冷水壶盖模具课程设计说明书

课程设计说明书题目：冷水壶盖模具课程设计学号：姓名：班级：专业：材料成型及控制工程指导教师：学院：机械工程学院题目如图所示：该塑件是一个冷水壶盖，材料为PE-HD，批量生产，塑件的原材料和各种工艺性分析如下所示。

目录1.塑件材料的选择和特性 (4)1.1基本特性 (4)1.2主要用途 (4)1.3成型特点 (4)2.塑件的工艺性分析 (5)2.1塑料的尺寸精度分析 (5)2.2塑件表面质量分析 (5)2.3塑件结构工艺性分析 (5)3.成型设备的选择与模具工艺参数的编制 (5)3.1计算塑件的体积 (5)3.2计算塑件的品质 (5)3.3选用注塑机 (6)4.模具结构方案的确定 (7)4.1分型面的选择 (7)4.2型腔数量的确定及型腔的排列 (7)4.3浇注系统的设计 (7)4.4推出方式的选择 (10)5.模具成型部件的设计计算 (10)5.1形芯型腔尺寸 (10)5.2侧向抽芯机构 (11)5.3镶块形腔 (12)6.装配图 (12)7.总结 (12)参考文献 (14)1.塑件材料的选择和特性根据产品的使用要求和性能要求，选择PE为塑件的材料。

1. 1基本特性聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。

按聚合时采用的压力不同可分为高压、中压和低压三种。

低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分子质量、结晶度和密度较高，所以低压聚乙烯比较硬，耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好。

高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较小，结晶度和密度较低，且具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性。

聚乙烯无毒、无味、呈乳白色。

密度为0.91-0.96g/cm3，为结晶型塑料。

聚乙烯有一定的机械强度，但与其他塑料相比其机械强度低，表面硬度差。

聚乙烯的绝缘性能优异，常温下聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。

聚乙烯有高度的耐水性，长期接触水其性能保持不变。

聚乙烯透水气性能较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。

聚乙烯在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆。

一般高压聚乙烯的使用温度在800C左右，低压聚乙烯为1000C左右。

聚乙烯能耐寒，在-600C时仍有较好的力学性能，-700C时仍有一定的柔软性。

1.2主要用途低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载力不高的零件，如齿轮、轴承等;高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。

1.3成型特点聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异很大。

注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生变形，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，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。

2.塑件的工艺性分析2.1塑料的尺寸精度分析该零件的精度为5级，精度要求中等2.2塑件表面质量分析该零件的要求表面没有缺陷、毛刺，由于冷水壶盖经常与人的手接触较多，因此表面要求光滑，最好自然形成圆角。

2.3塑件结构工艺性分析从零件图上分析，此零件总体为圆形侧面有4个4mm×18mm长方孔，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，零件口部上有一个小台.3 成型设备的选择与模具工艺参数的编制3.1计算塑件的体积根据塑件的UG三维模型，利用UG三维软件直接可查询到塑件的体积为：V=87552mm33.2计算塑件的品质（1）注射量的计算查手册取密度计算塑件的品质：ρ=0.95*10−6Kg/mm3塑件：M=v*ρ=83.2g 此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量为: m=1.6n m1=1.6*4*83.2=532.48 gV=1.6n V1=1.6*4*87552=560333 mm3（2）锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积A 2，在此时还是个未知数，根据经验公式：A 2=(0.2~0.5)A 1(A 1为每个塑件在分型面上的投影面积)，用0.35n A 1进行估算：A=N A 1+A 2=67298.36 mm 2式中 A 1=3.14d 2/4=12462.66 mm 2查塑件所需的注射压力60-100Mpa ，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%，因塑件为薄壁塑件，且浇口为点浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则P=90*60%=54 MPaF=AP=67298*54=3634092 N 3.3选用注塑机（1）在书中找到相应的成型设备，选取螺杆式注射成型机： XS-ZY-1000 塑件注塑成型工艺参数如表所示（2）型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量：N ≥0.8Vg−Vj Vz = 0.8∗1000−0.6∗87.55287.552 =8.54>2 2腔数目符合（3）注射压力的校核F ≥Kp=1.3*90=117≤121MPa 型注射压力校核合格（4）锁模力的校核F≥KAP=1.2*3634092=4360910<45*105N锁模力校核合格 K 为锁模力安全系数，一般取1.1—1.2 其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。

4模具结构方案的确定4.1分型面的选择本塑件要求外侧表面光滑，下端外沿无浇口痕迹。

依据分型面的选择原则，该塑件的分型面应选如下A-A所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件外表面光滑，且容易脱模。

4.2型腔数量的确定及型腔的排列该塑件的精度要求不高，属小型塑件，且形状简单，又为大批量生产，初定为一模四腔的模具形式，型腔的排列方式采用平衡性较好的H型排列，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部，模具选用双分型面注射模（三板式）.4.3浇注系统的设计（1）主流道的设计主流道尺寸主流道的小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）=8 mm；主流道球面半径：SR=喷嘴的两面半径+（1~2）=20主流道锥角：取3度；主流道长度：取113 mm（1）主流道衬套的形式由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求比较高，因而主流道设计为浇口套，采用T10A，热处理为50HRC－55HRC，如上图所示：（2）分流道的设计分流道的布置：为了让分流道要能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使凝料熔体尽快地分配到各型腔，因此，采用如下图所示衡式分流道结构：分流道的形状和截面尺寸：由于原料的流动性很好，因此选用加工性能比较好的半圆形流道，查表得d=10㎜分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的Ra 并不要求很低，一般为0.8—1.6,在此取1.6，如上图所示（3）浇口设计由于塑件的外观表面质量要求比较高，应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇口查表得其尺（4）注射行程的校核查XS-ZY-1000注射注射行程为280，浇注系统的长度： 70+110.5+38=218.5<280 mm ，成立。

4.4推出方式的选择5 模具成型部件的设计计算分析塑件的结构可知根据尺寸公差可知：塑件在径向上的公差等级为MT5级(GB4458.5-84)，对于此塑料此精度为中等。

分析塑件的结构可知动模部分若采用整体式结构将无法加工，所以采用组合型芯结构。

5.1 形芯型腔尺寸（1）圆柱形芯：其基本尺寸公差为：d 1=Φ117 0+0.015 d 2Φ620+0.013 h 1=310+0.011 h 2=480+0.011 由于精度为一般精度，故取制造公差为零件公差的1/3，磨损偏差为尺寸公差的1/2，即δz =13Δ δc =12Δ所料收缩率范围为 1.5-3.6 平均收缩率为：1/2（S max +S min ）X100%=2.55%d 1=[(1+S)d +1/2(Δ+ δc +σz)]0+0.015/3=120.000+0.005 d 2=[(1+S)d +1/2(Δ+ δσc +σz)]0+0.013/3=63.590+0.004 h 1=[(1+S)h +1/2(Δ+δz)]−0.011/30=31.80−0.0030h 1=[(1+S)h +1/2(Δ+δz)]−0.011/30=49.23−0.0030（2）动模型腔：动模采用组合式，用螺钉将其固定在动模板上，查其尺寸公差：h 3=25 −0.009 0 h 4=2 −0.004 0 h 5=7 −0.005 0 h 6=16 −0.008 0d 3=123 −0.018 0 d 4=127 −0.018 0 d 5=123 −0.018 0 d 6=77 −0.013 0d 3=[(1+S )d −1/2(Δ+ δc +δz)0+δ=126 0+0.006d 4=[(1+S )d −1/2(Δ+ δc +δz)0+δ=130 0+0.006 d 5=[(1+S )d −1/2(Δ+ δc +δz)0+δ=126 0+0.006 d 6=[(1+S )d −1/2(Δ+ δc +δz)0+δ=79 0+0.004h 3=[(1+S)h −1/2(Δ+δz)]0+δ=25.63 0+0.003 h 4=[(1+S)h −1/2(Δ+δz)]0+δ=2.05 0+0.001 h 5=[(1+S)h −1/2(Δ+δz)]0+δ=7.17 0+0.002 h 6=[(1+S)h −1/2(Δ+δz)]0+δ=18.96 0+0.004 （3）滑块形芯滑块型芯的设计为整体式结构，总共4个，其相应的侧孔尺寸为C 5=3+0.16 L 1=40+0.36 L 2=180+0.56C=(1+S)C+δz =3.007+0.040L 1=[(1+S )d +1/2(Δ+ δc +δz)−δ0=4.28−0.12 0L 2=[(1+S )d +1/2(Δ+ δc +δz)−δ0=18.62−0.186 05.2 侧向抽芯机构侧向抽芯机构的选用塑件的侧壁有4个方孔，其均垂直于脱模方向，阻碍成型后的塑件从模具脱出。

因此成形时必须设置侧向分型抽芯机构，经分析本模具采用斜导柱抽芯机构。

确定抽芯距：此塑件的的侧孔深度为3mm ，则S=h+(2-3)=5mm 确定斜导柱d=√10∗5832∗25cos12∗3003=17.56mm 取整数18mm经计算得 L=S cos12=74 取斜导柱长度为155mm5.3 镶块形腔工件上面有四个侧孔，上面还有一个凸台，所以需要设计成镶块，凸台和侧孔形芯设计成一个整体，侧抽芯分型的时候既可以抽离侧孔，又可以分离凸台，所以采用这样的设计。

镶块如图。

6.装配图本设计的装配图如下所示：7.总结本课题所涉及到注塑模的相关知识较多，其中包括流到的设计、浇口的设计、型芯的尺寸计算，型腔的尺寸计算、顶杆的添加及计算等。