法兰盘注塑模具设计说明书

山东大学

法兰盘注塑模具设计说明书

模具设计及CAD课程设计

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目录

一、设计任务 (3)

二、塑件工艺性和工艺条件分析 (3)

1、材料种类及工艺特性 (3)

2、结构工艺性 (4)

三、塑件成型工艺和设备的确定 (4)

1、成形方法 (4)

2、确定工艺参数 (4)

3、选择注射机 (4)

（1）计算注射量V (4)

（2）选择注射机 (5)

四、模具结构设计 (5)

1、模具总体结构形式 (5)

（1）型腔数及其排列形式的确定 (5)

（2）分型面的确定 (5)

（3）浇注系统形式的确定 (6)

（4）脱模方式的确定 (7)

（5）冷却系统考虑 (7)

（6）确定零部件的结构形式 (7)

（7）标准模架组合的型号与规格的确定 (7)

2、方案草图 (8)

3、校核注射机有关的工艺参数 (8)

1）注射量的校核 (8)

2）注射压力的校核 (8)

3) 锁模力的校核 (8)

4）闭合高度的校核 (8)

4、校核模具有关零件的刚度和强度 (9)

5、成形零部件工作尺寸的计算 (9)

（1）凹模尺寸的计算 (9)

（2）型芯尺寸的计算 (10)

（3）冷却水设计及计算 (11)

参考文献 (12)

一、设计任务

零件：法兰盘

材料：高压（密）聚乙烯HDPE

精度：7级

零件具体形状尺寸如下：

二、塑件工艺性和工艺条件分析

1、材料种类及工艺特性

该零件材料为HDPE，是一种通用性热塑性材料，其成型性能较好，流动性好，熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，成型前不需要干燥，具体材料性能参数如下：密度：ρ=0.94~0.97g/cm3

熔点：105o C~137 o C

吸水性：<0.01%

比热容：2.554KJ/(Kg·k)

热变形温度：60 o C~80 o C

热分解温度：338 o C~450 o C

收缩率：径向：2.5% 轴向：5%

2、结构工艺性

塑件尺寸不大，外形结构简单，不需要抽芯机构，精度等级为一般等级，除了壁厚较大且不均匀需要补缩外其它结构特征符合塑件的设计要求。

三、塑件成型工艺和设备的确定

1、成形方法

该零件为热塑性塑料制件，塑件生产批量不大，采用应用范围广泛、技术成熟的注射成形。

2、确定工艺参数

成形时间：注射时间：10s

保压时间：50s

冷却时间：60s

开模取件时间：5s

总周期125s

模具温度：50 o C~79 o C

料筒温度：前部260 o C 中部230 o C 后部2210 o C

注射压力：80MPa

每小时注射次数：10次/h

冷却水：进口温度20 o C

出口温度25 o C

比热容Cp=4.23KJ/(Kg·K)

3、选择注射机

（1）计算注射量V

○1工件体积V1=两柱体体积＋两椎体体积－中心孔体积

=22223022002230220033822704822002

222⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯⎪⎭⎫

⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛πππ＋

122270223022702230322

⨯⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫

⎝⎛π－12021402

⨯⎪⎭⎫

⎝⎛π

=3.227×106mm 3

○

2浇注系统占总体积的5%~10%，故总体积V 为 V=1.1V 1=1.1×3.227×106=3.550×106mm 3

（2）选择注射机

从计算结果，并根据塑料注射机技术规格（《使用模具设计与制造手册》上表6-93，拟选用XS-ZY-6000型注射机。其主要技术参数如下：

最大模具厚度：1000mm 最小模具厚度：700mm 注射行程：400mm 压力：110MPa 锁模力：18000KN 额定注射量：6000cm 3 注射方式：螺杆式

四、模具结构设计 1、模具总体结构形式

（1）型腔数及其排列形式的确定

制件批量不大，为保证制件精度，减少模具制造难度及费用，模具采用单型腔。

（2）分型面的确定

考虑以下原则：

○

1便于塑件脱模 ○

2在开模时尽量使塑件留在动模 ○

3保证塑件尺寸精度不受影响

○

4有利于排气和模具的加工方便 结合该产品的结构，将分型面确定在法兰盘的大端面。

（3）浇注系统形式的确定

采用普通浇注系统，由于是一模一腔，且零件为空心回转体，故用轮辐式浇口从零件顶端处进料，并利用分型面间隙及模具零件间的配合间隙处排气。

1）主流道的设计

由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，主流道部分设计成可拆卸更换的浇口套。

为使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D 稍大于注射机喷嘴直径d ，d=8mm D=d+（0.5~1）mm =8+1=9mm

主流道入口凹坑球面半径R2稍大于注射机喷嘴球头半径R1，R1=18mm R2=R1+（1~2）mm =18+2=20mm

主流道半锥角α=2o ，出口端圆角半径D 81r ≈

=mm 198

1

≈⨯ 浇口套常用T8或T10钢材制作，经淬火洛氏硬度为50~55HRC 。 2）定位圈的设计

将定位圈与浇口套分开设计，用螺钉将定位圈和定模座板联接，防止浇口套因受到熔体的反压力而脱出。

3）分流道的设计

当分流道的剪切速率γ为5×10-3（s -1）时，所形成的塑料制品质量较好，根据《中

国模具设计大典》公式9.2-10：3

·

/.3q 3n R πγ=

q 为熔体的体积流量：q=V/θ，θ为注射时间，V 为制品体积（cm 3），