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1、中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 高分子材料与工程 题 目： 塑料底座注射模设计 指导教师： 李迎春 谢江波 职称: 教授 讲师 2012年12月17日目录1 塑件分析42塑料材料的成型特性与工艺参数52.1塑件成形工艺性分析52.2确定型腔数量53 设备的选择63.1注射量计算63.2塑件在分型面上的投影面积计算63.3注射机的选择63.4注射机有关参数校核73.4.1注射压力校核73.4.2锁模力校核73.4.3开模行程的校核73.4.4注射量的校核73.5标准模架的选择7图4.5.1 标准模架P9型74 浇注系统设计84.1主
2、流道的设计：84.1.1主流道尺寸84.1.2主流道衬套形式84.2分流道的设计94.3浇口的设计94.4冷料井的设计94.5排气槽的形式104.6分型面的选择105 成型零件的设计与计算115.1成型零件钢材的选用115.2成型零件工作尺寸的计算115.2.1型腔径向尺寸115.2.2型腔腔深度尺寸115.2.3型芯径向尺寸125.2.4型芯高度尺寸125.3成型零件厚度的计算125.3.1型腔侧壁厚度的计算125.3.2底板厚度的计算136 脱模结构的设计146.1脱膜力的计算146.2拉料机构的设计146.3脱模机构的设计156.4复位机构的设计157 合模导向结构设计167.1导柱的设
3、计167.2导套的设计178 温度调节系统设计189 支承与连接零件的设计与选择209.1模板的设计与选择209.2支承块的设计与选择209.3螺钉的选择209.4弹簧的选择2210 其他技术说明2310.1试模与修正2310.2模具的保养2310.2.1防锈措施:2310.2.2保持滑动部分的润滑:2311 设计小结24参考资料25中北大学课程设计任务书 20122013 学年第 一 学期学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 高分子材料与工程 学 生 姓 名： 林金亮 学 号： 0903034146 课程设计题目： 塑料底座注射模设计 起 迄 日 期：2012年12月17日2012年12月
4、28日 课程设计地点： 中北大学材料科学与工程学院 指 导 教 师： 李迎春 谢江波 系 主 任： 李迎春 下达任务书日期: 2012年12月17日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：通过塑料成型模具课程设计，强化学生课堂上学习到的塑料注射模具的知识，加深学生对注射模具动作原理的理解，培养学生独立设计注射模具的能力，使学生熟练掌握AutoCAD等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作打下良好的基础。2 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：自行设计一个符合要求的塑料制件以及成型该制件的注射模具。（1）对塑料制件的要求：塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，
5、同时能使塑料制品达到高效、均匀冷却，具有一定的力学性能及使用价值；设计塑料制件时应明确指出塑件的尺寸精度、粗糙度、斜度、圆角、螺纹、侧孔、嵌件等；成型该塑件的注射模具必须满足下列条件之一：成型模具应具有侧向抽芯机构；：成型模具应具有自动脱螺纹机构；：成型模具应具有点浇口凝料的自动脱出、顺序脱模、二级脱模等较为复杂的机构。（2）对成型模具的要求： 所设计的模具能够高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品，模具结构合理，动作灵活，能够满足在使用时连续生产、高效率、自动化、操作简便的要求。3 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：本次课程设计的工作内容包括以下
6、几个部分：塑料制件图纸一张，要求标注尺寸公差、粗糙度、技术要求以及所用原材料；注射模具装配图（零号图纸）一张；注射模具零件图至少四张，包括型腔零件图、型芯零件图、模板的零件图、杆件的零件图；注射模具结构计算说明书一本。注：以上各项内容均要求打印。4主要参考文献：1 申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，20032 宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册.北京：航空工业出版社，19953 H.盖斯特罗.注射模设计108例.北京：国防工业出版社，20024 贾润礼.实用注塑模设计手册.北京：中国轻工业出版社，20005设计成果形式及要求：本次课程设计的设计成果以模具设计图纸和模具设计说明书的形式
7、提交。6工作计划及进度：2012年12月17日12月18日 塑料制件设计2012年12月19日12月20日 模具结构计算及草图设计2012年12月21日12月24日 模具装配图的绘制2012年12月25日12月26日 模具零件图的绘制2012年12月27日 模具设计计算说明书的撰写2012年12月28日 答辩和成绩考核系主任审查意见： 签字： 年 月 日1 塑件分析塑件为塑料底座，本课题的塑件及所用材料为PP（聚丙稀），PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热变形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃
8、纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。它有很好的机械特性，流动性；其光泽性好，外观漂亮，由于收缩率较小，制件细小部位的清晰度好，达到设计的要求。一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本。在满足塑件使用要求大前提下应尽量把塑件尺寸精度设计低一些。另外，塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，又将塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。依据所选材料查取其一般精度为6级。塑件实体模型其主视图与俯视图分别为图1.1和图1.2： 图1.1 塑料制件主视图 图1.2塑料制件俯视图注：1.在视图中，除已标注的厚度外，其余的厚度均为2mm。2.底座的材料为聚丙烯（PP）3.公差等级为：M
9、T44.单位：mm由图可知，塑件不大且对称，塑件最大厚度为5mm，在材料所允许的范围之内。为了便于脱模，塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。2塑料材料的成型特性与工艺参数2.1塑件成形工艺性分析该塑件是塑料底座，塑件壁厚属中等壁厚塑件，生产批量属中等，材料为PP塑料(聚丙烯），成型工艺性很好，可以注射成型。 聚丙烯（PP）成型相关参数如下表3.1.1： 表3.1.1 聚丙烯（PP）成型相关参数相对密度收缩率/熔点/热变形温度/0.90.911.03.0170176102拉伸强度/MPa弹性模量/MPa弯曲强度/MPa冲
10、击强度/MPa371.61.767.5782.2确定型腔数量该塑件精度属中等精度，中等批量，而且塑件的尺寸较大。考虑各种影响因素，初步确定为一模一腔。3 设备的选择注射机的选择主要是根据制件的质量，体积和模具的整体结构设计来确定的。主要依据是每次的注射量要大与额定注射量的20%小于额定注射量的80%，模具的整体结构要小于注射机的有效尺寸以便模具能放到注射机上，最重要的是锁模力要大与制件在分型面上的涨模力。3.1注射量计算通过计算分析，塑件的理论体积=86.66cm，实际注射成型后的体积为=108.33cm。流道凝料的体积计算得=20.37cm。从上述分析中确定为一模一腔。所以注射量为：=+=1
11、08.33+20.37=128.70cm3.2塑件在分型面上的投影面积计算通过计算，投影面积A=13270.09mm132.70cm。3.3注射机的选择根据每一生产周期的注射量128.70cm的计算值，初步选择sz-125/630卧式注射机，注射机相关参数见下表4.3.1。表4.3.1 注射机相关参数理论注射量/3140锁模力/kN630注射压力/MPa126移模行程/mm270注射速率/（g/s)16.8塑化能力（g/s)110喷嘴球半径/mm15定位孔直径/mm1253.4注射机有关参数校核3.4.1注射压力校核P = kp0 = 1/3126 = 42Mpa 126Mpa 注射压力校核合
12、格。其中：k - 取1/3；p0 - 取126Mpa。3.4.2锁模力校核F = 0.1Ap = 0.1132.70 = 557.74KN630 KN 锁模力校核合格。3.4.3开模行程的校核=+mm取=45mm ;=40mm ;=120mm，则：=3.4.4注射量的校核经上面计算可知= 由以上数据可知注射机的选择合适。3.5标准模架的选择由塑件成型要求和设计思路，选择派生型标准模架P9型，如图4.5.1图4.5.1 标准模架P9型由于塑件为圆形，经计算后型腔的最小侧壁厚为115mm，塑件的最大半径为70mm，所以型腔板的长度不能小于370mm，查手册可选355400型号的标准模架。4 浇注系
13、统设计浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。它的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。其遵循的设计原则如下：注射行程要短；排气要好；要防止型芯变形和嵌件位移；防止塑件翘曲变形等。4.1主流道的设计：主流道的设计原则：a）常设计成圆锥形。锥角在24度，内壁粗糙度为Ra=0.63m。b）为防止主流道与喷嘴处溢料，与主流道对接处紧密对接，主流道连接处 应制成半球形凹坑，主流道的小端直径大于注射机的喷嘴直径1-2mm，半球型凹坑的半径应大与注射机喷嘴的球型半径2m左右。c）为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=13mm.d)在保证塑料良好成型前提下，主流道应尽量短，否则将增多流道凝料。e）由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此常将主流道制成可拆卸的
