塑料模具课程设计-罩盖模具设计毕业论文.docx

课 程 设 计

课程名称 塑料成型工艺与模具设计
题目名称 罩盖模具设计 　
学生学院 材料与能源学院
专业班级 材料成型及控制工程卓越2班
学 号 2
学生姓名 _　
指导教师

目录

一、 设计课题 3
二、 塑件成型工艺性分析 3
三、 拟定模具的结构形式 3
四、 注射机型号的确定 7
五、 成型零件的结构设计和计算 8
六、 成型零件的结构设计和计算 10
七、 排气槽的设计 11
八、 导向与定位结构的设计 11
九、 总装配图和零件图的绘制 11
十、 结 论 13
十一、 参考文献 13

一、 设计课题
罩盖，结构如图所示。大批量生产。材料ABS。

二、 塑件成型工艺性分析
2.1、塑件工艺分析
（1） 外形尺寸 该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太大，适合与注塑成型。
（2） 精度等级 公差要求等级较低，能够完成。
（3） 脱模斜度 ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小。
三、 拟定模具的结构形式
3.1、分型面为位置的确定

通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模却取出塑件的底平面上。如图：

圆柱形形芯包紧力的计算：
P=EST/R E=塑料弹性模量 S=塑件收缩率 T=壁厚 R=最大径向尺寸 经计算后模的包紧力比前模大，故塑件可以留在后模。
3.2、型腔数量和排列方式的确定
（1） 型腔数量的确定 该塑件为大批量生产，可采用一摸多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸，模具结构尺寸的大小关系，以及各种成本费用的关系，初步定位一摸两腔的结构形式。
（2） 型腔排列形式的确定 多腔模式尽量采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的位置对称。由于该设计采用的是一摸两腔的布置，故采用直线对称排比。如下图：

（3） 模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计属于一摸两腔，对称直线排列，采用推管推杆推出的结构形式。浇注系统设计时，流到采用对称平衡式，浇口采用潜伏式，开模时水口凝料与塑胶自动脱离。因此定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、由上综合分析可知，选用单分型面注射模。
3.3浇注系统的设计
1、主流道的设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，设计要点如下：
为使凝料能从其中顺利拔出，主流道通常设计成圆锥形，其锥角α=2°～4°，对于流动性较差的塑料可取α=3°～6°。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.8μm。在本设计中，考虑到所采用的材料ABS加工性能较好，所以取α=2°。

主流道长度：77.5mm.
主流道小端直径(主流道与注塑机料筒喷嘴接触的直径)：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~~0.1）mm=3.5mm
主流道大端直径：d`=d+2L主tanα≈7mm,式中α=2°
定位环高出面板H=11mm,其通孔直径50≤∅d≤80，∅d=70
浇口套球面半径：SR0=注射机的喷嘴球头直径+（1~2）mm=14mm

在保证塑料良好成型的前提下，主流道L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定，本设计采用的是L=77.5mm
由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此常将主流道加工成可拆卸的主流道衬套（浇口套），便于用优质钢材进行加工和热处理。本设计中采用的衬套材料为王牌钢，淬火50～55HRC。
2、分流道的设计
（1） 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽力减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。
（2）分流道的长度 由于分流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可尽量选小一点。单边分流道长度可取17.5mm.
(3) 分流道当量直径 D=3mm
(4) 分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形，梯形，U形等。本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大。
3、浇口的设计
浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。
本模具使用潜伏式浇口，虽然制造较麻烦，但开模时水口料可自动脱离塑件
四、 注射机型号的确定
（1） 注射量的计算 设计分析计算得
塑件体积：V塑=41.5cm³
塑件质量：m塑 =43.59g
（2） 浇注系统凝料的体积
V冷凝=3.217 cm³
选择注塑机 总质量V总= 86.25cm ³ 并结合式子 则有：V总/0.8=86.25/0.8=107.813cm ³。.
根据以上计算量，初步选定公称注射量160 cm ³，注射机型号SZ-160/100卧式注射机，详细参数下表：

表 SZ-160/100型注射机主要技术参数
理论注射量/ cm ³
160
移模行程/mm
325
螺杆柱塞直径/mm
40
最大模具厚度/mm
300
V注射压力/Mp
150
最小模具厚度/mm
200
注射速率/g.s-1
105
锁模形式
双曲肘
塑化能力/g.s-1
45
模具定位孔的直径/mm
125
螺杆转速/r.min-1
0~200
喷嘴球直径/mm
12
锁模力/km
1000
喷嘴口孔径/mm
3
拉杆内间距/mm
345x345

（3） 注射机的相关参数的校核
注射压力校核 查表可知，HIPS所需要的注射压力为30Mpa,这里取p0=30Mp,该注射机的公称注射压力P公150Mpa,注射压力安全系数k1=1.25∽1.4，这里取k1=1.3,则：
k1 p0<p公，所以，注射机注射压力合格。
锁摸力校核
塑件与水口凝料在分型面上的投影面积A总为6256.41mm ²
模具型腔内的胀力F胀=k* A总*300/1000=215KN<F锁=1000KN,所以注射机锁模力合格。(k=1.1~1.2)
五、 成型零件的结构设计和计算
1、零件的结构设计
（1） 凹模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计采用整体嵌入式。
（2） 凸模结构设计 凸模是成型塑件的内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种。通过分析知，该塑件有三个，一个是成型零件的内表面的大型芯，设在动模部分；另外两个个是成型零件的中心轴孔内表面的小型芯，设计时将其设在动模部分，如图所示：

成型尺寸采用简化计算法：Dm=D(1+S)
Dm=模具成型尺寸。D=塑件基本尺寸
成型尺寸公差取IT6~IT8级。 查表1-10，IT6制造公差为19um。
六、 成型零件的结构设计和计算
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的平面尺寸为115mmX271mm,又考虑凹模壁厚，导柱，导套的布置等。选用模架序号为2330
各板的尺寸如图所示：

模具各尺寸的校核
1）模具平面尺寸230mm×300mm<345mm×345mm，校核合格。
2）模具高度尺寸301mm,200mm<301mm<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=85∽90mm<325mm(开模行程)校验合格。
七、 排气槽的设计

该塑件由于采用潜伏式进料，熔体经过塑件下方的台阶及中间的肋板充满型腔，顶部有一个Φ60mm大型芯，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，底面的气体会产生推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出！
八、 导向与定位结构的设计
注射模的导向机构用于动定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是利用导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。

九、 总装配图和零件图的绘制

十、 结 论

本模具结构方案解决了成型零件、合模导向机构、推出机构、排气系统、冷却系统等的设计，满足了生产该产品的质量要求和工艺要求。本模具设计从经济、效率综合进行考虑，其结构设计简单，采用了标准模架，降低了成本，缩短模具生产制造周期，节省了产品推向市场的时间，提高了经济效益。但在设计过程中，对浇注系统和模温控制还是主要依据经验分析。
十一、 参考文献
注塑模具设计实用手册（化学工业出版社）
塑料成型模具设计（国防工业出版社）

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