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1、课程设计说明书题目:圆筒件注塑成型工艺及模具设计第1章工艺分析1.1 塑件成型工艺性分析IoIo1塑件结构的工艺性分析1.1.2成型材料性能分析1.2 模具结构形式的确定第2章注射机的选择2.1 注射量的计算2.2 塑件和流道凝料及所需锁模力的计算2.3 选择注射机第3章注射模具结构设计3。1模架的确定3.2各板尺寸的确定3。3浇注系统设计33.1主流道设计3。3.1.1主流道尺寸3.3.1o2定位圈的选取3o3。1.3主流道衬套形式3.3.2分流道设计3.3o2.1分流道布置形式33.2.2分流道长度3.4成型零件设计3o4.1分型面位置的确定3.4。2成型零件工作尺寸计算3.4o2o1型腔
2、径向尺寸3。4.2.2型腔深度尺寸3.4.23型芯径向尺寸3。402o4型芯高度尺寸3.4o2.5型腔壁厚计算3。5导向与定位机构设计3.5.1机构的功用3.5o2导向机构的设计3.5o201导柱3.5o2.2导套3。6推出机构设计3。6o1脱模推出机构的设计原则3.6o2塑件的推出方式3.6o3塑件的推出机构3。7排气系统设计3.8 冷料穴设计3.9 冷却系统设计第4章注射机的校核4o1安装参数的校核4.1o1模具外形尺寸校核4o1.2喷嘴尺寸及定位圈尺寸校核第1章工艺分析1.1塑件成型工艺性分析IoIo1塑件的结构工艺性分析1.如图1。1所示，该塑件为一小尺寸圆筒件，形状简单；壁厚t=L5
3、mm,壁厚内径比（td）为1/60小于1/10,该塑件为薄壁塑件，并且各处壁厚均匀。塑件为旋转体结构，结构相对简单,而且塑件质量相对较小。该塑件表面粗糙度全部为RaOc8mm,材料为聚氯乙烯，该种塑料流动性中等.通过查阅资料该种塑料制件未注公差时应选用MT5级精度。2。该模具是圆筒形零件的注射模具。该塑件无侧凹、侧孔等，不需设计侧抽芯装置,相应模具结构简单。从零件图看,制件比较简单，没有苛刻的精度要求和尺寸公差要求,因此对模具的要求也较低.从生产批量考虑，本模具采用一模两腔的结构，模架和模板尺寸均根据标准选取.其中模架从标准中选取A2型模架。由于塑件比较简单,所以模具采用一次分型，不设有二次分
4、型与侧向分型机构。推出系统采用推杆推出，并设有更位杆复位.为了加快模具的冷却,使模具冷却均匀，本模具设有4个冷却管道,均开在定模部分。排气利用分型面和配合处的间隙排气,为了减少成本，本模具90%的零件选用标准件.图1。1塑件图1.1.2成形材料性能分析聚氯乙烯，简称PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,是氯乙烯的均聚物。成形特性：1,无定形料，吸湿性小，但为了提高流动性、防止发生气泡则宜先干燥2,流动性差，极易分解,特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200团分解时有腐蚀及刺激性气体3,成形温度范围小，必须严格控制料温4,用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径宜大，以防止死角
5、滞料，滞料必须及时处理清除5,模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面硬镀珞下面表1。1所示为该塑料的一些信息。注射成型机类型螺杆式密度(g/cm)1.38计算收缩率()Oo6-1.5螺杆转速(rmin)28预热温度(同)70-90预热时间(h)4-6料筒温度后段160-170注射时间15-60中段165-180成型时间(三)高压时间0-5)卜前段I170-190冷却时间15-60喷嘴温度(EI)170-190成型总周期(三)40-130模具温度(助30-60使用温度(团)小于70比体积(cmg)0.86-098熔点网212抗拉屈服强度(MPa)35-50拉伸弹性
6、模量(MPa)2400-42001.2模具结构形式的确定该塑件精度要求不高,并且结构简单，又是中等批量生产，没有侧向分型机构，本模具采用一模两腔的模具形式。推出机构可采用推块推出或推杆推出.推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量,但塑件上有圆弧过渡,推块制造困难；推杆推出结构简单，推出平稳可靠.从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。流道采用H式，且分流道开在定模上。浇口采用侧浇口，型腔采用整体式。定模不需要设置分型面,动模部分需要一块型芯固定板和支承板。因此可确定模具形式采用标准A2形模架。该模具为单分型面模具。第2章注射机的选择2o1注射量的计算通过几何估算得该塑件单件体积：V
7、塑=V筒(6o3/2)2-(6/2)2X4+nX(62)2X0o15=15.825cm3取聚氯乙烯塑料密度为p=1.38gcm则塑件质量为：m=pV=1.3815.825=21o838g流道凝料的质量还是个未知数可按塑件质量的0。8倍来估算。从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为：=221.838+0.821o838=61,146g2.2塑件和流道凝料及所需锁模力的计算流道凝料(包括浇口，分浇道，主浇道凝料)在分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的0。20。5倍，因此可用0。5来进行计算，所以A=n+A=n+0.5n=1.5n=n
8、(D2)=3014(632)=3115.665mmA=9346.995mm锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。即:F=PXA/1000式中F一锁模力，kNP一一型腔压力,30MPaA一一塑件及流道系统在分型面上的投影面积，三2即309346o9951000=280KN2o3选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，选用选择注射机的锁模力应该大于F,而且注射压力应该大于PVC所需要的注射压力POoPVC的注射压力是80130Mpa,P0取100MPa。综合所
9、有条件，可采用SZ-60/450卧式注塑机表2.1SZ-60/450卧式注塑机主要技术参数理论注射容量/cm105螺杆百径/35注射压力/MP125注射速率/(gs)75塑化能力gs)10螺杆转速/(rmin)14200喷嘴球半径/20锁模力/KN450拉杆内间距/280250移模行程/220最大模厚/300最小模厚/100定位孔直径/55喷嘴孔直径/4锁模方式双曲肘注射时间/sIo87第3章注塑模具结构设计3.1 模架的确定根据型腔布局（一模两腔）及浇注系统的结构形式,又根据现代注塑模设计与制造中表4-4所推荐的圆筒型腔侧壁最小厚度为20mm,再考虑到导柱，导套及连接螺钉布置应占的位置等各方
10、面问题，确定选用模架的基本尺寸为BL=250250mm.模架结构形式为A2的形式，如下图3.1所示.图3。1模架结构图3.2 各模板尺寸的确定定模座板，选用模板尺寸为31525025mm定位圈,其尺寸根据标准选为l0015mm定模板,塑件在板中参与成型部分深度为40mm,故其尺寸为为25025050mmo动模板,尺寸为25025050mmo垫块，其高度尺寸=推出行程+凸模固定板的支撑板厚度+推杆固定板厚度+（24）=40+20+16+（24）=7880,高度取为80mm,所以由标准中查得垫块尺寸为402508Omn动模座板，其尺寸与定模座板相同，为315x250x25mm。由模架的尺寸可以计算
11、出模具闭合高度H=90+A+B+C=270mmo模架材料为45号钢。综上，从选定模架可知，模架外形尺寸为:宽X长X高=250x250x270。3.3 浇注系统设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道,具有传质,传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节,一般要遵循以下原则：1 .了解塑料的成型性能；2 .尽量避免产生或减少产生熔接痕；3 .有利于型腔中气体的排出;4 .防止型芯的变形；5 .尽量采用较短的行程充满型腔，一般不超过60mm；该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道，分流道，冷料穴，浇口。3.
12、3。1主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。图3.2主流道3.3.1.1主流道尺寸(1)形状：圆锥形；(2)锥角:3。；(3)内壁的粗糙度为Ra0.8mm;(4)主流道大端圆角：主流道大端设计成圆角过渡可以减小熔体流动阻力，半径r=l3mm,取r=2mm主流道长度此模具初步选L主=67mm设计根据所选注射机，则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴直径+(0。5l)=4+l=5mmo主流道大端直径D=d+2Ltan12mm主流道球面半径为SR=注射机喷嘴球面半径+(12)=20
13、+1=2Imm。球面配合高度h=35mm,取h=3mm19.78nun3o5导向与定位机构设计3o5o1机构的功用任何一副模具在动、定模之间都设置有导向机构，其功用是：1 .定位作用：合模时维持动、定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状2 .导向作用：合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧压力3 .承载作用：采用推板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推板件和定模型腔板的重载荷作用4 .保持运动平稳作用：对于大、中型模具的脱模机构,有保持机构运动灵活平稳的作用3o5。2导向机构的设计本设计中采用导柱导向机构,由导柱与导套的间隙配合组成，并呈滑动运动3.5 。2.1导柱导柱采
14、用的是标准带头导柱。导柱的前端做成倒圆角，以便导柱顺利进入导孔导柱的数量为4个，均匀分布在模具周围，其余的要求要根据具体的情况而定，导柱、导套的材料均采用T8A。导柱与导套的配合形式见模具的装配图。导柱的长度必须比凸模端面的高度高出812mm,以免在导柱未导正方向之前凸模先进入型腔，相碰而损坏.查塑料模具标准件及设计应用手册表3-4,选取导柱：257020GBT4196o4-2006,材料为TlOA,其尺寸如下图所示：图3.8导柱3o5.2.2导套选用与导柱配合的导套，带头导套为25110GBT4196o42006.材料为TIoA,其尺寸如下图3.9图3.9导套3。6推出机构设计注射成型每个循
15、环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。3.6o1脱模推出机构的设计原则塑件推出(顶出)是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的0在设计脱模推出机构时应遵循以下原则：(1)推出机构应尽量设置在动模一侧。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。(3)机构简单、动作可靠。(4)良好的塑件外观。(5)合模时的准确夏位3.6 。2塑件的推出方式推杆推出是一种基本的、也是一种最常用的塑件推出方式。本设计即采用推杆推出，推杆形式为圆形.3o6o3塑件的推出机构本设计采用的是阶梯形推杆，其尺寸如下
16、图3。10所示.每个塑件由一根推杆推出，都设置在型芯.图3。10推杆3.7 排气系统设计该套模具是属小型模具，排气量很小，而且本套模具的顶出方式为推杆顶出，每个零件有一个推杆，利用配合间隙就能达到排气效果。因此本套模具不单独设计排气槽。3.8 冷料穴设计冷料穴一般开在主流道对面的动模板上卜也即塑料流动的转向处)，其目的一是为了贮存刚流入模具的部分冷料,利于成型；二是为了有利于脱模，使塑件保留在动模侧.冷料穴有6种形式，本设计采用最常用的端部为Z字形的拉料杆。其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些。图3。113o9冷却系统设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度
17、调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后,必须对模具进行有效的冷却，使熔融的塑料的热量尽快传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模。提高塑件定型质量和生产效率。因为水的热容量大,传热系大,成本低,且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。冷却装置的设计要考虑以下几点：（I）保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡.（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大,对塑件冷却也就越均匀。（3）水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。（4）浇口出要加强冷却.一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口
18、越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水,而在温度较低的外仰只需通过经热交换后的温水即可。（5）降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。（6）要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式.如塑件的收缩率，壁厚等.（7）冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。在本次设计中我采用的是简单流道式,即通过在模具上直接打孔,并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。401安装参数的校核4oIo1模具外形尺寸校核模具厚度，也称模具闭合高度，每台注射机都有一个安装的模具厚度范围，所设计的模具厚度应在这一允许范围内，即：式中模具高度一注射机允许最小安装高度一注射机允许最大安装高度=270mm=150mm=300mm所以合格4。1.2喷嘴尺寸及定位圈尺寸校核1）喷嘴尺寸：注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径R应大于注射机喷嘴球头半径r,以保证同心和紧密接触；主流道孔小端直径应大于注射机喷嘴直径。2）定位圈尺寸：注射模安装用定位圈外径应与注射机定位孔内径呈间隙配合,定位圈高度应小于定位孔深度。
