塑料桶的模具设计pdf
哈尔滨理工大学荣成学院 课程设计说明书 题 目： 塑料桶注塑模具设计 专业年级： 模具 10-3 班 学生姓名： 张 学 号： 1030330314 指导教师： 张伟 鲁德才 哈 尔 滨 理 工 大 学 荣 成 学 院 完成时间： 2012 年 8 月 31 日 哈尔滨理工大学荣成学院 课 程 设 计 任 务 书 学生姓名：张淞 学号：1030330314 学 院：荣成学院 专业：模具设计与制造 任务起止时间： 2012 年 8 月 20 日至 2012 年 9 月 2 日 课程设计题目：塑料桶注塑模具设 课程设计工作内容和计划： 1. 工作内容 ⑴绘制模具装配图一张(Autocad 绘制、A0 或 A1 图纸) ； ⑵绘制所有非标件零件图（手绘、A3 图纸，由指导教师指定）； ⑶编制设 算说明书，10～15 页。 2. 工作规划 2012.8.20 测绘塑件，绘制塑件二维图和三维实体； 2012.8.21 进行注塑工艺分析与计算，确定模具的总体方案； 2012.8.22—2012.8.24 草绘装配图，进行具体结构设计； 2012.8.27—2012.8.28 完成装配图设计； 2012.8.29 手绘完成非标件零件图设计； 2012.8.30 编写塑料模具课程设计说明书 2012.9.2 答辩 参考资料： 1. 李德群. 塑料注射成型工艺及模具设计（第二版） 2. 孙全颖. 唐文明. 机械精度设计与质量保证 3. 刘力. 机械制图（第三版） 4. 胡家秀. 机械设计基础（第二版） 指导教师意见： 教研室主任意见： 签名： 签名： 年 月 日 年 月 日 目录 - III - 第1章 塑件成型工艺分析 1.1 设计任务 1 课程设计目的 （1）培育学生对具体设计任务的理解和分析能力； （2 ）培育学生编制塑料成型PROC的能力； （3 ）培育学生设计塑料模具的能力； 2 课程设计的基本要求 （1）查阅有关联的资料，了解模具技术的发展趋势，做好设计准备工作，充分的发挥自 己的主观能动性和创造性； （2 ）树立正确的设计思想，考虑模具经济性、实用性、可靠性等要求，严肃 认线 ）要求相关的工艺计算准确，编制的塑料成型工艺规，图样及标注符合国家标 准，课程设计任务程合理； 3 设计零件如图 1-1 所示。 图 1-1 塑料桶零件图 已知技术参数： 材料：聚乙烯，PE ； 生产批量：大批量生产 1.2 塑件的工艺性分析 1.2.1 塑件的原材料分析 PE 即聚乙烯，结晶热塑性树脂，无臭、无毒、手感似蜡，具有优良的耐低压性能 (最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性高,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性 - 1 - 质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小, 电绝缘性能优良。 成型特性: 1．结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜 用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。 2 ．收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度宜慢，模具设冷料 穴，并有冷却系统。 3 ．加热时间不宜过长，否则会发生分解。 4 ．软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模.。 5 ．有几率发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。 1.2.2 塑件的尺寸精度分析 塑件上尺寸均无特别的条件，为自由尺寸，可根据 MT5 级精度查取公差值。 塑件为环形，要求外观美观、无斑点、表面粗糙度可取 Ra1.6 ，塑件内部没有较高 的粗糙度要求。 1.2.3 塑件结构工艺性分析 此塑件为实体桶零件，壁厚 1mm，总体尺寸适中，塑件成型性能较好 1.3 成型设备的选择 1、计算塑件的体积 根据零件的三维模型，利用三维软件可直接查询塑件的体积为： V1=148024.0498 mm3 查相关手册，PE 的密度为 0.94 - 0.96 10-6 kg / mm3 这里取 0.95 10-6 kg / mm3 所以，单个塑件的质量为： 3 -6 3 M1=V1 ×ρ=148024.0498 mm ×0.95 10 kg / mm =140.62g 根据最大注射量确定型腔数目： 设注射机的最大注射量为 G=2670g ，单个制品的重量为M1=140.62g ，浇注系统的 重量为 M2=140.62g ，则有：n=(0.8G-M2)/M1=14.19 所以型腔个数取 n=1 个 生产中，每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.2-1 ）倍，考虑到流道较 长，初步估量流道的体积 V2=148024.0498mm3 塑件与浇注系统的总质量为 M= V ×ρ=281.24g 2 、选用注射机 根据塑件形状，取一模一件的模具结构，初选所以初选 HTL-1000A 型螺杆式注射 机。其各项参数如表 1-2 所示。 表 1-2 HTL-1000A 卧式注塑机主要技术参数 3 理论注射容量/cm 2670 锁模力/KN 10000 螺杆直径/ mm 100 拉杆内间距/ mm 1080×1000 注射压力/MP 216 移模行程/ mm 1000 注射速率/ （g/s ） 580 最大模厚/ mm 1100 塑化能力/(g/s ） 325 最小模厚/ mm 400 螺杆转速/ （r/min ） 100 定位孔直径/ mm φ150 喷嘴球半径/ mm 15 喷嘴孔直径/ mm 4 - 2 - 第2章 注射模具结构设计 2.1 模具总体方案的确定 1. 分型面的选择 分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，有利于排气，保证塑件质 量，该零件分型面如图 2-1 所示，取在塑件的顶部。 图2-1 分型面选择 2. 型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件采用一模一件成型，型腔布置在模具中间，有利用与浇注系统的排列和模 具平衡，如图 2-2 所示。 图2-2 型腔分布 2.2 浇注系统模块设计 根据塑料模具大典查得注射机喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端出口孔径：d0= φ4mm 喷嘴前端球面半径：R0 ＝15mm 模具浇口套主流道球面半径 R 与注射机喷嘴球面半径 R0 的关系为： R=R0+(2～3)=15+2=17mm 模具浇口套主流道小端直径 d 与喷嘴前端出口孔径 d0 的关系为： d=d0+(0.5 －1)mm=φ4+1 ＝φ5mm 主流道为圆锥形，锥角取 3°； 浇口采用直接浇口，从塑件下端圆形外表面进料，如图 2-3 所示。 - 3 - 图2-3 浇注系统 2.3 成型零部件的设计与计算 成型零部件的主要工作尺寸计算如下： 1.型腔径向尺寸计算 由零件图分析可知，决定型腔径向尺寸的主要有：198mm，206mm,220mm,154mm.塑 件上尺寸均无特别的条件，为自由尺寸，可按 IT12 级塑件精度查取公差值,分别是： 1980 2060 2200 1540 -0.46 -0.46 -0.46 -0.4 径向尺寸： z LM LS (1 Scp ) x 0 (2-1) 0.46 / 3 0.15 分别代入计算得： LM1 198(1 0.008) 3 / 4 0.46 0 199.240 0.46 / 3 0.15 LM2 206(1 0.008) 3 / 4 0.46 0 207.3030 0.46 / 3 0.15 LM3 220(1 0.008) 3 / 4 0.46 0 221.4150 0.46 / 3 0.15 LM4 154(1 0.008) 3 / 4 0.46 0 154.930 由零件图分析可知，决定型腔深度尺寸的主要有：210mm, 可按 IT12 级塑件精度查取 公差值,分别是：2100 -0.46 深度尺寸： z H M H S (1 Scp ) x 0 (2-2) 分别代入计算得： 0.46 / 3 0.15 HM1 210(1 0.008) 2 / 3 0.46 0 211.370 2.凸模尺寸计算 由零件图分析可知，决定凸模径向尺寸的主要有：196mm,204mm,118mm,152mm 可 按 IT12 级塑件精度查取公差值,分别是：1960。46 ，2040.46 ,1180.35 ,1520.40 0 0 0 0 0 l l (1 S ) x (2-3) M s cp z 0 0 lM 1 196(1 0.008) 3 / 4 0.46 -0。46 / 3 197.91-0。15 - 4 - 0 0 lM 2 204(1 0.008) 3 / 4 0.46 -0。46 / 3 205.63-0。15 0 0 lM 3 118(1 0.008) 3 / 4 0.35 -0。35 / 3 119.21-0。12 0 0 lM 4 152(1 0.008) 3 / 4 0.4 -0。40 / 3 153.52-0。13 由零件图分析可知，决定凸模深度尺寸的主要有：209mm，可按 IT12 级塑件精度 查取公差值,分别是：2090.46 0 深度尺寸： 0 h h (1 S ) x (2-4) M s cp z 0 0 hM 1 209(1 0.008) 2 / 3 0.46 0.46 / 3 210.98 0.15 式中△——塑件的允许公差； Scp——塑料的平均收缩率，取 Scp=0.008； δz——成型零件制造公差,取塑件公差的 1/4； x ——修正系数，一般中小型塑件取为 3/4； x ——修正系数，一般精度较小型塑件取 2/3； Ls——塑件外型尺寸； H S ——塑件高度基本尺寸； l s ——塑件内形基本尺寸； h s ——塑件孔深基本尺寸 2.4 模架的选择 1 各模板尺寸的确定 （1）A 板尺寸。A 板是定模型腔板，塑件高度为 210mm ，又考虑在模板上还要开 设冷却水道，还需要留出足够的距离，故 A 板厚度取 250mm 。 （2 ）B 板尺寸。B 板是动模型芯板，按模架标准板厚取 80mm。 （3 ）中间板加支撑板尺寸，按模架标准板厚取80mm （4 ）C 板（垫板）尺寸。垫块=推出行程+推出厚度+推杆固定板厚度+5~10mm ，选 C 板为高为 250mm 。 经过上述计算，模架尺寸已经确定为模架结构及形式为 P1 型，其外观尺寸：宽×长× 高=750×800×750mm 。 2 模架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 （1）模具平面尺寸750×8001080 ×1000 （拉杆间距），校核合格。 （2 ）模具高度尺寸750mm ，4007501100 ，校核合格。 （3 ）模具开模行程 S H H (5 ~ 10)mm 480mm 1000mm （开模行程），校核合格。 1 1 2 2.5 导向及推出机构的设计 导向机构大多数都用在保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之准确对合，起定 位和导向作用。本设计采用导柱、导套滑动配合导向。 此模具的型芯在动模，开模后塑件留在动模一侧，考虑到塑件的结构特点，宜采 用推盘脱模结构，用一个推盘顶在塑件的桶底位置,推杆固定在推杆固定板与推板之 - 5 - 间，由注射机顶出机构推动，使推杆运动实现脱模动作，并由复位杆快速复位。 2.6 侧向分型与抽芯机构的设计 本塑件的结构最简单，不需要侧向分型与抽芯结构。 2.7 温度调节系统的设计 塑件对模具的温度的要求较低，所以此次采用较简单的直流冷却回路，采用软管将 直通的管道连接起来，如图 2-4 所示。 图2-4 温度调节系统 - 6 - 第3章 模具的总装与校核 3.1 模具的总装 模具总装图如图 3-1 所示 图3-1 总装图 1-定位销 2-推板 3-推出固定板 4-垫板 5-复位杆 6-动模垫板 7-推盘 8-导柱 9-导套 10-螺钉 11-浇口套 12-定位圈 13-冷却水道 14-螺钉 15-定模座板 16-定模板 17-型芯 18-动模板 19-螺钉 20-导柱 21-导套 22-动模座板 模具的工作过程：注塑模由动模与定模组成，动模安装在注射机的移动模板上， 定模安装在注射机的固定模板上。在注射成型时，动模与定模闭合构成浇注系统和型 腔，开模时动模与定模分离以便由推盘推出制品，并由复位杆快速复位。 3.2 模具的校核 HTL-1000A 卧式注塑机主要技术参数如表 3-1 所示。 表 3-1 HTL-1000A 卧式注塑机主要技术参数 3 理论注射容量/cm 2670 锁模力/KN 10000 螺杆直径/ mm 100 拉杆内间距/ mm 1080×1000 注射压力/MP 216 移模行程/ mm 1000 注射速率/ （g/s ） 580 最大模厚/ mm 1100 塑化能力/(g/s ） 325 最小模厚/ mm 400 螺杆转速/ （r/min ） 100 定位孔直径/ mm φ150 喷嘴球半径/ mm 15 喷嘴孔直径/ mm 4 - 7 - （1）注射量的校核 3 如前所述，塑件和浇注系统的总体积为 V=148024.0498 mm , 远远小于注射机的标 3 称注射量 2670cm 。 （2 ）模具闭合高度的校核 由装配图可知模具的闭合高度为H 闭=750mm. 最小装模高度为 Hmin=400mm ，最大装模高度为 Hmax=1100mm ，能满足 Hmin≤H 闭 ≤Hmax 的安装条件。 （3 ）模具安装部分的校核 该模具的外观尺寸为 750×800mm ，注塑机模板最大安装尺寸为 1080×1000 mm， 故能满足安装要求。 模具定位圈的直径为 φ150 mm=注塑机定位孔的直径 φ150 mm，符合安装要求。 浇口套主流道球面半径 R=17mm 大于注射机喷嘴圆弧半径 15 mm，符合安装要 求。 浇口套小端孔径 φ4.2mm 大于喷嘴孔直径 φ4mm ，符合标准要求。 （4 ）模具开模行程的校核 如图所示，模具的开模行程 S 模=塑件的高度+浇注系统的高度+推出距离+ （5～ 10）=210+80+180+10=480 mm 注塑机的最大开模行程 S=1000480 mm,符合标准要求。 - 8 - 参考文献 [1] 李德群. 塑料注射成型工艺及模具设计（第二版） [M]. 北京：机械工业出版,2009. [2] 孙全颖. 机械精度设计与质量保证 .[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2009. [3] 刘力.机械制图（第三版）.[M]. 北京: 高等教育出版社，2009. [4] 胡家秀. 机械设计基础（第二版）.[M]. 北京：机械工业出版社，2008. [5] 李志刚. 中国模具设计大典(全五卷) ：塑料模具设计标准件 .[M]. 江西：江西科学 技术出版社,2003. - 9 -
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