模具課程設(shè)計(jì)--家用洗菜筐的注塑模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 高分子材料與工程 </p><p>　　題 目：

2、 家用洗菜筐的注塑模具設(shè)計(jì) </p><p>　　2012年12月17日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………….1

3、</p><p>　　2.目錄……………………………………………………………….4</p><p>　　3.塑件分析………………………………………………………….5</p><p>　　4.塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)……………………………….7</p><p>　　5設(shè)備的選擇……………………………………………………….8</p>

4、;<p>　　6澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………….10</p><p>　　7.成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………….11</p><p>　　8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………….15</p><p>　　9側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………….17</p><

5、p>　　10合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………… ..20</p><p>　　11.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………...22</p><p>　　12.設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………...26</p><p>　　參考資料……………………………………………………………26</p><p

6、><b>　　3.塑件分析</b></p><p><b>　　3.1塑件形狀</b></p><p>　　如下圖所示，該制件為家用塑料洗菜筐，使用材料為PP。</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p><b>　　技術(shù)要求：</b&g

7、t;</p><p>　　塑件斜度：4°（因邊壁上有空，需要增大）</p><p><b>　　塑件厚度：2㎜</b></p><p><b>　　塑件圓角：1㎜</b></p><p><b>　　單位：㎜</b></p><p><b

8、>　　3.2 總裝圖</b></p><p>　　如下圖所示，為家用洗菜筐的注塑模，采用直接澆口，兩個(gè)分型面分型，開模時(shí)先完成側(cè)抽芯，然后用推板推出塑件，具體設(shè)計(jì)思路及零件結(jié)構(gòu)在后面介紹。</p><p><b>　　圖3.2</b></p><p>　　4.塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)</p><p>

9、;　　PP的材料名稱是聚丙烯（百折膠）。百折膠質(zhì)輕，可浮于水，它具有高的結(jié)晶度，高耐磨性，高溫沖擊性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，衛(wèi)生性能好，無(wú)毒，耐熱性高，可在100攝氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲勞性能?？蓱?yīng)用于微波爐、餐具、盆、塑料桶、保溫瓶外殼、編織袋等生活用品，也可用于法蘭，齒輪，接頭，把手等工業(yè)元件。PP的最大缺點(diǎn)就是容易氧化老化?？捎锰砑涌寡趸瘎┡c紫外光吸收劑等加以克服。</p><p>　　收縮率：1.0

10、～2.5% 熔融溫度：230～275 成型溫度：15～65度</p><p>　　比重：0.902～0.906 成型壓力：100～130Mpa 流比長(zhǎng)：100～200</p><p>　　結(jié)晶性：半結(jié)晶性 射速：高速注射 </p><p><b>　　5設(shè)備的選擇</b></p><p>　　

11、5.1注塑量的計(jì)算:</p><p>　　5.1.1塑件體積：</p><p>　　V塑=2160=197.192</p><p><b>　　塑件質(zhì)量= =g</b></p><p>　　5.1.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算：</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇凝料體積為塑件體積的0.2~1倍來(lái)估

12、算，由于本次塑件簡(jiǎn)單，采用直接澆口，因此選擇V凝=0.3V塑來(lái)估算：</p><p>　　V總=V塑+V凝==256.35立方厘米</p><p><b>　　5.2選擇注塑機(jī)：</b></p><p>　　由于V=V總/0.8=320.4立方厘米，且塑件較大，模具較厚，故選擇型號(hào)為SZ-1250/4000臥式注塑機(jī)，其參數(shù)如下：</p&

13、gt;<p><b>　　表5.1</b></p><p>　　5.3 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核:</p><p>　　5.3.1 鎖模力校核</p><p>　　塑件在分型面上的投影面積A塑=R=；</p><p>　　鎖模力F=PikA=kN<F=4000 kN,符合。</p><

14、p>　　5.3.2開模行程的校核</p><p>　　對(duì)于雙分型面注塑模按下式校核：SH1+H2+a+5~10(mm)</p><p>　　其中：H1—型芯高度；</p><p>　　H2—塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)；</p><p>　　a— 完成側(cè)抽芯移動(dòng)的豎直距離。</p><p>　　S=113+120+

15、100+50=383mm<750mm,符合</p><p>　　6.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　6.1主流道的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖6.1</b></p><p><b>　　6.2澆口設(shè)計(jì)</b></p><p

16、>　　由于塑件較大且構(gòu)造簡(jiǎn)單，采用直接澆口，故不需要拉料桿，如下所示：</p><p><b>　　圖6.2</b></p><p>　　6.3．流動(dòng)比計(jì)算:</p><p>　　流動(dòng)比= 在流動(dòng)比的范圍內(nèi)，符合。</p><p>　　7.成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　7.1

17、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　圖7.1</b></p><p><b>　　其俯視圖如下所示：</b></p><p><b>　　圖7.2</b></p><p><b>　　7.2凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

18、t;<b>　　圖7.3</b></p><p><b>　　圖7.4</b></p><p>　　7.3成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　7.3.1型腔徑向尺寸</p><p>　　(1)PP的平均收縮率Scp=(Smax+Smin)/2=（1.0%+3.0%）/2=2%</p&g

19、t;<p>　　(2)制件名義尺寸Ls=300mm,其允許公差值2.2mm(等級(jí)6)</p><p>　　(3)型腔名義尺寸:………………………（7.3.1）</p><p>　　根據(jù);,得LM==301.35</p><p>　　(4)標(biāo)注上制造偏差后為：</p><p>　　7.3.2型芯徑向尺寸：</p>&

20、lt;p><b>　　根據(jù)：</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù) 得：LM=</p><p>　　7.3.3 型腔深度尺寸</p><p>　　制件高度名義尺寸Hs=115mm,負(fù)偏差。</p><p>　　制件尺寸公差mm(等級(jí)6，見手冊(cè)2-7,2-8)</p><p>　　型腔深度名義

21、尺寸HM為最小尺寸，正偏差，則：</p><p>　　………………………….（7.3.3）</p><p>　　令,并略去最后一項(xiàng)，得：</p><p>　　標(biāo)注制造公差后，得：</p><p>　　7.3.4型芯高度尺寸:</p><p><b>　　由上述可知：</b></p>

22、<p>　　………（7.3.4）</p><p>　　注意：由于塑件成型采用單型腔，所以不需要計(jì)算中心距尺寸。</p><p>　　7.3.5圓形組合型腔側(cè)壁厚度計(jì)算：</p><p><b>　　按強(qiáng)度條件計(jì)算:</b></p><p>　　……………….（7.3.5）</p><p>

23、;　　所以側(cè)壁厚度取44mm</p><p>　　7.3.6底板厚度計(jì)算：</p><p>　　由于內(nèi)半徑r=80mm>67mm，用剛度計(jì)算：</p><p>　　…………………..（7.3.6）</p><p>　　所以底板厚度為52mm.</p><p>　　7.3.7排氣槽的設(shè)計(jì)</p>&l

24、t;p>　　由于塑件尺寸較大，而且邊壁有空，分型面在面積最大的位置，可不設(shè)排氣槽。</p><p><b>　　8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　8.1脫模力的計(jì)算:（帶錐度的圓筒形塑件）</p><p>　　8.1.1正壓力計(jì)算：</p><p>　　本制品壁厚與直徑之比小于1/20,用下式計(jì)算：&l

25、t;/p><p>　　…………………………………………………..……..（8.1.1）</p><p>　　式中： E—塑件拉伸彈性模量，取。</p><p>　　—塑料收縮率，取2%。</p><p>　　t—壁厚，取2mm.</p><p>　　—塑料泊松比，取0.43</p><p>　　r

26、—型芯半徑，取150mm.</p><p>　　—塑件斜度，取4°。</p><p>　　8.1.2總壓力計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)下式計(jì)算：</b></p><p>　　……………………………….（8.1.2）</p><p>　　式中：l—制品型芯總長(zhǎng)，取113mm.&l

27、t;/p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　8.1.3脫模力計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)下式計(jì)算：</b></p><p>　　………………………………………..（8.1.3）</p><p>　　式中：f—摩擦因素，取0.5,；</p>

28、;<p>　　垂直于抽芯方向型芯的投影面積，</p><p><b>　　所以,</b></p><p>　　選用注射機(jī)的鎖模力為4000Kn,符合要求。</p><p>　　8.2脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用推板脫模，如下所示：</p><p><b>

29、　　圖8.1</b></p><p><b>　　9側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　9.1抽拔距S</b></p><p><b>　　根據(jù)下式計(jì)算：</b></p><p>　　S=S1+2~3=2+3=5mm ……………………………………

30、………………..（9.1）</p><p>　　S1—側(cè)孔深度，為2mm.</p><p><b>　　9.2側(cè)向抽拔力</b></p><p><b>　　根據(jù)下式計(jì)算：</b></p><p>　　…………………………………………………...（9.2）</p><p>　

31、　式中：L—側(cè)抽芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)，取L=</p><p>　　H—側(cè)成型部分的高度，取60mm;</p><p>　　P—塑件對(duì)型芯的包緊力，取10MPa（模內(nèi)冷卻）</p><p>　　—摩擦系數(shù)，取0.5；</p><p>　　—側(cè)型芯脫模斜度，取0.5°</p><p><b>　　所

32、以，</b></p><p><b>　　9.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　9.3.1作用在斜導(dǎo)柱上的彎曲力為：</p><p>　　……………………………………………….（9.3.1）</p><p>　　式中：F—側(cè)向抽拔力，由前知為18.53kN；</p><p>　　

33、f—鋼材之間的摩擦系數(shù)，取0.15；</p><p>　　—斜導(dǎo)柱的傾斜角，取20°。</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　9.3.2圓形截面斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算：</p><p>　　……………………………………………………….............（9.3.2）</p>

34、<p>　　式中：—材料許用應(yīng)力，取600MPa;</p><p>　　—斜導(dǎo)柱有效長(zhǎng)度，為</p><p>　　所以，d=23.8mm</p><p>　　9.3.3斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度:</p><p>　　由上面可知，d=25mm,D=30mm,h=40mm</p><p>　　所以，………………………………

35、.（9.3.3）</p><p>　　9.3.4最小開模行程的計(jì)算：</p><p>　　………………..……………（9.3.4）</p><p>　　開模行程為750mm>75.2mm,所以注塑機(jī)選擇合適。</p><p>　　9.3.5斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如下：</p><p><b>　　圖9.1</

36、b></p><p>　　整體配合如下圖所示：采用斜導(dǎo)柱和滑塊都在定模一邊，中間增加一塊板來(lái)形成斜導(dǎo)柱和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以順利完成側(cè)抽芯。</p><p><b>　　圖9.2</b></p><p>　　10合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　10.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</b></

37、p><p>　　d=25mm;且d1(f7)</p><p>　　d1=d2=d3=35mm,且d1(k6),d2(c7),d3(f7);</p><p>　　D= L1= L=</p><p><b>　　S=</b></p><p><b>　　圖10.1</b></

38、p><p>　　10.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)：</p><p>　　d=25mm;且d1(f7)</p><p>　　d1=d2=d3=35mm,且d1(k6),d2(c7),d3(f7);</p><p>　　D= L1= L=25</p><p>　　S= R=1.5</p><p><b&g

39、t;　　圖10.2</b></p><p>　　10.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合：</p><p>　　11.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　11.1冷卻時(shí)間的計(jì)算：</p><p>　　ln[]…………………………………………………（11.1）</p><p>　　式中：S—制品厚度，取2mm；&l

40、t;/p><p>　　—塑件脫模時(shí)平均溫度，取60℃；</p><p>　　—模具型腔壁溫度，取40℃；</p><p>　　—塑料注塑溫度，取250℃；</p><p>　　—塑料熱擴(kuò)散系數(shù)，取0.67/s</p><p>　　所以，ln[]=11.3s</p><p>　　N=1/t0.75=0

41、.06</p><p>　　11.2計(jì)算單位產(chǎn)量（kg/h）需用冷卻水散失的熱量</p><p>　　…………………………（11.2）</p><p>　　式中：—單位質(zhì)量塑料從沖模到脫模的焓變，取；</p><p>　　C— 塑料的平均比熱容，取℃；</p><p>　　—塑料熔體的沖模溫度和塑件的脫模溫度，分別取2

42、50℃，60℃；</p><p>　　q : 結(jié)晶型塑料的單位質(zhì)量的結(jié)晶潛熱，取</p><p>　　m— 每次注射的塑料及熔體質(zhì)量，取233g;</p><p>　　n— 單位時(shí)間內(nèi)的注射次數(shù)，取0.06次/s</p><p>　　k—靠傳熱介質(zhì)傳導(dǎo)散失的熱量比例系數(shù)，取0.95。</p><p><b&g

43、t;　　所以，j/s</b></p><p>　　11.3計(jì)算單位產(chǎn)量所需冷卻水的體積流量v（）</p><p>　　………………………………………………………（11.3）</p><p>　　式中： —水的平均比熱容，取</p><p><b>　　—冷卻水的密度，取</b></p><

44、p>　　—冷卻水出口，入口溫度差，取5℃</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　11.4根據(jù)冷卻水的體積流量</p><p>　　確定冷卻水道直徑為12mm,Vmin=1.10m/s.</p><p>　　11.5求冷卻水道內(nèi)的流速</p><p>　　V==1.1

45、0m/s……………………………………………………………（11.5）</p><p>　　11.6求冷卻水道壁與冷卻水間的傳熱系數(shù)</p><p>　　……………………………… （11.6）</p><p>　　式中;—與水溫有關(guān)的物理參數(shù)，取7.95。</p><p>　　11.7計(jì)算冷卻水道總傳面積:</p><p>

46、;　　………………………………………….（11.7）</p><p>　　11.8求冷卻水道總長(zhǎng)度L:</p><p>　　L=………………………………………………...（11.8）</p><p>　　11.9求冷卻水道數(shù)目：</p><p>　　…………………………………………………………………..（11.9）</p>&l

47、t;p>　　11.10冷卻水流動(dòng)狀態(tài)—Re的校核;</p><p>　　符合…………………………..（11.10）</p><p>　　11.11冷卻水道的出入口溫度校核;</p><p>　　℃……………………………………………（11.11）</p><p>　　11.12凸模冷卻水路結(jié)構(gòu)形式</p><p>

48、<b>　　圖11.1</b></p><p>　　11.13凹模冷卻水路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖11.2</b></p><p><b>　　12.設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更

49、大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。隨著高分子材料的不斷發(fā)展，塑料模具也在飛速發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)與制造制約著高分子材料的發(fā)展前景。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我初步掌握了模具設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的注塑模具，此次模具課程設(shè)計(jì)是對(duì)前一段時(shí)間學(xué)習(xí)的集中訓(xùn)練，從設(shè)計(jì)塑件到C

50、AD出圖，經(jīng)歷很多挫折，查閱了很多資料，終于在兩周之內(nèi)完成了課程設(shè)計(jì)，期間學(xué)到了很多知識(shí)，尤其是CAD軟件的學(xué)習(xí)，以前雖然接觸過(guò)，但想繪制一幅完整的稍微復(fù)雜的圖，總覺得不可思議，現(xiàn)在我親自完成繪圖，收獲真的很多，非常感謝李老師的指導(dǎo)。模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作，需要廣泛的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的業(yè)務(wù)知識(shí)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅對(duì)專業(yè)理論知識(shí)有了深入的理解，更對(duì)模具設(shè)計(jì)者感到由衷的敬佩，更加激發(fā)了我對(duì)模具設(shè)計(jì)的興趣。</p>&l

51、t;p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1.申開智.塑料成型模具.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003</p><p>　　2.宋玉恒.塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：航空工業(yè)出版社，1995</p><p>　　3.H.蓋斯特羅.注射模設(shè)計(jì)108例.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002</p><p>　

52、　4.賈潤(rùn)禮.實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000</p><p>　　5.李虹. 工程制圖.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007</p><p>　　6.鄧明. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　7楊占堯. 塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008</p><p>　　8.