Hefei University课程设计C O U R S E P R O J E C T题目：注塑模课程设计系别：机械工程系专业：07材料成型及控制工程（2）班学制：四年姓名：徐斌学号：0706032003导师：周伟2010年9 月10 日目录一．塑件成型工艺性分析 (3)二．分型面位置的确定 (3)三．确定型腔数量和排列方式 (3)四．模具结构形式的确定 (4)五．注射机型号的选定 (4)六．浇注系统的设计 (5)6.1 主流道设计 (5)6.2 主流道衬套的形式 (6)6.3 主流道衬套的固定 (7)6.4 冷料穴的设计 (7)6.5 分流道设计 (8)6.6 浇口的设计 (9)6.7 浇注系统的平衡 (10)6.8 浇注系统凝料体积计算 (10)6.9 ．普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 (10)6.9.1 确定适当的剪切速率r (10)6.9.2 确定体积流率q (10)6.9.3 注射时间（充模时间）的计算 (11)6.9.4 校核各处剪切速率 (11)七．成型零件的结构设计和计算 (11)八．合模导向机构的设计 (14)8.1 导向机构的总体设计 (14)8.2 导柱的设计 (14)8.3 导套设计 (14)九．脱模推出机构的设计 (16)十．湿度调节系统设计 (17)总结 (19)参考文献 (20)一．塑件成型工艺性分析该塑件是一壳体，塑件壁属厚壁塑件，生产批量大，材料选PS，考虑到主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型，因此采用下列数据：二．分型面位置的确定根据塑件结构形式分型面应选在I上，如下图：三．确定型腔数量和排列方式1.该塑件精度要求不高，批量大，可以采用一模多腔，考虑到模具的制造费用和设备的运转费用，定为一模四腔。
2.型腔排列方式的确定如下图：四．模具结构形式的确定从上面的分析中可知本模具采用一模四腔，双列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，动模部分需要一块型芯，固定板，支撑板。
五．注射机型号的选定1.通过分析，塑件为=1m 26.5g ，∂=/m v 11，=∂ 1.05 V=25.23cm ，流道凝料的质量12.6m 0m = ==.6nm 1m2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积2A ，2A 可用0.35nA 1来进行估算，所以121A 5.31A nA A =+= n=1.35⨯4⨯A 1=25920mm 2 式中21mm 48006080A =⨯= 查表2-2<塑料模具设计指导> 取Mpa 25P =型N 6480002525920AP Fm =⨯==型 3.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-250/1250理论注射量3/cm 270 锁模力KN /1250螺杆直径mm / 45 拉杆内间距mm /415⨯415 注射压力MPa /160 移模行程mm /360 注射速率s g //110 最大模厚mm / 塑化能力/18.9 最小模厚mm /150 螺杆转速200~10/ 定位孔直径mm /160 喷嘴半径mm /15 锁模方式/双曲肘 4、注射机有关参数的校核47.145.26/)5.2646.03600/3036009.188.0(/])3600/305.108.0[(/)3600/(2212≥=⨯⨯-⨯⨯⨯=-⨯⨯=-≤m m m m KMt n型腔数校核合格。
式中，K —-注塑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（10.5g/s ） T —成型周期取30s 1）注射压力校核,c P k ≥ Mpa 195150.31P 0=⨯=，K ——注射压力的安全系数，一般取K ，=1.25-1.4 Mpa 130P 0取--，中等壁厚件 2）锁模力校核.6KN 777648.21KAP F =⨯=≥型。
而F=1250KN K 0--锁模力安全系数，一般取K 0=1.1-1.2其他安装尺寸的校核要待模架的选定，结构尺寸确定后才可进行。
六．浇注系统的设计6.1 主流道设计1）主流道尺寸设计根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸+（0.5-1） =42）主流道球面半径为SR=喷嘴球面半径+（1-2）=16mm 3）球面配合高度 h=3mm-5mm ，取h=3mm4）主流道长度，尽量小于60，由标准模架结合该模具的结构，取 L=25+20=45mm 5）主流道大端直径D=d+2Ltana=6.54mm （半锥角a 为︒︒-21，取a=︒2）取D=6.5mm 6）浇口套总长 0L =25+20+h+2=50 6.2 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损性，对材料要求严格，因而模具主流道部分常设计可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便常用碳素工具如T8A ，T10A 等，热处理硬度为50HRC-55HRC ，如图示由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如下图6.3 主流道衬套的固定主流道衬套的固定形式如下图6.4 冷料穴的设计1）主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径稍大于主流道大端直径，采用Z 形头冷料穴，很容易将主流道凝料拉离定模，如图所示1：定模座板 2：冷料穴 3：动模板 4：推杆主流道凝料体积)5.35.35.65.6(12/40)(12/h Q 2222+⨯+=++=ππd Dd D 主 =809mm 2=0.8mm 2 主流道剪切速率校核 有经验公式v=3.3q/R π2v .5cm 1028.508.2254.80q q q q =+⨯+=++=塑件分主cm 25.02/]2/)5.65.3[(R n =+=主流道剪切速率偏小主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。
6.5 分流道设计1)分流道布置形式分流道布置有多种形式，但是需要循两方面原则;一方面排列紧凑，缩小模具版面尺寸；另一方面流程尽量短，锁模力力求平衡。
应采用平衡时分流道。
如图：2)分流道长度第一级分流道 mm 50L 1= 第二级分流道 mm 15L 2=3)分流道的形式。
截面尺寸以及凝料体积为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。
工程设计中常用梯形截面，加工工艺好，且塑料熔体的热量散失。
流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸，即B=0.2654式中，B---梯形大底边的宽度 m---塑件的质量，为26.5g 根据《塑料模具设计手册》表4-9，取B=4 H=2/3B=2.67mm, 取H=3mm从理论上1.2,1.3分流道可以1.1截面小1/10，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。
4)分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取0.63um---1.6um ，这样表面并不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔体表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。
此处Ra=0.8um 。
5)凝料体积分流道长度 L=（50+8⨯2+1⨯2）⨯2=136mm 分流道截面面积 25.103]2/)43[(A mm =⨯+= 凝料体积 33cm 28.41mm 1428.510136q ==⨯=分 6)分流道剪切速率校核采用经验公式r=3.3q/6801)25.014.3(/2.1101.33R 33=⨯⨯=π 式中 q=v/t=4⨯25.28=101.12 6.6 浇口的设计浇口截面积通常为分流道截面积的0.07--0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5--2mm 。
浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐渐修正。
（1）浇口类型及位置确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，设置侧浇口比较合适，侧浇口开设在垂直分型面上，从型腔（塑件）外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能很方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又被称为标准浇口。
这类浇口加工容易，修正方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型的多型腔模具。
（2）浇口结构尺寸的经验公式 侧浇口深度和宽度经验计算： 经验公式为 h=nt=1mm w=2.3 式中，h ——侧浇口深度（mm ） W ——浇口宽度（mm ） A ——塑件外表面积； T ——塑件厚度（约为3mm ） n ——塑料系数，查表得n=0.66.7 浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注是平衡的。
6.8 浇注系统凝料体积计算（1）主流道与主流道冷料井凝料体积3,2228.15919)(4/)(12/h V V V mm h D d Dd D =+++=⨯=ππ冷锥主 6.9 ．普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 6.9.1 确定适当的剪切速率r根据经验浇注系统各段的r 取以下值，所成型塑件质量较好。
1）主流道1312s s 105s 105r --⨯-⨯= 2）分流道 12R s 105r -⨯= 3）点浇口 15G s 10r -⨯= 4）其他浇口1413G s 105s 10r --⨯⨯=— 6.9.2 确定体积流率q1）主流道体积流率s q因塑件小，即使是一模四腔的模具结构，所需注射塑料熔体的体积也还是比较小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道体积流率并不大，取13s s 101r -⨯=代入得：s cm r R /9.213.0104/4/q 3333s =⨯⨯==ππ2）浇口体积流率q g侧（矩形）浇口用适当的剪切速率14G s 101r -⨯=代入得：s cm r /386/101.03.26/Wh q 3422G =⨯⨯==6.9.3 注射时间（充模时间）的计算1）模具充模时间s q v s s 15.19.21/28.25/t s ===式中体的体积模具成型时所需塑料熔注射时间；主流道体积流率------v s s v t q ;2）单个型腔的充模时间s q G 66.038/25.25/V t G G ===3）注射时间根据经验公式求得注射时间s t G 82.03/23/t t a =+=6.9.4 校核各处剪切速率1）浇口剪切速率13223G 1059.61.03.2/25.256/V 6r -⨯=⨯⨯==s W h2）分流道剪切速率由经验公式 1333108.625.014.3/12.1013.3/3.3r -⨯=⨯⨯==s R q π七．成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏，也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢 14 料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。