锁盖的注塑模具设计

1塑料成型工艺与模具设计项目实施报告项目名称：双分型面注塑模设计学生姓名：指导老师：班级：组别：时间：常州信息职业技术学院目录第一章：塑件的材料及结构分析………………………………………………31、塑件的原材料分析…………………………………………………………32、塑件姐都工艺性分析与精度分析…………………………………………33、材料成形工艺参数…………………………………………………………3第二章：注射机的选用………………………………………………………41、计算塑料件的体积、质量…………………………………………………42、确定模具型腔数目……………………………………………………43、选则注塑机型号……………………………………………………………4第三章：注射模的结构设计…………………………………………………51、分型面的选择………………………………………………………………52、型腔布局……………………………………………………………………53、浇注系统的设计……………………………………………………………64、确定塑件推出方案…………………………………………………………105、成型零件的设计……………………………………………………………106、选择标准模架………………………………………………………………147、检验模架与注射机的关系…………………………………………………158、温度调节系统………………………………………………………………159、排气系统……………………………………………………………………1510、注射机的校核………………………………………………………………16第四章．装配图零件图…………………………………………………………1721、装配图…………………………………………………………………………172、零件图…………………………………………………………………………173第一章、对塑件进行工艺分析1、塑件所用材料的特性材料：聚丙烯（PP）聚丙烯无色、无味、无毒;外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻；他不吸水，光泽好，易着色；屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好；定向拉伸后可以制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用聚丙烯注射成一体铰链(盖和本体合一的各种容器)，经过7×107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯熔点为164℃～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15℃，低于-35℃时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下及易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。聚丙烯可以用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件，水、蒸汽，各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层，制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业。2、塑件结构工艺性分析及尺寸精度分析①结构分析见零件图，该零件图由圆弧组成的，在零件的两端有锥头孔，中间为圆孔及矩形孔组合而成，尺寸如图所示，根据零件图可知模具设计时无需设置复杂机构，该零件属于中等复杂程度。②尺寸精度此塑件有13个尺寸标注公差，分别是9、6、15、14、4、16.5、5、2.5、22、0.75、10按标准SJ1372—1978中4级精度其公差标注为000+0.12+0.4+0.12+0.16+0.14+0.18+0.4+0.22-0.16-0.20-0.140000000091552.540.7510514622400.516.50.1，属于一般精度；在模具设计和制造过程中应保证此尺寸精度要求；其中400.5为8级精度。③表面质量分析该零件的表面要求没有毛刺、飞边、气孔、和熔接痕等缺陷，表面粗糙度可取Ra0.8,没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。通过以上分析可知，此塑件可采用注射成形生产。又因产量多，属于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益3、材料成形工艺参数注射机类型螺杆式预热和干燥温度0C70～80时间h1料筒温度0C后端160～180中段180～2004前段200～220喷嘴温度0C170～190模具温度0C80～90注射压力Mpa70～100成型时间s高压时间0～3保压时间20～60冷却时间20～90成型周期50～160螺杆转速r/min48说明料斗干燥第二章：注射机的选用1、计算塑料件的体积、质量根据UG求的塑件的体积为4886.39mm3①确定模具型腔数目塑件的生产批量多，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，塑料件的精度为一般精度，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2）。因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。2、确定模具型腔数目塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，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2）。因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。3、选则注塑机型号根据公式Vmax=(n·Vs+Vj)/K式中Vmax——注射机的最大注射量（cm3）n——型腔数量Vs——塑件体积（cm3）Vj——浇注系统凝料体积（cm3）K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8已知n=2，Vs=4.89cm3，估计Vj=5cm3则Vmax=（2×4.89+5）/0.8=18.475cm35初步选择注射机XS-ZY-125。明确注射机的规格参数：螺杆直径（mm）Φ42注射容量（3cm）125注射压力（Mpa）120锁模力（kN）900最大开模行程300mm最大注塑面积（2cm）320模具厚度（mm）最大300最小200喷嘴圆弧半径（mm）12孔直径（mm）Φ4定位孔直径（mm）0.0540100顶出两侧孔径（mm）Φ22孔距（mm）230第三章：注射模的结构设计（1）分型面的选择首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在锁盖的下底面处，如图1所示（图1）（2）型腔布局由于采用的是一模两腔模具结构，型腔间隔为15mm。布局如图2所示6（图2）（3）浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。①主流道设计。查得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴前端孔径d=4㎜；喷嘴前端球面半径R=12㎜根据模具主流道与喷嘴的关系R´=R+(1～2)㎜及d´=d+(0.5～1)㎜，取主流道球面半径R´=14㎜，小端直径d´=5㎜。主流道的长度：在一般长度范围内选取，模具L=46mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2º～4º，取3º。经换算得主流道大端直径D=7㎜（计算得D=7.147，取7）。如图3所示7图3②分流道设计。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道的长度因素来确定。塑件的形状很简单，熔料填充较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工，选用截面形状为U形分流道；分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，分流道的长度要尽量短，且折弯少，以便减少压力损失与热量损失，通常为8~30mm，一次流道为6~10mm，二次流道为3~6mm，三次流道为6~10mm。所以我去分流道长度为17mm。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：40.2654gmmmmbmLmL为塑件质量，为风流道长度，b为U型底边宽度，计算得到b为7.8mm8根据《模具设计与制造简明手册》，查表我选b=8mm，分流道的横截面图如图4所示：图4③点浇口设计。由于该塑件外观质量要求高，浇口的位置和大小应该以不影响塑件外观质量为前提；同时，也应该尽量使模具结构更简单。根据该塑件结构分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图所示的点浇口进料方式。根据外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件的两侧。点浇口尺寸可以根据不同塑件平均厚度查表确定。如图5所示9图5④冷料穴的设计。冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴如图6所示。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。10图6（4）确定塑件推出方案根据要求，该模具采用推板推出机构，其优点是在塑件上不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，推出力大，结构较推管脱模机构简单，适用于薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的塑件。设计推件板脱模机构应注意几个问题：①导柱应足够长度，以保证推板留在模具上。如有限制，导柱不宜太长时，应采用螺杆固定推板。②推件板与型芯间留有0.20～0.25mm的间隙（原则上应不擦伤型芯），并采用3º～5º的锥面配合，其锥面起到辅助定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。③对于大型深腔的容器，并采用软质塑料成型，当推件板推出时，在型芯与制件之间易形成真空，这时应考虑设进气装置。（5）成型零件的设计①成型零件结构设计型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。根据塑件形状分析采用整体式凹模，整体式凹模是由整块材料加工制成的，结构简单，强度和刚度都相对较高，不易变形，成型的塑件表面无镶拼接缝的痕迹，材料为8CrMn钢淬火处理硬度达到53～58HRC，其结构如图7所示11图7型芯是由主型芯和小型芯两部分组成的。因主型芯形状简单，且尺寸较大故采用台肩固定的形式底部设有垫板防止型芯脱出；塑件上的小孔由小型芯成型，小型芯也采用台肩固定的形式底部设有垫板防止型芯脱出。材料为8CrMn钢淬火处理硬度达到53～58HRC，结构如图8所示。12图8②成型零件尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知pp的收缩率Smin=1.0%，Smax=2.5%，则其平均收缩率Scp=(Smin+Smax)/2=(1.0%+2.5%)/2=1.75%型腔尺寸计算：10.160.040.04000.200.050.0500010.140.040.040090.041.750.168.9150.05315151.75%0.2015.11450.042551.75%0.145.03ZMZMZMRRRRHH39+9%-4高度型芯尺寸计算：131+0.1600.040.0400+0.1400.040.04000.18100.050.05000.142090.041.75+0.169.2860.043661.75%+0.146234140.05314141.75%0.1814.38450.0ZMZMZMZRRRRDDD外径39+9%40.040.0420043551.75%0.145.24MD0.22300.060.063000.16400.040.044000.14500.040.0450020220.06322221.75%0.2222.554100.04310101.75%0.1610.3440.043441.75%0.144.1842.5ZMZMZMDDDDDDH