錐形塑料杯模具設(shè)計課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………………………… 2</p><p>　　1、塑件成型工藝性分析 …………………………………………………… 2</p><p><b>　　2、分型面的確定</b></p><p>

2、　　3、型腔數(shù)量及模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　4、注射機型號的選定</p><p>　　二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ……………………………………………………………… 4</p><p><b>　　1、主澆道設(shè)計</b></p><p>　　三、成型零件的設(shè)計 ……………………………………………………………… 6&l

3、t;/p><p>　　1、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2、成型零件工作尺寸的計算</p><p>　　3、成型零件強度及支撐板厚度計算</p><p>　　四、模架的確定 …………………………………………………………………… 8</p><p>　　五、排氣槽的設(shè)計 …………………………………………………………

4、……… 9</p><p>　　六、脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 ………………………………………………………… 9</p><p><b>　　1、脫模力的計算</b></p><p>　　2、推件板的尺寸計算</p><p><b>　　3、推桿的選擇</b></p><p>　　七

5、、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 …………………………………………………………… 10</p><p><b>　　1、帶頭導(dǎo)柱的選用</b></p><p><b>　　帶頭導(dǎo)套的選用</b></p><p>　　八、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ……………………………………………………………… 12</p><p>　　九

6、、參考文獻 …………………………………………………………………… 14</p><p>　　一、 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　1、塑件成型工藝性分析</p><p>　　該塑件是一個錐形塑料杯，如下圖所示，塑件壁厚屬于薄壁塑件，材料為聚丙烯（PP)，成型工藝性很好，可以注射成型。</p><p><b>　　2、分型面

7、的確定</b></p><p>　　根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選擇在杯口所在的平面。</p><p>　　3、型腔數(shù)量及模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　由于塑件為薄壁塑件，并且尺寸較大，所以選用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，采用直澆口，這樣可以防止薄壁塑件出現(xiàn)裂紋。</p><p>　　4、注射機型號的選定</p>&l

8、t;p><b>　　1） 注射量的計算</b></p><p>　　通過Pro/E建模分析，塑件體積V1為34.882mm3</p><p>　　塑件質(zhì)量 取0.905 </p><p>　　流道凝料的質(zhì)量 </p><p>　　注射量 </p&g

9、t;<p>　　塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算</p><p>　　塑件在分型面上的投影面積 </p><p>　　流道凝料在分型面上的投影面積 </p><p>　　所以 </p><p>　　所需鎖模力

10、</p><p>　　式中型腔壓力查表取25。</p><p><b>　　選擇注射機 </b></p><p>　　根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，可選SZ-500/200臥式注射機。主要技術(shù)參數(shù)見下表。</p><p>　　SZ-500/200臥式注射機主要技術(shù)參數(shù)</p><p>

11、　?。?）注射機有關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　?。?）由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n</p><p><b>　　型腔數(shù)校核合格。</b></p><p>　　式中 ｋ—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一半取0.8；</p><p>　?。汀⑸錂C的額定塑化量（110）</p><p>　

12、　ｔ—成型周期，取30ｓ。</p><p><b>　　注射壓力的校核</b></p><p>　　而，注射壓力校核合格。</p><p>　　式中 —注射壓力安全系數(shù)，取1.3</p><p>　　=，據(jù)塑件形狀，壁厚，材料流動性，選=。</p><p><b>　　鎖模力校核<

13、;/b></p><p>　　，而。鎖模力校核合格。</p><p><b>　　二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井所組成。由課程設(shè)計任務(wù)，我們選擇直澆口澆注。取分型面在水杯口處，澆口在水杯底部。為了水杯美觀，這里不設(shè)計冷料井。一般而言，主流道即可作為直澆口使用，主流道是一端與注射機噴嘴

14、相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。</p><p><b>　　1、主澆道設(shè)計</b></p><p>　　1）根據(jù)所選注射劑，則主流道小端尺寸為</p><p><b>　　=注射機噴嘴尺寸+</b></p><p><b>　　主流道

15、球面半徑為</b></p><p>　　SR=噴嘴球面直徑+（1~2)=20+2=22mm</p><p><b>　　主流道錐角取 </b></p><p>　　2）主流道尺襯套形式</p><p>　　本設(shè)計為小型模具，為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計成分體式，主流道長度取。襯套如下

16、圖所示，材料采用鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC~57HRC。</p><p>　　其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如下圖</p><p><b>　　主流道凝料體積流量</b></p><p><b>　　主流道剪切速率校核</b></p><p>　　由經(jīng)驗公式 </p><

17、;p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　三、成型零件的設(shè)計</b></p><p>　　1、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　凹模</b></p><p>　　選用整體嵌入式的凹模結(jié)構(gòu)，使用凸肩墊板法進行固定。選用的凹模模具鋼為SM

18、1。</p><p><b>　　2） 型芯</b></p><p>　　由于塑件的型芯尺寸較大，所以型芯內(nèi)需要冷卻系統(tǒng)。要在型芯內(nèi)部添加一個小型芯，以便于添加泠卻系統(tǒng)。所以采用鑲拼組合式凸模。選用的型芯模具鋼為SM1。</p><p>　　2、成型零件工作尺寸的計算</p><p><b>　　型腔徑向尺寸&

19、lt;/b></p><p>　　式中 s —塑件平均收縮率</p><p>　　—塑件外徑尺寸 （）</p><p>　　x —修正系數(shù)（0.5~0.75）取0.6.</p><p>　　—塑件公差值（查塑件公差表，取0.6）</p><p><b>　　—制造公差，(取）</b>&l

20、t;/p><p><b>　　型芯徑向尺寸</b></p><p>　　式中 s —塑件平均收縮率</p><p>　　—塑件外徑尺寸 （）</p><p>　　x —修正系數(shù)（0.5~0.75）取0.6.</p><p>　　—塑件公差值（=0.15）</p><p>&

21、lt;b>　　—制造公差，(?。?lt;/b></p><p><b>　　型腔深度尺寸</b></p><p>　　式中 s —塑件平均收縮率</p><p>　　—塑件高度最大尺寸 （）</p><p>　　x —修正系數(shù)（0.5~0.65）取0.6.</p><p>　　—塑

22、件公差值（查塑件公差表，取0.6）</p><p><b>　　—制造公差，(?。?lt;/b></p><p><b>　　型芯高度尺寸</b></p><p>　　式中 s —塑件平均收縮率</p><p>　　—塑件高度最大尺寸 （）</p><p>　　x —修正系數(shù)（

23、0.5~0.65）取0.6.</p><p>　　—塑件公差值（查塑件公差表，取0.6）</p><p><b>　　—制造公差，(取）</b></p><p>　　3、成型零件強度及支撐板厚度計算</p><p>　　1）型腔側(cè)壁厚度（按組合式計算）</p><p>　　從剛度的觀點出發(fā)，型腔最

24、小壁厚為</p><p>　　式中 p—型腔壓力（取25）</p><p>　　—材料彈性模量 （取）</p><p>　　—模具允許量（取0.03）</p><p><b>　　r—型腔內(nèi)徑</b></p><p>　　從強度的觀點出發(fā)，型腔最小壁厚為</p><p>

25、;　　式中 —模具材料的許用壓力（取300）</p><p>　　p—型腔壓力（取25）</p><p><b>　　2）模腔底板厚</b></p><p>　　從剛度的觀點出發(fā)，型腔最小壁厚為</p><p>　　從強度的觀點出發(fā)，型腔最小壁厚為</p><p><b>　　四、模

26、架的確定</b></p><p>　　由設(shè)計要求，為一模一腔直澆口推件板—頂桿組合推出，選擇直澆口A4型模架。</p><p>　　根據(jù)塑料制品尺寸，有：</p><p>　　模架長度 L >塑件最大長度+型腔側(cè)壁厚</p><p>　　墊塊高度 C > H4+ H5+ 塑件高度</p><p>

27、;　　根據(jù)經(jīng)驗取型腔側(cè)壁厚為10mm，代入數(shù)據(jù)得到：</p><p>　　L > 80 +10=90mm</p><p>　　C > H4 + H5 +70</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)查得基本型模架組合尺寸選用500×500 A4系列模架。</p><p>　　選定模板厚度：A=100mm</p>

28、<p>　　動模板厚度：B=40mm</p><p>　　墊塊厚度：C=160mm</p><p><b>　　模具厚度</b></p><p>　　H模=2H1 +H2+S +A+B+C=2×40+63+40+100+40+160=483mm<500mm</p><p><b>　

29、　合格</b></p><p>　　即模具外形尺寸：500×500×483mm</p><p>　　即所選模架為 A4 500×500-80× 40×130 </p><p>　　定模座板40mm,定模扳100mm, 推件板厚40mm,動模扳厚40mm,動模墊板厚63mm,墊塊高160mm,動模座板厚4

30、0mm,推桿固定板厚25mm,推板厚40mm.</p><p><b>　　五、排氣槽的設(shè)計</b></p><p>　　排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量

31、不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內(nèi)的排氣是充分的。</p><p>　　適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零

32、部件的配合間隙及分型面自然排氣。</p><p>　　六、脫模推出機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　由于本模具是薄壁塑件，并且尺寸較大，只使用推桿推出有可能破壞塑件。 所以采用推件板—推桿聯(lián)合推出機構(gòu)。</p><p><b>　　1、脫模力的計算</b></p><p>　　式中 —塑件平均壁厚</p>

33、<p>　　—塑料彈性模量 （?。?lt;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　l—塑件對型芯的包容長度，為209mm。 </p><p>　　—模具型芯的脫模斜度，為。</p><p>　　—塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，常取為0.1~0.25，取0.15。</p><

34、;p>　　—塑料的泊松比，取為0.46.</p><p><b>　　—</b></p><p>　　2、推件板的尺寸計算</p><p>　　推件板厚度為： </p><p>　　式中 F—最大脫模力</p><p>　　—隨R/r選取，R=6mm,r=5mm.取0.753.<

35、/p><p>　　—模具材料的許用壓力（取300） </p><p>　　根據(jù)所選模架可知推件板厚40mm,滿足要求厚度要求。</p><p>　　L=墊塊高-推板厚+動模墊板厚+動模板=160-40+63+40=223</p><p><b>　　推件板推桿的尺寸：</b></p><p><

36、;b>　　3、推桿的選擇：</b></p><p>　　由于推件板承受多數(shù)的脫模力，推桿的受力較小。選擇的推桿。</p><p>　　L=墊塊高-推板厚+動模墊板厚+動模板+推件板+塑件高度</p><p>　　=160-40+63+40+40+80=343mm</p><p>　　尺寸如下圖

37、 </p><p><b>　　七、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　導(dǎo)向機構(gòu)能在注塑過程中和模具中起到定位作用，導(dǎo)向作用，承受沖模過程中一定的側(cè)向壓力，承受模具本身重量的作用。</p><p>　　一般而言，導(dǎo)柱前端應(yīng)倒圓角、半球形或做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套。導(dǎo)柱表面有多個環(huán)形油槽，用于儲存

38、潤滑油，減小導(dǎo)柱和導(dǎo)套表面的摩擦力。</p><p><b>　　1、帶頭導(dǎo)柱的選用</b></p><p>　　根據(jù)GB/T 4169.4-2006 塑料注射模零件 第4部分：帶頭導(dǎo)柱示意圖如下：</p><p><b>　　帶頭導(dǎo)柱規(guī)格示意圖</b></p><p>　　由標準模架知 L=175

39、mm，D1=45mm，D=40mm，h=10mm,L1=40mm</p><p><b>　　材料：T10A</b></p><p>　　帶頭導(dǎo)柱 4017540 GB/T 4169.4-1984 4根</p><p><b>　　2、帶頭導(dǎo)套的選用</b></p><p>　　導(dǎo)套與導(dǎo)柱一起

40、構(gòu)成了導(dǎo)向系統(tǒng)，使導(dǎo)向系統(tǒng)具有在模具中不可缺少的作用。</p><p>　　為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排除孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，倒空必須做成盲孔時，可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。</p><p>　　根據(jù)GB/T 4169.5-1984：帶頭導(dǎo)套示意圖如下：</p><p><b>　　

41、帶頭導(dǎo)套規(guī)格示意圖</b></p><p>　　D=40mm；D1=55mm；D2=61mm；D3=41mm；L=140mm；h=10mm；R=4mm</p><p><b>　　材料：T10A</b></p><p>　　帶頭導(dǎo)套 40140 GB/T 4169.5-1984 4根</p><p>&

42、lt;b>　　八、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</b></p><p><b>　　模具溫度設(shè)為40.</b></p><p><b>　　冷卻水的體積流量</b></p><p>　　式中 W—單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（），按每分鐘 </p><p><b>　　

43、2次，即；</b></p><p>　　—單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量，PP為；</p><p>　　—冷卻水的密度（）。 </p><p>　　—冷卻水的比熱容（）。</p><p>　　—冷卻水出口溫度（26.5）。</p><p>　　—冷卻水入口溫度（25）。 </p>&

44、lt;p><b>　　2、冷卻管道直徑</b></p><p>　　為使冷卻水處于湍急狀態(tài)，查表取d=10mm。</p><p>　　3、冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p><b>　　由式 </b></p><p>　　大于最低流速1.32m/s，達到湍流狀態(tài)，所選管道直徑合理。&

45、lt;/p><p>　　4、冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)</p><p>　　查表取f=7.22(水溫為30時)，</p><p><b>　　因此 </b></p><p>　　5、冷卻管道的總傳熱面積</p><p>　　模具上映開設(shè)冷卻水孔數(shù)</p><p&

46、gt;<b>　　澆注系統(tǒng)示意圖</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、伍先明等，塑料模具設(shè)計指導(dǎo)。北京：國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　2、齊曉杰主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計，北京：機械工藝出版社，2006</p><p>　　3、王孝培主編，