罩壳注塑模设计--注塑模课程设计

1、0 X 学院 课程设计 课程名称： 注塑模课程设计 题目名称： 罩壳注塑模设计 专业班级: 学 号: 学生姓名： 指导导师: 目录 设计题目 . 2 一:塑件的工艺性分析 . 3 1、 塑件的原材料分析 . 3 2、 塑件的结构工艺性分析 . 4 3、 塑件的尺寸精度分析 . 4 4、 塑件表面质量分析 . 4 二:成型设备选择与校核 . 4 1、 注塑机的初选 . 4 2、 注塑机的校核与终选 . 5 3、 塑件模塑成型工艺参数的确定 . 6 1 三：注射模的结构设计 . 6 1、 分型面的选择 . 7 2、 型腔数目的确定及型腔的排列 . 8 3、 注系统的设计 . 8 4、 型芯、型腔结

2、构的确定 . 9 四：成型零件尺寸计算 . 10 五: 冷却系统的设计. 10 1、 冷却直径和位置 . 10 2、 冷却介质 . 1 1 六、模架的尺寸 . 1 1 七排气系统的设计 . 1 2 八：导向与定位结构的设计 . 1 2 九：推件方式的选择 . 1 2 十：模具的工作原理及特点 . 13 1、 工作原理 . 14 2、 结构特点 . 14 设计小结 . 15 参考文献 . 15 塑件的工艺性分析 塑件的工艺性分析包括 : 塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面 质量和塑件的工艺性分析 , 其具体分析如下 : 1、塑件的原材料分析 塑件材料该塑件为塑料罩壳，壁厚为 3mm，

3、塑件外型尺寸不大，选用 PP塑 料，塑件精度要求为 MT5 级。 性能：密度小，强度、刚性、硬度、耐热性均优于 HDPE可在100C左右使 用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝热性，不受温度影响，但低温变脆， 不耐磨，易老化。 成型特性： 1) 结晶型塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生 分解； 2) 流动性极好，溢边值 0.03mm 左右； 3) 冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热性适度； 4) 成型收缩范围大，收缩率大，已发生缩孔，凹痕、变形，取向性强 5) 注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时明显，模 具温度低于2 50C以下塑件无光泽，易产生熔接痕

4、、流痕； 90C以上时 已发生翘曲、变形； 6) 塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以防止应力集中 物理、热性能、力学性能、电气性能 2、 塑件的结构工艺性分析 从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，都为3.2mm且符合最小 壁厚要求 . 塑件型腔较大 ,有尺寸相等的孔 ,它们均符合最小孔径要求 . 3、 塑件的尺寸精度分析 塑件的型腔尺寸 :3 3、 塑件表面质量分析： 4、 该塑件为工业用罩盖塑料，对其表面质量没有什么高的要求，粗糙度可取 Ra3.2um ,塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求 ，所以内外表面的粗糙 度都3取Ra3.2um. 二、成型设备的选择及校核 1、注塑机的初选

5、 1.1计算塑件的体积 根据制件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为：V二 1032mm3=10.32cm3; 1.2计算塑件的质量 查手册得密度为：=0.9g/cm3 塑件的质量为：M=VX =9.288g 1.3选用注射机 4 根据总体积V= 1.288cm3,初步选取螺杆式注塑成型机XS-ZY 60 注塑成型机XS-ZY 60主要参数如下表所示5 理论注射量 250 cm3 注射压力 130MPa 锁模力 1800kN 最大模具厚度 350mm 移模行程 350mm 最小模具厚度 250mm 定位孔的直径 ?125mm 深 20 喷嘴球半径 SR18mm 喷嘴孔半径 ?4mm 2

6、、注塑机的终选 2.1注射量的校核 由公式：0.8W公W注 W公注塑机的公称注塑量(cm3); W 注 每模的塑料体积量，是所有型腔的塑料加上浇注系统塑料的总和 (cm3)； 如前所述，塑件及浇注系统的总体积为 1032mm3远小于注塑机的理论注 250cm3，故满足要求。 2.2模具闭合高度的校核 公式：Hmin H 闭 Hmax 如装配图可知模具的闭合高度H闭二260mm而注塑成型机的最大模具厚 度 Hmax=350mm,最小模具厚度 Hmin=250mm,满足 Hmin H 闭 Hmax 安装要求。 2.3模具安装部分的校核 模具的外形尺寸为300mmX250 mm,故能满足安装要求。

7、模具定位圈的直径？=注塑机定位孔的直径？100,满足安装要求。 浇口套的球面半径为SR仁SR+(1-2)=2满足要求。 浇口套小端直径R1 = R+9(1-2)=4+仁5满足要求。 2.4模具开模行程的校核 公式：H模=H1+ H293.258KN 满足要求。 2.6注射压力的校核 公式：Pmax K P0 Pma - 注射机的额定注射压力（Mpa）; P0注射成形时的所需调用的注射压力（Mpa）; K安全系数 将数据代入公式得： K P0=1.3x 80=104 MPa Pmax=30Mpa 满足要求。 结论：选取螺杆式注塑成型机XS-Z250完全符合本模具的使用要求 3、塑件模塑成型工艺参

8、数的确定 LDPEi射成型工艺参数见下表,试模时,可根据实际情况作适当调整 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度 t/ C : 80-100 成型时间/s 注射时间 2-6 时间 r /h: 1-2 高压时间 15-60 料筒温度t/ C 后段 160-180 冷却时间 15-60 中段 180-200 总周期 35-130 前段 200-220 螺杆转速n/（尸min ） 48 喷嘴温度t/ C 140-160 后处理 方法 红外线灯烘 箱 模具温度t/ C 40-65 温度t/ C 70 注射压力p/Mpa 70-100 时间r /h 2-4 三、注射模的结构设计 注射模结构设

9、计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排 列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构的设计、 模具结构零件设计等内容. 1、分型面的选择 该塑件为工业用圆盖塑料，对其表面质量没有什么高的要求，只要求外径没有 明显的斑点及熔接痕.在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑 件的外观以及成型后能够顺利取出制件，有以下方案： 7 由分型面选择原则， 2、 型腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用一模二件成型，所以,型腔布置在模具的中间.这样也有利于浇 注系统的排列和模具的平衡. 3、 浇注系统的设计 (1)主流道设计 a、主流道尺寸 主流道是指浇注系统中从注

10、射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔 体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流 动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 根据手册查得XS-ZY-60型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴球半径:Ro =18mm 喷嘴孔直径:do =4mm 定位孔的直径：100mm 主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流 道设计成圆锥形，其锥角 二为26.,内壁表面粗糙度Ra小于0.4um,小端直径 d注射机喷嘴直径大0.51mm，小端直径D 一般取36mm。现取锥角a=4。， 小端直径比喷嘴直径大1mm套一般米用碳素工具

11、钢材料制造，热处理淬火硬度 5055HRC由于小端的前面是球面，其深度为 35mm,这里取3mm，注射机 喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球 面半径大12mm。浇口套与模板间配合采用 H7m6。 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流 动通道。主流道小端尺寸为5mm主流道的长度由定模座板和定模板厚度确定， 一般L不超过60mm b、主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触， 属易损件，对材料要求较严，因而模 具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材 单独进行加工和热处理。常用浇口套分为浇

12、口套、定位圈整体式和浇口套与定位 圈单独分开两种（下图为后者），由于注射机的喷嘴球半径为 18mm所以浇口套 的为R22mm根据模具主流道与喷嘴的关系： R=R+ （1 2） mm D=d+（0.5 1）mm 8 取主流道的球面半径R=20mm 主流道的小端直径d=5mm设计如图 c、主流道衬套的固定 因为采用的为分开式，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外径为 125mm内径35.5mm具体固定形式如下图所示： 24 25 26 (2)分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、 壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有 关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂，且壁厚均匀，可以考虑采

13、用多点进料的 方式,缩短分流道的长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方 面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道.查有关的手册，选择R=2mm.由于分流 道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为 理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取1.6卩m左右既可， 这样表面稍不9 光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定， 从而与中心部位的熔 体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 浇口设计 a. 浇口形式的选择 由于该塑件外观质量要求不高，浇口的位置和大小还是要不能太影响塑件的外观 同时,也应该尽量使模具结构简单.

14、根据对塑件结构的分析及已确定的分型面的 位置，选择侧浇口 主要用于圆筒形制品或中间有孔的制品，它可使进料均匀，在整个圆周上进料的 流速大致相同，空气容易顺序排出，同时避免了侧浇口的型芯对面的熔接痕，但是 浇口凝料去除困难，需要切削加工或冲切法去除. b、 浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口 尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大， 因此合 理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节， 同时浇口位置的不同还影响模具 结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择， 通常要考虑以下几项原则： 1. 尽量

15、缩短流动距离。 2. 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3. 必须尽量减少熔接痕。 4. 应有利于型腔中气体排出。 5. 考虑分子定向影响。 6. 避免产生喷射和蠕动。 7. 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8. 注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，进浇点的分流道开型芯台阶上 4、型芯、型腔结构的确定 整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模 （ 如上图 a）, 其特点是牢固 , 不易变形 , 有较高的强度和刚度 ,成型的塑件表面不会有模具接缝 痕迹. 当塑件结构简单时 , 制作整体式凹模比较容易，所以选择整体式型腔。 型腔尺寸和设计如下：10 型芯设计

16、如下: 11 四、成型零件尺寸计算 该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算查有关手册得PP的收缩率为Q=1% 3%,故平均收缩率为Scp=(1+3)/2=2 %;根据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差 取塑件公差的1/4,即S Z=A/4。 类 别 塑件尺寸 计算公式 型腔 12 型 腔 计 算 60 Lm = (Ls -FLs * Sep Q 60.901044 mm 32 32.480l044mm 18 18.27甞4mm 18 iT. 一 /TT 1 W - T /-O X 1 18.2700.44mm 16 im (Hs Hs * Sep 2/3 B J 口 16.2400.44mm 56

17、 56.8400.44mm 型 -H- 心 计 算 m = (Is + Is * Sep + 3/4A ) 氐 32 32.480.44mm 16 lim = (hs + hs SGP 十 Z/3 ) 脸 16.24：.44mm 中 心 距 90 Cm - (Cs + Cs * Sep) / 90 0.28mm 五、冷却系统的设计 1 冷却的直径和位置 在满足冷却所需要的传热面积和模具结构允许的前提下， 冷却直径尽量大，冷却 水道孔边与型腔表面之间的距离一般大于 10mm，冷却水道应易于加工和清理， 因此直径一般不小于8mm，这里取16mm。 2、冷却介质 PP属于流动性较好的材料，其成型温度

18、及模具温度分别为 200C 220C和50C 90C。所以模具温度初步选定为70C，用常温水对模具进行冷却。 六、模架的尺寸 塑料模具型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压 ，如果侧壁或底板的强度不足 则可能产生开裂，如果强度不足，则可能产生过大的变形，造成溢料,使脱模困难, 型腔侧13 壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种 ，一般情况下，大尺14 寸型腔刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算，小尺寸型腔强度不足是主要问 题,应按强度条件计算 根据制件的尺寸分析，本制件的成型型腔属于较大尺寸，所以应按刚度来计算，而 型腔采用的是整体式，根据型腔的材料和经验，壁厚应5080m讪此按经验参考

19、 图如下 七. 排气系统的设计 该塑件由于采用侧浇口进料熔体经塑件上方的台阶向下充满型腔，所以型腔 顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型芯与推件之间的轴向间隙向外排 出，所以不需另进行设计。 八. 导向与定位结构的设计 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。 按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈与注射机相配合，使模 具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模 定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单， 模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位机构。 九、 推件方式选择 因为塑件是罩子、壳体形，适合用推件板推出机构，推件板借助于动、定模 的导柱导向；故导向方便可靠，推件板不必另设复位机构，在合模过程中，推件 板依靠合模力的作用而复位。这种机构的特点是，在制品的整个周边进行推出， 因而脱模力大而均匀，运动平稳，无明显推出痕迹。 推杆的设计，一般的直径为 1525mm，长度大于60mm，与推杆孔的配合可采 用H7f7或H8/f8, 般的推杆形状为，如下图：I H | L A.-A 21 3 為 15 但是为了增加细长推杆的刚性，可将其设成台阶形，如下图: C2 - - - - - r P 十、模具的总装图 _ f WJJ11