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1、 塑料模具设计课程设计任务书学 院材料科学与工程专 业材料成型及控制工程学生姓名 学 号 设计题目 盖设计依据原始资料：塑料产品图纸生产纲领：大批量生产二、工作项目1、成型工艺、成型方案的设计2、设计模具和选择设备的各种必要计算3、绘制模具装配图，成型零件图及塑件图4、编写设计说明书（3000字以上）三、设计应完成的技术文件 1、总装图 1 张，零件图 3 张，产品图 1 张。2、填写工艺卡片（一份）3、设计说明书（一份）四、进度安排（见塑料模具课程设计指导书）指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日目 录1 塑件的工艺分析，确定方案，设备校核11.1 塑件工艺分析，填写工艺
2、卡11.1.1 塑件的工艺分析11.2 确定模具结构方案21.2.1 分型面21.2.2 型腔数目的确定21.3 选择设备，进行校核21.3.1 选择注射机21.3.2 设备校核22 浇注系统的设计，排溢系统的设计42.1 主流道的设计与定位圈的设计42.1.1 主流道的设计42.1.2 定位圈设计42.2 分流道设计42.3 冷料穴及浇口设计52.3.1 冷料穴的设计52.3.2 浇口设计53 成型零部件的设计及校核63.1 凹模的设计与校核63.1.1 凹模直径63.1.2 凹模深度63.2凸凹模尺寸73.2.1 凸模高度83.3 中心距计算83.4 模底厚度计算83.5 模壁厚度计算94
3、 导向机构的设计104.1 导向机构的总体设计104.2 导柱设计104.3 导套设计105 推出机构的设计及计算125.1 推出机构的设计125.2 推出机构的计算125.2.1 脱模力及型腔计算125.2.2 开模行程校核135.2.3推杆行程校核136 温度调节系统设计146.1 冷却介质的选用146.2 冷却系统的简略计算146.2.1 求塑件在固化时每小时释放的热量Q146.2.2 求冷却水的体积流量146.2.3 求冷却管道直径d146.2.4 求冷却水在管道内的流速156.2.5 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h156.2.6 求冷却管道总传热面积A156.2.7 求模具
4、上应开设的冷却管道的孔数n157 模架尺寸的确定16参考文献17感想18- I -1 塑件的工艺分析 确定方案 设备校核1.1 塑件工艺分析，填写工艺卡1.1.1 塑件的工艺分析图1.1 塑件图该塑件是一盖，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量大，材料为聚苯乙烯。 聚苯乙烯塑料因本身吸水率小，成型前不一定要进行干燥。聚苯乙烯为无定型塑料，黏度适宜，流动性较好，热稳定性亦较好，注射成型比较容易。成型范围宽，在黏流态下温度的少许流波动不会影响注射过程。处于黏流态的聚苯乙烯，其黏度对剪切速率和温度都比较敏感，在注射成型中无论是增大注射压力或升高料筒温度都会使熔融黏度显著下降。因此，聚苯乙烯即可用螺杆式也可用
5、柱塞式注射机成型。料筒温度可控制在140260之间，喷嘴温度为170190，注射压力为60150pa.1.2 确定模具结构方案1.2.1 分型面依据对塑件结构的分析，采用矩形浇口浇注，因此采用两板式分型面。1.2.2 型腔数目的确定塑件容积：Vn =22218-20214-1722-2.5 2-316=6.93 初步估计浇注系统凝料体积：Vj=6.90.6=4.413该模具一次注射所需塑料：体积：V0=Vn+Vj=6.9+4.41=11.31cm3质量：m=1.0511.31=11.88g初步选择一模四腔。1.3 选择设备，进行校核1.3.1 选择注射机根据塑件体积和注射机的最大注射量(额定注
6、射量G)，可选用XS-Z-60注射机，注射机主要参数见表1.1：表1.1 注射机主要参数 注射容量/cm360锁模力/kN50螺杆直径/mm38注射行程/130注射压力/Mpa1220最大注射面积3130注射速率/(g/s)60最大模厚/mm200塑化能力/(g/s)最小模厚/mm70螺杆转速/(r/min)定位孔直径/mm55喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm4合模方式液压-机械1.3.2 设备校核1) 注射量的校核依据模具设计时必须使得在一个注射成型周期内所需注射的塑料容体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。 即： (1.1)其中Vn单个塑件的容积3Vg注射机额定注射量3Vj浇注
7、系统凝料的容积3 11.8843600.8 cm3 所以满足要求。2) 锁模力的校核查表得P平=30MPa依据 T推=AP平均 (1.2)= 1/4442304=182371.2N取压力耗损系数k=0.3AkP0=41/4442880.4=213982.208NT推AkP0 所以满足要求。3) 注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该机器的最大压力Pmax=119Mpa,应该大于注射成型时所需调用的注射压力P,即：PkP (1.3)式中k安全系数，常取k=1.251.4，实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为2040Mpa，经计算，符合要求。4) 安装部分尺寸校核主流道的小端直径D大于注射机喷
8、嘴d，通常为D=d+(0.51)mm对于该模具d =4,取D=5mm，符合要求。2 浇注系统的设计，排溢系统的设计2.1 主流道的设计与定位圈的设计2.1.1 主流道的设计(1)主流道为圆锥形，其锥角=24以便于凝料从主流道中取出，内壁表面粗糙度为Ra=0.63um。(2)为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=12+(12)=1314mm,其小端直径d2=4+(0.51)=4.55mm,凹坑深取h=4mm。(3)为减小料流转向过度时阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=2mm。(4)为保证塑件良好成型，避免增多流道凝料和增加压力损失，保证
9、成型取L60mm.(5)由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此将主流道制成可拆卸的主流道衬套。选择A型衬套，其大端高出定模端面H=8mm,起定位作用，与注射机定位孔间隙配合。主流道尺寸计算；Qv=v/t=14.5/0.7=20.7。主流道剪切速率取=103查表得Re=2.8mm.取主流道大端直径为6mm。小段直径为3mm。 2.1.2 定位圈设计注射机定位孔尺寸为63.6+0.064mm定位圈尺寸取62.6+0.064，两者之间较松动的间隙配合，符合要求。2.2 分流道设计由于分型面为平面，因此采用圆形截面流道，查表1知聚苯乙烯分流道直径在3.29.5。分流道尺寸计算：Qv=v/t=1
10、4.5/(0.74)=5.175 取=1000。Re=1.8mm.取直径3.6mm。分流道表面不要求太光洁，表面 粗糙度取Ra=2um.。这样可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层凝固，形成决热层，有利于保温，但表壁不得凹凸不平，以免对分形和脱模不利。分流道与浇口的连接处加工成斜面并用圆弧过渡，这样有利于塑料熔体的流动及填充。2.3 冷料穴及浇口设计2.3.1 冷料穴的设计聚苯乙烯塑性较好，采用Z形冷料穴，开模时拉料作用，然后由推杆强制推出，易于实现自动化操作。2.3.2 浇口设计矩形侧浇口广泛应用于中小型制品的多腔注射模，其优点是截面形状简单易于加工便于试模后修正，缺点是在制品的外
11、表面留有浇口痕迹。浇口尺寸计算：查得系数m=0.6。根据公式h=nt=1.2mm b=A/30=4418+222 =1.27mm长取1.52.5mm之间。3 成型零部件的设计及校核3.1 凹模的设计与校核塑件的最大收缩率为0.7% ，最小收缩率为0.3% 3.1.1 凹模直径公差带法：第一个直径：公差带法：第一个直径：凹模的直径制造公差z=1/3=1/30.357=0.119mm此值在IT9到IT10之间。取IT9即=0.10Lm =(1+Smax ) Ls +0z =(1+0.7%)44-0.357+0.10 =43.951+0.10 mm 校核塑件最大尺寸：Lm+z+c- LsminLs
12、设磨损余量c=1/6=1/60.357=0.059mm 则：(0.07-0.03) 44+0.059+0.1=0.335mm 因此凹模直径43.951+0.10mm第二个直径：凹模的直径制造公差z=1/3=1/30.324=0.108mm 此值在IT9到IT10之间。取IT9即=0.10Lm =1+Smax ) Ls +0z=(1+0.7%)38-0.324+0.10 =37.942+0.10 mm校核塑件最大尺寸： Lm+z+c- LsminLs 设磨损余量c=1/6=1/60.324=0.054mm 则：(0.07-0.04) 44+0.54+0.1=0.306mm因此凹模直径37.942
13、+0.10mm3.1.2 凹模深度凹模的制造公差：z=1/3=1/30.272=0.087mm，选取IT9c=1/6=1/60.24=0.04mm公差带法：Hm =1+Smin ) Hs z +0z=(1+0.3%)16-0.052+0.080=15.996+0.052校核：Hm HsSmax +Hs (3.1)即：（16.012-0.00716）+0.272=16.15616满足要求，故取凹模深度为Hm=15.996+0.052 Hm =1+Smin ) Hs z +0z=(1+0.3%)18-0.272 +0.052=15.996+0.052校核：Hm HsSmax +Hs (3.2)即：（18.002-0.00718）+0.272=18.16618满足要求，故取凹模深度为Hm=18.002+0.052mm3.2 凸凹模尺
