塑料模具课程设计-塑料投影仪外壳[1]

模具设计课程作业题目：投影仪外壳模具设计院别：材化学院专业：09高分子（2）学号：09206020228姓名：李杰渊2012年12月26日塑料成型模具课程设计任务书一课程设计目的在学习塑料成型模具课程后，为了将所学的理论应用于实践，培养学生独立运用三维CAD设计塑料模具的能力。

最后达到深刻理解塑料成型模具设计原理和模具各系统的结构组成，使学生对塑料模具的认识上升一个台阶。

本课程设计的主要任务是培养学生掌握应用计算机进行模具设计的方法，并能推而广之用于其它领域。

如利用Pro/E Wildfire 计算机辅助设计软件实现模具设计。

二课程设计的内容、任务和要求运用Pro/E Wildfire 软件创建零件模型，然后再行设计相应的模具。

1. 设计的主要内容(1)零件模型的创建；(2)确定型腔数目及排列方式；(3)模具结构形式的确定；(4)模具参照模型的调入；(5)设置收缩率；(6)创建毛坯工件；(7)分型面位置确定和创建；(8)分割模具体积块；(9)抽取模具元件；(10)浇注系统的设计；(11)铸模；(12)开模。

2. 设计任务(1)运用Pro/E Wildfire 三维软件完成相应零件及三维模具的设计；(2)打印A4图纸七张（三维图：塑料零件图、分型面、凹模、凸模和开模图纸各一张。

二维工程图：塑料零件图、凹模、凸模各一张）；(3)编写设计说明书1份，将相应的三维设计图粘贴到相应位置，字数2000～4000字，并打印设计说明书。

3. 设计说明书格式一、封面；二、目录；三、正文：1、设计任务；2、零件模型的创建；3、塑料分析；4、模具结构：(1)确定型腔数目及排列方式；(2)模具结构形式的确定；(3)调入模具参数模型；(4)设置收缩率；(5)设置毛坯工件；(6)分型面位置确定和创建；(7)分割模具体积块；(8)抽取模具元件；(9)浇注系统的设计；(10)铸模；(11)开模。

说明：正文当中涉及到的设计步骤应先用文字说明，然后用抓图软件抓下实时软件画面，贴到word文档中去,具体样式如教材中的实例。

四、总结；五、参考文献。

三设计时间设计时间为第十八周，共20个学时，具体时间安排如下：星期一至星期五：8：00---20：00导教师：曹田目录第一部分产品的说明第二部分塑件分析第三部分注射机的型号和规格选择及校核第四部分型腔的数目决定及排布第五部分分型面的选择第六部分浇注系统的设计第七部分成型零件的工作尺寸计算及结构形式第八部分导柱导向机构的设置第九部分推出机构的设计第十部分温度调节系统的设置第十一部分模具的动作过程第十二部分设计小结第十三部分参考资料第一部分产品的说明肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。

此次设计的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。

为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。

为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。

此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。

产品图如下：图一零件实体图第二部分塑件的分析PVC塑料化学名称：聚氯乙烯比重:1.38克/立方厘米成型收缩率:0.6-1.5%产品需要预热到70~90度，预热时间为4~6小时成型温度：230~330℃成型时间为40~130秒成型特性：1.无定形料,吸湿性小,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体3、成型温度范围小，必须严格控制料温4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。

在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。

因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：公实V V式子中，实V —实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（3cm ）。

由UG 分析/体测量，可得塑料盒的体积为19.60cm 3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS —ZY —60.其最大理论注射容量为60cm 3，注射压力为122MPa ，锁模力为500KN ，最大注射面积为130cm 2.模具高度在200~300mm ，最大开模行程180mm 。

喷嘴圆弧半径为12mm ，喷嘴孔直径为4mm 。

2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P 能否满足塑件所成型时需要的注射压力P 0，其值一般为70～150MPa ，通常要求P> P 0。

我们这里选70MPa 。

3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁≥ F胀 = A 分× P型F锁—注射机的额定锁模力（N）；P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。

我们这里选P型=30MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）由UG分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2∴ F锁≥ F胀 = A 分× P型= 80×200×30=4.8×105（N）而锁模力为500KN，大于480KN，符合要求。

4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。

由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。

我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。

此情况又两种类型：⑴对单分型面注射模，所需开模行程H为：S ≥ H = H1 + H2 + （5～10） mm式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；S —注射机移动板最大行程（mm）；H —所需要开模行程（mm）。

而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵对双分型面注射模，所需开模行程为：S机 H = H1 + H2 + a +（5～10） mm 式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第四部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。

一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气e）、尽量使模具加工方便3、我们这里选择曲线分型面图二分型面第五部分型腔数目的决定及排布1、型腔数目的确定：为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目；b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；d）、根据制品精度确定型腔数目。

我们这里选用a），其计算过程如下：我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：模具费用为01C nC X M +=（元）， 注塑成型费用为)60(yt N Xs =（元），总成型加工费用为S M X X X +=，即01)60(C nC nyt N X ++=为使总的成型加工费用最少，即令nx d d ＝０，则有 ：)1)(60(12=+-C nyt N所以n ＝160C Nyt 。

对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。

图三 型腔布局图第 六 部分 浇注系统的设计1、浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。

其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。

因此，浇注系统十分重要。

而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。

我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：2、浇注系统各部件设计A 、主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：⑴ 主流道圆锥角α=2o ～6o ，对流动性差的塑件可取3 o ～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm 。

⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm ，以减小料流转向过渡时的阻力。

⑶在模具结构允许的情况下，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。

⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。