塑料模具课程设计-塑料碗(点浇口,推杆,一模两腔)模具设计.doc
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1、武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书论文题目:塑料碗(点浇口,推杆,一模两腔)模具设计 学 号: 学生姓名: 专业班级: 06级高分子材料与工程01班 指导教师: 总评成绩: 2010 年 1 月 19 日目 录摘 要IVAbstractIV引 言V一、塑料成型工艺性分析11.1 塑料成型工艺性分析11.1.1PP塑料的特性11.1.2 PP的加工方法2二、塑件分析32.1 型腔数量的确定32.2 模具结构形式的确定32.3 注射成型工艺32.4 注射机型号的选定(以体积为标准)32.4.1 注射量的确定32.4.2 塑件和流道凝料在分型面上
2、的投影面积及锁模力的计算32.5 选用注射机42.6 注射机有关参数的校核42.6.1由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数42.6.2 注射压力的校核42.6.3 锁模力校核42.6.4 最大注射量的校核5三、分型面的选择和浇注系统的设计63.1 分型面位置的确定63.2 浇注系统的设计63.3 主流道的设计73.3.1 主流道尺寸73.3.2 主流道衬套形式73.3.3 主流道凝料体积73.4 分流道设计73.4.1 分流道布置形式73.4.2 分流道长度73.4.3 分流道的形状,截面尺寸以及凝料体积83.4.4 分流道表面粗糙度83.5 浇口的设计83.6 冷了穴的设计93.6.1 主流
3、道冷料穴93.6.2 分流道冷料穴9四、成型零件的工作尺寸计算104.1 影响塑件尺寸精度的因素104.1.1 塑件的收缩率波动104.1.2 模具成型零件的制造误差104.1.3 模具成型零件的磨损104.1.4 模具安装配合误差104.2 各类成型零件的尺寸设计114.2.1 凹模(型腔)114.2.2 凸模(型芯)114.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸的计算114.3 成型零件刚材的选用124.4 成型零件强度及支承板厚度的选用计算12五、模架的确定145.1 模架的确定(点浇口,推杆)145.2 排气系统的设计165.3 脱模推出机构的设计16六、冷却系统的设计176.1 模具温度的影
4、响176.1 冷却回路的尺寸的计算176.2.1 冷却水体积流量的计算176.2.2 冷却回路所需的总表面积186.2.3 冷却回路的总长度196.2.4 模具上应开设的冷却水孔数19设计小结20附 录21参考文献22摘 要塑料成型所用的模具称为塑料成型模,是用于成型塑料制件的模具。本设计运用大学课堂上学到的塑料的相关知识和模具的相关知识,对塑料碗的模具进行工艺分析和设计。因为塑料碗为中小型制品,通过对其工艺性能的分析并结合经济环境的需求,初步选定塑料碗的材料为聚丙烯。塑料碗的工艺性能计算包括其形状、体积、质量等相应数据的计算,结合对选取材料的性能、成本等要求,确定了成型材料为聚丙烯、注射机的
5、型号及所要求的浇注、成型零件、冷却等系统的工艺参数,从而确定了模具的类型。在本设计中,用到Auto CAD软件来绘制模具总装配的主视图和俯视图。关键词: 塑料碗 模具 聚丙烯 注射机 成型零件 Auto CADAbstractThe molds used in plastic molding plastic molding mold is called, is used for molding plastic workpieces mold. This design utilize their classroom knowledge to the plastic and mold-relate
6、d knowledge, plastic bowl molds for process analysis and design. Because the plastic bowl for small and medium products, through its process performance analysis and integration needs of the economy, the initial selection of material for the polypropylene plastic bowl. Plastic bowl process performan
7、ce computing, including its shape, size, quality of the calculation of the corresponding data, combined with selected materials, performance, cost, etc., to determine the molding material, polypropylene, injection machine models and the required casting, molding parts and cooling systems such as pro
8、cess parameters to determine the type of mold. In this design, use Auto CAD software to draw the general assembly of molds and overlooking the main view map. Keyword: Plastic bowl molds Molding tool PP Inject machine Model spare parts Auto CAD 引 言随着人们的生活水平提高,产品不断的更新,利用模具来制造产品的厂家不断的增多,使得模具技术不断的发展。本次塑
9、料模模具设计是为我们在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是: (1)综合运用本专业所学课程的理论和生产实践知识,进行一次塑料模具设计工作的实践练习,从而培养和提高学生独立工作的能力。巩固与扩充“塑料模具设计、塑料成型工艺学与模具设计”等课程所学的内容,掌握塑料模具设计的方法和步骤。掌握塑料模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等。(2)通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,基本掌握塑料模具设计的一般规律,培养独立分析问题和解决问题以及集体配合分析问题和解决问题的的能力。 (3)通
10、过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,进行塑料模具设计全面的基本技能训练,进一步增强塑料模具设计基本功,为毕业设计打下一个坚实、良好的实践基础。本说明书为塑料注射模具设计说明书,是根据老师所安排的课程设计任务书和塑料模具手册上的设计过程及相关工艺所编写的。本说明书的内容包括:目录、课程设计说明书、参考文献、相关图纸等。编写本说明书时,力求符合设计步骤,详细说明了塑料注射模具设计方法,以及各种参数的具体计算方法,如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计等等。本说明书在编写过程中,得到刘仿军老师、熊丽君老师和班上各位同学的大力支持、热情帮助以及耐心指导,在此聊表谢意。由于本人设计水
11、平有限,在设计过程中难免有疏漏、错误之处,敬请刘老师和熊老师批评指正。 22一、塑料成型工艺性分析1.1 塑料成型工艺性分析 图1-1 模具结构形式图该塑料是一塑料碗2,塑料餐具具有不易破碎、使用安全、质轻及成型容易等优点。餐具对所用塑料材料的性能要求有:耐热性好,可装耐热包装物,可耐蒸煮洗涤和消毒处理;耐化学腐蚀性好,可耐盛装物腐蚀,可耐洗涤剂侵蚀;表面硬度高,使用中不易划伤;色彩美观。该塑件是一个材料为聚丙烯(PP)的碗,塑件尺寸较小,因为不需要其他零件配合,故其精度等级不作要求。塑件壁厚属于薄壁塑件,聚丙烯(PP)成型时收缩大,成型性能好,易变形翘曲,尺寸稳定性好,柔软性好,有“铰链”特
12、性。可以注射成型。1.1.1PP塑料的特性PP的吸水率低,在水中浸泡一天,吸水率低于0.01%,因此加工前不必干燥处理。制品的表面硬度和刚性较高,并有良好的表面光泽,同时耐热性能良好,制品可耐100度热水煮沸。可在100120度下长期使用。PP为非极性类聚合物,电绝缘性优良;电性能受湿度、稳定温度和频率的影响小、耐电弧性好。有很高的耐化学腐蚀性,可耐处强氧化剂、浓硫酸剂及硝酸等以外的酸、碱、盐及大多数有机溶剂。1.1.2 PP的加工方法PP可用注塑、挤出及吹塑等方法成型加工。注塑:选用通用注塑机,浇口随制品质量增大而加大,原料选用熔体流动速率中等(MI为0.415)的树脂。制品的最小壁厚不得低
13、于0.4mm,当壁厚在2.3-3mm范围内时,极限流动长度与厚度比为250:1。模具的脱模斜度为。结果:塑件材料为聚丙烯(PP) 注射成型PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚的PP脆性大,因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的共聚物。共聚型的PP材料有较低的热扭曲温度、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化点温度为115。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。P
14、P的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好,但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不像PE那样在高温下仍具有抗氧化性。二、塑件分析2.1 型腔数量的确定该塑料精度要求不同,又是大批量生产,可以采用一模多腔的形式,考虑到模具制造费用,设备运转费用,初定为
15、一模两腔的模具形式。2.2 模具结构形式的确定上面分析可知,本模具采用一模两腔,单列直排,推杆推出,流道采用平衡式,浇口采用点浇口,采用双分型面,结构形式采用派生模具。2.3 注射成型工艺注射成型工艺包括成型前的准备、注塑过程和塑件的后处理三部分。2.4 注射机型号的选定(以体积为标准)2.4.1 注射量的确定塑料体积: 3塑料质量m为凝料为未知数,可按塑件质量的0.13倍来计算,上面分析的一模两腔,所以注射量2.4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算 流道凝料质量包括浇口和流道上凝料,在分型面上的投影面积A2,模具设计前为未知值,根据多腔统计分析,A2是每个塑件在分型面上投
16、影面积的0.2-0.5倍,因此可用0.35A1来进行计算,所以.式中,式中型腔压力P取20 MP,为锁模力。2.5 选用注射机 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值,可选用G54-S200式注射机表2-1 注射机参数4额定注射量/200喷嘴孔直径/4螺杆直径/55拉杆空间/290368注射压力/109注射方式螺杆式锁模力/2540定位孔直径/12.25最大开模行程/260动定模固定板尺寸/532634最大厚度/406喷嘴圆弧半径/18最小厚度/1652.6 注射机有关参数的校核2.6.1由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数式中:Fn为锁模力;A 为单个分型面上的投影;Aj是浇注系统在分型面
17、上的投影;P 为成型压力4。2.6.2 注射压力的校核塑料成型所需的注射成型压力是由塑料品种,注射机类型,喷嘴形式,塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。注射机的额定注射压力Pe109MPa;注射成型时所需的注射压力P25MPa;显然PeP,注射压力校核合格2.6.3 锁模力校核注射时塑料熔体进入型腔内仍然存在较大的压力,它会使模具从分型面胀料熔体的压力,锁紧模具保证塑件的质量,注射机必须提供足够的锁模力。因此,锁模力校核合格。其它安装尺寸校核要待模架选定,结构尺寸确定以后才可以确定。 2.6.4 最大注射量的校核其中
18、:m单个塑件的重量 ; 浇注系统凝量; 最大注射量 ; k利用系数,取0.8;式中:K注射机最大注射量系数,一般取0.8。螺杆式注射机是以体积(cm3)表示最大注射量。故,最大注射量校核合格三、分型面的选择和浇注系统的设计3.1 分型面位置的确定根据塑料结构形式,以及分型面的一般原则:(1)分型面应选择在塑料外形最大轮廓处;(2)分型面的选择应有利于塑件顺利脱模;(3)分型面的选择应保证塑料的尺寸精度和表面质量;(4)分型面的选择应有利于模具的加工;(5)分型面的选择应有利于排气。塑料碗的分型面选在上下表面,选用平直分型面。3.2 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
19、道。其作用是使塑料熔体平稳而有序的填充型腔,并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分,以获得组织紧密的塑件。对浇注系统进行设计时,一般应遵循以下的基本原则:(1)了解塑料的成型性能。了解被成型的塑料熔体的流动特性,温度,剪切速率对黏度的影响等十分重要,设计的浇注系统一定要适应于所有塑料原材料的成型性能,保证成型塑件的质量。(2)尽量避免或减少产生熔接痕。在选择浇口位置时,应注意避免熔接痕的产生。熔体流动时应尽量减少分流的次数,因为分流熔体的汇合之处必然会产生熔接痕。(3)有利于型腔中气体的排出。浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分,使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出,
20、避免因气阻产生凹陷等缺陷。(4)防止型芯的变形和嵌件的位移。浇注系统设计时应尽量避免塑料熔体直冲细小 型芯和嵌件,以防止熔体的冲击力是细小型芯变形和嵌件位移 。(5)尽量采用较短的流程充满型腔。对于较大的模具型腔,要求以较短的流程充满型腔,使塑料熔体的压力损失和热量损失减小到最低值,保证塑件的良好成型质量。(6)流动距离比的校核。对注射成型时流动距离比进行校核,这样可以避免型腔充填不足现象的发生。3.3 主流道的设计3.3.1 主流道尺寸根据4所选注射机,则主流道小端尺寸为:d=注射机喷嘴尺寸+(0.51)=4+1=5mm主流道球面半径为:SR=喷嘴球面半径+(12)=18+2=20mm3.3
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