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1、课程设计说明书题目塑料注射模设计学院（系）：机械工程学院年级专业：级模具班学生姓名:任务分工：A0图三维建模word指导教师:1塑件分析41.1尺寸分析41.1.1 外形尺寸 41.1.2 塑件圆角 41.1.3脱模斜度41.1.4尺寸精度51.2成型性能分析 51.3 PC 材料的成型工艺参数 52拟定模具的结构形式 62.1分型面位置的确定 62.2型腔数量的确定 72.3型腔排列形式的确定 73注射机型号的确定和注射机相关参数的校核 3.1注射机型号的确定 73.1.1 注射量的计算 3.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算 3.1.3 选择注射机83.2注射机的相关参数的校核 93.2.
2、1 注射压力校核 93.2.2 锁模力校核 94浇注系统设计 104.1主流道设计104.2分流道的设计 114.2.1 凝料体积124.2.2 校核剪切速率 12134.2.3分流道的表面粗糙度和脱模斜度 4.3浇口的设计 134.3.1 浇口形式的选择 144.4冷料穴的设计 155成型零件的结构设计及计算 155.1成型零件的结构设计 155.2成型零件钢材选用 165.2.1塑料模刚材的性能要求： 165.2.2 凹模的技术要求： 16523 型芯的技术要求： 165.3成型零件工作尺寸的计算 165.3.1 型腔径向尺寸 175.3.2 型腔深度尺寸 175.3.3 型芯径向尺寸 1
3、85.3.4 型芯高度尺寸 195.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 195.4.1 凹模侧壁厚度的计算 195.4.2动模板厚度的计算 196模架的确定196.1各模板尺寸的确定 206.2模架各尺寸的校核 217排气槽的设计 218脱模推出机构的设计 228.1推出方式的确定 228.2脱模力的计算229加热系统的设计 2310冷却系统的设计 2310.1 冷却介质2310.2 冷却系统的简单计算 2310.3凹模型腔与型芯冷却水道的设置 2511导向与定位机构的设计 2512总装图2613参考文献随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复 兴”口号的倡引下，中国的制造业
4、也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡 量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的 发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视 和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金 属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模 具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在 1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技 术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大 型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就 是将塑料
5、先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆 或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其 中固化成型。本次课程设计的主要任务是注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模 具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。针对塑件的具体结构，通过 此次设计，使我对单分型面侧浇口模具的设计有了较深的认识。同时，在 设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知 识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机 构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知 识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。摘 要：注射模进行了实体及工
6、艺分析，并按照其要求选定材料，分析材料的特性及工艺参数。选择了注射机的类型并对其进行了校核。对成型零部件进行了结构设计和 工作尺寸以及动模垫板厚度的计算。最后，完成了模具装配图和三维立体图。1塑件分析1.1 尺寸分析1.1.1外形尺寸塑件的壁厚应使各部分均匀，避免太薄，否则会应引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡，凹陷等成型问题。塑件壁厚一般在16mm之间。而最常用的数值是23mm大型塑件的壁厚也有比6mn更大的，这都随塑料 类型及塑件的大小而定。壁厚还与流程有密切相关。本塑件的壁厚均匀， 为2mm又由于塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成 型。如图所示。材料：PC1.1.2塑件圆
7、角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的 流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。另 外,塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的本塑件中未注圆角为R1-R2。1.1.3脱模斜度为保证塑件很好的脱模，塑件应有一定的脱模斜度，最小脱模斜度与 塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。材料质脆、硬的，脱模 斜度要求大。本塑件内表面外表面都有脱模斜度 ，参考表2-10选择该塑件 型芯和凸模的统一脱模斜度为1。1.1.4尺寸精度依据材料类型查表2-3，得出塑件各尺寸为MT31.2成型性能分析该塑件所用材料为聚碳酸酯（PC1 无定型塑料，
8、热稳定性好，成形温度范围宽，超过330C才呈现严重分解，分解时产生无毒.无腐蚀性气体。2. 吸湿性小，但水敏性强，含水量不得超过0.2%,加工前必须干燥处 理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象。3. 流动性差，溢边值为0.06mm左右，流动性对温度变化敏感，冷却 速度快。4. 成形收缩率小，如成形条件适当，塑件尺寸可控制在一定公差范围 内，塑件精度高。5. 可能发生应力开裂，易产生应力集中，应严格控制成形条件，而喷 嘴应加热，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴。6. 粘度高，但对剪切作用敏感。浇注系统宜设冷料穴。进料口附近有 残余应力，必要时可采用调节时进料口，模温一般取70C120C为宜，应注 意
9、顶出均匀，模具应用耐磨钢，并淬火。7. 料筒温度对控制塑料质量是一个重要因素，料温低时会造成缺料，表面无光泽，温度高时易溢边，出现银丝暗条，塑件变色有泡。注射压力 宜咼不宜低。8. 模温对塑件质量影响很大，薄壁塑件宜取80C100C厚壁塑件宜取 80C120C模温低则收缩率.伸长率.冲击韧性打，抗弯.抗压.抗拉强度低。 模温超过120C则塑件冷却变慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长。9. 成性收缩率为0.6%。1.3 PC材料的成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格干燥温度（0）:110-120成型时间（s）注射时间1-5时间（h） : 24高压时间20-90料筒温度C）后段210-240冷却
10、时间20-90中段230-280总周期50-130前段240-285螺杆转速（r/min）25-40喷嘴温度（C）240-250后处理方法红外线灯烘箱模具温度（C）70-110温度（C）70注射压力（Mpa）70-130时间（h）1注射机类型螺杆式喷嘴结构直通式|2拟定模具的结构形式2.1分型面位置的确定塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔 打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动 模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而 且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯
11、 设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利 脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动 模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于 脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2 ）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以 不必考虑。不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面,因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。在选择分型面时，根据分 型面的选择原则，考虑不影响塑件的
12、外观质量、便于清除毛刺及飞边、有 利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等 因素，通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端面截面积最大且有利 于开模取出塑料的底平面上，如图所示。2.2型腔数量的确定该塑件可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构 尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等费用，初步定为一模两腔的 结构形式。2.3型腔排列形式的确定多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置， 且要力求紧凑，并与浇口开设 的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧， 以方便浇口排列和模具的平衡。3注射机型号的确定和注射机相关参数的校核3.1注射机
13、型号的确定3.1.1注射量的计算塑件体积：V塑二15. 92cm塑件质量：塑 = ：-V塑 二 15.92 1. 2g = 19.104g式中，取 1.2g/cm3。3.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经 验按照塑件体积的0.21倍来估算。由于本次采取流道简单并且较短，因 此浇注系统的凝料按塑件体积的 0.5倍来估算，故一次注入模具型腔塑料 熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 2个塑件体积之和）为V总=7塑 1 0. 5 2 = 15. 92 1.5 2cm3 二 47. 76cm53.1.3 选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型
14、腔的塑料总质量V塑二47. 76cm5，则有V = 47 76/ 0. 7 = 68 23）m。根据以上的计算，初步选定公称注射量3为104cm，注射机型号为XS-ZY-125,其主要技术参数见下表：3理论注射容/ cm104模板取大行程/mm300螺杆柱塞直径/mm30最大模板厚度/mm300注射压力/MPa150最小模板厚度/mm200注射行程/mm160合模形式液压一机械注射时间/s1.8定位圈尺寸/mm100螺杆转/ rLmin-110-104喷嘴球半径/mm12锁模力/kN900喷嘴孔半径/mm43.2 注射机的相关参数的校核3.2.1注射压力校核查表可知，所需注射压力为70130MPa这里取Po=10OMPa，该注射机 的公称注射压力p公=150MPa，注射压力安全系数kl=1.251.4,这里取 卡1.3,则：kipo=1.3 100=130 P公，所以，注射机注射压力合格。3.2.2锁模力校核塑件在分型面上的投影面积 Ai ,则A塑二2640.74 mm浇注系统在分型面上的投影面积 A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型 面上的投影面积A浇的数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。A浇是 每个塑件在分型面上的投影面积 A塑的0.20.5倍。由于本例流道设计简 单，分流道相对较长，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A浇=0.5
