小圆盒塑料件模具设计
小圆盒塑料件模具设计[20200123184731]
日期： 2012年10月6日 【摘要】
进入21世纪模具CAD技术逐步普及，企业对模具设计人才产生了从数量需求向质量需求的深刻转变。传统的塑料模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求的现状。进行了针对传统塑料模具设计的调查，传统塑料模具设计精度低、制造周期长、成本高等。在老师指导下运用在校学习的模具设计专业知识，初步运用了UG、AutoCAD等软件设计了小圆盒塑件。也做了对型芯型腔制造分析。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】注塑模设计；UG;AutoCAD；
引言 1
一、拟定模具的结构形式 2
（一）塑料成型工艺分析 2
（二）分型面位置的确定 2
（三）确定型腔数量和排列方式 2
（四）模具结构形式的确定 3
（五）注射机型号的选定 3
二、浇注系统的设计 4
（一）主流道设计 4
三、成型零件设计 7
（一）成型零件结构设计 7
（二）成型零件钢材的选用 7
四、模架确定 9
五、排气槽设计 10
六、脱模推出机构设计 10
七、温度调节系统设计 10
（一）冷却水的体积流量 10
（二）冷却管道直径 11
（三）冷却水在管道内的流速 11
（四）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 11
（五）冷却管道的总传热面积 11
（六）模具上应开设的冷却水孔数 11
八、成型零件制造分析 11
（一） 型芯型腔加工工艺比较 11
（二）型芯加工程序 12
（三）型腔加工 25
九、爆炸图 25
总结 26
参考文献 27
谢辞 28
引言
模具工业是国民经济发展的重要基础产业，塑料模具设计生产占有越来越重要的位置。注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用;随着数控加工装备水平提高，企业正在纷纷加大塑料模具开发力度，塑料模具已成为模具品种中最为诱人的奶酪。
近年来，中国塑料模具发展速度相当快。金模网CEO、国际模协秘书长罗百辉表示，目前我国塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长， 汽车模具潜在市场十分巨大。
据罗百辉介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。
在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2012年全国塑料门和塑管普及率将达到45%以上，塑料排水管市场占有率将超过50%，都会大大增加对模具的需求量。罗百辉认为，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场青睐。
一、拟定模具的结构形式
（一）塑料成型工艺分析
塑件是一塑料小圆盒，如图1-1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，材料为聚乙烯（PE，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑料件的柔韧性），成型工艺性很好，可以注塑成型。
图1-1小圆盒
（二）分型面位置的确定
根据塑料件结构形式，分型面选在小圆盒上端面，如图1-2所示。
图1-2小圆盒分型面
（三）确定型腔数量和排列方式
1．型腔数量的确定
该塑件精度要求不高，又是可以大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模四腔的模具形式（如图1-3所示）。
2．型腔排列形式的确定
因为所有材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，可采用强制脱模的方式。因此设计采用推杆推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用双列直排，如图1-3所示。
图1-3型腔数量
（四）模具结构形式的确定
从上面分析中可知，本模具拟采用一模四腔，双列直排，推杆推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口。因此基本上可确定模具结构形式为A型的单分型面注射模。
（五）注射机型号的选定
1.注射量的计算
通过计算，塑件质量m1为2.8g，塑件体积V1=m 1/ρ=2.8/0.91=3.077㎝3,流道凝料的质量m2还是未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模四腔，所以注射量为
m=1.6nm1=1.6×4×2.8=17.92g
2.塑件和流道凝料在分型面的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2,在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍～0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以
A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=8412.336㎜2
式中 A1=∏/4d2= 0.785×31.52=778.92㎜2。
Fm=Ap型=8412.336×30=252.37kN
式中型腔压力p型取30Mpa（因是薄壁件，浇口又是侧浇口，压力损失大，去大一些）。
3.选择注射机
根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-60/450卧式注射机（上海第一塑料机械厂），见表1-1。
表1-1 注射机主要技术参数
理论注射容量/㎝378锁模力/kN 450
螺杆直径/㎜ 30拉杆内间距/㎜ 280×250
注射压力/MPa 170移模行程/㎜ 220
注射速率/（g/s） 60最大模厚/㎜ 300
塑化能力/（g/s）5.6最小模厚/㎜ 100
螺杆转速/（r/min）14～200定位孔直径/㎜ 55
喷嘴球半径/㎜ 20喷嘴孔直径/㎜ 3.5
锁模方式 双曲肘
4.注射机有关参数的校核
（1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。
n≤(kMt/3600﹣m2)/m1=(0.8×5.6×3600×30／3600﹣0.6×4×2.8)／2.8=41.6 >>8，型腔数校核合格。
式中 k-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；
M-注射机的额定塑化量（5.6g/s）；
t-成型周期，取30s。
（2）注射压力的校核
pe≥k’po=1.3×130=169MPa，而po=170MPa，注射压力校核合格。
日期： 2012年10月6日 【摘要】
进入21世纪模具CAD技术逐步普及，企业对模具设计人才产生了从数量需求向质量需求的深刻转变。传统的塑料模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求的现状。进行了针对传统塑料模具设计的调查，传统塑料模具设计精度低、制造周期长、成本高等。在老师指导下运用在校学习的模具设计专业知识，初步运用了UG、AutoCAD等软件设计了小圆盒塑件。也做了对型芯型腔制造分析。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】注塑模设计；UG;AutoCAD；
引言 1
一、拟定模具的结构形式 2
（一）塑料成型工艺分析 2
（二）分型面位置的确定 2
（三）确定型腔数量和排列方式 2
（四）模具结构形式的确定 3
（五）注射机型号的选定 3
二、浇注系统的设计 4
（一）主流道设计 4
三、成型零件设计 7
（一）成型零件结构设计 7
（二）成型零件钢材的选用 7
四、模架确定 9
五、排气槽设计 10
六、脱模推出机构设计 10
七、温度调节系统设计 10
（一）冷却水的体积流量 10
（二）冷却管道直径 11
（三）冷却水在管道内的流速 11
（四）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 11
（五）冷却管道的总传热面积 11
（六）模具上应开设的冷却水孔数 11
八、成型零件制造分析 11
（一） 型芯型腔加工工艺比较 11
（二）型芯加工程序 12
（三）型腔加工 25
九、爆炸图 25
总结 26
参考文献 27
谢辞 28
引言
模具工业是国民经济发展的重要基础产业，塑料模具设计生产占有越来越重要的位置。注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用;随着数控加工装备水平提高，企业正在纷纷加大塑料模具开发力度，塑料模具已成为模具品种中最为诱人的奶酪。
近年来，中国塑料模具发展速度相当快。金模网CEO、国际模协秘书长罗百辉表示，目前我国塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长， 汽车模具潜在市场十分巨大。
据罗百辉介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。
在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2012年全国塑料门和塑管普及率将达到45%以上，塑料排水管市场占有率将超过50%，都会大大增加对模具的需求量。罗百辉认为，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场青睐。
一、拟定模具的结构形式
（一）塑料成型工艺分析
塑件是一塑料小圆盒，如图1-1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，材料为聚乙烯（PE，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑料件的柔韧性），成型工艺性很好，可以注塑成型。
图1-1小圆盒
（二）分型面位置的确定
根据塑料件结构形式，分型面选在小圆盒上端面，如图1-2所示。
图1-2小圆盒分型面
（三）确定型腔数量和排列方式
1．型腔数量的确定
该塑件精度要求不高，又是可以大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模四腔的模具形式（如图1-3所示）。
2．型腔排列形式的确定
因为所有材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，可采用强制脱模的方式。因此设计采用推杆推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用双列直排，如图1-3所示。
图1-3型腔数量
（四）模具结构形式的确定
从上面分析中可知，本模具拟采用一模四腔，双列直排，推杆推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口。因此基本上可确定模具结构形式为A型的单分型面注射模。
（五）注射机型号的选定
1.注射量的计算
通过计算，塑件质量m1为2.8g，塑件体积V1=m 1/ρ=2.8/0.91=3.077㎝3,流道凝料的质量m2还是未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模四腔，所以注射量为
m=1.6nm1=1.6×4×2.8=17.92g
2.塑件和流道凝料在分型面的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2,在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍～0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以
A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=8412.336㎜2
式中 A1=∏/4d2= 0.785×31.52=778.92㎜2。
Fm=Ap型=8412.336×30=252.37kN
式中型腔压力p型取30Mpa（因是薄壁件，浇口又是侧浇口，压力损失大，去大一些）。
3.选择注射机
根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-60/450卧式注射机（上海第一塑料机械厂），见表1-1。
表1-1 注射机主要技术参数
理论注射容量/㎝378锁模力/kN 450
螺杆直径/㎜ 30拉杆内间距/㎜ 280×250
注射压力/MPa 170移模行程/㎜ 220
注射速率/（g/s） 60最大模厚/㎜ 300
塑化能力/（g/s）5.6最小模厚/㎜ 100
螺杆转速/（r/min）14～200定位孔直径/㎜ 55
喷嘴球半径/㎜ 20喷嘴孔直径/㎜ 3.5
锁模方式 双曲肘
4.注射机有关参数的校核
（1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。
n≤(kMt/3600﹣m2)/m1=(0.8×5.6×3600×30／3600﹣0.6×4×2.8)／2.8=41.6 >>8，型腔数校核合格。
式中 k-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；
M-注射机的额定塑化量（5.6g/s）；
t-成型周期，取30s。
（2）注射压力的校核
pe≥k’po=1.3×130=169MPa，而po=170MPa，注射压力校核合格。
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