芯机构的选用型腔零件塑件的侧壁有 6个方孔，其均垂直于脱模方向，阻碍成型后的塑件从模具脱出。因 此成形时必须设置侧向分型抽芯机构，经分析本模具采用斜导柱抽芯机构。确定抽芯距：此塑件的的侧孔深度为1mm，贝U S=h+(2-3)=4mmJ 7>r / jr j-l确定斜导柱的倾角：由于此模具的抽芯距比较短因此其倾角可取小一些，取为12d J1°FtLw10 5832 25d勺wcos彳cos12

19、300确定斜导柱的尺寸17.56mm，查表取整得 d=18mm经计算得L S74,查表取标准斜导柱cos12校核合格长度为100伽。11. 模架的确定和标准件选择。由前面的型腔大布置以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合模架标准模具闭合架，选用结构 形式为P4型，模架尺寸为500 X560的标准模架，可符合要求。高度的校核合格模具的外形的校核合格开模行程的校核合格500与型腔零件有关参数的校核型边缘距离的校核tc=r12P622452 1 245 2 5420.19mm500 2822109mm校核合格为模腔材料的许用应用，查Cr12MoV 的许用应力为245MPaP为型腔的平均压力腔底板

20、厚度的校核32135462?1th ( Pr )2()2 25mm 38mm，校核合格'44 245模具闭合高度的校核计算模具的闭合高度为：H H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 40 40 63 80 63 160 40 488m冷水管的直径：d 12mm其所开孔数为2H hmaxHmin米用推杆推出机构查 XS ZY 1000 得 Hmax 300mm, H min 700mm ,即模具满足的安装要求。模具的外形的校核:本模具的外形的尺寸为：560mm 630mm 488mm查XS ZY 1000注射机的模板的最大安装尺寸为 690mm 790mm,故能满足模的安装要求开模行

21、程的校核：模具的行程为s 50 108 15 (5 10)183mm查XS ZY 1000的最大开模行程为700mm>183mm,即能满足注射机的开模要求。脱模力校核合格12. 排气的系统设计此塑件为小型逆件，可利用推杆、活动型芯与模板之间的间隙排气，其间隙为0.030.05mm。13. 11、温度调节系统设计查表得聚乙烯成型时所需的模具温度为30-60 C,此设模具的温度为 40 C。冷却水的体积流量WQPC( 12)一3 0.1656.4_108.4 10 3m3/min104.187(26.5 23.5)冷却水管直径为了使水处于湍流状态，查表得在d 12mm.冷却水在管道内的流速由式 v 4q；4 841.23m/sd23.14 (12/1000)2 60大于最低流速1.10m/s，达到湍流状态，所以管道直径选用合理。冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查表得f=7.22(水温为30 C时)，因此0.83.6f d0.23.6 72230.8103 1.72218673kJ /(m2 h C) 12/1000 .冷却管道的总传热面积:60WQ60 0.16536.4 10218673 400.022662m222662mm226.5 23.5模具上应开设的冷却水孔数:14.22662dL 3