1、 课程设计课程名称： 塑料成型工艺与模具设计 学 院： 机械工程学院 专 业：材料成形及控制工程姓 名： Mr.Li 学 号： 1308030000 年 级： 2013 级 任课教师： 干雪梅 2016 年 7 月 4 日目 录前 言 .1课程设计任务书 .2第一章 塑件工艺分析 .3一、 材料性能分析 .3二、 成型特性及条件 .3三、 结构工艺性 .4四、 零件的体积及质量估算 .4五、 零件的二维及三维图纸 .4第二章 注射成型机的选用 .5第三章 塑件在模具中的位置 .6一、确定型腔数目 .6二、型腔的布置 .7三、分型面的选择 .7第四章 浇注系统的设计 .8一、主流道的设计 .8二
2、、分流道的设计 .8三、浇口的设计 .9四、冷料穴的设计 .9五、定位环及浇口套的设计 .9第五章 成型零部件的设计 .10一、成型零件的结构设计 .10二、成型零部件工作尺寸的计算 .11三、型腔壁厚的计算 .12四、型腔底板厚的计算 .13第六章 模具结构设计 .14一、模架的选用 .14二、推出机构的设计 .14三、导向机构的设计 .15四、排气机构的设计 .16五、温度控制系统的设计 .16第七章 注射机的校核 .18一、模具安装尺寸的校核 .18二、开模行程的校核 .19三、最大注射量的校核 .19四、锁模力的校核 .19附录 A 动模零件图 .21附录 B 定模零件图 .22附录
3、C 模具总装配图 .23总 结 .24参考文献 .250前 言本次课程设计是将我们本学期所学的塑料成型工艺与模具设计的理论知识与我们平时积累的相关知识内容以及软件的应用相结合，将理论知识应用于具体实践，完成一个零件的模具的完整设计过程，并对所学知识进行巩固和加深理解。随着塑料等非金属材料在工业产品中的广泛应用，模具工业在国民经济中的作用也越来越大。在机械、电子等行业中，有一半以上的产品是采用模具制造的方法。利用模具成型的生产方法很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生产效率高和可以用来生产几何形状非常复杂的产品等特点，在整个塑料制品生产行业中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备，其设
4、计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。因此此次课程实际工程中也大量应用了了CAD/CAM 技术。本说明书主要介绍一套模具的具体设计过程
5、，从零件的二维建模，到三维建模，在到塑件的工艺分析、分型面的选择、浇注系统的设计、模架的的选用、注塑机的选择等等。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。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础知识融汇到综合应用本次设计当中来，达到学以致用的目的。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，望老师批评指正。1课程设计任务书学号 1308030031 学院 机械工程学院 班级学生信息 姓名 李兵 专业 材料成形及控制工程
6、成型 131教师信息 姓名 干雪梅 职称任务书发出时间 2016.6.18 题目 防尘塞的注塑模设计设计起止时间 2016.6.18-6.30 周数 2主要内容：1、CAD 抄画塑件料产品二维图，掌握其特点（包括形状、尺寸、成型特性、可能出现的缺陷等）后，将零件通过 UG 生成三维零件,计算体积和质量。2、塑件的工艺性分析，确定工艺参数。3、制定模具总体方案（包括选择注塑机、模架类型、型腔数量、分型面、浇注系统、顶出形式等）。4、计算模具零件（包括成型零件尺寸、模板强度和刚度）。5、CAD 绘制成型零件图、正式模具装配图（包括各种尺寸、技术条件、零件明细表）。6、编写设计计算说明书（包括产品分
7、析、方案比较、尺寸计算以及强度、刚度校核等）。主要要求：1、塑件的三维实体造型正确无误，工艺方案的确定（设计）合理可行；2、成型零部件尺寸计算正确无误；3、CAD 塑件图 1 张，零件三维零件电子文件一份（使用 UG8.5 prt 文件），成型零件图 1-2 张，模具装配简图 1 张，图纸要符合行业标准；4、设计计算说明书不少于 0.5 万字，分析要清晰，层次要分明，文理要通顺精练，格式符合规范要求；5、在设计、计算及绘图中应按规范要求进行。主要参考文献：1 齐晓杰主编.塑料成型工艺与模具设计，机械工业出版社.2 王善勤主编.塑料注射成型工艺与设备，中国轻工业出版社.3 何忠保.典型零件模具图
8、册，机械工业出版社.2第 1 章 塑件工艺分析1、材料性能分析尼龙 1010（PA1010）塑料是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒，相对密度和吸水性比 尼龙 6 和 尼龙 66 低，机械强度高，冲击韧性、耐磨性和自润滑性好，耐寒性比尼龙 6 好，熔体流动性好，易于成型加工，但熔体温度范围较窄，高于 100时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色，且机械强度下降，熔融太时与氧接触极易引起热氧化降解。工程塑料聚酰胺 1010 是我国独创的工程塑料聚酰胺品种，由上海赛璐珞厂在 1958 年研制成功。由于工程塑料聚酰胺 1010 具有工艺简单、设备无特殊要求、技术容易掌握、产品质量稳定以及综合性
9、能优良等特点，因而发展迅速。工程塑料聚酰胺 1010 是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有工程塑料聚酰胺的一般共性，对霉菌的作用非常稳定，对光作用很稳定。工程塑料聚酰胺1010 是我国独创的一种工程塑料，用蓖麻油做原料，提取癸二胺及癸二酸再缩合而成的。成本低、经济效果好、自润滑性和耐磨性极好、耐油性好，脆性转化温度低（约在-60），机械强度较高，广泛用于机械零件和化工、电气零件。工程塑料聚酰胺 1010 具有优越的延展性，同时具有优良的常温和低温冲击性能。工程塑料聚酰胺 1010 在高于 100下，长期与氧接触逐渐变黄，机械强度下降，特别是在熔融状态下极易热氧化降解。PA1010（尼龙 10
10、10）塑料还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性，无毒。不溶于大部分非极性溶剂，如烃、脂类、低级醇等，但溶解于强极性溶剂，如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等，耐霉菌、细菌和虫蛀。2、成型特性及条件PA1010 塑胶原料熔程较窄，一般为 34C。熔融流动性较好。适合注射成型、挤出成型和吹塑成型。其注塑成型工艺的温度要求为：料筒温度: 后部 190210C中部 200220C3前部 210230C喷嘴 200210C模具温度 2040C注射压力 6080MPa注射周期 3050S。3、结构工艺性零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于尼龙注塑件的最小壁厚 0.4mm，注射成型时应不会发生填充不足的现象。4、
11、零件的体积及质量估算1.单个塑件尼龙 1010 密度 3/05.1cmg体积 36.62V质量 m7.2.四个塑件和浇注系统凝料总体积 326.10c总质量 g7.55、零件的二维及三维图纸图 1.1 塑件二维图4图 1.2 塑件三维图第 2 章 注射成型机的选用注射成型机的实际注射量应在额定注射量的 20%80%之间，因此注射机的额定注射量为： ，初选卧333 .512.0%)80(6.1 cmcmV式注射成型机 SZ-60/40，该设备的具体技术参数见表 2-1 所示。注射方式 螺杆式螺杆直径 / 30螺杆转速/ 0200理论注射容量 60注射压力 MPa/ 180注射速率 70塑化能力
12、35锁模力 kN/ 400移模行程 m250拉杆间距 / 220 300）（ 1-hg）（ s3cm)in(1r5最大模厚 m/ 250最小模厚 150定位孔直径 / 80定位孔深度 10合模方式 肘杆顶出行程/mm 70顶出力 kN/ 12喷嘴伸出量 m20喷嘴球半径 / 10喷嘴口孔径 3.5油泵电动机功率 kW/ 11加热功率 4.7机器质量 t/ 3外形尺寸 m4.0X1.4X1.6表 2-1 XS-Z60/50 注射成型机技术参数表第 3 章 塑件在模具中的位置一、确定型腔数目型腔数目的确定： 218.0VN式中 V注塑机的最大注射量 cmV1浇注系统凝料量 cmV2单个产品的体积或
13、质量 cm通常情况下，浇注系统凝料量为产品的 0.5 倍 2863.145.08.0.21VN根据设计需要和生产效率的要求可知，为满足塑件的使用要求，即要大批量生产，在同一次的注射成型中，一次成型塑件的数目为四个，也就是采用一模四腔的方式。6二、型腔的布置型腔的排列方式根据模具的形状尺寸排列。当所有的型腔不能再同一个时间充满时，是得不到尺寸正确和物理性能良好的塑件的。为此，必须对浇注系统进行平衡，所以采用 I 形平衡式排列的型腔布局，如图 3.1 所示。使所有的型腔在同一时刻充满。该平衡浇注系统的特点是：从分流道到浇口及型腔，其形状、长度尺寸、圆角、模壁的冷却条件都完全相同。图 3.1 I 形
14、平衡式排列型腔三、分型面的选择模具闭合时，型芯与型腔相接触的表面称之为分型面。为了便于脱模，分型面的位置应该设置在塑件断面尺寸最大的地方，还要不影响制品的外观。此外，分型面顶的选择还要遵守以下原则：1.分型面的选择应考虑塑件的技术要求。当塑件的表面有同轴度、平行度等要求时，应尽可能将其置于同一半模内。2.分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整。3.分型面的选择应有利于排气。4.分型面的选择应便于模具的加工分型面的选择应考虑注射机的技术参数。5.分型面的选择应便于模具的加工 6.分型面的选择应考虑注射机的技术参数。根据该塑件的结构特征，分型面的选择的具体位置如下图
15、（图 3.2）所示，箭头所指方向为开模方向。7图 3.2 分型面及开模方向如第四章 浇注系统的设计浇注系统是指模具中塑料熔体有注射机碰嘴至型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、轮廓清晰、表面光洁、尺寸精确的塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统。此塑件采用普通浇筑系统。一、主流道的设计主流道(图 4.1)是连接注射机喷嘴与分流道或型腔的进料通道。其作用是将塑料熔体引入模具，其形状、大小会直接影响塑料熔体的流速和填充时间。在模具中，主流道垂直于分型面，其形状一般设计成圆锥形，其圆锥角一般为24，便于将冷凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度为 。主流mRa63.0道上端直径 md 45.35.0注 射 机 喷 嘴 直 径R11喷 嘴 球 半 径主流道的下端直径 D8二、分流道的设计分流道(图 4.1)是主流道与浇口之间的进料通道，在多型腔模中，一般均设置分流道，为了便于模具的制造，降低生产成本，本模具的分流道设计为半圆形，只设在动模一侧。分流道的宽度与主流道的直径一致，取 ，mb5.4
