六角形塑料盖注塑模具设计.docx

课程设计六角形塑料盖注塑模具设计说明书专业：xxxxxxxx班级学号：XXXX-XX学生姓名：XXX指导教师：XXX0×X年六本次课程设计的选定题目为六角形塑料盖注塑模具设计，本次设计以市面上常见的六角形塑料盖为对象来分析设计塑料模具，在电脑软件技术的辅助下，完成产品的绘制和一整套注射模具的设计优化历程。具体内容包含三维图、二维图以及说明书三个部分。首先对六角形塑料盖的结构分析选择的材料进行剖析；选择合适的注射机器；制定恰当的模具方案。其次在UG软件的帮助下完成整套模具的型芯型腔、顶出系统、冷却方式以及模架的设计，在这个过程中要充分思考模具的合理性以及难易程度，尽可能减短生产周期，控制好生产维护的成本，确保得到的产品在工艺质量方面的可靠性，使得模具的尺寸精度准确。随后使用AutoCAD将模具转化成合理规范的二维图纸，最后在说明书部分将设计过程和理念进行总结归纳，顺利完成本次课程设计。关键词：材料；注射机；顶出；冷却第1章产品工艺分析-1-1.1产品尺寸结构分析-1-1.2产品材料分析-1-1.3脱模斜度-2-1.4壁厚-2-1. 5尺寸精度的选择-2-第2章初选注塑机-3-1.1 塑件体积和重量计算-3-2. 2初选注射机-3-第3章成型方案确定-5-3. 1分型面-5-4. 2型腔确定-6-第4章浇注系统的设计-7-4.1 主流道设计-7-5. 2分流道设计-8-1. 3浇口的设计-8-2. 4冷料穴的设计-9-4. 5排气设计-10-第5章成型零件的设计-11-4.1 成型零件具备的性能-11-5. 2成型零件的结构-11-6. 3成型零件的工作尺寸计算-12-第6章模架的设计-15-6.1 模架的选择-15-6.2 模板的尺寸设计-15-第7章其他系统的设计-18-7.1 导向机构的设计-18-7.2 脱模机构的设计-19-7.3 3冷却系统-20-1.1 4复位机构设计-20-第8章注塑机的校核-21-1.2 1最大注射量的校核-21-1.3 开模行程的校核-21-1.4 锁模力的校核-21-1.5 注射压力的校核-22-第9章结论-23-"WJ25第1章产品工艺分析1.1 产品尺寸结构分析图1-1零件图六角形塑料盖产品最大外轮廓为IlOmm,高度为6.4mm。通过对六角形塑料盖的分析可知，产品结构并不复杂，内部存在一处圆孔结构。需求量大，外观质量要求不高，是工厂里比较简单实用，常见的壳体结构。在设计时注重模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目。1.2 产品材料分析根据课题产品为六角形塑料盖，很少去承受较大的外力的作用；该产品一般是在室温的条件下去工作的，考虑到能直接接触电子元件，所以在选择材料时，它所要求的条件必须符合标准；作为一种日常用品在材料的选择时要综合各种因素此外，塑料都会老化；必须考虑减慢老化的速度。所以综合考虑下选择的是PP这种材料。PP材料具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点。作为一种常用的材料，PP材料具有得天独厚的优势，由于其无毒、质轻、耐压、耐腐蚀，正在成为一种推广的材料,PP材料的接口采用热熔技术，零件之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，不会像铝塑材料一样存在时间长了老化现象，且PP材料号称是永不生锈、永不渗漏的绿色高级材料。PP也有下面显著的优点存在：1、质量轻20时密度为0.90gcm3,重量仅为钢材的九分之一，紫铜材料的十分之一，重量轻，大大降低施工强度。2、耐腐蚀性能非极性材料，对水中的所有离子和建筑物的化学物质均不起化学作用，不会生锈和腐蚀。3、耐热性能好PP材料的维卡软化点131.5C。最高工作温度可达95,可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。4、无毒、卫生PP的原料分子只有碳、氢元素，没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可用于纯净饮用水系统。5、保温节能PP材料导热系数为0.21wmk,仅为钢材的1/200。6、使用寿命长PP材料在工作温度70,工作压力(PN)LOMPa条件下，使用寿命可达50年以上；常温下(20)使用寿命可达100年以上。1.3 脱模斜度塑料制件在冷却后收缩会使塑件紧紧包住模具型腔中的凸起部分或型芯，为了使制件能够顺利的从型芯或型腔凸起的部分取出，并防止脱模时照成塑件的损坏，因此塑件具有足够的脱模斜度的地方在塑件的内外表面的脱模方向，六角形塑料盖将设计成外边拔模1.0°,并设计复合的推出机构将其推出，所以内部较小面脱膜斜度将不是那么重要。1.4 壁厚塑件厚度要尽可能均匀,不均匀壁厚的塑件在硬化的过程中会收缩率不均匀,塑件冷却后将会在内部产生内应力,使塑件产生各种缺陷，列如缩孔、翘曲、裂纹，甚至开裂等，六角形塑料盖其制件的形状均匀壁厚也均匀，不会出现以上的情况。1.5 尺寸精度的选择塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证径向精度，所以在孔位处应该对精度要求高些,对其要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度等级选用表，PP材料的高精度为3级，一般精度为4级。第2章初选注塑机2.1塑件体积和重量计算图2-1零件图查得PP塑料的密度为p=0.915gcm3,成型收缩率为1.02.5%,在这里取1.0%。计算塑件的体积：V17.6cm3(通过软件计算)计算塑件重量：W=VP=17.6cm3×0.915gcm316.1g2. 2初选注射机为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量(包括流道凝料质量)应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%,最小不小于10%o为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%-80%o此次产品的重量ml为16.1g。通常产品的浇注系统重量大概为产品重量的(0.21)倍，这里取0.2倍，流道的重量大概为m2=3.22g0单次生产所需求的塑料总质量m塑=ml÷m2=19.32go以注射机最大注射容量的百分之八十要大于制品的体积为基础，按下式计算结果：80%Xm注m塑=nX(ml+m2)m注nX(ml+m2)/80%=24.15go根据注射机最大注射重量，参考下列注塑机参数,选择xs-zyl2590螺杆式注射机。表2-1xs-zyl2590螺杆式注射机的主要技术参数项目参数项目参数最大注射量（cm3）125定位孔直径（mm）70螺杆直径（mm）42锁模力（KN）900注射压力（MPa）116开模行程（mm）300合模方式肘杆最大模具厚度（mm）300拉杆间距（mm）260*2最小模具厚度（Innl）20090喷嘴球半径（mm）10推出行程（Inm）180第3章成型方案确定3.1分型面分型面设计应尽量简化脱模部件，塑件脱模为了方便，塑件在开模时要留在动模部分（塑件的顶出机构一般设在动模部分）。因为六角形塑料盖采用自动脱模，塑件成型后必然留在型芯上，因此型腔可设在动模上，开模后即可自动脱模。如型腔设在动模上，则使手动脱模不便。分型面设计需遵循下面的原则：1 .方便浇注系统的布置。2 .为了使气体方便排出模腔，分型面尽可能与底座底面重合。3 .模具总体结构简化，最好采用平直分型面，最好减少分型面数目。4 .便于塑件顺利脱模，塑件最好在动模一侧进行脱模。5 .便于模具加工制造。6 .对侧向抽芯的影响。7 .考虑模具制造的难易程度。根据以上的模具结构考虑，其制件的制造和装配有一定的要求，因考虑其外面为光滑面，从模具的中央经过一次分型后制件推出将不受刮坏外观面影响。如图3-1所示，采用最上方这样一个平直的分型面，模具浇道在定模一侧，六角形塑料盖整体在动模上，这样使制件无论在成型制造方面，还是取出都是非常简单的。3. 2型腔确定根据产品需求大批量的要求，此次设计应考虑多型腔设计。根据注塑机的最大注射量,型腔确定为一模两腔的方案。型腔的强度和刚度是注塑模设计中经常需要考虑的问题。因注塑模的型腔在成型压力作用下容易产生变形，其变形量必须在允许范围以内，如变形量过大，则将会导致型腔的扩大而易出毛边，使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。另外，当塑件成型后，压力消失时，型腔又会因弹性恢复而收缩，若收缩尺寸大于塑料的收缩率时，则会使型腔紧紧地包住塑件而造成开模困难，或因此引起塑件残留在定模上而使脱模困难，甚至损坏塑件。因为塑件为一上一下相对，所以型腔也为一上一下相对排列。图3-2型腔分布第4章浇注系统的设计浇注系统是注塑模具中由注射机喷嘴到型腔的一段进料通道，其结构组成主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。它的设计结果的可行性将直接对制品的成型质量起到至关重要的作用，因此在模具设计中占有非一般的地位。4.1主流道设计主浇道是指从注塑机喷嘴与模具接触的部位起，到分流道为止的一段。作用：主流道是指注射机喷嘴与模具接触处到分流道的一段塑料熔体流的通道，一般呈圆锥形。1主流道结构设计(I)为了便于凝料从主浇道中拔出，主流道设计成圆锥形，其半角在1°3°内选取。内壁必须光滑，表面粗糙度应有R1=04Mno(2)主浇道的小端直径=Q+(0.5TmM,常取48mm,视塑件重量及补料需要而定。(3)主浇道截面直径的推荐值可查表5-127(4)主流道大端处应呈圆角，其半径常取r=l3mm,以减小料流转向速度时的阻力。(5)主流道的一端常设计成带凸台的圆盘，其高度h为5Iomm,并与注射机固定模板的定位孔间隙配合。(6)衬套的球形凹坑深度常取35mm,R2=Ri÷(l-2三)o(7)在保证塑件成型良好的前提下，主流道长度L应尽可能短些。通常主浇道可取小于或等于60mmO主流道尺寸：根据所选注射机，则主流道小端尺寸为：1.>2=D+(0.5-rnni)=1.5÷0.5=2mm主流道球面半径为：/?2=7?!+(1-2三)=10+(1-2)mm=10+lmm=lImm。4. 2分流道设计分浇道是指主浇道与浇口之间的这一段，它是熔融塑料由主浇道流入型腔的过渡段，也是浇注系统中通过断面面积变化和塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。作用：分流道是主流道与进料口之间的一段通道。塑料熔体在分流道改变流向，对多型腔模具起着向各型腔分配塑料的作用。1分流道的截面设计（1）根据理论分析可知，在同等截面面积的条件下，正方形的周边最长，圆形最短。因此从增大传热面积考虑，分流道的截面最好擦用正方形。（2）从减小散热面积考虑，分流道的截面宜采用圆形。（3）从压力损失考虑，由于在同等断面积时圆形的周边比正方形的短，因此料流阻力小，压力损失小。2分流道的尺寸根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，本塑件选用的材料为PP。分流道尺寸应在4.09.5mm之间选取。由于成形件的壁厚为1