锁盖的注塑模具设计.docx

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锁盖的注塑模具设计

塑料成型工艺与模具设计

项目实施报告

项目名称：

双分型面注塑模设计

学生姓名：

指导老师：

班级：

组别：

时间：

常州信息职业技术学院

第一章：

塑件的材料及结构分析………………………………………………3

1、塑件的原材料分析…………………………………………………………3

2、塑件姐都工艺性分析与精度分析…………………………………………3

3、材料成形工艺参数…………………………………………………………3

第二章：

注射机的选用………………………………………………………4

1、计算塑料件的体积、质量…………………………………………………4

2、确定模具型腔数目……………………………………………………4

3、选则注塑机型号……………………………………………………………4

第三章：

注射模的结构设计…………………………………………………5

1、分型面的选择………………………………………………………………5

2、型腔布局……………………………………………………………………5

3、浇注系统的设计……………………………………………………………6

4、确定塑件推出方案…………………………………………………………10

5、成型零件的设计……………………………………………………………10

6、选择标准模架………………………………………………………………14

7、检验模架与注射机的关系…………………………………………………15

8、温度调节系统………………………………………………………………15

9、排气系统……………………………………………………………………15

10、注射机的校核………………………………………………………………16

第四章．装配图零件图…………………………………………………………17

1、装配图…………………………………………………………………………17

2、零件图…………………………………………………………………………17

第一章、对塑件进行工艺分析

1、塑件所用材料的特性

材料：

聚丙烯（PP）

聚丙烯无色、无味、无毒;外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻；他不吸水，光泽好，易着色；屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好；定向拉伸后可以制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。

如用聚丙烯注射成一体铰链（盖和本体合一的各种容器），经过7×107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。

聚丙烯熔点为164℃～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌。

其低温使用温度达-15℃，低于-35℃时会脆裂。

聚丙烯的高频绝缘性能好，而且不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。

但在氧、热、光的作用下及易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。

聚丙烯可以用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件，水、蒸汽，各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层，制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业。

2、塑件结构工艺性分析及尺寸精度分析

结构分析

见零件图，该零件图由圆弧组成的，在零件的两端有锥头孔，中间为圆孔及矩形孔组合而成，尺寸如图所示，根据零件图可知模具设计时无需设置复杂机构，该零件属于中等复杂程度。

尺寸精度

此塑件有13个尺寸标注公差，分别是9、6、15、14、4、16.5、5、2.5、22、0.75、10按标准SJ1372—1978中4级精度其公差标注为

，属于一般精度；在模具设计和制造过程中应保证此尺寸精度要求；其中

为8级精度。

表面质量分析

该零件的表面要求没有毛刺、飞边、气孔、和熔接痕等缺陷，表面粗糙度可取Ra0.8,没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。

通过以上分析可知，此塑件可采用注射成形生产。

又因产量多，属于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益

3、材料成形工艺参数

注射机类型螺杆式

预热和干燥温度

70～80

时间h1

料筒温度

后端160～180

中段180～200

前段200～220

喷嘴温度

170～190

模具温度

80～90

注射压力Mpa70～100

成型时间s高压时间0～3

保压时间20～60

冷却时间20～90

成型周期50～160

螺杆转速r/min48

说明料斗干燥

第二章：

注射机的选用

1、计算塑料件的体积、质量

根据UG求的塑件的体积为4886.39mm3

确定模具型腔数目

塑件的生产批量多，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，塑料件的精度为一般精度，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图2）。

因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。

2、确定模具型腔数目

塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图2）。

因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。

3、选则注塑机型号

根据公式Vmax=（n·Vs+Vj）/K

式中Vmax——注射机的最大注射量（cm3）

n——型腔数量

Vs——塑件体积（cm3）

Vj——浇注系统凝料体积（cm3）

K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8

已知n=2，Vs=4.89cm3，估计Vj=5cm3

则Vmax=（2×4.89+5）/0.8

=18.475cm3

初步选择注射机XS-ZY-125。

明确注射机的规格参数：

螺杆直径（mm）Φ42

注射容量（

）125

注射压力（Mpa）120

锁模力（kN）900

最大开模行程300mm

最大注塑面积（

）320

模具厚度（mm）最大300

最小200

喷嘴圆弧半径（mm）12

孔直径（mm）Φ4

定位孔直径（mm）

顶出两侧孔径（mm）Φ22

孔距（mm）230

第三章：

注射模的结构设计

（1）分型面的选择

首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在锁盖的下底面处，如图1所示

（图1）

（2）型腔布局

由于采用的是一模两腔模具结构，型腔间隔为15mm。

布局如图2所示

（图2）

（3）浇注系统的设计

浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个部分组成。

浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。

主流道设计。

查得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为：

喷嘴前端孔径d=4㎜；喷嘴前端球面半径R=12㎜

根据模具主流道与喷嘴的关系R´=R+（1～2）㎜及d´=d+（0.5～1）㎜，取主流道球面半径R´=14㎜，小端直径d´=5㎜。

主流道的长度：

在一般长度范围内选取，模具L=46mm

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2º～4º，取3º。

经换算得主流道大端直径D=7㎜（计算得D=7.147，取7）。

如图3所示

图3

分流道设计。

分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道的长度因素来确定。

塑件的形状很简单，熔料填充较容易。

根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工，选用截面形状为U形分流道；

分流道的尺寸：

因为各种塑料的流动性有差异，

分流道的长度要尽量短，且折弯少，以便减少压力损失与热量损失，通常为8~30mm，一次流道为6~10mm，二次流道为3~6mm，三次流道为6~10mm。

所以我去分流道长度为17mm。

对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：

计算得到b为7.8mm

根据《模具设计与制造简明手册》，查表我选b=8mm，分流道的横截面图如图4所示：

图4

点浇口设计。

由于该塑件外观质量要求高，浇口的位置和大小应该以不影响塑件外观质量为前提；同时，也应该尽量使模具结构更简单。

根据该塑件结构分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图所示的点浇口进料方式。

根据外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件的两侧。

点浇口尺寸可以根据不同塑件平均厚度查表确定。

如图5所示

图5

冷料穴的设计。

冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其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。

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如图6所示。

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。

图6

（4）确定塑件推出方案

根据要求，该模具采用推板推出机构，其优点是在塑件上不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，推出力大，结构较推管脱模机构简单，适用于薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的塑件。

设计推件板脱模机构应注意几个问题：

导柱应足够长度，以保证推板留在模具上。

如有限制，导柱不宜太长时，应采用螺杆固定推板。

推件板与型芯间留有0.20～0.25mm的间隙（原则上应不擦伤型芯），并采用

3º～5º的锥面配合，其锥面起到辅助定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。

对于大型深腔的容器，并采用软质塑料成型，当推件板推出时，在型芯与制件之间易形成真空，这时应考虑设进气装置。

（5）成型零件的设计

成型零件结构设计

型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。

考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

根据塑件形状分析采用整体式凹模，整体式凹模是由整块材料加工制成的，结构简单，强度和刚度都相对较高，不易变形，成型的塑件表面无镶拼接缝的痕迹，材料为8CrMn钢淬火处理硬度达到53～58HRC，其结构如图7所示

图7

型芯是由主型芯和小型芯两部分组成的。

因主型芯形状简单，且尺寸较大故采用台肩固定的形式底部设有垫板防止型芯脱出；塑件上的小孔由小型芯成型，小型芯也采用台肩固定的形式底部设有垫板防止型芯脱出。

材料为8CrMn钢淬火处理硬度达到53～58HRC，结构如图8所示。

图8

成型零件尺寸计算

对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。

查表可知pp的收缩率Smin=1.0%，Smax=2.5%，

则其平均收缩率Scp=（Smin+Smax）/2

=（1.0%+2.5%）/2

=1.75%

型腔尺寸计算：

型芯尺寸计算：

中心距计算：

型腔侧壁厚度和底板厚度的计算

在工厂中，也常用经验数据或者有关表格来进行简化对凹模侧壁和底板厚度的设计。

在表1中是矩形型腔厚度的经验推荐数据：

矩形腔内壁短边b

整体式型腔侧壁厚s

镶拼式型腔

凹模壁厚S1

模套壁厚S2

>50～60

30～35

10～11

25～28

根据要求选择：

镶拼式型腔，凹模侧厚度10mm，模套壁厚为25mm。

查表3-19，l/b=58/30=1.93则a`=0.4872，已知p=35MPa，b=30mm，[σ]=35MPa，带入公式

t≥（a`p/[σ]）0.5b

=（0.4872×35/35）0.5×30

=7.308mm

厚度取8mm。

（5）选择标准模架

此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。

1）确定模架组合形式

采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择A4型。

2）计算型腔模板周界

长度L=25＋10＋30＋20＋30＋10＋25=150

宽度N=25＋10＋58＋10＋25=128

3）选取标准模架

根据型腔模板周界的宽度N=128mm，选取标准尺寸为160，则选取160×L，在根据表格数据查的近150mm的是160mm，所以最后选取标准模架规格为160×160。

4）确定模板厚度

定模板及A板：

用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=60＋16=76，选取标准中A板厚度HA=80mm。

动模板及B板：

用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.5～1）型芯高度，型芯高度58mm，则B板厚度HB在29～58之间，标准化取HB=40mm。

垫块及C，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度＋推杆固定板厚度＋塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。

此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=16mm，塑件推出距离=型芯高度+（5～10）=58+5=63mm，则C板厚度=20＋16＋63=99，选标准Hc=80mm。

5）选定标准模架

标准模架如图所示，

（6）检验模架与注射机的关系

模具外形尺寸200×235＜拉杆空间260×290，适合。

最大模具厚度300＞模具厚度235＞最小模具厚度200，合理。

开模行程=5＋16＋21=42＜最大开合模行程300，合理。

（7）温度调节系统

注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。

（8）排气系统

由于此模具属于深型模具，且模具结构较为简单，由于在型腔顶端有孔，可以利用孔与型芯的间隙来排气，及可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03mm，不必设排气槽。

（9）注射机的校核

1）最大注射量

已知Vs＋Vj55.91+10=121.82，Vmax=125，K取0.8

则Vs＋Vj＜0.8Vmax，适合。

2）注射压力

已知P注=70～90MPa，P公=130MPa

则P注＜P公，适合。

3）锁模力

已知p=20～40MPa，Fz=p（nA+A1）

=30（2×8000+40）

=481200N

=481.2Kn

4）安装部分尺寸

喷嘴圆弧半径12＜浇口套圆弧半径20、喷嘴孔直径4＜主流道小端直径5

定位孔直径100＝定位圈外径100

拉杆空间200×300＞模具外形200×235

最小模厚200＜模具厚度2352＜最大模厚300

5）开模行程

开模行程=25

最大开模行程300

则开模行程＜最大开模行程，适合。

6）推出机构

两侧顶出，孔径φ40mm，孔距280mm。

第四章．装配图零件图

（1）装配图

尽可能按1:

1比例绘制，视图表达清晰合理（剖视＋动模方向视图），整体性为主（过模具中心的阶梯剖），辅以局部性（局部剖或虚线），明细表、技术要求或使用说明书写完整，标注模具外形尺寸（合模状态）、重要的装配尺寸。

（手工绘图或软件绘图）

（2）零件图

绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。

（软件绘图）