塑料端盖注射模课程设计

目录一、塑件成型工艺性分析 (2)二、拟定模具的结构形式和初选注射机 (3)三、浇注系统的设计 (5)四、成型零件的结构设计及计算 (10)五、模架的确定 (11)六、排气槽的设计 (12)七、脱模推出机构的设计 (12)八、冷却系统的设计 (14)九、导向与定位结构的设计 (16)十、模具的装配 (16)结论 (19)参考文献 (20)错误！未找到引用源。

一、塑件成型工艺性分析1.1 塑件的分析（1）外形尺寸该塑件壁厚为3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性好，适合注射成型。

（2）精度等级每个尺寸公差不一样，按实际公差进行计算。

（3）脱模斜度HIPS成型性能良好，成型收缩率较小，参考文献[1]表2-10选择塑件上型芯和凹模统一脱模斜度为1°1.2 HIPS工程塑料性能分析HIPS为乳白色不透明颗粒。

密度为1.05g/cm3，熔融温度150℃―180℃,热分解温度300℃。

溶于芳香烃，氯化烃，酮类和酯类。

能耐许多矿物油，有机酸，盐，碱，低级醇及其水溶液，不耐沸水。

HIPS是最便宜的工程塑料之一。

其性能见表1—1。

【1】表1-11.3 HIPS的注射成型过程及工艺参数1）注射成型过程（1）成型前的准备。

对HIPS的色泽、粒度和均匀度进行检验，HIPS成型前需进行干燥，处理温度60℃—80℃，干燥时间2h。

（2）注射过程。

塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔进行成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

（3）塑件的后处理(退火）。

退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理温度为70℃，处理时间2h—4h。

2）注射工艺参数[1](1)注射机:螺杆式，螺杆转速为48r/min。

(2)料筒温度t/：前段170—190℃；中段170—190℃；后段140—160℃。

(3)模具温度t/: 32—65℃(4)注射压力p/M Pa：60—100M Pa.。

(5)成型时间：25s（注射时间1.6s，冷却时间17.4s，辅助时间6s）。

二、拟定模具的结构形式和初选注射机2.1分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2—1所示。

图2—12.2 型腔数量和排位方式的确定型腔数量的确定。

由于该塑件的精度要求不高，塑件尺寸较小，为中等批量生产，可采用一模多腔的结构形式。

考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和其他成本费等因素，初步定为一模两腔的结构。

型腔排列形式的确定。

多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要求紧凑，并与浇口开设的部位对称。

由于该设计是一模两腔，故采用直线对称排列，如图2—2所示。

图2—2模具结构形式的确定。

本模具为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。

因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。

由上综述分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。

2.3注射机型号的确定注射量的计算通过pro/e建模分析计算得塑件体积：V塑=26.618cm³塑件质量：M塑=26.618x1.05=28g浇注系统凝料体积的初步计算浇注系统的凝料在设计之前是不能准确确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2—1倍来估算。

由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔的塑料熔体总体积为V总=V塑（1+0.3）x2=1.3x2x26.618=69.20cm³（3）选择注射机根据第二步计算得出V总=69.20cm³，结合式（4—18）有V公=V总/0.8=86.5cm³根据以上计算初步选定注射机为公称注射量100cm³，注射型号为SZ-100/60卧式注射机，其主要技术参数见表2-3【3】如下：表2-3注射机相关参数的校核注射压力校核。

查表4—1知，HIPS所需注射压力为80—100MPa，这里取P=100MPa，该注射机公称注射压力P公=150MPa，注射安全系数k1=1.25—1.4取k1=1.3，则有K1P=1.3x100=130<P公，所以，注射机注射压力合格。

锁模力校核塑件在分型面上的投影面积A塑=π/4(75²﹣10²﹣4×4²) mm²=4287 mm²②浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模统计分析来确定。

A浇是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2~0.5倍，由于本次流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些，这里取A浇=0.2A塑。

③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，A总=n（A塑+A浇）=2×1.2A塑=2×1.2×4287mm²=10289mm²④模具型腔内的胀型力F胀，F胀=A总P模=10289×35N =360.115 kN式中，P模是型腔的平均压力值。

P模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%~40%，大致范围为26~52MPa。

对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值，HIPS属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故P模取35MPa，查教材表4-45可得该注射机的锁模力F锁=600kN，锁模力安全系数为K2=1.1~1.2，这里去K2=1.2，则：K2F胀=1.2F胀=1.2×360.12KN=432.144KN < F锁所以，注射机锁模力合格。

三、浇注系统的设计3.1主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或者型腔中。

主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流体和开模时主流道凝料的顺利拔出。

主流道的尺寸直接影响到熔体的流体速度和充模时间。

【2】另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。

（1）主流道尺寸①主流道长度：小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。

②主流道小端直径：d =注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=（3+0.5）mm= 3.5 mm③主流道大端直径：d＇=d+2L主tanα≈7mm，式中α=4º④主流道球面半径：SRo =注射机喷嘴头半径+（1~2）mm=（10+2）mm= 12mm⑤球面的配合高度：h=3mm（2）主流道的凝料体积V主=π/3 ×L主（R²主+ r²主+R主r主）=3.14 / 3 ×50×（3.5²+1.75²+3.5×1.75）mm=1121.9mm³= 1.12cm³（3）主流道当量半径Rn=（1.75+3.5）/ 2 = 2.625mm（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准间可选购。

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。

对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述的因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。

同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。

设计中常采用碳素工具钢（T8A或者T10A），热处理淬火表面硬度为50~55HRC，如图3—1：图3—13.2分流道的设计（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。

（2）分流道的长度由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。

单边分流道长度L分取35mm。

（3）分流道的当量直径因为该塑件的质量m塑=ρV塑= 28.0g<200g，因此分流道当量直径为：D分=0.2654×（m塑）^½ ×(L分)^¼=0.2654×28^½ × 35^¼=3.5mm（4）分流道截面形状常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。

本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料融体的热量散失、流体阻力均不大。

（5）分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为x，地面圆角的半径R=1mm，并根据教材表4-6，设置梯形的高h=3.5，则该梯形的面积为：A分=（x+x+2×3.5tan8º）h / 2=(x+3.5tan8º) ×3.5再根据该面积与当量直径为3.5mm的圆面积相等，得：（x+3.5tan8º）×3.5= πD²分/ 4=3.14×3.5²/4，可得x≈2.25，则梯形的上底约为2.25+2X3.5tan8º=3.25mm，如图3—2：图3—2（6）凝料体积①分流道长度L分=35×2=70mm。

②分流道截面积A分=（2.25+3.25）/2 ×3.5=9.625mm²。

③凝料体积V分=A分L分=70×9.625=673.75mm²≈0.67cm²。

（7）校核剪切速率①确定注射时间：查教材表4-8,可取t=1.6s。

②计算分流道体积流量：q分=（V分+V塑）/t=（0.67+26.618）/ 1.6=17.055 cm³/s③可得剪切速率γ分=3.3q分/（πR³分）=3.3×17.055×10³/[ 3.14×(3.5/2) ³]=3.34×10³ s﹣¹该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5×10²~5×10³s﹣¹之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。

（8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一边取Ra1.25~2.5μm即可，此处去Ra1.6μm，另外，其脱模斜度一般在5º~10º之间，这里去脱模斜度为8º。

3.3浇口的设计该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。

其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。

（1）侧浇口尺寸的确定1）计算侧浇口的深度。