管套注塑成型与模具设计说明书.docx

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管套注塑成型与模具设计说明书

《管套注塑成型与模具设计》

课程设计说明书

班级：

机械1304

学号：

姓名：

指导老师：

时间：

12.18-12.26

1、零件成型工艺分析…………………………………………………………….1

1.1产品结构分析及材料选择

2、设计计算…………………………………………………………….1

2.1、计算制品的体积和重量

2.2、确定型腔数目

2.3、选择注射机型号与校核

2.4、选择分型面

2.5、确定型腔的布置方案

3、模具结构设计…………………………………………………………….4

3.1、模架的设计与选择

3.2浇注系统的设计

3.3顶出机构设计

3.4冷却系统设计

4、模具3D结构设计…………………………………………………………….7

5、结束语…………………………………………………………….8

6、参考文献…………………………………………………………….8

1零件成型工艺分析

产品结构分析及材料选择

1.1.1产品结构分析

产品形状如图，产品为管套，根据PPR水管的常用规格确定壁厚为2.5mm，图中A、B、C、D尺寸分别为25、38、2、18mm

材料分析与选择

该产品为管套，材料采用PPR，PPR是由（PP和PE）气相法合成的无规共聚聚丙烯，其结构特点是PE分子无规则的链接在PP分子当中。

利用PPR原料生产的管材又称无规共聚聚丙烯管材

我们使用UG，软件能自动计算出所画图形的体积，选择PVC材料，也可根据形状进行手动几何计算得到图形的体积和质量。

通过计算塑件的体积V塑=8.2（cm3）

塑件的重量M塑件=ρV塑=11.5g

式中：

ρ——塑料密度。

浇注系统体积V浇=3.7（cm3）

浇注系统重量 

ρV浇=5.1g

故V总=2V塑+V浇=20.1（cm3）

故M总=2×11.5+5.07=28.1（g）

2.设计计算

2.1确定型腔数目

确定型腔数目时因考虑到型腔数目的增加对产品质量的影响，根据经验，每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。

设制品典型尺寸（基本尺寸）为

（mm），制品尺寸偏差为

，单型腔时制品可能到的尺寸偏差百分数为

（ABS等非结晶塑料为

），则有：

（2.1）

本制品基本尺寸110

，尺寸偏差

，由上式验算可知增加型腔对本制品的尺寸精度影响不大。

同时考虑模具设计加工成本以及生产成本，最终确定为一模两腔。

2.1选择注射机型号与校核

注塑机的确定

根据塑料制品的体积或重量查有关手册选定注塑机型号为：

JPH50A。

模架采用LKM-龙记-塑料模架-大水口模架BI1518型

注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量:

67g锁模力：

500KN

注塑压力：

222Mpa最小模厚：

150mm

开模行程：

380mm最大开距：

530mm

顶出行程：

70mm

注塑机拉杆的间距：

295×295mm

喷嘴口孔直径4mm喷嘴圆弧半径10mm

注塑机参数校核

（1）最大注塑量校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。

所以，选用的注塑机最大注塑量应0.8 

式中：

M机——注塑机的最大注塑量，单位g。

M塑件——塑件的体积，单位g，该产品M塑件=11.5g。

M浇——浇注系统体积，单位g，该产品M浇=5.1g。

故 M机≧

=35.1g

而我们选定的注塑机注塑量为：

67（g）所以满足要求。

（2）锁模力校核

F锁机>P模A

P模——熔融型料在型腔内的压力，（20～40Mpa）

A——塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和3105mm2

F锁机——注塑机的额定锁模力

故F锁机>P模A=40×1606=64.2（KN）

我们选定的注塑机为：

500（KN）满足要求。

（3）模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合

即模具长×宽<拉杆面积

模具的长×宽为200×250<注塑机拉杆的间距295×295

故满足要求。

（4）注塑压力的校核

P额≧P注

P注为40-100MPaP额为222MPa，所以满足要求

2.2选择分型面

因管套制品为规则对称件，根据分型面位置的选择原则中的在注射成型时因推出机构一般设置在动模一侧，故分型面应尽量选在能使制品留在动模内的地方的原则。

分型面设置应为管套的端面，又因生产时可通过更换型芯和镶块生产一组不同规格的制品。

故选用靠近端面的地方为分型面如图所示，A处设计为反锥度，以确保制品留于下型芯，再以推板脱模，避免使用动、定模双向顶出机构，使模具结构得以简化，所以分型面选择在型腔板与推板之间

2.3确定型腔的布置方案

如图采用一模两腔对称布置

3模具结构设计

3.1模架的设计与选择

设计与选择模具架时要考虑到制品的成型型腔布置、流道的分布形式以及顶出机构的形式。

模架一般采用标准模架和标准配件，这对缩短设计与制造周期、降低制造成本是有利的。

模具的大小主要取决于塑料制品的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。

根据制品的外形尺寸（平面投影面积与高度）以及制品本身结构（侧向分型滑块等结构）可以大致确定模架的大小。

根据以上原则考虑到制品在开模方向的投影面积和制品摆放布置，结合注塑机参数中模架高度的限制，最终模架的模架尺寸：

定模板厚度：

=25

动模板厚度：

=30

垫块厚度：

=60

模具厚度：

=235

导柱直径：

20

模具外形尺寸：

180

×200

×235

（。

）

3.1.1模具安装尺寸的校核

模具闭合闭合高度长宽尺寸要与注塑机尺寸和拉杆间距相适应：

模具长×宽≦拉杆面积

模具长×宽为200×150<<拉杆间距295mm×295mm。

故满足要求

3.1.2模具开模行程的校核

单分型面模具注塑开模行程满足：

其中

=530mm，

=42m'm

=37m'm

3.1.3注射机顶出装置与模具推出机构关系的校核

各种型号注射机顶出装置的结构形式、最大顶出距离等是不同的。

设计模具时，必须了解注射机顶出装置类别和顶杆位置。

本次设计所选注射机型号为JPH50A，推出机构为推板推出，模具安装时对称地固定在移动模板中心位置上，以便注射机的顶杆顶在模具的推板中心位置上。

3.1.4模具模板面尺寸校核

设计时安装模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，否则模具无法安装。

本例选用的

注射机拉杆间距为600

，所选模架模板尺寸为315

，满足安装需要。

3.2浇注系统的设计

3.2.1主流道设计

JPH50A为卧式注射机，主流道垂直于模具分型面，为了使塑料凝料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有2°-6°的锥角，本设计取3°。

内壁表面粗糙度小于0.8微米，小端直径为4-8毫米，为使小端直径大于注射机喷嘴的直径，取小端直径为5毫米，使流道中的凝料能顺利拔出。

3.2.2分流道设计

由于模具采用的是一模两腔，注塑腔数少，考虑到流道内的压力损失和尽量避免熔体温度的降低以及流道的体积等因素，选用分流道为U形截面，分流道直径为6毫米。

3.2.3浇口设计

由于制品为管套制件，体积小，为了便于切除浇口尾料，方便二次加工，选用矩形侧浇口，尺寸为b=1.6mm,l=1.5mm,t=2mm.

3.2.3冷料穴和拉料杆设计

用一个冷料穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔。

冷料穴设在主流道正对面的推板上，直径稍大于主流道大端直径，以利冷料流入。

拉料杆采用球形头拉料杆，冷料穴和拉料杆设计采用拉料杆采用带球形头拉料杆的冷料穴。

3.3顶出机构设计

该模具制品为管套，是环形端面，为保证推出顺利使用推板推出机构。

注射机顶出装置采用中央液压顶出，通过液压将推力作用到底板，再通过底板传递到顶杆，通过顶杆带动推板推出管套制品，为顶杆推板顶出机构。

3.4冷却系统设计

PPR属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度分别为200℃和50℃-80℃。

所以，模具温度初步选定为50℃，用常温水对模具进行冷却。

冷却系统设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑件熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。

冷却通道均在型芯内，通过型芯内的喷流式冷却回路进行冷却。

1模具3D结构设计：

2结束语

 通过这两个周的学习，还是学到了不少的知识！

不仅纠正了课程学习过程中出现的许多错误，还在试验中验证了自己的一些猜想。

在学习的过程中有失败，当然也有困惑，有成功，当然就有喜悦。

虽然只是课程设计，但我拿出了自己的全部精力去对待，能学到知识固然值得骄傲，能认识到自己的过错和不足不也是一件幸事吗！

做学问也是做人，再作学问的过程中体味做人的道理不也是一种收获吗？

记得古语中说：

“学，然后知不足”！

希望这次学习只是我学习PLC的开始，也算是启蒙吧！

我必将更加努力的学习它完善自己。

我想这就是我学习这门课的最大感受吧！

3参考文献

《塑料成型工艺与模具设计》——————————————————————齐哓杰

《现代制造技术与装备》————————————————————————吉卫洗

《塑料成型工艺与模具设计--经典结构180例》—————————R.M.韦布B.D.乔特

《塑料注射成型工艺及模具设计》————————————————李德群黄志高

《LKM-龙记-塑料模具-大水口模架-模具-mould》————————————龙记集团目录