模具零件设计

塑料成型工艺与模具设计

课程设计

李平 编

DOC. 目 录

模具的设计错误!未定义书签。

1 拟定模具结构形式错误!未定义书签。

2 确定型腔数量与排列形式错误!未定义书签。

3 分型面确实定：错误!未定义书签。

4 注射机型号确实定错误!未定义书签。

4.1 注射机的选择1

4.2注射成型工艺的参数5

4.3注塑机的校核7

5浇注系统设计9

5.1 浇注系统的设计原那么9

5.2 浇注系统的组成10

5.3 浇注系统的作用10

5.4 浇注系统各部件设计10

5.5浇口的设计14

5.6浇注系统的平衡15

5.7 浇注系统凝料体积计算15

5.8 注塑时间的计算16

5.8 排气系统设计9

6成型零件的结构设计和计算8 6.1成型零件钢材的选用18

6.2成型零件工作尺寸计算19

6.3 成型零件强度、刚度的校核22

7模架确实定和标准件的选用23

8 合模导向机构的设计错误!未定义书签。

8.1 合模导向零件机构的作用23

8.2 导向机构的设计24

9脱模推出机构的设计25

9.1 推出机构的组成25

9.2 推出机构的分类25

9.3 推出机构的设计原那么25

9.4 脱模力的计算26

9.5合模导向机构的设计27

10 侧向分型与抽芯机构的设计29

10.1 侧向抽芯机构的分类与特点29

10.2 本模具的侧抽芯设计30

10.3 斜滑块侧抽芯机构31

11注射模温度调节系统设计33

11.1 冷却系统设计原那么33

11.2 冷却系统的简单计算34

参考文献

注射机的选择

完整的注射成型工艺过程，按其先后顺序应包括：成型前的准备、注射过程、塑件的后处理等。

1、成型前的准备为使注射成型过程能顺利进展，并保证塑料制件的质量，在成型前应做一些必要的准备工作，包括：a.原料的检验和预处理，在成型前应对原料进展外观〔如色泽、颗粒大小、均匀度〕与工艺性能〔如流动性、热稳定性、收缩性、水分含量等〕的检验;b.料筒的清洗；c.嵌件的预热；d.脱模剂的选用。

2、注射过程完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模几个步骤。其流动的情况又可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。

3、塑件的后处理塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向以与冷却不均匀而造成塑件各局部收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可防止地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此常需要进展适当的后处理以消除存在的内应力，改善塑件的性能和提高尺寸稳定性。其主要方法是退火和调湿处理。

注射成型工艺的参数

注射成型工艺的核心问题，就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把他注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。在塑料成型过程中，工艺条件的选在和控制是保证成型顺利进展和塑件质量的关键因素。主要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力、和相应的各个作用时间。

温度：注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动；而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。 压力：注射模注射过程中需要控制的压力包括塑化压力、注射压力和型腔压力三种，它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。

1、塑化压力塑化压力又称为背压，是指采用螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力。

2、注射压力注射机的注射压力是指在注射成型时，柱塞或螺杆头部单位面积对塑料熔体所施加的压力。在注射机上常用表压指示注射压力的大小，其大小取决于塑料品种、注射机类型、模具的浇注系统状况、模具温度、塑料复杂程度和壁厚以与流程的大小等诸因素，很难具体确定，一般要经试模后才能确定。其常用的注射压力X围一般在70～150MPa之间。其作用是克制塑料熔体一定的充型速率以与对熔体进展压实等。

时间：完成一次注射成型过程所需的时间称为成型(或生产)周期，它包括以下各局部：注射时间、保压时间、冷却时间、其他时间(含开模、脱模、喷涂脱模剂、放嵌件等)

即：T=t注+t保压+t冷却+t其他，本设计成型周期取20s,

成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，因此生产中，在保证质量的前提下，应尽量缩短成型周期中各阶段的有关时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量均有决定性影响。注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压实时间，在整个注射时间内所占比例较大，一般为20-25s。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能和结晶性能以与模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原那么。冷却时间一般在30-120s之间。冷却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难。成型周期中的其他时间那么与生产过程是否连续化和自动化以与两化的程度等有关。最终确定注射机型号为XS-ZY-60,参数如表

住注射机主要参数 注塑机的校核

注射量校核

注射机的表称注射量：V机=60cm3

塑件体积：Vs =2×3.33=6.66 cm3 ,而浇注系统流道凝料的体积：V凝=2.33cm3

那么实际需要的注射量：V实= Vs + V凝=6.66+2.33=8.99 cm3

所以，注射量符合

注射压力校核

因为HDPE的注射压力是70－150MPa，而XS-ZY-60注塑机的压力为180Mpa，显然注塑机的注射压力满足要求。

锁模力校核

塑料对模板的压力为：

P=0.3×P1=0.3×100=30MPa

F胀=(nA塑件+A浇)×P=〔2×2989+2092〕×30=242 KN

F额=400KN> 242KN=F胀

锁模力足够

开模行程与推出机构的校核〔具有侧向抽芯〕：

S侧=87.75+5.25=93 mm＞91.86 mm =82.5+4.06+5.25=H1+H2+〔5～10〕mm

所以只要校核侧向抽芯需要的开模距离S侧与注射机的最大开模行程Smax相比照即可，本设计注塑机的最大开模行程Smax=500mmm>93mm=S侧

安装局部相关尺寸的校核：

喷嘴尺寸： 理论注射容积 注射压力 注射时间 注射速率 螺杆转速

60㎝3 180 MPa 2s 70g/s 0～200r/min

锁模力 拉杆内间距 开模行程 最大模具厚度 最小模具厚度

400KN 200×300mm 500mm 250mm 150mm

喷嘴孔直径 定位孔直径 喷嘴球半径

4mm 125mm SR18mm 主流道始端的球面半径SR主流道=13mm＞注射机喷嘴球面半径SR0=10mm,

主流道小端直径d=4＞注射机喷嘴直径d0=3

定位圈与注射机固定板的关系：

注射机所要求的定位圈尺寸为80mm

模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：

模具总厚度Hm=230mm,注射机允许的最大模具厚度Hmax=250mm,最小厚度Hmin=150mm

即 Hmin＜Hm＜Hmax满足要求。

模架确实定和标准件的选用

成型零件确定之后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架局部要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格与标准代号。

标准件包括通用标准件与模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却与加热元件，顺序分型机构与精细定位用标准组件等。

在设计模具时，应尽可能地选用标准模架和标准件，因为标准件有很大一局部已经商品化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造本钱时极其有利的，提高公司在市场中的竞争力。

设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以与顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。而且，模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外外表尽量不要有突出局部；模具外外表应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。

本设计要求采用一出二的型腔设置，根据成型零件的尺寸，以与侧抽芯的尺寸最终确定本设计选用的模架为futbaba_2P的SB—Type模架，其尺寸为400×400，模架的安装高度320mm。模具的具体形式如图 DOC.

排气系统设计

排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体与熔料所产生的气体排到模具之外。该模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，无需另外开排气槽。

浇注系统设计

浇注系统的设计原那么

浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进展总体设计时一般遵循以下原那么：

1〕重点考虑型腔布局，包括以下三点：

尽可能采用平衡布置，以便设置平衡式分流道

型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象

尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸

2〕热量与压力损失要小，为此浇注系统流程应尽量短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少，外表粗糙度要低；

3〕均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处与角落，即分流道尽可能采用平衡式布置；

4〕塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量；