50锁盖注射模具设计说明书

塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题目：班级：姓名：学号：指导老师：提交日期：2010年11月25日第2页共27页前言本说明书为锁盖注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到老师和同学们的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。设计者：×××2011.11第3页共27页目录第一部分产品的说明···························4第二部分塑件分析···························5第三部分注射机的型号和规格选择及校核·········6第四部分型腔的数目决定及排布·················9第五部分分型面的选择·······················10第六部分浇注系统的设计·······················11第七部分成型零件的工作尺寸计算及结构形式·····15第八部分导柱导向机构的设置···················18第九部分推出机构的设计·······················19第十部分温度调节系统的设置···················20第十一部分模具的动作过程·······················22第十二部分加工说明·····························23第十三部分设计小结·····························26第十四部分参考文献·····························27第4页共27页第一部分产品的说明图一零件实体图由于对制品的精度无太大的要求，因此根据国标GB/T14486-1993的规定可得制品的公差等级为MT6。生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。任务要求设计为一模两腔。在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。第5页共27页第二部分塑件的分析材料：黑色酚醛塑料（PF）一、工艺条件注射机类型：柱塞式螺杆转速：40~80r·min-1喷嘴温度：90~100℃料筒前端温度：70~100℃料筒后端温度：40~50℃模具温度160~169℃注射压力：98~147MPa背压：0~0.49MPa注射时间：2~10s保压时间：3~15s硬化时间：15~50s成型周期45~120s成型收缩率：0.006%成型温度：146~180℃成型压力：7~42MPa二、成型特性1、刚性好，变形小，耐热耐磨，无定形料,吸湿性小,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体3、成型温度范围小，必须严格控制料温4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬第6页共27页第三部分注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：公实VV式子中，实V—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（3cm）。由分析，可得塑料盒的体积为8.5cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—Z—60。以下为其技术规格注射容量：60cm3螺杆直径：38mm注射行程：180mm注射压力：122MPa合模力为500kN注射时间：2.9s注射方式：柱塞式最大成型面积：130cm2合模方式：液压-机械最大注射面积：130cm2模具高度：200~300mm最大开模行程180mm喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔直径为4mm第7页共27页拉杆空间：190×300mm液压泵流量：70、12L.min-1液压泵压力：6.5Mpa电动机功率：11kW加热功率：2.7kW动、定模固定板尺寸：330×440mm机器外形尺寸：3160×850×1550mm2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，通常要求PP0。我们这里选130MPa。3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁F胀=A分×P型F锁—注射机的额定锁模力（N）；P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=40MPa。A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）由Pro/E分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2∴F锁F胀=A分×P型=80×200×30=4.8×105（N）而锁模力为500KN，大于480KN，符合要求。4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模第8页共27页具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。（1）、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型：①对单分型面注射模，所需开模行程H为：SH=H1+H2+（5～10）mm式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；S—注射机移动板最大行程（mm）；H—所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：H=15+95+8=118（mm）。②对双分型面注射模，所需开模行程为：S机H=H1+H2+a+（5～10）mm式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。（2）、推出机构的校核各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。第9页共27页第四部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。2、分型面的选择原则：1）、便于塑件脱模：①、在开模时尽量使塑件留在动模内②、应有利于侧面分型和抽芯③、应合理安排塑件在型腔中的方位；2）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏3）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）4）、有利于排气5）、尽量使模具加工方便第10页共27页第五部分型腔数目的决定及排布1、型腔数目的确定：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，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，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01CnCXM（元），注塑成型费用为)60(ytNXs（元），总成型加工费用为SMXXX，即01)60(CnCnytNX为使总的成型加工费用最少，即令nxdd＝0，则有：0)1)(60(12CnytN所以n＝160CNyt。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４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2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。第11页共27页第六部分浇注系统的设计1、浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图二所示：图二浇注系统的组成2、浇注系统各部件设计（1）、主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：①主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。②主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。③在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。④对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用99hH间隙配合。⑤主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。（2）、分流道的设计第12页共27页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。①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形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图三。因为圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图三圆形流道所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下。但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：式中，m—流经分流道的塑料量（g）；L—分流道长度（mm）；D—分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2~1.25的系数。我们这里取m=60×1.05=63g，L=30mm。故分流道尺寸为1.2D，即D`=1.2D=1.2×0.265×√63×450=6（mm）。所以S=Л×6×6/22×1.22=39.8（mm2）③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