南京农业大学工学院课程设计说明书题目：塑料壳体注塑模具设计姓名：张宝友学号：3338217年级：四年级专业：材料成型及控制工程学生类别：四年本科指导教师：夏荣霞聂信天史立新教学单位：南京农业大学工学院2011年9月29日目录第一章概述 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的要求 (3)1.3 课程设计的步骤流程 (3)第二章拟定模具结构设计 (4)2.1 塑件成型工艺性分析 (4)2.1.1 塑件结构分析 (4)2.1.2 成型工艺分析 (5)2.1.3 塑件材料性能分析 (5)2.2 分型面的确定 (5)2.2.1 分型面的选择原则 (5)2.2.2 塑件分型面的确定 (6)2.2.3 模具结构形式的确定 (6)2.3 注塑机型号的选择 (6)2.4.1 注塑机选择的一般原则 (6)2.4.2按预选型腔数选择注塑机 (7)第三章浇注系统的设计 (8)3.1主流道的设计 (8)3.2 浇口的设计 (9)第四章浇注系统的设计 (10)4.1成型零件的设计要点 (10)4.2 成型零件的结构设计 (11)第五章浇注系统的设计 (13)5.1 模架的确定 (13)5.2 各模板的尺寸及材料 (13)第六章浇注系统的设计 (14)6.1导向机构的整体设计 (15)6.1.1导向机构的设计原则 (15)6.1.2带头导柱的设计 (15)6.1.3导套的设计 (15)第七章脱模机构的设计 (15)7.1 脱模推出机构的设计原则 (16)7.2 塑件的推出基本方式 (16)7.3塑料壳体的推出机构 (16)第八章温度调节系统的设计 (16)8.1 加热系统 (16)8.2 冷却系统 (16)参考文献 (16)第一章概述1.1 课程设计的目的1．通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
2．通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行塑料模具设计全面的基本技能训练。
3．综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理等先修课程的知识，分析解决塑料模具设计问题。
1.2 课程设计的要求1.独立拟定成型工艺，正确选用成型设备，合理确定模具结构2.根据塑件技术要求，提出模具结构方案：模具结构合理，质量可靠，操作方便高效、优质、安全生产，模具寿命长可根据模具设计和制造要求提出修改塑件要求，必须征得客户同意正确确定成型零件的结构形状、尺寸及技术要求制造工艺性良好，造价便宜充分利用塑料成型优良的特点，尽量减少后加工3.工作量：时间：2周图纸：装配图1张(A0或A1)成型零件工作图：2张(凸模、凹模、型腔版等)，采用CAD软件绘图1.3 课程设计的步骤流程1.指导零件工作图2.初汇装配图草图3.各部分结构设计4.协调零部件间装配关系，完成装配图5.整理和编写设计计算说明书6.课程设计总结7.答辩准备第二章 拟定模具结构设计2.1 塑件成型工艺性分析2.1.1 塑件结构分析（1）该塑料件是一壳体,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,因此采用下例数据:（2）图形及技术要求塑件不允许有裂纹，变形 脱模斜度30—1 未注倒角R2—R3材料 A B C D E F G H I J PC 1001204554854011420752.1.2 成型工艺分析1.精度等级影响塑件精度的因素很多，如塑料的收缩率，注塑成型条件（时间、压力、温度等），塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。
该塑件材料为聚碳酸酯，成型精度较高。
2.脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。
为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。
只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜度。
最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。
该塑件脱模斜度为： 35＇~ 1º。
2.1.3 塑件材料性能分析此塑料罩所用的材料是PC-聚碳酸酯。
基本资料：代号：POM收缩率：0.4~0.7%比重：1.2熔融温度：270~350结晶性：非结晶性成型压力：138~200MPa成型模温：80~110PC是非结晶型塑料，它具有高透明度。
抗冲击强度高，刚硬而有韧性。
它具有非常好的热稳定性。
耐疲劳强度差，耐磨性不好，对缺口敏感。
2.2 分型面的确定2.2.1 分型面的选择原则塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。
在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。
分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。
因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。
分型面的选择应遵循以下基本原则1）有利于保证塑件的外观质量；2）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积；3）尽可能使塑件留在动模一侧；4）有利于保证塑件的尺寸精度；5）尽可能满足塑件的使用要求；6）分型面应选择在塑件的最大截面处；7）长型芯应置于开模方向；8）有利于排气；9）有利于简化模具结构。
2.2.2 塑件分型面的确定分型面位置的确定分型面I,分型面II都不利于脱模，所以根据塑件结构形式分型面选在III上如图确定型腔数量和排列方式该塑件材料为聚碳酸酯，其流动性较差。
查阅相关资料得出其所需注射压力为150MPa，一模二腔所需注射量为V=V1+V2=3.2V1，通过三维建模得V1=85.82cm^3 则V=3.2×85.82=274.62cm^3查询相关注塑机型号发现注塑量大于274.62cm^3的注塑机的注射压力达不到150MPa。
综合这两个因素，该模具应选择一模一腔。
2.2.3 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一腔，推件板推出，浇口采用点浇口方便凝料与塑件分离，动模部分需要一块型芯，固定板，支撑板。
2.3 注塑机型号的选择2.4.1 注塑机选择的一般原则注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。
根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。
2.4.2按预选型腔数选择注塑机1.通过Pro/E建模分析,塑件为m1=102.98g,v1=85.82cm^3, ρ=1.2g/cm^3。
V1=25.2cm3,流道凝料的质量m2=0.6m1V=1.6V1=274.62 cm^3m=m1+m2=1.6m1=164.77g2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需的锁模力.流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,A2可用0.35nA1来进行估算,所以A=nA1+A2=1.35A1A=1.35×A1=162000mm2=100×120=12000mm2式中A1查表2-2<塑料模具设计指导>=30Mpa取P型模具所需锁模力Fm=AP型=16200×30=486000N3.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-200/1200注塑机主要技术参数理论注射量/cm3 200 锁模力/ KN 1200螺杆直径/mm 40 拉杆内间距/mm 355×385注射压力/ MPa 165 移模行程/mm 350注射速率/(g/s) 120 最大模厚/mm 400塑化能力/(g/s) 18.9 最小模厚/mm 230螺杆转速/(r/min) 10--220 锁模方式/mm 双曲肘喷嘴半径/mm 154.注射机有关参数的校核型腔数目校核n≤(KG-m2)/m1=(0.8×200-0.6×85.82)/85.82=1.26>1型腔数校核合格。
式中,K—注射机最大注射量的利用系数一般取0.8G—注射机最大注射量1)注射压力的校核P e≥k′P0=1.25×130=162.5MpaK′--注射压力的安全系数,一般取K′=1.25-1.4---取130Mpa,中等壁厚件P2)锁模力校核F≥KAP型=1.2×486=583.2KN.而F=1200 KN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.第三章浇注系统的设计3.1主流道的设计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)=4+1=52) 主流道球面半径为SR=喷嘴球面半径+(1—2)=15+(1—2)=16mm3) 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=25mm5) 主流道大端直径 D=d+2Ltanа=8.14mm(半锥角а为3°--6°,取а= 5°)取D=8mm.=25+h+2=30mm6) 浇口套总长 L主流道凝料体积V主=πh/12（D2+Dd+d2）=844.3mm3主流道当量半径R==3.25mm1.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件,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,以便常用碳素工具钢如T8A,T10A等,热处理硬度为50HRC-55HRC.如图示该模具注射时有主流道直接通过点浇口注入型腔，因此无需设计冷料穴。
主流道的剪切速率校核=πh/12（D2+Dd+d2）+πlr2 =328.37mm3V分Q主==43.5cm3/s主流道剪切速率γ=3.3 q主/πR3=1.04s-13.2 浇口的设计浇口截面积通常为分流道截面积的0.07倍—0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm—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浇口类型及位置确定该模具是中小型塑件的单型腔模具，设置点浇口比较合适。
点浇口开设在型腔中间。
确定注射时间：塑料成型工艺及模具设计表4-8，取t=2s计算浇口体积流量：q浇=V塑/t=85.82/2=42.91/s=4.291/s 计算浇口的剪切速率γ=3.3 q浇/πR3=1.07s-1该浇口的剪切速率处于浇口与分流道最佳剪切速率之间，所以浇口的剪切速率校核合格。