注塑模的毕业设计
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安徽电子信息职业技术学院
课程设计说明书
系 部：电子工程系
题 目：注射模具课程设计
班 级：模具设计与制造082班
姓 名：孙一凡
学 号：080105231
指导教师：金老师
二〇一〇年六月十二日
注射模具设计
1、设计任务书
（1）塑料制品名称：塑件。
（2）成型方法与设备：在XS-ZY-500型注射机上成型。
（3）塑料原料：低密度聚乙烯。
（4）收缩率：1.0% ~ 3.0%。
（5）生产批量：100万件。
如图一
2、塑件成型工艺分析
1．塑件成型特性
低密度聚乙烯又称高压聚乙烯，为支链型线型分子结构的热塑性塑料。其结晶度为对方付费55%~65%，相对分子质量较小，密度为0.91~0.94g/cm3,压缩比为1.84~2.3，比热度为2.30j/(g.0c)。低密度聚乙烯的化学稳定性比较高，能耐大多数酸、碱及盐的侵蚀，但不耐强氧化酸腐蚀；除苯及汽油外，一般不溶于有机剂。低密度聚乙烯耐低温性能好，在-60摄氏度下仍具有较好的力学性能，但其使用温度不高（在80摄氏度以下）。低密度聚乙烯在热、光及氧的作用下会发生老化变脆，力学性能和电性能下降。在成型时，氧化会引起熔体黏度下降和变色，产生条纹，影响塑件质量。因此，需添加抗氧化剂及紫外线吸收剂等。
低密度聚乙烯的成型特性为：
（1）成型性好，可采用注射、挤出及吹塑等成型加工方法。
（2）吸湿性小，成型前可不干燥。熔体黏度小、流动性好，溢边值为0.002mm；流动性对压力敏感，宜采用较高的压力注射。
（3）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触会发生开裂。
（4）成型温度范围为160~240摄氏度。熔融温度低且塑件质量轻，塑件可采用柱塞式注射机成型。应严格控制模具温度，一般以35~65摄氏度为宜，模具应采用调质处理。
（5）冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。
（6）收缩率大而且波动范围大，方向性明显，不易采用直浇口，易翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保证冷却均匀稳定。
（7）易产生应力集中，应严格控制成型条件，塑件成型后应进行退火处理，以消除内应力；塑件壁厚宜小，应避免有尖角，脱模斜度宜取1~3度。
2．塑件的结构工艺性
（1）塑件的尺寸精度分析
塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查取公差。
（2）塑件表面质量分析
对该塑件表面没有特殊要求，一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra
以取1.6um；没有特殊要求的塑件内部表面的粗糙度Ra可取3.2um.
（3）塑件的结构工艺性分析
从图纸上分析，该塑件的外形基本上为回转体，顶部有方孔，设计脱模容易
且飞边去除容易，设计合理；壁厚相对均匀，且符合最小壁厚的要求。
综合来看，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求。在注射成型的生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。
3．塑件的生产批量
该塑件的生产类型是大批量的生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。
4．关于注射机
（1）用户提出 XS-2Y-500型注射机生产，该注射机为柱塞式。低密度聚乙烯可以采用此类注射机成型，据查有关资料可列出该注射机的主要技术要求参数，见表3-1
XS-ZY-500型注射剂主要技术参数
序号 主要技术参数 参数数值
1 额定注射量/ 3cm 500
2 锁模力/kN 300
3 注射压力/Mpa 145
4 最大注射面积/ 1000
5 动，定模模板最大安装尺寸/mm x mm 200 x 850
6 最大模具厚度/mm 450
7 最小模具厚度/mm 300
8 模板最大行程/mm 500
9 喷嘴前端球面半径/mm 18
10 喷嘴孔直经/mm 3
11 定位圈直径/mm 40
表3-1.
（2）计算塑件体积和质量
① 塑件的体积计算：经计算（计算过程略）得到塑件的体积为V ≈ 24541m2m
②塑件的质量计算:查有关手册，取低密度聚乙烯的密度=0.92g/3cm,所以塑件的质量为
=24541x0.92x31022.58g
（3）确定型腔数量
XS-ZY-500型注射机的额定注射量为5003cm，本设计中的塑件结构简单，单个塑件的体积约为253cm，考虑到制件精度4，而该塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生产率，决定采用一模四件的模具结构，型腔平衡布置在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
（4）确定注射成型的工艺参数
根据所选用塑件（LDPE）的特性和本设计中塑件自身的成型特点，查阅有关资料，确定注射工艺参数，见表3-2
塑料的注射成型工艺参数
工艺参数 内 容 工艺参数 内 容
预热和干燥
成型时间 注射时间 0-5
保压时间 15-60
料筒温度
ct。/ 后段 140-160 冷却时间 15-60
中段 总周期 40-140
前段 170-200 螺杆转速n/(r/min)
喷嘴温度t/c。
150-170
后处理
方法 退火处理
模具温度t/c。
30-45 温度t/c。 循环烘箱10-20
注射压力t/c。
0-100
时间/h
8-12
表3-2
3 、分型面的选择及浇注系统的设计
1．分型面的选择
该塑件，外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择塑件外形轮廓的最大处，如图下所示。
如果分型设置在塑件中部，则塑件分别由两个模板成型，由于合模误差的存在，会使塑件产生一定的同轴度误差，且飞边不易清楚；如果分型面设置在塑件端面，则塑件整体由一个模板成型，消除了由于合模误差使塑件产生同轴度误差的可能。因此，决定将分型面设置在塑件端面。
另外，为导入加工和修整方便且去除浇口容易，且不留明显痕迹应选择侧浇口。
2．浇注系统的设计
（1）主流道设计
由表3-2可知，XS-ZY-500型注射机喷嘴的有关尺寸为：
喷嘴孔直径d1=3mm;
喷嘴前端半球面半径SR1=18mm.
根据模具主流道与喷嘴的关系得到：
主流道进口端球面半径SR=SR1+(1~2)=18+(1~2)mm,取SR=19mm；
主流道进口端孔直径D=d1+1=3+1mm,取D=4mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取2º；同时为了使熔料顺利流入分流道，在主流道出料端设计r=2mm的圆弧过渡。主流道村套采用可拆卸更换的浇口套。其形状及尺寸按照浇口套设计。
（2）分流道设计
该塑件的体积不是很大，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，另外便于加工，采用最常用的U形截面分流道。U形分流道的截面面积Su>S半圆=0.5πr²=14.13。故取15。
（3）侧浇口设计
由于侧浇口截面积小，减小了浇注系统塑件的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显
痕迹，所以选择侧浇口。
t=0.63 b=1.89 l=1.5
（4）冷料穴设计
低密度聚乙烯质软高弹得特点要求采用带Z形的拉料杆的冷料井，保证塑件随拉聊杆一起拔出：
4、模具设计方案论证
1．型腔的布局
型腔的排列方式如图
由于塑件的外形是圆形，虽然底部有方孔。且塑件结构简单，怒需要侧向分型，所以型腔的排列方式只有一种，即左右对称分布在模板两侧。
2．成型零件的结构
为节省贵重的模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便，同时也有利型芯冷却和排气，型芯和型腔均采用组合式。为了成型塑件的方孔，需要在组合式大型芯中嵌套小型芯，又要将该孔制成通孔。所以要在塑腔开置方孔让小型芯插入其中，此时小型芯还启到型芯导柱作用。
3．推出机构的确定
根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分，塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。
4．合模导向机构的设计
由于塑件形状、型腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导向定位机构。在动模板、定模板间使用四根导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。
5．冷却系统的设计论证
该塑件采用大批量生产，应尽量缩短成型周期，提高生产率；且低密度聚乙烯维结晶型
塑件，成型时需要充分、均匀冷却。因此，该模具的凹模冷却时在定模版上开出冷却水道，采用冷却水进行循环冷却型腔；而型芯的冷却则采用内部加装铜管喷流冷却的方式，其进出水孔开在支承板上。
5、主要零部件的设计计算
1．成型零件的成型尺寸计算
该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。前面已经查得低密度聚已烯的收缩率为1.5%~3%，故其平均收缩率为
S=（1.5+3）%/2=0.0225.
根据塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取3/。
成型零件尺寸的计算见表3-3
成型零件尺寸计算
尺寸类别 塑件尺寸 计算公式 行腔或型芯工作尺寸
型芯尺寸 （方孔）6.9 03/1m1]75.0)1[(slsl 0113.013.37
（高度）18 03/]3/2)1[(smhsh 0100.065.18
（方孔）6.9 03/22]75.0)1[(smlsl 0080.002.10
型腔尺寸 （径向）48 3/0]75.0)1[(SMLSL 120.0093.48
（深度）24 3/0]3/2)1[(SMHSH 106.0039.24
（方孔）6.9 配合与小型芯成f7/8H 053.0016.002.10
表3-3
2．模具型腔壁厚的确定
采用经验数据法，依据直径48查表得该型腔的推荐壁厚为10mm.
3．模具型腔模板总体尺寸的确定
该模具型腔直径为62mm，根据确定的型腔壁厚尺寸30mm，综合以上数据，查《模具
