桶盖注塑模具设计答辩稿

桶盖注塑模具设计答辩稿

沧州职业技术学院

毕业设计说明书

题目:

桶盖模具设计

院 (系): 机械工程系 学生姓名: 董晓国 专业班级: 模具1001班 学 号: 06 指导教师: 曹凤江 20XX年1月8号

模具与注射机的关系模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注 射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内 3.1注射机的选用 选用注射机时，通常是以某塑件(或模具)实际需要的注射量初选某一。 公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、 模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。 (1)确定型腔数目：由于产品比较大！所以选择一模一腔。 (2)根据模具型腔能否充满与最大注射量关系， 查 ρ103(4-4)得：公称注射量Q80%注塑机最大注射量 V塑件(总)=*****.***-*****5 mm^3 15%塑件=*****.***-*****5 *15%=*****.*****mm3

因

此

公

称

注

射

量

=(*****.***-

*****5+*****.*****)/0.8=*****.133mm3 =982.675cm3 查ρ107表4-1,选注塑机XS-ZY-1000,此型号其公称注射量为1000cm3. 符合V实V公。具体注射机规格表3-1如下：

表3-1螺杆直径(mm)注射容量(cm )3

Ф***-*****

注射压力(MPa) 模具厚度 最大 (mm) 最小

121 700 300

锁 模 力 (kN) 最大注射 面 积 2 (cm ) 模板行程 (mm) 注射方式

***-*****

260 螺旋式

注射时间 3.0

动、定模固定尺寸

900X1000 最 大 开 700

3.2注射压力的校核该项工作是效核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力 P0,查ρ57表3-1得塑料PP的P0为70~120MPa,取100Mpa。而该型号注塑 机公称压力P为121Mpa。符合PP0。

3.3锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压 的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射 机的额定锁模力必须大于该胀型力，即： F锁≥F胀=A分×P型 查ρ103(4-3)得 F锁---注射机的额定锁模力(N); P型---塑料熔体对型腔的成型压力(Mpa);一般为注射压力的 80% A分---塑料

和浇注系统在分型面上的投影面积之和(mm ). P型=80%P注=100*80%=80 Mpa A分=3.14*(240*240-237*237)+3.14*5*5=4571.84mm ∴F锁≥F胀=A分×P型 =4571.84×80 =*****.2(N) ≥4500(KN)。 因此可得出结论：该注射机选用合格。

3.4开模行程与推出机构的校核 开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须 小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可 按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行 程与模具厚度有关。我们这里选

用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分 型面注射模具。 当开模行程与模具厚度无关时 这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由 连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： ⑴ 对单分型面注射模，所需开模行程H为： S H = H1 + H2 + (5~10)mm 由查 ρ105(4-12)得： 式中，H1―塑件推出距离(也可以作为凸模高度)(mm); H2―包括浇注系统在内的塑高度(mm); S ―注射机移动板最大行程(mm); H ―所需要开模行程(mm)。 通过我们的塑件产品分析：H=40+ 100.***-*****7+8= 148.***-*****7 (mm) 符合S=260≥H,可得该注射机符合要求。

模具结构的设计 4.1 分型面的选择 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位 置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的 制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从 几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1)尽量避免侧凹或内凸，尽量选用平面垂直分型面。 2)尽量采用简单分型面。 3) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 4) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，有利于设推出机构。 5) 保证塑件的精度要求。 6) 满足塑件的外观质量要

求。 7) 便于模具加工制造。 8)把抽芯或分型距离长的置于开模方向上。 9) 对成型面积的影响。 10) 对排气效果的影响。 11)分型面设在台阶或转角处，以免显现分型痕迹。 12) 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第5)和第2)、第8)点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分 型面工易于加工的分型面。对于本塑件，我采用了水平分型面，这样可以使塑件比较 容易脱出，另外也符合优化原则。分型面如图4-1:

图4-1产品分型面 4.2 确定型腔的数量及排列方式 该塑件产品精度要求不高，采用一模一腔，型腔布置在 模具中间，采用这样的中间直接浇注系统，能使型腔的 产品的四周在很短时间内浇满，达到同时冷却的目的， 有利于产品的生产。具体排样图如图4-2:

图4-2产品排样图

浇注系统的设计 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔 体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传 质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着 成型的难易程度和模具设计及加工的

复杂程度，所以浇注系统是模具设计中 的主要内容之一 5.1主流道的设计 主流道与注射机喷嘴接触处多做成半球形的凹坑，两者应严密的配合，避免 高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大1-2mm。主流道 小端直径应比注射机喷嘴孔直径大0.5-1mm。大端直径应比分流道深度大 1.5mm以上，其锥角不宜太大，一般取20-60。当主流道贯穿几块模板时， 必须采用主流道衬套，以避免在模板间的拼缝处溢料，以致主流道凝料无法 脱出。主流道尺寸如图5-1所示： 主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的 塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的 主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套),以便

有效 地选用优质钢材单独进行工和热处理。一般采用碳素工具钢如T8A、T10A 等，热处理要求淬火53~57HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中心位 置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。 主流道具体结构如图5-1:

图5-1主流道示意图

5.2.分流道的设计在多型腔或单型腔多浇口(塑件尺寸大)时应设置分流道。分流道是指主 流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状 态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳 流态的过渡段，因为这个产品的表面要求必须非常光滑，如果设置多个分 流道的话那它的表面就有多个浇口，因此所设计的就直接进浇！ 分流道如图5-2:

图5-2分流道示意图

成型零件的工作尺寸计算

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型 环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还 发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此 外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分 型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要 求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 成品结构设计 凹模采用组合式凹模,简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气， 便于模具维修，节省了贵重的模具钢。为了保证组

合式型腔尺寸精度和装配的牢固，减少塑件 上的镶块的

尺寸、形状位置公差要求较高，组合结构必须牢靠，镶块的机械的加工工艺性要好。 因此，选择合理的组合镶拼结构是非常重要的。 凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中较大的、主要内形的零件， 又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上较小孔槽的零件。 为了便于加工，形状复杂的型芯往往采用镶件拼组合式结构，组合式型芯的优缺点和组合式凹 模的基本相同。设计和制造这类型芯时，必须注意结构合理，应保证型芯和镶块的强度、防止 热处理时变形，应避免尖角与薄壁。小型芯靠得太近，热处理时薄壁部位易开裂，将大的型芯 制成整体式，再镶入小的型芯。 在设计型芯结构时，应注意塑料的溢料飞边不应该影响脱模取件。溢料飞边的方向塑件脱模方 向相垂直，影响塑件的取出；溢料飞边的方向与脱模方向一致，便于脱模。

图6-1下模仁

图6-2上模仁

导柱导向机构的设计选用推杆推出：由于设置推杆位置的自由度大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构。推杆 的截面形状设计为圆形，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有 减少运动阻力，防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换，且要均匀布置，保证推出机构的正常运

动。 推料杠如图7-1:

开模时为将主流道和分流道的冷凝料勾住，使塑件保留 在动模一侧，便于脱模。采用拉料杆拉料形式，如下图所 示为Z形拉料杆形式：拉料杠如图7-2:

图7-1推料杆

图7-2拉料杆

脱模机构的设计

8.1何为脱模机构 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这 种出塑件的机构称为脱模机构。 8.2脱模机构的设计原则 制件推出(顶出)是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决 定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列 原则。 1)推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机 构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型 面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。 2)保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设 计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位 置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量 避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件 多采用推板推出。 从而使塑件

受力均匀、不变形、不损坏。 3)机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要 有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。 4)良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面， 对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观 质量。 5)合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保 证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出， 液压气动推出机构。 本套模具的推出机构为机动推出，形式较为简单。只采

用推杆推出。

温度调节系统的设计 9.1 冷却系统设计 在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由 于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。普通的模 具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了 缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效 率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足， 有时也在水管中通入温水把模具加热。如我们的塑件是大型的制品，则需要 对模具进行人工冷却。 9.2 冷却系统设计原则 1)尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡； 2)冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好； 3)浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳； 4)应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5℃; 5)冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开 设水孔； 6)避免与模具的其他机构发生干涉。 由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等 多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算较困难，时间生产中通 常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温，流速来满足要求。受 模具结构的限制，冷却水路布置如图9所示。