罩壳注塑模设计

X学院课程设计课程名称：注塑模课程设计题目名称：罩壳注塑模设计专业班级：学号：学生姓名：指导导师：目录设计题目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2一: 塑件的工艺性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31、塑件的原材料分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32、塑件的结构工艺性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43、塑件的尺寸精度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44、塑件表面质量分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 二: 成型设备选择与校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41、注塑机的初选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42、注塑机的校核与终选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53、塑件模塑成型工艺参数的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6三: 注射模的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61、分型面的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72、型腔数目的确定及型腔的排列⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83、注系统的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯84、型芯、型腔结构的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 四: 成型零件尺寸计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 五: 冷却系统的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 1、冷却直径和位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 2、冷却介质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 六、模架的尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 七．排气系统的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 八：导向与定位结构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 九：推件方式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 十：模具的工作原理及特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯131、工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142、结构特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14设计小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15．塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括: 塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的工艺性分析, 其具体分析如下:1、塑件的原材料分析塑件材料该塑件为塑料罩壳，壁厚为3mm，塑件外型尺寸不大，选用PP 塑料，塑件精度要求为MT5 级。

性能：密度小，强度、刚性、硬度、耐热性均优于HDPE，可在100℃左右使用。

具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝热性，不受温度影响，但低温变脆，不耐磨，易老化。

成型特性：1) 结晶型塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解；2) 流动性极好，溢边值0.03mm 左右；3) 冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热性适度；4) 成型收缩范围大，收缩率大，已发生缩孔，凹痕、变形，取向性强5) 注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时明显，模具温度低于50℃以下塑件无光泽，易产生熔接痕、流痕；90℃以上时已发生翘曲、变形；6) 塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以防止应力集中物理、热性能、力学性能、电气性能2、塑件的结构工艺性分析⑴ 从图纸上分析, 该塑件的外形为回转体, 壁厚均匀, 都为3.2mm,且符合最小壁厚要求.⑵ 塑件型腔较大, 有尺寸相等的孔, 它们均符合最小孔径要求.3、塑件的尺寸精度分析塑件的型腔尺寸:3、 塑件表面质量分析：4、 该塑件为工业用罩盖塑料 ,对其表面质量没有什么高的要求 , 粗糙度可取Ra3.2um ,塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求 , 所以内外表面的粗糙 度都 3取 Ra3.2um.二、 成型设备的选择及校核1、注塑机的初选1.1计算塑件的体积 根据制件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为：V ＝ 1032mm 3=10.32cm 3;1.2 计算塑件的质量查手册得密度为： ＝ 0.9g/cm 3 塑件的质量为： M=V × =9.288g1.3 选用注射机根据总体积 V ＝1.288cm 3,初步选取螺杆式注塑成型机 XS —ZY —60 注塑成型机XS —ZY —60主要参数如下表所示2、注塑机的终选2.1 注射量的校核由公式：0.8W公≥W注W公——注塑机的公称注塑量( cm3)；W注——每模的塑料体积量，是所有型腔的塑料加上浇注系统塑料的总和 (cm3)；如前所述，塑件及浇注系统的总体积为1032mm3远小于注塑机的理论注250cm3，故满足要求。

2.2 模具闭合高度的校核公式：Hmin﹤H 闭﹤Hmax 如装配图可知模具的闭合高度H 闭＝260mm，而注塑成型机的最大模具厚度Hmax=350mm, 最小模具厚度Hmin=250mm,满足Hmin﹤H 闭﹤Hmax 安装要求。

2.3 模具安装部分的校核模具的外形尺寸为300mm×250 mm，故能满足安装要求。

模具定位圈的直径?＝注塑机定位孔的直径? 100，满足安装要求。

浇口套的球面半径为SR1=SR+(1-2)=2满0 足要求。

浇口套小端直径R1＝R+9(1-2)=4+1=5满足要求。

2.4 模具开模行程的校核公式：H模= H1+ H2≤H注H模——模具的开模行程(mm ) H注——注塑成型机移模行程(mm ) H1——制件的推出距离( mm ) H2——包括流道凝料在内的制品的高度( mm) 代入数据得：H 模＝≤H 注＝350mm，满足要求。

2.5 锁模力的校核公式：F≥KAPmF ——注射机的额定压力(kN) ；A ——制件和流道在分型面上的投影面积之和(cm) Pm——型腔的平均压力(Mpa) ；这里取15MPa K——安全系数，通常取K=1.1～1.2 ；将数据代入公式得：KAPm=1.1×15X2826*2=93.258KNF=1800KN>93.258KN，满足要求。

2.6 注射压力的校核公式：Pmax ≥K′P0Pmax——注射机的额定注射压力(Mpa) ；P0——注射成形时的所需调用的注射压力(Mpa) ；K′——安全系数将数据代入公式得：K′P0=1.3× 80=104 MPa ≤Pmax=130Mpa 满足要求。

结论：选取螺杆式注塑成型机XS—ZY—250完全符合本模具的使用要求3、塑件模塑成型工艺参数的确定注射成型工艺参数见下表试模时可根据实际情况作适当调整三、注射模的结构设计注射模结构设计主要包括: 分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构的设计、模具结构零件设计等内容.1、分型面的选择该塑件为工业用圆盖塑料, 对其表面质量没有什么高的要求,只要求外径没有明显的斑点及熔接痕. 在选择分型面时, 根据分型面的选择原则, 考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺利取出制件,有以下方案:由分型面选择原则，2、型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用一模二件成型, 所以, 型腔布置在模具的中间. 这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡.3、浇注系统的设计(1) 主流道设计a、主流道尺寸主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。

根据手册查得XS-ZY-60 型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴球半径:R0 =18mm 喷嘴孔直径:d 0 =Ф4mm 定位孔的直径：Ф 100mm 主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为2~6.，内壁表面粗糙度Ra小于0.4um，小端直径d 注射机喷嘴直径大0.5～1mm，小端直径D 一般取3~6mm。

现取锥角a=4。

，小端直径比喷嘴直径大1mm 套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度50～55HRC。

由于小端的前面是球面，其深度为3~5mm,这里取3mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2mm。

浇口套与模板间配合采用H7/m6 。

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。

主流道小端尺寸为5mm。

主流道的长度由定模座板和定模板厚度确定，一般L 不超过60mm。

b、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，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。

常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种（下图为后者），由于注射机的喷嘴球半径为18mm，所以浇口套的为R22mm。

根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（1～2）mmD=d0+（0.5 ～1）mm取主流道的球面半径R=20mm 主流道的小端直径d=Ф 5mm 设计如图c、主流道衬套的固定因为采用的为分开式, 所以用定位圈配合固定在模具的面板上。

定位圈的外径为Φ125mm，内径Φ35.5mm。

具体固定形式如下图所示：(2) 分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用多点进料的方式, 缩短分流道的长度, 有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑, 采用截面形状为半圆形的分流道. 查有关的手册, 选择R=2mm.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为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 μm左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。

(3) 浇口设计a. 浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求不高, 浇口的位置和大小还是要不能太影响塑件的外观同时, 也应该尽量使模具结构简单.根据对塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，选择侧浇口主要用于圆筒形制品或中间有孔的制品,它可使进料均匀, 在整个圆周上进料的流速大致相同, 空气容易顺序排出,同时避免了侧浇口的型芯对面的熔接痕, 但是浇口凝料去除困难, 需要切削加工或冲切法去除.b、浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。