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《管套注塑成型与模具设计》
课程设计阐明书

班级： 机械1304
学号： 35
姓名： 谢荣连
指导老师： 周建华
时间： 12.18-12.26

目 录
1、 零件成型工艺分析…………………………………………………………….1
1.1产品构造分析及材料选择
2、设计计算 …………………………………………………………….1
2.1、计算制品体积和重量
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、确定型腔布置方案
3、模具构造设计 …………………………………………………………….4
3.1、模架设计与选择
3.2浇注系统设计
3.3顶出机构设计
3.4冷却系统设计
4、模具3D构造设计 …………………………………………………………….7
5、结束语 …………………………………………………………….8
6、参照文献 …………………………………………………………….8

1 零件成型工艺分析

产品构造分析及材料选择

1.1.1产品构造分析
产品形状如图，产品为管套，根据PPR水管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)气相法合成无规共聚聚丙烯，其构造特点是PE分子无规则链接在PP分子当中。运用PPR原料生产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体积和质量。
通过计算塑件体积V塑= 8.2(cm3)
塑件重量 M塑件=ρ V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 ρ V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增长对产品质量影响，根据经验，每增长一种型腔，制品尺寸精度要减少4%。设制品经典尺寸(基本尺寸)为(mm)，制品尺寸偏差为，单型腔时制品也许到尺寸偏差百分数为(ABS等非结晶塑料为)，则有：
　 (2.1)
本制品基本尺寸110，尺寸偏差，由上式验算可知增长型腔对本制品尺寸精度影响不大。同步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
注塑机确实定
根据塑料制品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BI 1518型
注塑机参数如下：
注塑机最大注塑量: 67 g 锁模力：500 KN
注塑压力：222Mpa 最小模厚：150 mm
开模行程：380 mm 最大开距：530 mm
顶出行程：70mm
注塑机拉杆间距：295×295 mm
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
注塑机最大注塑量应不小于制品重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），一般注塑机实际注塑量最佳在注塑机最大注塑量80%。
因此，选用注塑机最大注塑量应 0.8 
式中：
M机——注塑机最大注塑量，单位g。 
M塑件——塑件体积，单位g，该产品 M塑件=11.5 g 。
M浇——浇注系统体积，单位g，该产品M浇= 5.1 g 。
故 M机≧=35.1g

而我们选定注塑机注塑量为：67(g) 因此满足规定。
（2） 锁模力校核
F锁机> P模A
P模——熔融型料在型腔内压力，（20～40Mpa）
A——塑件和浇注系统在分型面上投影面之和 3105 mm2
F锁机——注塑机额定锁模力
故 F锁机> P模A=40×1606=64.2（KN）
我们选定注塑机为：500(KN) 满足规定。
（3） 模具与注塑机安装部分有关尺寸校核
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
模具长×宽为200×250 < 注塑机拉杆间距295×295
故满足规定。
（4）注塑压力校核
P额≧P注
P注为40-100MPa P额为222MPa ，因此满足规定

2.2选择分型面
因管套制品为规则对称件，根据分型面位置选择原则中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地方原则。分型面设置应为管套端面，又因生产时可通过更换型芯和镶块生产一组不一样规格制品。故选用靠近端面地方为分型面如图所示，A处设计为反锥度，以保证制品留于下型芯，再以推板脱模，防止使用动、定模双向顶出机构，使模具构造得以简化，因此分型面选择在型腔板与推板之间

2.3确定型腔布置方案
如图采用一模两腔对称布置

3模具构造设计
3.1模架设计与选择
设计与选择模具架时要考虑到制品成型型腔布置、流道分布形式以及顶出机构形式。模架一般采用原则模架和原则配件，这对缩短设计与制造周期、减少制导致本是有利。
模具大小重要取决于塑料制品大小和构造，对于模具而言，在保证足够强度前提下，构造越紧凑越好。根据制品外形尺寸(平面投影面积与高度)以及制品自身构造(侧向分型滑块等构造)可以大体确定模架大小。
根据以上原则考虑到制品在开模方向投影面积和制品摆放布置，结合注塑机参数中模架高度限制，最终模架模架尺寸：

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。故满足规定
3.1.2模具开模行程校核
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校核
多种型号注射机顶出装置构造形式、最大顶出距离等是不一样。设计模具时，必须理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，以便注射机顶杆顶在模具推板中心位置上。
3.1.4模具模板面尺寸校核
设计时安装模具外形尺寸应不不小于注射机拉杆间距，否则模具无法安装。
本例选用注射机拉杆间距为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°锥角，本设计取3°。内壁表面粗糙度不不小于0.8微米，小端直径为4-8毫米，为使小端直径不小于注射机喷嘴直径，取小端直径为5毫米，使流道中凝料能顺利拔出。
3.2.2分流道设计
由于模具采用是一模两腔，注塑腔数少，考虑到流道内压力损失和尽量防止熔体温度减少以及流道体积等原因，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，以便二次加工，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
用一种冷料穴将主流道延长以接受冷料，防止冷料进入浇注系统流道和型腔。
冷料穴设在主流道正对面推板上，直径稍不小于主流道大端直径，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究竟板，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℃。因此，模具温度初步选定为50℃，用常温水对模具进行冷却。
冷却系统设计时忽视模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发热量，按单位时间内塑件熔体凝固时所放出热量应等于冷却水所带走热量。冷却通道均在型芯内，通过型芯内喷流式冷却回路进行冷却。

1 模具3D构造设计：

2 结束语
 通过这两个周学习，还是学到了不少知识！不仅纠正了课程学习过程中出现许多错误，还在试验中验证了自己某些猜测。在学习过程中有失败，当然也有困惑，有成功，当然就有喜悦。虽然只是课程设计，但我拿出了自己所有精力去看待，能学到知识当然值得骄傲，能认识到自己过错和局限性不也是一件幸事吗！做学问也是做人，再作学问过程中体味做人道理不也是一种收获吗？记得古语中说：“学，然后知局限性”！但愿这次学习只是我学习PLC开始，也算是启蒙吧！我必将愈加努力学习它完善自己。我想这就是我学习这门课最大感受吧！
3 参照文献
《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--经典构造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