塑料方盖模具设计

课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第1页共12页目录一、塑件成型工艺分析…………………………………………………………….2二、浇注系统的设计………………………………………………………………..4三、成型零件的设计………………………………………………………………..7四、模架的确定……………………………………………………………………..9五、排气槽的设计…………………………………………………………………..10六、脱模推出机构的设计…………………………………………………………..10七、温度调节系统的设计…………………………………………………………..10八、参考文献………………………………………………………………………..12课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第2页共12页一、塑件成型工艺分析1.1成型材料性能分析该塑件材料为聚乙烯（PE），密度为3/96.0~91.0cmg。表面硬度差。聚乙烯成型时流动性比较好，质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可以强制脱模。但聚乙烯成型流动性对压力变化敏感，加热时间长医产生分解，收缩率大，方向性明显易变形，翘曲，产生缩孔，应控制模具温度。可以注射成型。1.2塑件结构工艺性分析该塑件是一塑料方盖，如图1.1所示，塑件壁厚属薄壁塑件。由图所给尺寸塑件比较小，再由图上所给尺寸标注完整正确，经分析塑件结构工艺性良好，1.3分型面位置的确定根据塑件结构形式，分型面选在方盖的底平面，如图1.2所示图1.1塑料方盖图1.2分型面位置图1.1塑料方盖1.4.确定型腔数量和排列方式1）型腔数量的确定任务书给出要求是一模两腔。2）型腔排列形式的确定因为所用材料为聚乙烯、材料弹性模量比较小，材质硬度不高，可采用强制脱模的方式，这也是注塑厂成型这种类型方盖的常用方法，因此本设计采用推件板推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用单列直排。1.5.模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模两腔，单列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式浇口，定模不需要设置分型面，因此基本上可确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模。1.6.注射机型号的确定1）注射量的计算由图纸上所给的塑件尺寸可求得其体积为：312160212452mmV课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第3页共12页322880212652mmV33261625.124.17mmV3248.41862)464.1734565(mmV塑件体积：取PE的密度为0.96g/cm3,所以塑件的质量为：gVm1.91096.071843流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算，从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为gnmm291.926.16.112）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需要锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍~0.5倍，因此可用0.5nA来进行估算，所以2111218.565235.135.0mmnAnAnAAnAA式中2214.209364.17434565mmAKNApFm35.160301053456型3）选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-300/160型注射机，见表1-1。表1-1注射机主要技术参数额定注射量/3cm100拉杆内间距/mm450450螺杆（柱塞）直径/mm30模板最大行程/mm250注射压力/aMP170模具最大厚度/mm350移模行程220模具最小厚度/mm100343218.9457mmVVVVV课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第4页共12页/mm注射方式双曲肘喷嘴圆弧半径/mm20锁模力/KN450喷嘴孔直径/mm3.54）注射机有关参数的校核⑴由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。247.202.62.626.03600/3036006.58.03600/12mmkMtn型腔数校核合格。式中k——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；M——注射机的额定塑化量（5.6g/s）;t——成型周期，取30s.⑵注射压力的校核aeaoeMPpMPpkp170,1691303.1,而，注射压力校核合格。式中,k——取1.3（见式（2-10））；op——取130aMP（属薄壁窄浇口类）。⑶锁模力校核KNFMPKApFa450,42.19235.1602.1而型，锁模力校核合格。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可以进行。二、浇注系统的设计2.1主流道设计1）主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）=3.5+0.5=4mm主流道球面半径为SR喷嘴球面半径+（1~2）=20+2=22mm2)主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度（见图6-3），衬套如图2.2所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC-57HRC。课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第5页共12页图2.1主流道衬套3）主流道凝料体积322228.0441.61.6124012cmdDdDhqE4）主流道剪切速率校核由经验公式237256.23713.33nvRq13s105式中327cm.30塑件分qqqqEvcmRn2525.0205.522/1.64主流道剪切速率偏小主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。2.2.分流道设计1）分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。2）分流道长度第一部分长度cmL101第二部分长度cmL423）分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积⑴形状及截面尺寸。为了便于机械加工及塑料脱模，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸，即mmLmB088.21021.92654.02654.044课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第6页共12页根据参考文献1取B=4mm.mmBH67.243232,取mmH3从理论上32,LL分流道可比1L截面小10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。⑵凝料体积分流道长度mmL382910分流道截面机25.103234mmA凝料体积33399.03995.1038cmmmq分4）分流道剪切速率校核采用经验公式1331026.11755.014.37545.63.33.3SRqn在32105105之间剪切速率校核合格。式中37545.617545.61cmiVqcmcARn1755.0232式中t——注射时间，取1s;A——梯形面积（0.1052cm）；c——梯形周长（1.3cm）；5）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度aR并不要求很低，一般取0.8mm6.1即可，在此取m6.1。2.3.浇口的设计这里选用潜伏式浇口，由于潜伏式浇口潜入分型面一侧，沿斜向进入型腔，如图2.3，开模时，能自动拉断浇口，而且浇口的位置可设在塑件的侧面，端面和背面等隐蔽处，使塑件外表面无浇口痕迹。同时，，模具的结构可简化为单分型面符合上述1.3分型面位置的确定。1）潜伏式浇口尺寸的确定课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第7页共12页图2.3潜伏式浇口由（表2-5）经验公式得mmAAnkd36.1272.06.044式中224778212652451264.17434565mmA；n——塑料材料系数取0.6；k——塑料壁厚的函数值取0.272；浇口先取8.0，在试模时根据填充情况再进行调整。2）浇口剪切速率的校核由点浇口的经验公式得15331087.0)04.0(14.37545.644SRq151410~10SS为之间，剪切速率校核合格。2.4.冷料穴的设计1）主流道冷料穴采用半球形，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包裹力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。2）分流道冷料穴在分流道端部加长5mm（约1.5nd）作分流道冷料穴。三、成型零件的设计3.1成型零件的结构设计课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第8页共12页1）凹模（型腔）凹模制成整体嵌入式。除具有整体式凹模的优点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理。采用的固定方法为凸肩垫板法。2）凸模凸模采用整体式。为可以节约贵重模具材料和便于热处理，可将其成型部分加工好后，再连接起来。3.2成型零件钢材的选用凸，凹模的材料均采用T10A，淬火加低温回火硬度55HRC。3.3成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸公差按SJ1372-1978标准中的5级精度选取。1）型腔径向尺寸mmxasaZo15.0063.651mmxbsbZo15.0033.451mmxcscZo15.0032.1712）腔深度尺寸mmxhsHZm15.09.111式中a——塑件长边（mmao65）；b——塑件宽边（mmbo45）；c——（mmco4.17）;x取43，取0.46mm,s收缩率1.5%，，3Z3.4成型零件强度及支承板厚度计算⑴型腔壁厚（矩形整体式）从刚度的观点出发，型腔最小壁厚为：mmEcpaSc12.35/46.0101.2123093.035434⑵型腔底板厚mmEpbcSh24.55/46.0101.245300226.035434,上两式中L——型腔长度（mm）;P——型腔内熔体压力（取30aMP）；课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第9页共12页a——型腔深度（mm）;b——型腔宽度（mm）；c——aL/决定的常数（取0.93）；,c——bL/决定的常数（取0.0226）；E——弹性模量（2.1aMP510）；——允许变形量（取5/）mm;3.5动模垫板厚度计算由《塑料成型工艺与模具设计》书上表4-6查得25hmm,四、模架的设计根据型腔的布局可看出，尺寸为165144，又根据型腔侧壁厚度，再考虑到导柱，导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为3号（350280），模架结构为4A的形式。4.1A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度为15，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板厚度取35mm。4.2B板尺寸B板是凸模固定板，因此厚度为25mm，凸模的成型部分高度为mm35。4.3C垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5~10）=20+20+15+（5~10）=55~60根据计算，垫快厚度C取80mm。图4.3标准模架图课程设计飞行器制造工程0701034123王鹏鹏第10页共12页上述尺寸确定之后，就可以确定模架序号为3号，板面为350280模架结构形式为A4的标准模架。从选定模架可知，模架外形尺寸：宽长高=246350280模具平面尺寸350280400320,合格；模具厚度246，100246300合格；模具开模所需行程=15（塑件高度）+（5~10）=（20~25）200(注射机开模行程)，合格；其他各参数在