1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 塑料端盖注塑模的设计 【 摘要 】 模具工业被称为工业之母，作为模具中重要分支的注塑模具， 已成为当今生产中重要的工艺装备。 塑料模具设计与制造技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。 塑料端盖作为日常生活生产中最常用的塑件，本次设计是塑料端盖的注塑模设计，所用塑料为聚苯乙烯。 关键词 ： 塑料 注塑模具 塑料端盖 Abstract: Die & Mold Industry is known as the mother of industry as an important branch of mol
2、d injection mold, has become an important production process equipment. Plastic mold design and manufacturing technologies, especially the design and manufacture of large-scale, precision, long-life mold technology, has become the measure of a countrys important indicator of the level of machinery m
3、anufacturing. Plastic cover of the most commonly used as a daily production of plastic parts, this design is the plastic cover of the injection mold design, the plastic is polystyrene. Key words: Plastic Injection mold Plastic cover 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 目 录 1.塑件（塑料端盖）成型工艺分析 .4 1 1塑件 . 4 1.2 塑件名称 . 4
4、1.3 生产纲领 . 4 1.4 塑件的成型工艺分析 . 4 2 拟定模具结构 .4 2.1 分型面的确定 . 4 2.2 确定型腔的数量及排列方式 . 4 3 注射机型号的确定 .5 3.1 所需注射量的计算 . 5 3.1.1塑件质量、体积的计算 .5 3.1.2浇注系统凝料体积的初步估算 .5 3.1.3该塑件一次注射所需塑料 HIPS .5 3.1.4塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算 .5 3.2 选择注射机 . 6 3.3 注射机有关参数的校核 . 6 3.3.1由注射机料筒塑化速率校核模具型腔数量 n.6 3.3.2注射压力的校核 .6 3.3.3锁模力校核 .6
5、 4 浇注系统设计 .6 4.1 主流道的设计 .7 4.1.1主流道尺寸 .7 4.1.2主流道衬套形式 .7 4.1.3主流道衬套的固定 .8 4.1.4主流道凝料体积 .8 4.2 分流道的设计 . 8 4.2.1分流道的布置形式 .8 4.2.2分流道长度 .8 4.2.3分流道形状、截面尺寸 .9 4.2.4分流道凝料体积 .9 4.2.5分流道剪切速率校核 .9 4.2.6分流道表面粗糙度 .9 4.3 浇口的设计 . 9 4.3.1侧浇口尺寸的计算 . 10 4.3.2浇口剪切速率校核 . 10 4.4 冷料穴设计 . 10 4.4.1主流道冷料穴 . 10 4.4.2分流道冷料
6、 穴 . 10 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 5 成型零件的设计 . 10 5.1 成型零件的结构设计 . 10 5.1.1凹模（型腔） . 10 5.1.2型芯 .11 5.2 成型零件钢材的选用 . 11 5.3 成型零件工作尺寸计算 . 11 5.3.1型腔径向尺寸计算 . 12 5.3.2型芯的径向尺寸 . 12 5.3.3型腔的深度尺寸计算 . 12 5.3.4型芯高度尺寸计算 . 12 5.3.5中心距尺寸计算 . 12 6 模架的确定 . 12 6.1 A 板 尺寸 . 13 6.2 B 板尺寸 . 13 6.3 垫块厚度 . 13 7 排气系统的设计 . 14 8 合
7、模导向机构的设计 . 14 9 脱模推出机构的设计 . 14 10 温度调节系统的设计 . 14 10.1冷却水的体积流量 . 14 10.2冷却管道直径 . 14 1O.3冷却水在管道内的流速 . 14 10.4冷却管道与冷却水之间的传热系数 . 15 10.5冷却管道的总传热面积 . 15 10.6模具上应开冷却水孔数 . 15 结 束 语 . 16 谢 辞 . 17 文 献 . 18 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 1.塑件（塑料端盖）成型工艺分析 1 1 塑件 如图 1所示 图 1 1.2 塑件名称 高冲击强度聚苯乙烯（ HIPS） 1.3 生产纲领 大批量生产 1.4 塑件的
8、成型工艺分析 该塑件约为 3mm，壁厚均匀，不允许有裂纹和变形缺陷，其脱模斜度 。130 ，未注圆角 R1R2 2 拟定模具结构 2.1 分型面的确定 根据塑件的结构形式分型面选在塑料端盖的底面 2.2 确定型腔的数量及排列方式 (1)该塑件粗糙度要求不高，又是大批量生产，可采用一模多腔的形式，初步确定为一模四腔的模具形式。 (2)型腔排列方式的确定 该塑件有一个通孔和四个 均布的小孔，制件体积小，考虑到制件的精度及表面质量，应将小孔的成型放在凹模中与凹模板直接加工。对通孔应选择小型芯镶在大型芯中以保证孔的位置精度。由于塑件属于薄壁件，且顶部有孔，故使用推件板同时推件。 西安航空职业技术学院
9、毕业设计论文 5 型腔排列方式采用平衡式布置，可实现各型腔的均匀进料和达到同时充满型腔的目的。其排列形式如图 2所示 2.3 模具结构形式的确定 从上面分析可知，本模具采用一模四腔，双列直排，推件板与推管同时推件，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式或侧浇口，定模不需要设置 分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上可以确定 具结构形式为 图 2 A型带推件板的单分型面注射模。 3 注射机型号的确定 3.1 所需注射量的计算 3.1.1 塑件质量、体积的计算 根据塑件图样建立塑件模型并对此模型分析得： 塑件体积 31 cm71.2V 塑件质量 g85.271.205.111 Vm (查表
10、常用热塑性塑料的主要技术指标知 =1.05 3g/cm ） 3.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算 可按塑件体积的 0.6 倍计算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料的体积为： 312 cm50.66.071.246.04 VV 3.1.3 该塑件一次注射所需塑料 HIPS 体积 3210 cm34.1750.671.244 VVV 质量 g21.1834.1705.1000 Vm 3.1.4 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 1A ，在模具设计之前是个未知量，根据多型腔模具的统计分析， 2A 是每个塑件在分型面上投影面积 1A
11、 的0.20.5 倍，因此可用 135.0 nA 来进行估算，所以 2111 mm37.2 3 8 4 435.135.0 nAnAnAA 式中 2221 mm63.4 4 1 5757 8 5.04 dA 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 7 1 5 . 3 3 K N7 1 5 3 3 1 N3037.2 3 8 4 4 型ApF m 式中型腔压力 型p 取 30Mpa（因是薄壁塑件 ,压力损失大，取大些） 3.2 选择注射机 根据每一生产周期的注射量和锁 模力的计算值，可选用 SZ 250/1500 型卧式注射机，见表 注射机主要技术参数 理论注射容量 / 3cm 255 锁模力
12、/KN 1500 螺杆直径 /mm 45 拉杆内间距 /mm 415415 注射压 力 /Mpa 178 移模行程 /mm 430 注射速率 /(g/s) 165 最小模厚 /mm 150 塑化能力 /(g/s) 35 定位孔直径 /mm 125 螺杆转速 /(r/min) 10390 喷嘴直径 /mm 4 喷嘴球半径 /mm 15 锁模方式 /mm 双曲肘 3.3 注射机有关参数的校核 3.3.1 由注射机料筒塑化速率校核模具型腔数量 n 45.2 8 785.2 85.246.03 6 0 0303 6 0 0358.03 6 0 012 m mK M tn 型腔数量校核合格。 式中， K
13、 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8； M 注射机的额定塑化量（ 14g/s）； t 成型周期，取 30s 3.3.2 注射压力的校核 M p a1 6 91 3 03.10 pkp e ，注射压力校核合格。 式中 k 注射压力安全系数，一般取 k =1.251.4； 0p 塑 料所需的注射压力，取 130Mpa 3.3.3 锁模力校核 M p a1 6 91 3 03.1 型K A pF ，而 150 KNF 锁模力校核合格 式中， K 锁模力安全系数，一般取 1.11.2，在此取 1.2 其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定后才可以进行。 4 浇注系统设计 该模具采用普通流
14、道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 4.1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴喷出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 4.1.1 主流道尺寸 (1)主流道小端直径 d=注射机喷嘴直径 +（ 0.51)=4+(0.51)，取d=4.5mm； (2)主流道球面半径 SR=注射机喷嘴球头半径 +（ 12)=15+(12)，取SR=16mm； (3)球面配合高度 h=3mm5mm，取 h=4mm； (4)主流道长度 由标准模架结合该模具结构，取 L=65mm
15、； (5)主流道大端直径 cm5.7221(89.7t a n DdD ），取为，取为半锥角 。 (6)浇口套总长 mmL 701440250 4.1.2 主流道衬套形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严。因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，此处采用碳素工具钢 T10A，热处理硬度为 5055HRC。如图所 3所 示 图 3 图 4 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈尺寸如图 5所 示 4.1.3 主流道衬套的固定 主流道衬套的固
16、定形式如图 4 所示 图 5 4.1.4 主流道凝料体积 32222 cm41.10)5.35.35.75.7(12 7014.3)(12 dDdDhq 主 (1) 主流道剪切速率校核 由经验公式得 1313 1051 0 5 341.1 0 5 33.3 ssR qnv 式中 3cm93.2271.2467.141.10 塑件分主 qqqq v cm2 7 5.023 2 cAR n 4.2 分流道的设计 4.2.1 分流道的布置形式 分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此采用平衡式分流道，如图 6所示 4.2.2 分流道长度 第一
17、级分流道长度 mmL 151 第二级分流道长度 mmL 312 图 6 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 4.2.3 分流道形状、截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模，本设计得分流道设置在分型面上动模一侧，截面尺寸采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式确定截面尺寸，即 mmLmB 6.115485.22 6 5 4.02 6 5.0 44 取 B=4mm mmBH 67.243232 ， 取 H=3mm。 分流道 1L 的截面尺寸如图所示 图 7 从理论上讲 2L 分流道比 1L 小 10%，但为了刀具统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。 4.2.4 分流道凝料体积 分流道长度 mm1 5 42)22615( L 分流道截面面积 2mm5.1033 34 A 凝料体积 22 1 . 6 7 1 c mmm16715.10154 分q 4.2.5 分流道剪切速率校核
