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1、湖南信息职业技术学院塑料成型工艺与模具设计课程设计设计课题：注射模具设计罩说明书系 部 机电工程 专 业 模具设计与制造班 级 模具0804学生姓名 谭玉亮指导教师 王宗华2009年12月2日目 录1、 设计任务书2、 塑件的分析 2.1 塑件原材料的分析2.2 塑件的工艺性分析2.2.1 塑件的结构分析2.2.2 塑件的尺寸精度分析2.2.3 塑件的表面质量分析3、 计算塑件的体积和重量4、 塑件注射工艺参数的确定5、 对注塑机主要工艺参数的校核5.1 最大注射量的校核5.2 最大注射压力的校核5.3 锁模力的校核5.4 安装尺寸的校核5.5 开模行程的校核6、 注射模的结构设计6.1 分型
2、面的选择6.2 型腔的排列方式6.3 浇注系统的设计6.3.1 主流道的设计6.3.2 分流道的设计6.3.3 浇口的设计7、 成型零件的结构设计7.1 型腔的结构设计7.2 型芯的结构设计8、 成型零件的尺寸计算9、 推出机构的设计10、 冷却水道的设计11、 标准模架的选择12、 参考文献附： 模具总装配图1、 设计任务书罩零件的设计任务书如下图所示：2、 塑件的分析2.1 塑件原材料的分析PP料是一种热塑性塑料，原料易得，价格便宜，产量很大，仅次于PE、PVC和PS。聚丙烯无味、无色、无毒，是结晶性的线性结构高聚物。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度为0.900.91g/cm，硬度
3、为R80-110 ，吸水率为0.01%，收缩率为1.02.5，成型温度为160220。聚丙烯不吸水、光泽好、易着色。具有特别高的抗弯曲疲劳强度。聚丙烯的熔点为164170，其耐热性好,能在100以上的温度下进行消毒灭菌，聚丙烯在低温下使用温度可达-15，在-35时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯的严重缺点是在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入稳定剂。聚丙烯不吸水，所以成型前不需干燥。PP料的成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形等缺陷。聚丙烯的热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路，应注意控制模具温度，模温太低（50）
4、，塑件无光泽，易产生熔接痕；模温太高（90），易产生翘曲、变形。聚丙烯的成型特性为：（1） 成型性好，可采用注射、吹塑、真空热成型、涂覆、旋转成型、电镀和发泡，还可以在金属表面喷涂。（2） 结晶料，吸湿性小，成型前不需要干燥。（3） 易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解，成型时需加入稳定剂。（4） 流动性好，溢边值为0.03mm左右，收缩范围及收缩值大,易发生缩孔，凹痕，变形。（5） 冷却速度慢,模具应设计能充分进行冷却的冷却回路，并注意控制成型温度，模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕，填充不足,90度以上易发生翘曲变形。（6） 塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集
5、中。塑件成型后应采用火焰处理或类似技术。脱模斜度宜取13。（7） 质软易脱模，当塑件有浅侧凹（凸）时，可强制脱模。2.2 塑件的工艺性分析综合看来，该塑件结构简单，无特殊的结构要求，可采用注射成型加工。在注射成型生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。2.2.1 塑件的结构分析从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。塑件端面有6个17的孔，应注意孔的位置。塑件的转角处都采用圆弧过渡，以防止应力集中，提高塑件的强度。为使塑件保证尺寸精度，并能够顺利的脱模，零件的允许拔模斜度为1。塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如42、6-17，它们均符合最小孔径要求而且结构
6、简单。2.2.2 塑件的尺寸精度分析塑件的所有尺寸未注公差按MT5级查取，塑件上主要尺寸的公差要求如下： 塑件外形尺寸：1660-1.6、145、42、3.5、R2。塑件内形尺寸：62、42、6-17、R3、R2。孔心距尺寸：104。2.2.3 塑件的表面质量分析 对该塑件表面没有特殊要求。一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取0.8,没有特殊要求的塑件内表面粗糙度Ra可取3.2。3、 计算塑件的体积和重量通过AutoCAD三维造型可获得罩的体积V塑155.58cm，另外浇注系统凝料体积初步计算，按塑件的0.06倍计算：V浇=0.06V塑=0.06155.589.335cm查有关手册
7、，取聚丙烯的密度为0.91g/cm，所以塑件的质量：m塑=V=0.91155.58=141.58g浇注系统凝料的质量：m浇=V=0.919.3358.50g4、 塑件注射工艺参数的确定由于塑件的生产批量为大批量，且该塑件形状为回转体，结构简单，但是单个塑件型腔较大，外形尺寸为16642，体积大约为155.58cm，所以应考虑采用一模一件的单分型面模具，模具结构简单，生产过程中操作方便，有利于提高塑件的生产效率。 根据该塑件的结构特点和PP的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见下表。塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度80-100成型时间/s注射时间20
8、-60时间1-2h保压时间0-3料桶温度/后段160-180冷却时间20-90中段180-200总周期50-160前段200-220螺杆转速/(r/min)48喷嘴温度/后处理（一般不需要）方法（整形）模具温度/80-90温度注射压力/MPa70-100时间5、 对注塑机主要工艺参数的校核 由于塑件采用注射成型加工，选用一模一腔，因此可以计算出一次注射成型过程所需塑料量为：M=m塑+m浇=141.58+8.5=150.08g，所以初选XS-ZY-250注射机。下表为XS-ZY-250注射机的主要技术参数；XS-ZY-250注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm250
9、2注射压力/Mpa1303最大成型面积/cm5004锁模力/kN18005动、定模模板最大安装尺寸/(mmmm)5985206拉杆空间/mm4483707最大模具厚度/mm3508最小模具厚度/mm2009最大开模行程/mm50010喷嘴前端球面半径/mm1811喷嘴孔直径/mm412定位圈直径/mm1255.1 最大注射量的校核 =V=2500.91=227.5 式中 V注射机最大注射量，cm； 聚丙烯的密度，g/cm。对于正常的批量生产，需满足如下关系式：150.08=M 0.8=0.8227.5=182式中 M成型塑件所要求的注射量（塑件加上浇注系统凝料所用塑料量）。 所以注射机最大注射
10、量满足要求。5.2 最大注射压力的校核罩零件的原料为PP，所需注射压力为70100Mpa，而XS-ZY-250注射机的最大注射压力为130Mpa。所以注射机的最大注射压力符合要求。5.3 锁模力的校核塑料熔体在注射机压力下充入模腔，经过注射机喷嘴和模具浇注系统时虽有压力损失，进入型腔时仍具有较高的压力，模腔沿分型面处会产生很大的使模具胀开的力。注射机的锁模机构应该提供足够的锁模力，使动、定模两部分在注射过程中保持紧密闭合。每一台注射机都有一个额定的锁模力，XS-ZY-250注射机的额度锁模力为1800 KN，所设计的模具在注射充模时，分型面张开的总力不能超过这一额定锁模力，可用如下关系式：AP
11、型 F 式中 A塑件加浇注系统在分型面上的投影面上的投影面积，mm； P型型腔内塑料熔体的单位面积压力，MPa； F注射机额定锁模力，N。此外， P型 = P0K 式中 P0注射压力； K熔体流经喷嘴和浇注系统时的压力损耗系数。一般取0.30.7。即P型 = P0K=1300.5=65 AP型 = 833.1465=1406044.9 N F =1800000 N所以锁模力满足要求。5.4 安装尺寸的校核模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适，注射机XS-ZY-250的拉杆间距为448370，所设计的模具外形尺寸应不超过注射机拉杆间的距离。 模具闭合高度校核Hmin注塑机允许最
12、小模厚=200mmHmax注塑机允许最大模厚=350mmH模具闭合高度=280mm即满足HmaxHHmin。5.5 开模行程的校核 因为XS-ZY-250注射机的锁模机构是机械式和液压式联合作用的注射机，所以注塑机的最大行程与模具安装厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式： S机H1H2(510) S机注塑机最大开模行程，500mm; H1推出距离，mm； H2包括浇注系统在内的塑件高度， mm; 500H1H2(510)即开模行程满足条件 以上分析证明，XS-ZY-250型注射剂能满足要求，故最终确定注射机型号为XS-ZY-250制定塑件成型工艺卡综上分析，填写塑件成型工艺卡：（校 名）塑件注射成型工艺卡片资料编号共 页第 页塑件名称罩材料牌号PP设备型号XS-ZY-250装配图号材料定额每模件数1件零件图号单件质量/g141.58工装号材料干燥设备温度/80100时间/h12料筒温度后段/160180中段/180200前段/200220喷嘴/模具温度/8090压力/MPa注射压力70100背压时 间注射/s2060保压/s03冷却/s2090时间定额辅助/min后处理温度/单件/min时间/s检 验编 制校 对审 核组 长车间主任检验组长主管工程师6、 注射模的结构设计6.1 分型面的选择
