塑料模具課程設(shè)計說明書

1、塑料成型工藝及模具設(shè)計課程設(shè)計說明書題 目：塑料模具設(shè)計專 業(yè)：模具設(shè)計制造及其自動化 班 級：機(jī)設(shè)07級姓 名：楊長青學(xué) 號：5指導(dǎo)老師：聶志萍 時 間 ：2011年1月5日目 錄第 一 部分 產(chǎn)品的說明 第 二 部分 塑件分析 第 三 部分 注射機(jī)的型號和規(guī)格選擇及校核 第 四 部分 型腔的數(shù)目決定及排布 第 五 部分 分型面的選擇 第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 第 七 部分 型零件的工作尺寸計算 第 八 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 第 九 部分 模架的選用 第 十 部分 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 第十一部分 模具的動作過程 第十二部分 設(shè)計小結(jié) 第十三部分 參考資料 第 一 部分 產(chǎn)品的說明本塑件結(jié)構(gòu)簡單

2、，壁厚均勻，模架結(jié)構(gòu)較簡單。精度要求較高，為四級精度，材料為聚乙烯成型性能一般，其他并無特殊要求。圖一：塑件俯視圖第 二 部分 塑件的分析聚乙烯化學(xué)名稱：PE材料分析：PE是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱固性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70-100),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70-100)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般

3、溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。塑件注射成型工藝參數(shù)的確定：根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和得成型性能，查相關(guān)手冊得到ABS塑件的成型工藝參數(shù)： 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度8090成型時間/s注射時間05時間0.5h保壓時間1560料筒溫度/后段140160冷卻時間1560中段總周期40140前段170200螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）3060噴嘴溫度/150170后處理方法室溫空冷模具溫度/3040溫度/

4、注射壓力/MPa60100時間/h12 第 三 部分 注射機(jī)的型號和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機(jī)型號。從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。1、注射機(jī)的選用選用注射機(jī)時，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量和注射壓力初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號，然后依次對該機(jī)型的公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校

5、核。為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即：式子中，實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（）。 由proe分析/體測量，可得塑料盒的體積為1.4cm3，考慮到設(shè)計為2腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，=1.6x2xVs=4.5 為了保證注射成型，注射機(jī)的注射壓力要大于注射時需要的壓力。查表得PE的注射壓力為60-100Mpa 取70Mpa查閱塑料模設(shè)計手冊的國產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇S54s200/400SZ-10/16 型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表所示主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值最大注射量/ cm3200400最大模具厚度/mm406

6、螺桿直徑/mm55動、定模固定板尺寸/mm520x620注射壓力/Mpa109最小模具厚度/mm165注射行程/mm160定位圈直徑/mm125注射方式螺桿式最大開模行程/mm260鎖模力/KN2540噴嘴孔直徑/mm42、鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：Fn =(nA1+Aj)p行腔內(nèi)壓力一般為注射機(jī)壓力的80%左右，查表52得型腔壓力為20，所以F=（2*4+0.5）*20=1363、開模行程校核開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表

7、示，它必須小于注射機(jī)移動模板的最大行程S。所需開模行程為：S機(jī)H = H1 + H2 +（510）=11+55+10=76 mm第 四 部分分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。1、分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。2、分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模：、 在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi) 、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 、應(yīng)合理

8、安排塑件在型腔中的方位；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排氣 綜合上述分型面選擇為水平分型面。第 五 部分 型腔數(shù)目的決定及排布1、型腔數(shù)目的確定：對于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過個，塑料件的精度為4級左右，以及模具制造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)目初定為2腔，排布形式為矩形的平衡布局。第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計1、澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。

9、因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。2、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計A、主流道設(shè)計：主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計點(diǎn)為： 主流道圓錐角=2o6o，對流動性差的塑件可取3 o6o，取錐角為6o 。 內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63m。主流道大端呈圓角，半徑r=13mm，取r=2以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。 查注塑機(jī)得噴嘴前端孔徑d1=4 ,噴嘴前端球面半徑SR1=12 SR=SR1+(12) d=d1=(0.51)得

10、主流道球面半徑SR=13 ,前端孔徑d=4.5,計算的大端直徑D=8.4對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為5256HRC。圖五. 主流道襯套C、澆口的設(shè)計：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。 澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積

11、的3%9%，計算得點(diǎn)澆口截面積為一，截面形狀常為矩形，澆口長度為0.52mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4m。澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是側(cè)澆口。 澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于帶細(xì)長型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受

12、彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。第 七 部分 成型零件的工作尺寸計算A、型腔型芯的尺寸設(shè)計該塑件的成型零件尺寸計算時均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算。查有關(guān)模具設(shè)計手冊得PE的收縮率為s=0.3%0.8%,故平均收縮率為。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔和型芯工作尺寸計算如下:類別塑件尺寸計算公式型腔或型芯工作尺寸 型腔計 算90D=(1+S)Ls-0.590.4856.295757.3011.028080.425.074.052.04型芯計算80D=(1+S)Ls+0.580.355252.2022.04 B.型腔壁厚和底板厚度計算在注射成型過程中，型

13、腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算，尤其是對大型塑件。型腔材料預(yù)選為硬化塑料模具鋼。模具鋼彈性模量E=2.2, 許用應(yīng)力300Mp模具許用變形量=0.03一，型腔側(cè)壁厚度計算：1，按剛度條件計算S剛=2,按強(qiáng)度計算S強(qiáng)=19mm二，型腔地板厚度計算：1，剛度條件計算T剛=2,按強(qiáng)度計算：T強(qiáng)=圖八 型腔尺寸第 八 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 本模具采用

14、推桿推出，推桿選用d=4標(biāo)準(zhǔn)推桿推出距離d=11+55+5=66mm第 九 部分 模架的選用以模具型腔的大小和進(jìn)料方式，本模具選用側(cè)澆口模架系列。第 十 部分 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁

15、時，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時，則需要對模具進(jìn)行人工冷卻，以3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴

16、射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。 第 十一 部分 模具動作過程圖十 模架機(jī)構(gòu)動模向右運(yùn)動，當(dāng)推板15與液壓機(jī)的頂桿接觸，推板何推桿固定頂板帶動推桿向右運(yùn)動，將塑件頂出！動模向右運(yùn)動形成合模！第 十二 部分 設(shè)計小結(jié)塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認(rèn)識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設(shè)計，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計的基本知識，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計的步驟和方法，對塑料模有了一個更高的認(rèn)識。這對我們在今后的生產(chǎn)實(shí)踐工作中無疑是個很好的