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1、塑料成型工艺与模具设计毕业设计说明书设计课题：冷水壶盖注射模设计设 计 者:李谋专业:模具设计与制造班级:技师 9 班设计时间 :2012.12 教 研 室:模具教研室指导老师 :黄世雄湖南工贸技师学院机械工程系塑料成型工艺与模具设计毕业设计任务书课题设计名称：冷水壶盖的注射模设计塑件图： （模具毕业设计指导塑件图汇编：页面P68 图例3-18 ）塑件名称冷水壶盖材料PE-HD厚度1 工件精度5 设计内容：1、编制模塑成型工艺规程（即填写“塑件成型工艺卡”）2、绘制塑件注射模总装图（A3 图纸 1 张）3、绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3 图纸多张）4、编写完善模具设计说明书（按A4
2、打印纸装订）目录一、编制塑件成型工艺卡4二、塑件成型工艺分析与设计1.塑件原材料特性 5 2.塑件原材料成型性能 5 3.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析5 4.塑件成型方法确定 6 三、塑件成型模具设计5.型腔的数量和布置 6 6.选择注塑机型号及其参数 6 7.确定分型面 7 8.浇注系统选择和设计 9 9.成型部件的设计计算 10 10. 侧向抽芯机构 10 11. 排气系统设计 11 12. 模架的确定和标准件选择（示意图） 11 13. 温度调节系统设计 12 14. 推出机构（脱模） 12 15. 导向机构 13 16. 模具设计心得体会 13 17.参考文献 1318. 模具总
3、装图和零件图 13 塑件成型工艺卡塑 件 名 称高密度聚乙烯塑件草图材 料 牌 号PE-HD单 件 重 量25.9g 成型设备型号XS-ZY-1000 每 模 件 数4 成型工艺参数材料干燥干燥设备名称烘箱温度/7080 时间/h 12 成型过程料筒温度后段/140160 中段/180200 前段/180190 喷嘴/150180 模具温度/3060 时间注射/s 05 保压/s 1560 冷却/s 1560 压力注射/MPa 70105 保压/MPa 后 处 理温度/_ 时间/min _ 编制日期审核日期李立2007.12.4 刘全心2007.12.15 设计计算和说明一、 塑件成型工艺分析
4、与设计1.PE-HD(高密度聚乙烯) 的特性(1)化学和物理特性PE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度， 高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。 PE-HD比 PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD 分子量分布很窄。密度为 0.91- 0.925g/cm3 ，该材料的流动特性很好，MFR 为 0.1 到 28 之间。分子量越高， PH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。PE-LD是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到 4% 之间。 PE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低
5、流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。PE-HD 当温度高于60时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比PE-LD还要好一些。(2)典型应用范围电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。(3)PE-HD注塑模工艺条件干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度： 220-260 。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200-250 之间。模具温度：50-95 。 6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm ， 并且距模具表面的距离应在1.3d之内（“ d”是冷
6、却腔道的直径）。注射压力：70-105MPa 射速度：使用高速注射。 流道和浇口： 流道直径在4 到 7.5mm之间， 流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm 。聚乙烯成型时，在流动方向和垂直方向的收缩差异较大，注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生变形，并使浇口周围部位的脆性增加；成型收缩率较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，有浅侧凹时可强制脱模。特别适用于使用热流道模具。2.塑件原材料成型性能结晶料、吸湿性小流动性极好，溢边值0.02mm左右，流动性对压力变化敏感可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂加热时间
7、长则发生分解、烧伤冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模应有冷却系统收缩率范围大，收缩值大、方向性明显，易变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分不宜用直接浇口，易增大内应力，或产生收缩不匀，方向性明显增大变形，应注意选择进料口位置，防止产生缩孔、变形质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模3.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析结构分析： 从零件图上分析，此零件总体为圆形侧面有6 个 4mm 22MM和长方孔，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，零件口部上有一个小台。尺寸精度： 该塑件的精度为7 级，精度
8、要求较低。结果此塑件的成型工艺性较好表面质量分析：该零件的要求表面没有缺陷、毛刺，由于冷水壶盖经常与人的手接触较多，因此表面要求光滑，最好自然形成圆角。4.塑件成型方法确定综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采用注射成方法生产。二、塑件成型模具设计5.型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高，属小型塑件，且形状简单，又为大批量生产， 初定为一模四腔的模具形式， 型腔的排列方式采用平衡性较好的H 型排列，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部，模具选用双分型面注射模（三板式） . 6.选择注塑机型号及其参数(1)注射量的计算
9、：通过 Pro/E 建模分析，塑件的体积1V为 27265 ， 塑件的质量: -3-33 1=pv=0.95102726525.9 (0.95 10/)mg pg mm此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6 倍进行估算，所以注射量为: 11.61.6425.9165.76mnmg3 11.61.6 427265 174496VnVmm(2)锁模力的计算：流道凝料 ( 包括浇口 )在分型面上的的投影面积2A，在此时还是个未知数，根据经验公式：21(0.2 0.5)AA(1A为每个塑件在分型面上的投影面积 ) ，用10.35nA进行估算：2 121110.351.3567298.36AnAA
10、nAnAnAmm式中222 13.1412612462.6644Admm查塑件所需的注射压力70-105Mpa， 而型腔的平均压力是注射压力的30%-65% ， 因塑件为薄壁塑件，且浇口为点浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则=9060%=54MPap型=67298.36454=3634092mFApN型(3)选择注塑机 ：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-ZY-1000 螺杆式注射成型机，其有关参数如下：采用一模四腔点浇口浇注选用三板式结构选用XS-ZY-1000 螺杆式注射成型标称注射量 / 3cm1000 模板的最大厚度/mm 700 螺杆直径 /mm 55 模板的最小厚
11、度/mm 300 合模力 /N 545 10模板尺寸690790 注射压力 /MPa 121 拉杆空间 /mm 650550 注射行程 /mm 280 合模方式液压机械螺杆转速 / （r/mm）047 电机功率 /KW 22 模板最大行程/mm 700 定位圈尺寸 /mm 150 喷嘴球半径 /mm 18 喷嘴孔直径 /mm 7.5 注射方式螺杆式最大成型面积/2cm1800 定位圈尺寸 /mm 150 注射时间 /s 4 (4)射机有关参数的校核型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量：0.80.8 10000.627.26528427.265VgVjnVz型腔数目校核合格式中为
12、 Vj 注系统凝料和飞边所需的体积Vz为每个塑件的体积Vg为注射机的额定注射量 注射压力的校核=1.3 90=117183mm, 即能满足注射机的开模要求。12.排气的系统设计此塑件为小型逆件，可利用推杆、活动型芯与模板之间的间隙排气，其间隙为0.030.05mm。13.11、温度调节系统设计查表得聚乙烯成型时所需的模具温度为30-60 ，此设模具的温度为40。冷却水的体积流量2 333 120.165 6.4 108.4 10/ min()104.187(26.523.5)vWQqmPC冷却水管直径为了使水处于湍流状态，查表得在12dmm. 冷却水在管道内的流速由式32244 8.4 101
13、.23/3.14(12/1000)60vqvm sd大于最低流速1.10m/s ，达到湍流状态，所以管道直径选用合理。冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数查表得 f=7.22( 水温为 30时 ) ，因此0.80.832 0.20.2101.723.63.67.2218673/() 12/1000hfkJmhCd冷却管道的总传热面积：2 2216060 0.1653 6.4 100.0226622266226.523.518673402WQAmmmh模具上应开设的冷却水孔数：226621.8723.18 12500AndL 14.推出机构（脱模）推出机构的形式确定：此塑件采用顶杆推出，推杆设计
14、在塑件的台阶处，每个塑件由8根推杆推出，在台阶处圆形均布，共32 根。其结构如装配图所示。脱模力的计算：10()10 0.4 12 0.9 (7560) 1 95832ccfjFfE TT thN模具的外形的校核合格开模行程的校核合格冷水管的直径：12dmm其所开孔数为 2 采用推杆推出机构cf脱模力系数塑料的线性膨胀系数E在脱模温度下，塑料的抗拉弹性模量fT塑料的软化温度jT脱模时塑件的温度t塑件的厚度h型芯脱模方向高度脱模力的校核查 XSZY1000 的顶出力为c12kN,F =5.832kN12kN即能满足注射机的要求。15.导向机构导柱选用模架本身的规格，但其长度与开模行程有关，必须另
15、行设计选择. 经计算得查表取标准得到长导柱的长度取为355mm，导柱的长度取为140mm其相关的配合见装配图所示，与之相应的导套选用模架自带规格。16.参考文献1伍先明等塑料模具设计指导北京：国防工业出版社，20065 2余冬蓉，程胜文塑料成型工艺与模具设计北京：科学出版社，2005 3中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会中国模具设计大典。南昌：江西科学技术出版社，199817.模具设计心得体会通过此次模具设计，使我的专业知识更加系统化，完整化。在设计中我熟练撑握了查阅有关的技术标准与规范，知到了怎样去学习和善于利用前人所积累的宝贵设计经验和资料。也锻炼了我综合考虑结构、工艺性、经济性以及标准化等的能力，巩固了过去所学的专业课程知识。已撑握了注射模具设计的基本
