注塑模课程设计说明书DOC

1、目录1. 课程设计任务书22. 塑件工艺性分析33成型设备的选择84分型面的选择95模架的选择116浇注系统的设计137冷却系统的设计188顶出-推出机构设计199注射机校核2210型芯型腔尺寸计算2311结论2412心得体会2213参考文献2314附录29i上海工程技术大学材料工程学院塑料模课程设计说明书91课程设计任务书11课程设计的目的在学习完注塑成型工艺与模具设计这门课程后，通过课程设计来巩固和加深对塑料模具有关的理论的认识，锻炼自己独立思考和提高自身的实践能力。在这过程当中，运用所学知识对已知塑件设计注塑工艺和模具设计，掌握其中的设计步骤和选择数据的原则，并在技术先进。经济合理的原则

2、下，设计出合理的注塑工艺和注塑模具。12设计任务书 塑件名称：套筒； 成型方法：在塑料注射机上注射成型； 塑件材料：PP（聚丙烯）； 材料收缩率：1.1%； 塑件图：如下22.塑件工艺性分析2.1塑件图图2-1塑件三维图套筒，材料PP（聚丙烯），单个塑件体积V=1685.5280mm3=1.6855cm3,质量m=1.5170g,模四腔注射成型。2.2材料性能分析2.2.1适用范围适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。2.2.2成形性能密度小，强度，刚性，硬度，耐热性，均优于低压聚乙烯，可在100C左右。具有优良的耐腐蚀性和高频绝缘性，不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨，易老化。适于制作

3、一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。2.2.3成型性能 结晶料，吸湿性小，易发生熔体破裂，长期与热金属接触易分解。 流动性好，但收缩范围和收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形。 冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成形温度。模具温度低于50C时，塑件不光泽，易产生熔接不良、流痕，90%以上易发生翘曲变形。 塑件壁厚需均匀，避免缺口、尖角，以防应力集中。2.2.4主要技术指标表2-1PP技术指标密度克/厘米30.900.91比容厘米3/克1.101.11吸水性（24小时）%0.010.03收缩率%1.1熔点C170175热变形温度（0.45Mpa）C102115热变形温度（1.82M

4、pa）C5667弯曲强度Mpa68硬度HB8.65抗拉屈服强度Mpa37冲击强度KJ/tf78（无缺口）/3.54.8（有缺口）2.2.5材料推荐工艺参数聚丙烯（PP）查模具设计与制造简明手册（第二版）P3717080C1h表2-36得预热:料筒温度（C）：后段：160亠480中段：180亠丿200前段：200亠丿220喷嘴温度（C）:170190模具温度（C）:80丿90注射压力（MPa）：70400成型时间（s）:高压时间：0丿3保压时间：20丿60冷却时间：20丿90成形周期：50460螺杆转速（r/min）:48干燥：料斗干燥后处理：无2.3结构工艺性分析2.3.1塑件尺寸精度分析该塑

5、件尺寸精度无特殊要求，查模具设计与制造简明手册（第二版）P357表2-18，聚丙烯（PP）般精度按MT6查取公差。其主要尺寸公差要求查P356表2-17塑件尺寸公差，如下所示：表2-3塑件尺寸塑件标注尺寸塑件尺寸公差模具尺寸精度（按MT6级精度）（按IT12级精度）A类尺寸023023-0.44023-0.21014014-0.36014-0.180909-0.3209-0.15B类尺寸1010土0.2610土0.07577土0.267土0.075232壁厚分析聚丙烯（PP）最小壁厚及推荐壁厚制件流程50mm的最小壁厚一般制件壁厚大型制件壁厚0.852452752432设计合理，壁厚相对均匀，

6、塑件最小壁厚2.5mm，查塑料成型工艺与模具设计第三版P80表3-13，符合要求oCAE分析塑件图如下：AutodeskSimulationMoldflowInsight2015zhoutaostudy2=0QI|导入添加双层面几何网格导入创建呂BTIld3iCBEB分析删曲工艺曲边界|珈日志件业朗SiSSjsemzsiss-JJj超牛塔理器分析结果报告报吿任务H具應Ehoutao_study囱zhoutao_study_l圃Ehoutao_study_l（宴制品）囱zhoutao_study_2回EI一速度/压力切换时的压力=2.030MPaMPaJ分析完咸0曰志*、零结果3谎动充填时间0速

7、度/压力切换时的压力济动前沿温Jt总体温度剪切速率，体穆注射位置处压力:XY图顶出咱的轻謨收缩圣2.0301.5221.0150.50750.0000!*翳放3Ummj叼默认层CAD创品1叼新建主牡节点1叼新建主体三危形1网格日志分折日志填充+保圧填充+保庄-虺査305353381385389393395397399403150015001500150015001500150015001500150010211253157618613712874246262205161714620000000000000000000000000000000000000000zhoutao_studyzkout

8、ao_study_l局zhoutao_study_l（.理rhoutao_study_2Q图2-2零件CAE分析图233圆角过渡从分型面的位置、型芯、型腔结构来分析过渡圆角的设置。塑件转角处一般采取圆弧过度，其半径为塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。2.3.34脱模斜度为便于塑件从模腔中取出，塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外型尺寸以大端为基准，斜度往小处取；内型尺寸以小端为基准，斜度往大处取。查塑料成型工艺与模具设计第三版P80表3-11，聚丙烯的脱模斜度如下：表3-11聚丙烯脱模斜度材料名称型腔型芯聚丙烯（PP）25452045考虑到塑件的小，型腔采用30脱模斜度，型芯采用35

9、脱模斜度。3成型设备的选择3.1计算塑件的体积根据塑件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为:V=1.6855cm3，质量m=1.5170g3.2计算塑件及分流道的总体积已知单个塑件体积V=1.6855cm3，一模四腔成型。m=m。21n=4,4m+4m=12.136g。则V=9.7356cm3。12总3.3选择注射机选择原则：V21.5V=14.6034cm3。注件凹模采用镶拼组合式，查模具设计与制造简明手册(第二版)P498表2-99，S=5，S=15；矩形布置，一模四腔；根据计算公式：12L=(2S1+S2+d)X2=96mmb=(2S1+S2+d)X2=96mm根据LXb及塑件容

10、量等因素，查塑料成型工艺与模具设计(第三版）P111表4-1初选型号为XS-ZY-125型注射机，其主要参数如下：XS-ZY-125型注射机参数型号单位XS-ZY-125螺杆（柱塞）直径(mm)042额定注射容量(cm3)125注射压力（MPa）120注射行程(mm)115锁模力(KN)900最大成型面积（cm2）320模具厚度最大(mm)300最小(mm)200最大开（合）模行程(mm)300喷嘴球半径(mm)012孔直径(mm)04定位孔直径(mm)0100表3-1注射机主要参数4分型面的选择4.1分型面选择原则 分型面应选择在制品的最大截面处，无论塑件以何形式布置,都应将此作为首要原则。

11、上海工程技术大学材料工程学院塑料模课程设计说明书 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 有利于保证塑件的精度要求。尽量满足塑件的外观质量要求。 分型面上型腔壁面稍有间隙，就会产生飞边。 便于模具加工制造，在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。 对成型面积的影响，尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力。 对排气效果的影响，尽可能有利于排气。对侧向抽芯的影响（本塑件没有抽芯）。4.2分型面方案确定根据分型面选择原则，分型面应选在塑件的最大截面处，由于塑件有两个最大截面，同时塑件在成型的过程中会冷却收缩，为了使塑件能够紧紧包在动模上，塑件的分型面有如下两种

12、选择：图4T方案一：图4-1该塑件采用水平分型，型腔在定模，型芯在动模分型面取在底部平面最大处，分型后塑件包紧在型芯上，随型芯一起留在动模，然后由动模的推管作用将塑件从动模中脱出，这种分型方式，首先，塑件的外形由定模的型腔成型，这样不仅能够保正塑件的外观质量，成型后由而且型腔采用镶块式更加节省材料，便于加工；其次，分型后由动模的推管作用于塑件内部将塑件从动模的脱出，这样就不会影响塑件的外观质量，而且模具的结构简单，加工方便。无论从成型性能上看，还是从经济性看此方案都较为合理。图4-2方案二：图4-2该塑件采用水平分型，定模部分成型塑件的内部结构，将型芯装在定模上，型腔做在动模，当开模后塑件包紧

13、在型芯，随型芯留在定模，这样的分型方式对于推出机构要求大，且容易产生飞边的现象，因此此方案不是很好。综上所述，分型面的方案选取应采用方案一。5模架的选择5.1确定模板尺寸ii上海工程技术大学材料工程学院塑料模课程设计说明书根据塑件外形尺寸bXl,查模具设计与制造简明手册（第二版）P481表2-95，选择B=270,L=300,塑件采用推件板顶出，选用BI型组合，定二动三，如图5-1所示：GTYPE=O,GUIEPINONBPLATEGTYPE=1,GUIEPINONAPLATEBI型图5-1BI型模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两

14、模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。定模座板：300mmX320mm，厚度25mm定模板：270mmX300mm，厚度40mm推件板：270mmX300mm，厚度25mm动模板：270mmX300mm，厚度35mm支撑板：270mmX300mm，厚度40mm垫块：63mmX450mm，厚度80mm推杆固定板：160mmX300mm，厚度15mm推板：160mmX300mm，厚度20mm动模座板：270mmX300mm，厚度25mm6浇注系统的设计6.1浇注系统设计原则(1) 浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降，流量和温度的分布的均衡布置；(2) 结合型

15、腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；(3) 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间;(4) 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料；(5) 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；(6) 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修；(7) 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；(8) 尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量；(9

16、) 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有IT8以上的精度要求；(10) 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；(11) 尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。6.2主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。6.2.1主流道尺寸（1）主流道小端直径d主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.51）=4+（0.51）取d=5mm这样便于喷嘴和主流道能同轴对准，也能使的主流道凝料能顺利脱出（2）主流道球面半径主流道入口的

17、凹坑球面半径SR，应该大于注射机喷嘴球头半径的12mm。反之，两者不能很好的贴合，会让塑件熔体反喷，出现溢边致使脱模困难.SR二注射机喷嘴球头半径+12；SR=12+12；取d=13mm，经查表，取d=13mm。（3）主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内。在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构，取l=59.2mm。（4）主流道大端直径D=d+2ltana（半锥角a为12）6mm6.2.2主流道衬套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

18、成可拆卸更换的主流道衬套形式，即浇口套。6.3分流道的设计分流道设计：根据模具设计与制造简明手册（第一版）P299表2-40，选择梯形分流道，查模具设计与制造简明手册（第一版）P299表2-40，选择H=8；如图6-1：图6-1分浇道截面形状和尺寸分流道布局如下：6.4浇口的设计浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率,使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还

19、起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。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：a. 尽量缩短流动距离。b. 浇口应开设在塑件壁厚最大处。c. 必须尽量减少熔接痕。d. 应有利于型腔中气体排出。e. 考虑分子定向影响。f. 避免产生喷射和蠕动。g. 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。h. 注意对外观质量的影响。从模具的

20、制造及结构考虑，该注塑模具采用矩形侧浇口。矩形侧浇口一般开设在模具的分型面上，从塑件的边缘进料。矩形侧浇口广泛应用于中小型塑件的多型腔注塑模，截面形状简单、易于加工、便于试模后修正。6.5分流道CAE分析图6-1充填时间图图6-2流动前沿温度图6.5相关零件6.5.1浇口套查模具设计与制造简明手册（第二版）P513表2-1181型浇口套，P=5mm；1十-g和T4X6310+a.o3Detailsofa+5,+G.iPart图6-5浇口套DhASRPL103113544.2表6-1浇口套数据6.5.2定位P137表13-19，得D=100.查机械设计t;-3a土口4图6-6定位圈表6-2定位圈

21、数据DTBd2dlA10015356.611857冷却系统的设计综合分析查模具设计与制造简明手册（第二版）表2-151型腔采用直流式，水孔直径为8mm，型芯水孔直径4mm,水路如图7-1：图7-1冷却水道8顶出-推出机构设计8.1顶出机构8.1.1推杆尺寸塑件为圆形件，采用推件板顶出，推件板的尺寸为270X300,另外推件板还要使用推杆推动，综合分析查模具设计与制造简明手册（第二版）P519表2-126推杆标准尺寸，形状尺寸如下：T8A热处理DLs251304往机构零件5推杆标准尺寸见表2-126,带肩推杆推荐尺寸见表2-127129。8.2推出元件推板尺寸推板(160mmX300mm)；推板

22、固定板尺寸推杆固定板(160mmX300mm)；推板导柱查模具设计与制造简明手册(第二版)P508页，注塑模带头导1212164809支撑零件查网络得支撑柱相关尺寸如下:C-XM-yMDL6206410注射机校核101注射量校核经计算，工件与浇注系统总的注射体积V注=29.75cm3,远小于理论注射量125cm3，符合注射机要求。102压力校核根据注射压力条件：P成WP注。查模具设计与制造简明手册（第二版）p371,PP注射压力为70100MPao注射机压力120MPa,符合要求。103锁模力校核查模具设计与制造简明手册(第一版)p396，根据锁模力要求：pFWP。取p=50Mpa,F=60c

23、m2,P=900KN,锁模力符合要求。腔锁腔锁104开模行程校核Hl=45,H2=10,Hl+H2+10=65mm，小于300mm，符合要求。105模具厚度校核由装配图可知模具的闭合高度H=270mm而注射机的最大模具厚闭度H=300mm满足安装要求。max综上所述：选取XS-ZY-125型注射成型机完全符合本模具的使用要求。11型芯型腔尺寸计算收缩率Scp=1.1%,查模具设计与制造简明手册(第二版)P356表2-17，取塑料制件公差等级为MT6，对应的模具制造公差等级为IT12；(1) 型腔尺寸计算23:L二(1+1.1%)*23-0.75*0.21+0.07=23.0995+0.。7-0

24、.21M114:L=(1+1.1%)*14-0.75*0.18+0.06=14.019+0.06-0.18M216:L二(1+1.1%)*16-0.75*0.18+0.。6=16.041+0.06-0.18M37土0.075：H二(1+1.1%)*7+2/3*0.15+0.05=7.177+0.。5M13土0.075：H二(1+1.1%)*3+2/3*0.1+0.03=3.1+0.。3M2(2) 型芯尺寸计算9 :l二(1+1.1%)*9+0.75*0.15=9.211-0.15M1-0.05-0.0511:l=(1+1.1%)*11+0.75*0.18=11.256-0.06M2-0.06-

25、0.0610 土0.075：h=(1+1.1%)*10+2/3*0.15=10.21M-0.05-0.051结论(1) 注射机选择为XS-ZY-125。(2) 塑件一模四腔成型，梯形浇道，侧浇口。(3) 模架形式为定二动三。(4) 模具闭合高度为270mm。(5) 采用导柱导套进行模具导向。(6) 推出机构为推件板顶出。(7) 排气方式为零件间隙排气。(8) 冷却水道采用直通式水道。12心得体会通过这次注塑模具课程设计，让我对如何完整的设计一套注塑模具有了一个较为体统的了解，设计过程中综合运用以前学习的各种相关知识，也让让我对模具专业知识有了一个很好的串联，复习。这次课程设计，由于理论知识的遗

26、忘、不熟练，加之没有设计经验，一开始的时候一头雾水，不知从何入手。开始大量的查阅资料数据，这个过程是很辛苦的，也正是这个过程锻炼了我查阅资料文献的能力。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，模具设计的课程设计没有那么简单，每一个数据都要精确计算，考虑很多因素。设计过程中老师给与我很多帮助，教会我很多设计技巧经验，教育我们作为技术设计人员要有严谨的思维，每一步设计都要有理有据，校核。总之这次注塑模具收获还是很多的，巩固了自己专业知识，锻炼了动手能力，提高查阅资料能力，培养了严谨的思维意识，巩固和扩充了注塑模具课程的专业知识和视野，掌握了怎样分析零件的工艺性，熟悉了注塑

27、模具的规范和标准。纸上得来终觉浅，这次动手实践学习到很多课本学不到的知识，也对自己以前的学习有了一次检验。参考文献1 冯炳尧,等.模具设计与制造简明手册M.上海科学技术出版社，1985.2 池成忠.注塑成型工艺与模具设计M.化学工艺出版社,2010.7.3 杨占尧.塑料模具课程设计指导与范例M.北京:北京高等教育出版社,2009.6.附录CAE分析报告1浇口位置经过MoldFlow软件的分析提供了如下的最佳浇口位置:31任务H具-圃zKoutao_study应zhoutao_study_l怪zhoutao_study_l（复制品）國zkoutao_study_251二-|51|=2.030|MPaMPa：a析耳成日志*、零结果3谎动亢填时间h速度/压力切换时的压力療动前沿温度总体温度剪切速率，体稅注射位蛊处压力:XV囹刃出因的色职峻顛圣1.5221.0150.50750.0000JfiilXIJUmmjCAD制品i回新建主体节点1叼新建主体三角形1阿裕日志分析日志填充-保三填充-保E-眩査305.1580353.1500