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1、SHANDONGJNIVERSITYOF TECHNOLOGY塑料成型工艺与模具设计课程设计说明书塑料漏斗模具设计学 院： 机械工程学院专 业：材料成型及控制工程学生姓名：学 号: 指导教师：刘元义2019 年 7 月目录第一章 塑件成型工艺性分析 11.1 PE的基本性能与成型特点11.2塑件尺寸分析11.3塑件的精度分析21.4塑件表面粗糙度分析21.5注塑机的选择2第二章 分型面的选择和浇注系统的设计 42.1分型面的选择42.2浇注系统设计4第三章成型零件的设计及尺寸计算 83.1成型零件工作尺寸的计算8采取平均值法来计算8采用极限法计算10第四章推出机构的设计 114.1推出力的计算
2、114.2推出机构的选择及位置的确定114.3推出机构的导向与复位12第五章结构零件的设计 125.1模架和标准件的选用125.2合模导向机构的设计13第六章温度调节系统的设计 146.1 冷却系统的简略计算146.2冷却回路的布置156.3模具加热系统的设计16设计总结 16参考文献 17第一章 塑件成型工艺性分析1.1 PE的基本性能与成型特点1. PE的熔融粘度属中等，比HIPE、AS均较高，需采用较高的注射压力。2. PE塑料采用中等注射速度效果较好，产品浇口位置易产生气泡。3. PE成型温度较高，其模温一般调节在45-80C。生产较大产品时，定模（前模）温 度一般比动模（后模）略高5
3、C左右为宜。4. PE不宜在高温料筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄。(1) 密度：0.93-0.98g/cm3(2) 比容：0.86-0.98 cm3/g(3) 吸水率(24h)： 0.2-0.4%(4) 收缩率：1.2-3.0%(5) 熔点:130-1600 C(6) 弯曲强度：80MPa1.2 塑件尺寸分析图1-11.3塑件的精度分析在本设计中根据模塑塑料件尺寸公差(GB/T 144862008 )可查得：本设计 中PE塑件选用的精度等级一般为MT5级，塑件表面要求光滑无痕迹，因此选用高精度 等级MT5,塑件内表面精度要求不高，选用一般精度即可，图纸q 204 -596-
4、1241。1.4 塑件表面粗糙度分析塑件的表面粗糙度Ra 般为0. 8 口 m0.2 口 m。模具在使用过程中，由于型腔磨损 而使表面粗糙度增大，所以应随时抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度 相同。1.5 注塑机的选择mmAS根据UG的计算结果，得V 塑=19.6cm3。根据设计要求为一模一腔。算出塑料的质量：M=19.6X0.98=19.21g根据计算，初步选择理论注射量为60cm3，注塑机型号为XS-ZY-60，其主要参数理论注塑量/cm360最大模具厚度/mm200注射行程/mm170最小模具厚度/mm70锁模力/KN500最大成型面积/cm2130注射压力/MPa122最大开
5、模行程/mm180表2-11.5.1 注射机有关工艺参数校核1)型腔数量校核F- pA 2PAF注射机的额定锁模力A 单个塑件在模具分型面上的投影面积1A 浇注系统在分型面上的投影面积2P注射压力的80%0.8 x 60 -1.96n = 1= 2.319.6(2) 最大注射量校核nml+m2W80%mml单个塑件的体积m2浇注系统所需体积19.6+1.96W0.8X60(3) 投影面积与锁模力校核nAl+A2AA-注塑机最大成型面积1X 5640+564=6204mm2A(nAl+A2)pF(5.64+0.564)X122X0.880+20+ (5-10) mm第二章 分型面的选择和浇注系统
6、的设计2.1 分型面的选择根据制件在模具中的位置，在此次选择分型面的阶段，考虑到方便制品的脱模保证塑件外观质量、有利于排气、保证开模时产品在动模一侧等这些因素，如图 2-1所示，上下模块制件的平面为该制品在模具中的分型面的位置。图 2-12.2 浇注系统设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是 将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能。2.2.1 主流道的设计主流道是指紧接注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道，熔融塑料进入模 具时首先经过它。它与注射机喷嘴在同一轴线上，物料在主流道中不改变流动方向， 主流道形状一般为圆锥形或圆柱形。在
7、设计主流道时通常要注意一下事项：1. 主流道工作时，与热的注射机喷嘴接触，受到聚合物熔体的高温与高压的作用，故 容易磨损，所以主流道一般单独设计成可拆卸更换的浇口套。2. 为便于主流道凝料顺利拔出和聚合物熔体的顺利填充，主流道通常设计成圆锥形， 锥角为2。一4。3. 主流道长度通常由定模底板的厚度来决定，应尽可能短，尽量不采用分级对接的形 式。综上所述，本次设计中的主流道参数如下：主流道小端直径d4.5mm主流道球面半径SR13mm球面配合高度h3 mm主流道锥角a4主流道长度L29mm主流道大端直径D7.02mm表2-1QJA03007.32图 2-22.2.2 浇口套的设计浇口套与定位圈采
8、用H9 / f9的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模 板的定位孔内，用于模具与定位孔的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位 孔径小0.2mm以下。根据GB/T4169.19-2006规定，选择浇口套的型号为16X32，定 位圈的型号采用直径D为100,，图纸q 204 -596-1241。2.2.3 分流道的设计根据以上分流道的设计原则，由于此次设计的产品壁厚为1.5mm，质量200g，且 根据要求为一模一腔，另外精度要求不高，加工容易，因此将分流道的截面形状设计 成梯形。故采用下面的经验公式来确定分流道的尺寸。2B = 0.2654、： m 4 LH = B3式中，B为梯形大
9、底端长度(mm)H为梯形小端长度(mm)m为塑件的质量(g)；L为分流道的长度(mm)。根据计算，得B=3mm，H=2.2mm。分流道尺寸如图2-3所示:图2-32.2.4 浇口的设计浇口是指分流道末端与型腔入口之间狭窄且较短的一段通道。它的功能是时聚合 物熔融体顺利注入型腔内，有序的充满型腔，又能及时冷却封闭，以防止熔体倒流并 对补缩具有控制作用，且便于切除。1. 在设计浇口时考虑一下几项原则:(1) 浇口应设在塑件壁厚最大处，使熔体从厚壁流向薄壁，并保持浇口至型腔各处的流 程基本一致；(2) 避免浇口处发生喷射和蠕动，防止在充填过程中产生波纹；(3) 考虑分子的取向影响，浇口位置应设在塑件
10、的主要受力方向；(4) 在选择浇口位置时应考虑到塑件尺寸的要求；(5) 须减少熔接痕，应有利于型腔中气体的排出；根据以上设计原则和对塑件进行分析主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在此处设置拉料杆的功能。在注射结 束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机 构开始工作，将塑件和浇注凝料一起推出模外,下图为 Z 字形的拉料杆。当塑料熔体充满模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过 程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生产生的气体 不能被排出干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清楚及填充不满 等成型缺陷，
11、另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此在设计模具时必 须考虑型腔的排气问题。此次设计的产品较为简单，可以利用配合间隙进行排气。第三章 成型零件的设计及尺寸计算设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体 结构，选择正确的分型面和浇口位置，确定脱模方式和排气系统，然后根据成型零件 的加工、热处理、装配等要求进行成型零件的结构设计，计算成型零件的工作尺寸， 并对关键的零件进行强度和刚度的校核。3.1成型零件工作尺寸的计算本次塑件的原料是PE材料，PE材料是一种收缩率范围较大的塑料，因此成型零件 的尺寸按照平均值法计算。已知PE的收缩率为1.2-3.0%之间，故可
12、以得到PE的平均 收缩率为：2.1%。此制品尺寸精度要求不太高，对塑件只有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要考 虑模具磨损量和制造公差等，而其他部位没有精度要求，因此只需计算型芯型腔的几 个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按GB/T14486-1993,PE 般精度取MT5级，计算 中按相应公差来查询图纸q 204 -596-1241。（一）采取平均值法来计算1. 型腔径向尺寸的计算：L +sz = （1+S ） L -3/4A + 8zMcpSL 凹模径向尺寸（mm）ML塑件径向公称尺寸（mm）SS塑料的平均收缩率（）cpA塑件公差值（mm）8 z凹模制造公差（mm）由：L =91.4mmL =
13、17mmS1s2又查表知4级精度时塑件公差值A= 0.48mm A= 0.20 mm12由于：8 z= 1/3 A得：8z =1/3X0.48=0.16 mm 8z =1/3X0.20=0.07 mm12则：L +8z= （1+S ） L-3/4A + 8z= （1+2.1%）X91.4-3/4X0.48+0.16M1cp S=92.9+0.16mmL +8z= (1+S ) L-3/4A + 8z= (l+2.1%)X173/4X0.20+0.07M2cp S=17.2+0.05mm2. 型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法：H +sz = (1+S ) L -2/3 A+
14、8zMcp SH凹模深度尺寸(mm)M5 z凹模深度制造公差(mm)其余符号同上由：H =80 mmS1取 4 级精度时 A =0.46 mm 由 5 z=1/3 得：5 z =0.15 mm11则：H +5z = (1+S ) L2/3A + 5z= (1+2.1%)X8O-2/3XO.16+o.i5M1cp S=81.33+0.15mm3. 型芯径向尺寸计算L =(1+S )L+3/4AM-5zcpS-5zL 型芯径向尺寸(mm)M5 z型芯径向制造公差(mm)由: L =85mm L =11 mmS1S2由表可知：A =0.52 mmA =0.16 mm 5 z=1/3 A 得：125z=0.17 mm 5z= 0.05 mm12则：L = (1+S ) L+3/4A= (1+2.1%)X85+3/4X0.52M1-5zcp S-5z- 0.17=87.17 mm-0.17L =(1+S )L+
