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1、注塑模具课程设计摘要本文以塑料勺为对象，详细介绍其注射模设计过程。设计中主要运用UG和AUTOCAD软件，根据制件的零件图进行零件的三维造型，并对该模型进行工艺分析，该塑件为壳体，浇注系统设计过程中，采取一模一腔侧浇口设计，并对成型零件进行了必要的计算和结构设计。采用龙记大水口标准模架，提高了设计效率。最后通过Autocad完成工程图的制作，设计中综合考虑了各方面的因素。关键词：塑料勺，注射模，UG，侧浇口 / Injection mould DesignABSTRACTThe design of a set of blanking,punching mold. through access
2、to information, the first parts to the process analysis, through process analysis and parison, the use of blanking, punching process, through the blanking force, the top piece, and in terms of discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the appl
3、ication to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process.Key words：Plastic spoon, Injection mould, UG, Side gate目录摘要ABSTRACT1 塑料成型工艺性分析11.1 塑件分析11.2 注射成型过程与工艺参数21.3 PC的性能分析22 拟定模具结构形式42.1 分型面位置的确定42.2
4、 确定型腔数量和排列方式42.3 模具结构形式的确定53 注射机型号的确定63.1 所需注射量的计算63.2 注射机型号的选定63.3 型腔数量与注射机有关工艺参数校核74 浇注系统的形式和浇口的设计104.1 主流道的设计104.2 冷料穴的设计124.3 浇口的设计124.4 浇注系统的平衡134.5 浇注系统凝料体积的计算134.6 浇注系统各截面流过熔体的体积计算134.7 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核145 成型零件的结构设计和计算165.1 定模部分的型芯与型腔165.2 动模部分的型芯175.3 成型零件的强度与支撑板厚度校核186 模架的确定和标准件的选用207 导向机构的
5、设计218 脱模推出机构的设计239 排气系统的设计2510 温度调节系统的设计2610.1 冷却系统2610.2 加热系统27设计总结28参考文献291 塑料成型工艺性分析1.1 塑件分析该塑件为勺子，如图1.1所示， 图1.1 塑件零件图该塑件为勺子，所用材料为PC，无颜色要求，生产批量为中批量。由塑件图分析可知,精度未注,采用一般经济级精度6级。所用塑料为聚碳酸酯，该塑料流动性好，注射充型流动平稳，塑件外设置有脱模斜度，脱模斜度为30-1。1.2 注射成型过程与工艺参数PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600900J/
6、m，未填充牌号的热变形温度大约为130C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。 PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的侵蚀。密度：1.181.22 g/cm3 线膨胀率：3.810-5 cm/C 热变形温度：135C 低温-45C聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲
7、酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。表1-1 PC注射工艺参数注射成型机类型螺杆式转速（3060）r/min料筒温度 后段160170 中段200220前段180200喷嘴温度250260模具温度4080喷嘴形式直通式注射压力70120Mpa保压力5060MPa注射时间05s成型周期40120s保压时间2060s冷却时间1550s注：源自参考文献1中的表4-181.3 PC的性能分析聚碳酸酯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外
8、力的条件下，150也不变形。脆化温度为-35，在低于-35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。对于聚碳酸酯玻璃化温度的报道值有一18qC, OqC, 5等，这也是由于人们采用不同试样，其中所含晶相与无定形相的比例不同，使分子链中无定形部分链长不同所致。聚碳酸酯的熔融温度比聚乙烯约提高40一50%，约为164一170, 100%等规度聚丙烯熔点为176。聚碳酸酯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚碳酸酯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚碳酸酯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。 它有较
9、高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品。它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。2 拟定模具结构形式2.1 分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应该考虑成型时分型面的形状数量，否则就无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面选择是否合理，对塑件质量工艺，操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。1) 分型面的选择原则1：(1) 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模;(2) 分型面应尽可能选择在不影响外观
10、的部位，并使其产生的溢料边易于消除和修整;(3) 分型面的选择应保证塑件尺寸精度;(4) 分型面选择应有利于排气;(5) 分型面选择应便于模具零件的加工;(6) 分型面选择应考虑注射机的规格2) 分型面的选择方案(1) 分型面选择方案。分型面与开模方向垂直， 图2.1 分型面示意图2.2 确定型腔数量和排列方式该塑件为小型塑件，精度要求不高，又是中等批量生产，。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模一腔的模具形式。如图2.2所示。图2.2 型腔的排列2.3 模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模一腔，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，定模不需要设置分型面，动
11、模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上确定模具结构形式为带推件板的单分型面注射模。3 注射机型号的确定3.1 所需注射量的计算1) 塑件质量、体积计算对于该设计，提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型用建模分析得：图3.1 塑件体积塑件体积 塑件质量 2) 浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.2倍估算，由于该模具采用一模一腔，所以浇注系统凝料体积为3) 该模具一次注射所需塑料3.2 注射机型号的选定根据以上的计算初步选定型号为XS-Z-30注射成型机，查表2其主要技术参数见表3-1。表3-1 XS-Z-30型注射机主要技术参数额定注射量30cm3锁模力250KN螺杆直径28m
12、m拉杆内间距235mm额定注射压力119MPa最大开模行程300mm注射时间0.7s最大模具厚度180mm塑化能力50kg/h最小模具厚度60mm螺杆转速10140r/min定位孔直径63.5mm喷嘴球半径12mm喷嘴孔直径4mm合模方式液压-机械注：该注射机由XX塑料机械厂生产3.3 型腔数量与注射机有关工艺参数校核1) 型腔数量的校核(1) 按注射机的最大注射量校核型腔数量式中 K 注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取0.8； 注射机允许的最大注射量，=30 cm3； 浇注系统所需要的塑件体积，=7.4916 cm3； 单个塑件的质量或体积，=7.4916 g； 上式中 左边=1;
13、 右边= ，满足要求。 (2) 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量式中 K 注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取0.8； M 注射机的额定塑化量，该注射机为50kg/h=13.89g/s；t 成型周期，因塑件小，壁厚不大，取50s； m1 单个塑件的质量和体积，取； m2 浇注系统所需塑件质量和体积，取。上式中 左边=1; 右边= ，满足要求。2) 注射机工艺参数的校核(1) 注射量的校核注射量以容积表示，最大注射容积为 式中 模具型腔和流道的最大容积； V 指定型号与规格的注射机注射量容积，该注射机为30cm3; 注射系数，取0.750.85，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75
14、，该处取0.75。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑件在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射容积。故每次注射的实际注射容积应满足，而，符合要求。(2) 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的推力：式中 型腔内塑料熔体沿注射机轴向的推力； A 塑料与浇注系统在分型面上积投影面积； 型腔内塑料熔体的平均压力，一般是注射压力的30%50%，PE流动性好，所薄壁容器类，取型腔平均压力为50Mpa； 型腔内塑料熔体的压力；
