圆盖形注塑成型模具课程设计解剖

武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书

目录

1 塑件成型工艺分析………………………………………………………………………………………… 1

1.1塑件分析……………………………………………………………………………………………1 1.2聚丙烯的性能分析…………………………………………………………………………………1 1.3 PP的注射成型过程及工艺参数……………………………………………………………………2 2 拟定模具的机构形式……………………………………………………………………………………….3 2.1分型面位置的确定…………………………………………………………………………………3 2.2型腔数量和排列方式的确定……………………………………………………………………....3 2.3 注射机型号的确定…………………………………………………………………………………4 3 浇注系统的设计…………………………………………………………………………………………….5 3.1主流道的设计………………………………………………………………………………………5

3.2 浇口的设计…………………………………………………………………………………...……6 3.3 校核主流道的剪切速率…………………………………………………………………………...6 3.4冷料穴的设计及计算…………………………………………………………….......…………….7 4 成型零件的结构设计及计算 ……………....…………………………………………………………….8 4.1成型零件的结构设计………………………………………………………………………………8

4.2成型两件钢材的选用………………………………………………………………………………8 4.3成型零件工作尺寸的计算…………………………………………………………………………8 4.4 成型零件尺寸及动模板垫板厚度的计算…………………………………………………………9 5 模架的确定………………………………………………………………………………………………….10 5.1各模板尺寸的确定…………………………………………………………………………………10 5.2模架各尺寸的校核…………………………………………………………………………………10 5.3排气槽的设计………………………………………………………………………............………10 6 脱模推出机构的设计……………………………………………………………………………………….11

6.1推出方式的确定……………………………………………………………………………………11 6.2脱模力的计算………………………………………………………………………………………11 6.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力………………………………………….……………11 6.4推杆直径的计算…………………………………………………....………………………………11 7 冷却系统的设计…………………………………………………………………………………………….12

7.1各模板尺寸的确定……………………………………………....…………………………………12 7.2冷却系统的简单计算………………………………………………………………………………13 8 导向与定位结构的设计…………………………………………………………………………………….14 9 小结……………………………………………………………………………………………………..…..14 装配图和零件图………………………………………………………………………....…………………15 参考文献…………………………………………………………………....………………………………15

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1 塑件成型工艺性分析 1.1 塑件分析

（1) 外形尺寸

该塑件壁厚为2mm,塑件壁厚不大，适合于注射成型。 （2）精度等级

根据零件所标注选取，未标注尺寸公差为自由尺寸，可按MT6等级精度查取公差。 基本尺寸 偏差 120 ±1.00 Φ250 ±1.75 Φ20 ±0.31 Φ15 ±0.27 Φ246 ±1.60 30 ±0.40 10 ±0.23 （3) 塑件表面质量分析

该零件外形与内形都没有较高的表面粗糙度要求 （4）脱模斜度

PP属于结晶性聚合物，成型收缩率较大，而外形要求精度较高，综合考虑并查表选择凹模斜度为40′，凸模斜度为35′。 1.2 聚丙烯的性能分析

（1）使用性能

无毒、无味，容易加工成型，综合性能优良，化学稳定性好，良好的耐热性，优良的力学性能，具有良好的电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但在低温时变脆，不耐热、易老化。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘材料。 （2) 成型性能

聚丙烯属于结晶性材料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触会分解，流动性好，但收缩率偏大，易发生缩孔、凹痕、变形、冷却速度快、浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低方向性明显，低温高压时尤其显著。模具温度低于50度时塑件不光滑，易产生熔接不良，留痕，90度以上易发生翘曲变形。 （3) PP的性能指标 密度/g?cm-3 0.9-0.91 屈服强度/MPa 37 ?比体积/cm3g-1 1.10-1.11 拉伸强度/MPa 35-40 吸水率（%） 0.01-0.03 拉伸弹性模量/MPa 1.1?103-1.6?103 熔点/℃ 164-170 抗弯强度/MPa 67 计算收缩率（%） 1-3 抗压强度/MPa 56 比热容/J?(kg?℃-1） 1930 弯曲弹性模量/MPa 1.45?103 1.3 PP

的注射成型过程及工艺参数

（1) 注射成型过程准备

1） 成型前的准备 对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检验，料筒清洗，由于PP着色性不好，特别要注意色泽检验。

2） 注射过程 塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的

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浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3） 塑件的后处理 放在100℃-120℃的热水中进行调湿处理。 (2) 注射工艺参数

1） 注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min 2） 料筒温度（℃）：后段160-180 中段180-200 前段 200-230 3） 喷嘴温度（℃):180-190 4） 模具温度（℃）：40-80 5） 注射压力（MPa)：70-120

6） 成型时间（s)：48s（注射时间3s,冷却时间35s,辅助时间10s）。

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2 拟定模具的机构形式

2.1 分型面位置的确定

塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：

（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。

（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 （3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。

不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。该塑件为外壳，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内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图所示。

2.2 型腔数量和排列方式的确定

（1）型腔数量的确定

该塑件需求高精度尺寸不多，而且整体尺寸大，零件结构较简单，可采用一模一腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等因素，初步定为一模一腔结构形式。 （2）模具结构形式的确定

从上面分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件结构形式，推出机构拟采用脱模板推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用点浇口，且开设在分型面上。因此，定模单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的双分型面注射模。

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2.3 注射机型号的确定

（1）注射量的计算

塑件体积:R=125 r=124 d=15 D=250 (单位：㎜)

Vg=π(R2-r2）h+π(d/2)2×10×2+π(D/2)2×2=102.061㎝3 塑件质量：M塑=?V=0.9×102.061=91.85g=91.9g（?取0.90g/cm3)

（2）浇注系统凝料体积初步计算

浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来计算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料体积按塑件体积的0.2倍来估算，根据资料[2]中公式，故： V总=V塑（1+0.2）=102.061×1.2=122.47㎝3 （3）选择注射机

计算注射机的公称注射量：公称注射量=V总/0.8=122.47/0.8=153.088㎝3，根据计算，初步选定公称注射量为500cm3，注射机型号为SZ-500/2000卧式注射机，其主要技术参数如下表所示：

注射机主要技术参数 理论注射量/cm3 525 移模行程/mm 450 螺杆直径/mm 52 最大模具厚度/mm 450 注射压力/MPa 153 最小模具厚度/mm 280 注射速率/(g/s) 200 锁模形式 双曲肘 塑化能力/(g/s) 28 模具定位孔直径/mm 160 螺杆转速(r/min) 0-200 喷嘴球半径/mm 15 锁模力/kN 1000 拉杆内间距/mm 460×460 （4）注射机的相关参数的校核 1) 注射压力校核 查表知，PP所需注射压力为70-120MPa,由于该塑件壁厚较薄，这里取P0=100MPa，注射压力安全系数k1=1.25-1.4，这里取k1=1.3，则

k1P0?1.3?100?130MPa?P公，所以，注射机压力合格。

2） 锁模力校核

① 塑件在分型面上的投影面积A塑， 则A塑=π[(D/2)2-(d/2)2]=3.14×(1252-102)=48673.22㎜2 ② 浇注系统在分型面上的投影面积A浇 ，可以按照一型腔模的统计分析来确定，A浇是每个塑件在分型面上额投影面积A塑的0.2-0.5倍，由于该塑件流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以取小些，取A浇=0.2A塑 ③ 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积

A总=n(A塑+A浇)=n(A塑+0.2A塑)=1.2A塑=1.2×48673=58407.6㎜2 ④ 模具型腔内胀型力F胀

P模是模具型腔内的压力，通常去注射压力20%-40%，大致为25-40MPa，PP属于较低粘度材料，而且该塑件壁厚较厚，有精度要求，综合考虑P模取30MPa。则：

F胀=A总P模=58407.6×28=1635412.8N=1635.4KN 该注射机的公称锁模力F锁=1000kN，锁模力的安全系数为k2=1.1-1.2，这里取k2=1.2，则 k2F胀=1.2×1635.4=1962.5KN

对于其他安装尺寸的校核要等模架选定，结构尺寸确定后方可进行。

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