塑料模课程设计--硬纸筒盖塑料模设计.docx

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1、题目:硬纸筒盖塑料模设计系：机电工程系专业：模具设计与制造第1章绪论11.l课题背景11.2塑料及塑料工业的发展11.3塑料成型工业在生产中的重要地位2第2章塑件的工艺分析32.1任务要求32.2原料聚乙烯(PE)的成型特性和工艺参数41.1.1 2.1PE的成型特性51.1.2 塑件的表面质量分析61.1.3 塑件的结构工艺性分析6第3章注塑设备的选择73.1 注塑成型工艺条件71.1 .1模具所需塑料熔体注射量71.2 .2分型面上的投影面积及所需锁模力73. 2选择注射机8第4章分型面设计与型腔布局94. 1分型面选择94.1.IUGMoldWizard创建分型面94.2型芯、型腔的确定

2、104.3型腔的布局12第5章浇注系统的设计145.1 主流道的设计145.2 分流道的设计155.3 浇口的设计165.4 排气系统设计18第6章冷却系统及推出机构196.1冷却系统设计196. 2推出机构设计206.1.1 推出机构设计要求216.1.2 推出力计算21设计总结24主要参考文献和书目25第1章绪论1.1 课题背景塑料是以树脂为主要成分的高分子有几化合物，树脂可以分为天然树脂和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。各种合成树脂都是将低分子化合物的单体通过合成的方法生产出高分子化合物，一般相对分子质量都大于10000,有的甚至可达百万级。在一定温度和压力下，塑料具有可塑性，可以

3、利用模具将其成型为具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有一系列的特殊优点所决定的。塑料密度小、质量轻。大多数熟料密度在1.0L4gcm3之间，其中4-甲基丁烯T的密度最小，大约0.83gc?,相当于钢材密度的11%和铝材密度的50%左右。如果采用发泡成型，则塑料制件密度可以小到0.010.5gcm3,这就是“以塑代钢”的明显优点所在。塑料的比强度高，按单位质量计算的强度成为比强度。由于塑料的密度小，所以其比强度比较高。钢单位质量的拉伸强度为160MPa,而玻璃纤维增强的塑料单位质量的拉伸强度可高达170400MPa。塑料的绝缘性能好

4、，介电损耗低。由于塑料原子内部没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗，所以，塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺的原材料。在众多的塑料品种中，其中以聚四氟乙烯（PTFE）的化学稳定性最高，对酸、碱和许多化学药品都具有良好的耐腐蚀能力，“王水”对它也不能腐蚀，甚至连原子工业中的强腐蚀剂五氟化铀对它都不起作用，因此有“塑料王”之称。还有很多其他塑料也有较强的化学稳定性，因此，塑料己成为各行各业不可缺少的一种重要材料。1.2 塑料及塑料工业的发展塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料

5、工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化、生产工艺自动化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域，它经历了初创阶段（30年代以前）、发展阶段（30年代）、飞跃发展阶段（50至60年代）和稳定增长阶段（70年代至今）等这样几个阶段。塑料作为一种新的工程材料,其不断被开发与应用，加之成型工艺的不断成熟、完善与发展，极大地促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加，这些产品更新换代的周期越来越短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出了越来越高的要求。1.3 塑料成型工业在生产中的重要地

6、位模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模具是指用于成型塑料制品的模具，它是型腔模的一种类型。随着机械工业（尤其是汽车、摩托车工业）、电子工业（尤其是家电工业）航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，产量和质量也越来越高，这就要求成形塑件模具的开发、设计与制造的水平也必须越来越高。因此，模具设计水平的高低、模具制造能力的强弱以及模具质量的优劣，都直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着各种产品的质量、经济效益的增长以及整体工业水平的提高。事实上，再仪器仪表、家用电器、交通、通信等各行各业中，有70%以上的产

7、品使用模具来加工成型的。工业发达国家，其模具工业年产值早已超过机床工行业的年产值。在日本、韩国等国家，其生产塑料模与生产冲压模的企业数量差不多相等；而在新加坡等国家，其生产塑料模的企业数量己大大超过了生产冲压模的企业。我国的香港与深圳等地区，其模具工业主要是从事塑料模具的制造与塑料制件的生产。在江苏省、浙江省、上海市及其以南地区，尤其在浙江省，从事塑料模制造和塑料制件开发的个体企业也日益增多。综上所述，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要。2.1任务要求按照图2T的要求,硬纸筒盖塑件造型及注射模具型腔、型芯零件设计。材料：PE,收缩率L05%,尺寸精度MT7,大批量生产

8、。图2-1图2-2硬纸筒盖三维立体图2. 2原料聚乙烯(PE)的成型特性和工艺参数聚乙烯(PE)是塑料工业生产中产量最大的品种。聚乙烯无毒、无味、呈乳白色。密度为0.91-0.96gcm3,为结晶型塑料。聚乙烯成型时，再流动方向和垂直方向的收缩率差异较大。注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生形变，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；聚乙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔，冷却速度慢。质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强性脱模。聚乙烯(PE)主要的性能指标如表2.1所示表2.1性能单位数值密度g/cm30.91-0.96收缩率%1.5-3.6熔点92热变形温度65-98弯曲强度M

9、Pa8拉伸强度MPa35-49屈服强度MPa18-39硬度HR62-86(1) .1PE的成型特性(I)PE易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要求高的塑件应长时间预热。(2)流动性中等，溢边值0.04mm左右。(2) 壁厚、熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。(4) PE比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。(5) PE的表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。(6)顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取2以上。(7)易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。(8)易采用高料温、高模温、高注射压力成型。在要求

10、塑件精度高时，模具温度可控制在5060,而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080o2. 2.2塑件的表面质量分析该塑件表面没有特殊要求。一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取0.8Um,没有特殊要求的塑件内表面粗糙度Ra可取3.2um03. 2.3塑件的结构工艺性分析(1)从图纸上看，该塑件的外形为圆柱壳，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。(2)由于该塑件无侧孔和内凸，所以不用考虑侧向分型抽芯装置。(3)为使塑件顺利脱模，可在塑件内部处增设12。的拔模斜度。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。由于该塑件的生产类型是大批量生产，考虑到经济效益问题，可以采用一模两腔设计。第3章注塑

11、设备的选择3.1 注塑成型工艺条件3.1.1 模具所需塑料熔体注射量该产品材料为PC,查书本得知其密度为0.91-0.96gcm3,收缩率为L5%-3.6%o一副模具所需塑料体积：V=匕+匕=1.2匕=36.8的3式中匕一单个塑件的体积（由计算得单个塑件体积为15.3c疝）匕一浇注系统的体积（在学校设计时=。-2K）n一初步设定的型腔数量（取1）M=PV=38.2g3.1.2 分型面上的投影面积及所需锁模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面积：A=nAi+A2=14.5cm2式中a一单个塑件在分型面上的投影面积；A2一流道凝料在分型面上的投影面积（分流道暂定为半圆形直径为8mm,长度为60mm）

12、o所需锁模力：fm=（M1+4）%=786RN式中心一塑料熔体对型腔的平均压力4. 2选择注射机采用一模两腔模具设计考虑其外形尺寸、塑料品种、生产批量及注射工艺参数等因素，参考设计手册初步选用注射机为XS-ZYT25。表3.1XS-ZY-125型螺杆式注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量C71252注射压力/MPo1193锁模力/4N9004最大模具厚度/加3005最小模具厚度/mm2006最大开模行程/加九3007最大成型面积c/3208注射行程/mm1159螺杆转速/(min)43、56、69、83、101第4章分型面设计与型腔布局5. 1分型面选择分型面是指分开模

13、具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关。我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：I、在开模时尽量使塑件留在动模内II、应有利于侧面分型和抽芯HI、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气e）、尽量使模具加工方便6. 1.1UGMoldWiZard创建分型

14、面如图3.1所示,利用MoIdWiZard分型工具创建硬纸筒盖的分型面一.1rJ一一_h图4-1利用MoldWiZard功能创建型芯和型腔区域抽取型腔型芯区域图4-2图4-3型腔图4-4型芯图4-5型腔布局利用MoldWiZarel功能调出标准模架如图4-6图4一6该模架采用MoIdWiZard模架标准件中Cl型如图4-7大水口系统SIDEGATESYSTEMCI型图4-7图4-8面分析图第5章浇注系统的设计7. 1主流道的设计主流道是从注塑机喷嘴开始到分流道止的熔融塑料的流动通道。选用图5-1所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。衬套与定模板的配合可采用/人。图5-1主流道各尺寸如图5-25.2分流道的设计在注射或传递模塑的多模腔或多浇口模具中，连接主流道末端和浇口之间的一段流道。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在单型腔的模具中，有的则可省去分流道。在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽量可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小流道的容积。常用的分流道截面有圆形、梯形、半圆形、U型及