多孔塑料罩注塑模课程设计大学毕设论文

Hefei University

课程设计

COURSE PROJECT

题目： 注塑模课程设计 课程： 塑料成型工艺及模具设计 系别： 班级： 姓名： 成绩：

2016年 月 日

目 录

一、 塑件成型工艺性分析 ....................................... 3 二、拟定模具的结构形式和初选注射机 ............................ 4 三、浇注系统的设计 .......................... 错误！未定义书签。 四、成型零件的结构设计及计算 ................................. 11 五、模架的确定 .............................. 错误！未定义书签。 六、排气槽的设计 ............................................ 13 七、脱模推出机构的设计 ....................................... 14 八、冷却系统的设计 .......................................... 14 九、导向与定位结构的设计 ..................................... 17 十、模具的装配 .............................................. 17 结 论 ....................................................... 19 参考文献 .................................................... 20

多孔塑料罩注塑模课程设计

一、塑件成型工艺性分析

名称：塑料仪表盖，

要求：大批量生产，精度：MT5

塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷 脱模斜度1°~30′； 未注圆角R2-3, 塑件材料为LDPE

一． 塑件的工艺性分析

（1）塑件的原材料分析如表4所示。

表4 塑件的原材料分析 塑料品种 低密度聚乙结构特性 支链使用温度 小于化学稳定性 较稳定。 性能特点 在成型特点 成型时性能好，烯型线型分80℃ 热塑性塑料 高，比较-60℃（LDPE）塑料子机构的材料 结论 下仍具有熔体黏度较好的力小 学性能 该塑料具有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料要干燥处理。 （2） 塑件尺寸精度和表面粗糙度分析

每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有点属于高精度，

就按实际公差进行计算。

（3） 塑件结构工艺性分析

该塑件的厚度3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。

（4） 低密度聚乙烯的成型性特点：

1）成型性好，可用注射，挤出及吹塑等成型条件。

2）熔体黏度小，流动性好，溢边值为0.02mm；流动性对压力敏感，宜用较高压力注射。

3）质软易脱模，当塑件有浅凹（凸）时，可强行脱模。 4）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。

5)冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。 6）吸湿性小，成型前可不干燥。

二、拟定模具的结构形式和初选注射机

1．计算塑件的体积

根据零件的三维模型，利用三维软件可直接查询塑件的体积为：V1=24.39 cm3

所以一次注射所需要的塑料总体积V=48.78cm3 2. 计算塑件质量

查相关手册，LDPE的密度为0.916~0.930g/cm3。 取0.92 g/cm3 塑件与浇注系统的总质量为M=44.88g 3．选用注射机

根据塑件的形状，选择一模两件的模具结构，所以初选SZ150/630型塑料注射机，其各参数数据如下：

主要技术参数项目 额定注射量/cm3 锁模力/kN 参数值 125 630 注射压力120 15 /MPa 最大注射面320 4 积/cm2 动，定模模 25 板最大安装尺寸 320mm×320mm 最大模具厚300 度/mm 二． 模具结构方案的确定 1. 分型面的选择

通过对塑件结构的形式的分析， 分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的低平面上 ，其位置如下图

主要技术参数项目 最小模具厚度/mm 模板最大行程/mm 喷嘴前端球面半径/mm 喷嘴直径/mm 定位圈直径/mm 参数值 170 270

②计算浇口的体积流量：q浇=V塑 / t=26.618/ 1.6 =16.64cm3/s ③计算浇口的剪切速率：

γ浇=3.3q浇 /（πR3浇）=3.3q浇/[π×(Bh/π)^3/2] =3.3×1.664×10^4÷3.14÷（2×1.0÷3.14）^3/2 =3.44×10^4 s﹣1

该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×103到5×10^4之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。

3.4校核主流道的剪切速率

上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。

（1）计算主流道的体积流量

q主=（V主+V分+nV塑）/ t =(1.12+0.67+2×26.618)/1.6=34.39cm3/s （2）计算主流道的剪切速率

γ主=3.3q主/（πR3主）=3.3×34.4×103÷3.14÷2.6253=1.999×103 s﹣1 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×102~5×103s﹣1之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。

3.5冷料穴的设计及计算

冷料穴位于主流道正对面的动模板上，起作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。

四、成型零件的结构设计及计算

由零件图分析可知，决定型腔径向尺寸的主要有：50mm、 60mm、30mm, R2, 塑件上尺寸均无特殊要求，为自由尺寸, 可按MT5级塑件精度取公差值,分别是：600凹模径向尺寸:

?0.74?0.64，500，300?0.5等。

LM?LS(1?Scp)?x?0分别代入得：

????z

?0.19?0.19????601?0.0225?3/4?0.74?60.795 ① 00?0.16?0.16??3/4?0.64?0?49.6450 ②?50?1?0.0225

轴向尺寸 ：

HM?HS(1?Scp)?x'?0代入得 ：

????z

?0.13?0.13????301?0.0225?2/3?0.5?30.345 ① 00?0.13?0.13??3/4?0.5?0?26.2250 ②?26?1?0.0225

凸模径向尺寸：

代入得 ：

lM?ls(1?Scp)?x?????0z

0??3/4?0.64??0.16?45.470 ?44?1?0.0225?0.16

轴向尺寸：

代入得 ：

hM?hs(1?Scp)?x?????0z

0??2/3?0.5??0.13?27.940 ?27?1?0.0225?0.13

式中 △——塑件的允许公差；

Scp——塑料的平均收缩率，取Scp=0.6%； δz——成型零件制造公差,取塑件公差的1/4； x——修正系数，一般中小型塑件取为3/4； x'——修正系数，一般精度较小型塑件取2/3； Ls——塑件外型尺寸； HS——塑件高度基本尺寸； ls——塑件内形基本尺寸；

hs——塑件孔深基本尺寸

五、模架的确定

根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为105mm×251mm，又考虑吧凹模最小壁厚，导柱、导套的布置等，参考指导书表7-1，可确定选用200x300直浇口B型模架。【2】

5.1各模板尺寸的确定

①A版尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为30mm，凹模嵌件深度为25mm，又在模板上还要开设冷却水道，还需要留出足够的距离，故此A版厚度取50mm。

②B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取40mm。 ③C板（垫板）尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（5～10）mm=75～80mm，根据指导书表7-4初步选定C为80mm。

经过上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架B2030--50x35x80GB/T12555--2006

5.2模架各尺寸的校核

根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。

①模具平面尺寸250mm×300mm < 320mm×320mm（拉杆间距），校核合格。

②模具高度尺寸270mm，170mm<265mm<300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。

③模具的开模行程S=H1+H2+（5～10）mm=（40+40）mm=75～80mm<300mm（开模行程），校核合格。

六、排气槽的设计

该塑件由于采用侧浇口进料，熔体经塑件下方的台阶充满型腔，其配合间隙可作为气体排出的方式，不会在顶部产生憋气的现象。同时，底面的气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模之间的间隙向外排

出。【2】

七、脱模推出机构的设计

7.1推出方式的确定

采用推杆的推出方式。

7.2脱模力的计算

（1）圆柱大型芯脱模力

因为λ= r/t = 32.5/3 = 10.83 > 10,所以，此处视为薄壁圆筒塑件，因此：

F1=2πt ESLcosΨ( f－tanΨ)/[(1－μ)K2]+0.1A

=[ 2×3.14×3×2.0×103×0.0065×27.17×cos1o×(0.5－tan1o)]÷[(1－0.32) ×(1+0.5sin1ocos1o)] ＋ 0.1×37.52 ≈ 4903.282 N

式中，F是脱模力；E是塑料的弹性模量；S是塑料成型的平均收缩率（%）；t是塑件的壁厚；L是被包型芯的长度；μ是塑件的泊松比；Ψ是脱模斜度；f是塑料与刚才之间的摩擦因素；r是型芯平均半径；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，A视为零；K1是由λ和Ψ决定的无因次数，K1=2λ2/（cos2Ψ+2λcosΨ）,其中λ的值与塑件的横截面形状和尺寸有关（K1下面将会出现）；K2是由f和Ψ决定的无因次数，K2=1+fsinΨcosΨ。

（2）成型塑件内部圆筒型芯的脱模力计算

因为λ=r/t = 5/3 = 1.67 < 10，所以，此处视为厚壁圆筒塑件，同时，由于该塑件的内孔是通孔，所以，脱模时不存在真空压力，因此：

F2=2πrESL(f－tanΨ)/[（1+μ+K1）K2 ] =2×3.14X5×2.0×103×0.0065×40×(0.5-tan1o) ÷[[1+0.32+2×1.672÷(cos21o+2×1.67X1.67×cos1o)] ×(1+0.5sin1ocos1o)]

=3602.585 N

（3）4-d2小型芯脱模力

F3=4x2×3.14X5×2.0×103×0.0065×3×(0.5-tan1o)÷[[1+0.32+2×0.672÷(cos21o +2×0.67X0.67×cos1o)] ×(1+0.5sin1ocos1o)]=522.702N

所以 F=F1+F2+F3=9028.569N

7.3校核推出机构作用在塑件闪过的单位压应力

（1）推出面积

A1=π/4 (D2－d2)=π/4×(752－652)mm2=1099 mm2 A2=π/4 (D12－d22)=π/4×(18 2-12 2)mm 2=122.5 mm 2 A=A1+A2=1221.5mm 2 (2)推出应力

σ=F/A=9028.6/1221.5=7.39 MPa < 10 MPa 因此，抗压强度合格。

八、冷却系统的设计

设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机所散发的热量，按单位

【2】

时间内的塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。

8.1冷却介质

HIPS属于中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为200℃和32～65℃。所以，模具温度初步定为40℃，用常温水对模具进行冷却。

8.2冷却系统的简单计算

（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W ①塑料制品的体积

V=V主+V分+nV塑=1.12+0.67+2X26.618= 55.026 cm3 ②塑件制品的质量

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h8h3.html