2018年度塑料成型實用實用工藝與模具設(shè)計課程設(shè)計參考資料

1、課程設(shè)計說明書參考資料橢圓瓶蓋注射模具設(shè)計課題名稱 院 系 專業(yè)班級 學 號 起止日期 指導教師年 月日目 錄、塑件成型工藝卡二、塑件成型工藝分析與設(shè)計塑件原材料特性分析 塑件原材料成型性能分析 塑件成型方法確定 選擇注塑機型號與其參數(shù)三、塑件成型模具設(shè)計型腔的數(shù)量和布置 確定分型面 側(cè)向抽芯機構(gòu) 澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計 成型部件的設(shè)計計算 排氣系統(tǒng)設(shè)計 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 推出機構(gòu)脫模 導向機構(gòu)模架確實定和標準件選擇四、模具設(shè)計心得體會五、參考文獻、塑件成型工藝卡塑件名稱橢圓瓶蓋材料牌號ABS單件重量成型設(shè)備型號SZ- 60/450每模件數(shù)8成型工藝參數(shù)材料枯燥枯燥設(shè)備名稱烘箱溫度/ c8085時

2、間/h23成型過程后段/ c150170料筒中段/ c165180溫度前段/ c180200噴嘴/ c170180模具溫度/ c5080時間注射/s2090塑件草圖二+保壓/s05冷卻/S20120壓力注射/MPa70100保壓/MPa70100后處理溫度/ c70時間/min24編制日期審核日期結(jié)果或結(jié)論m1 =4.16g3V1 = 4.08cmV052.86cm3mo 53.92g設(shè)計計算和說明塑件成型工藝分析與設(shè)計（一）塑件原材料特性ABS是三元共聚物，因此兼有三種元素的共同性能，使其 具有“堅韌、質(zhì)硬、岡性"的材料。ABS樹脂具有較高沖擊韌性和力學強度，尺寸穩(wěn)定，耐化學性與電

3、性能良好， 易于成形和機械加工等特點。此外，外表還可鍍鉻，成為 塑料涂金屬的一種常用材料（二）塑件原材料成型性能1. 吸濕性強，含水量應小于 0.3 %，必須充分枯燥，要求外 表光澤的塑件應要求長時間預熱枯燥2. 流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯，AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）3. 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高 ），料溫對物性影 響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250C左右，比聚苯 乙烯易分解），對要求精度較高塑件模溫宜取 5060C， 要求光澤與耐熱型料宜取 6080C,注射壓力應比加工聚 苯乙烯的高，一般用

4、柱塞式注射機時料溫為180230C,注射壓力為 100140Mpa螺桿式注射機如此取160220C，70100MPa4. 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應注意選擇澆口位置、形式，頂出力 過大或機械加工時塑件外表呈現(xiàn)“白色痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2°以上（三）塑件成型方法確定：塑件用注射機成型（四）選擇注塑機型號與其參數(shù)5. 注射量的計算通過計算或Pro/E建模分析，塑件質(zhì)量mj=4.16g,塑件體積V1 416 4.08cm3。流道疑料的質(zhì)量m2還是 1.02個未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6被來估算。從上述分析 中確定為一模八腔，

5、所以澆注系統(tǒng)疑料體積為V28 V1 0.6 19.58cm3。該模具一次注射所需塑料ABS如下體積：V0 8V1 V252.86cm3質(zhì)量：m0V0 53.92g2. 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積與所需鎖模力的設(shè)計計算和說明計算流道凝料包括澆口在分型面上的投影面積為 a2，在模具設(shè)計前還是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積 a nA來進展估算，所以2A nA A nA 0.35nA1.35nA mmA=691.15Fm AP型 = 7464.42 35=261.25KN( P型=35)3.選擇注射機根據(jù)每一周期的注射量和鎖模力的計算值個選用sz60/450

6、臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見如下圖SZ-60/450注射機主要技術(shù)參數(shù)結(jié)果或結(jié)論A27474.42mmFm265.25KNn=28t=30sp=169MPa理論注射容量cm378鎖模力/KN450螺桿直徑/mm30拉桿內(nèi)間距/mm280 250注射壓力/MPa170移模行程/mm220注射速率/(g/s)60最大模厚/mm300塑化能力/(g/s)最小模厚/mm100螺桿轉(zhuǎn)速/(r/mi n)14200定位孔直徑/mm55噴嘴球半徑/mm20噴嘴孔直徑/mm鎖模方式雙曲肘4.注射機有關(guān)參數(shù)的校核1)由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)nkMt / 3600 m2n0.8 5.6 3600 30

7、/3600 19.17 一 -28 84.16設(shè)計計算和說明型腔數(shù)校核合格。式中k:注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8;M:注射機的額定塑化量5.6g/s;t:成型周期，取30s2）注射機壓力的校核Pe k'p01.3 130 169MPa，而 pe=170Mpa注射壓力的校核合格。式中k'取1.3, p0取130MPA3）鎖模力的校核F KAp型 1.15 7464.42 35 300.42KN而F=450KN鎖模力校核合格。塑件成型模具設(shè)計（一）型腔的數(shù)量和布置該塑件精度要求不高，又是大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔 的形式?？紤]到模具制造費用和設(shè)備運轉(zhuǎn)費用低一些，定為

8、一 模八腔的模具形式。排列方式為兩個H行排列如如下圖所示， 流道采用平衡式，澆口采用潛伏式或側(cè)澆口式。T B1T wi ” f i I結(jié)果或結(jié)論k'F '=300.42 KN（二）確定分型面根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選在瓶蓋的底平面。如如下圖（三）側(cè)向抽芯機構(gòu)由于該模具不涉與到側(cè)向抽芯機構(gòu)，所以無需進展此機構(gòu)的 設(shè)計。（四）澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計1. 主流道設(shè)計設(shè)計計算和說明1）王流道尺寸根據(jù)所選注射機，如此主流道小端尺寸為d=tt射機噴嘴尺寸 + 0.51=3.5+0.5=4mm主流道球半徑為d=4mmSR=22mmSR= 賁嘴球面半徑 + 12=20+2=22mm2）主流道襯道形

9、式為了便于加工和縮短主流道長度，襯道和定位圈還是設(shè)計 成分體式，主流道長度取60mm約等于定模板+定模固定板的 厚度。襯道如如下圖，材料采用 T10A鋼，熱處理淬火后外表 硬度為53HRC57HRC3）主流道凝料體積246 1233q主d：L（）2 40 800.7785mm3 0.8cm34422. 分流道設(shè)計1）分流道布置形式主流道凝料體積 q主 0.8cm3分流道應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑 料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔， 因此，采用平 衡式分流道。如如下圖- B-HnL1 =42mmL2 =30mm2）分流道長度第一分流道：L| =42mm第二分流道：L2

10、 =30mm設(shè)計計算和說明第二分流道： L3 =10mm3）分流道截面的形狀與尺寸為了便于機械加工與凝料脫模，本設(shè)計的分流道設(shè)置在分 型面上定模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝比擬好的梯形截面。 梯形截面對塑料熔體與流動阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗公 式來確定尺寸，既B 0.2654 用 4L 0.2654 ,4.16 4 4 423 mm注：上式的適用X圍,既塑件厚度在3mm以下，質(zhì)量小于200g,且B的計算結(jié)果在3.2mm9.5mm,XS內(nèi)才合理.由于B=3不在X圍之內(nèi)，所以需自行設(shè)計.取B=4mm2 2hH 一 B 42.67mm 取 H=3mm3 3梯形斜角通常取5 10 ,在此取6 ;底部

11、圓角R=1mm3mm 取R=1mm由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心局部的塑件熔體的流動狀態(tài)較理想，因而分流道的內(nèi)外表粗糙度值不能太低,一般取Ra m。分流道截面形狀如如下圖L3 =10mmB=4mmH=3mm=6R=1mmRa m4）分流道凝料體積分流道長度：L= （42 2 30 4 10） 2 =284mm分流道面積：A 4 3 310.5mm22凝料體積：q分 284 10.5 2.98cm33. 澆口的設(shè)計根據(jù)外部特征，外外表質(zhì)量要求比擬高，應看不到明顯的澆 口痕跡,因此采用潛伏式澆口，在開模時澆口自行剪斷，幾乎看 不到澆口的痕跡.且澆口位置設(shè)在塑件橢圓柱外外表上。潛

12、伏式澆口的形狀如如下圖（尺寸由查表所得）L=284mmA 10.5mm23q分 2.98cm設(shè)計計算和說明4. 冷料穴的設(shè)計1）主流道冷料穴采用Z字形拉料桿形式的冷料穴，是最常用的一種冷料穴 拉料桿頭部的側(cè)凹能將主流道凝料鉤住，開模時留在動模一側(cè)。如如下圖2）分流道冷料穴在分流道端部加長5mn作分流道冷料穴。（五）成型部件的設(shè)計計算1. 凹模根據(jù)塑件形狀分析采用整體式凹模，整體式凹模是由整塊材 料加工制成的，結(jié)構(gòu)簡單，強度高，成型的塑件外表無鑲拼接 縫的痕跡。結(jié)構(gòu)如如下圖2. 型芯S 0.55%型芯是由兩局部組成的，其中主型芯為整體式包括動模 板，螺紋型芯為推出機構(gòu)的一局部，由于塑件內(nèi)部有螺紋

13、 設(shè)計計算和說明得進展手動脫模。結(jié)構(gòu)如如下圖3. 成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸公差按SJ1372-78標準中的5級精度選取。由ABS的收縮率為0.4%0.7%可得出ABS的平均收縮率S1)SmaxSmin2型腔尺寸0.4%0.7%20.55%計算公式為:1 s Lsx0Hm 0zs Hs其中L，為塑件外徑尺寸;Hs為塑件高度尺寸;x為修正系數(shù)取4；為塑件公差值；為制造公差取 。3LM 10.0055400.070.204O.O700.07LM 20.0055220.05LM 30.005514.2340.140.040.1222.0200.050.0414.1903 x=_4Lm1 40.

14、0700.07Lm222.02T5Lm3 1 4.1900.04設(shè)計計算和說明3 0.05HM11 0.0055 25 0.1625.200.054 00.053 0 05Hm21 0.005520 0.1420.01。4 02）主型芯尺寸計算公式為：lM z1 S ls Xz0 - 0 hM1 s hs xzz其中Is為塑件內(nèi)徑尺寸；hs為塑件孔深尺寸；X為修正系數(shù)取3丨；為塑件公差值；為制造公差取一4303IM11 0.005538 0.1838.3400.064 0.0603 0Im21 0.0055 20 0.1421.210。.054 0.0503 0hM1 0.005524 一 0

15、.1624.25 0.054 0.053）螺紋型芯尺寸0 - 0計算公式為：大徑 dM大1 s ds大中zz/ 0 0 小徑dM小1 s d孫中zz其中ds大, d孫分別為塑件內(nèi)螺紋大徑，小徑根本尺寸；中為塑件螺紋中徑公差；z為螺紋型芯中徑制造公差，值可取中0.11。50 0dM 大1 0.0055 12 0.11 0.02 12.1800.020 0dM 小1 0.005510.2 0.11 0.02 10.37 0.02設(shè)計計算和說明結(jié)果或結(jié)論H25 2 005H M 125.20Hm220.0100.05lM 13834 0.06lM 22121 0.05hM24.25 0.05dM大1

16、218 0.02dM小10.37 0.024. 成型零件強度與支承板厚度計算1）型腔側(cè)壁厚度按整體式距型凹模計算tc25.02i0.0727 35 212710mmtc 10mm式中：p為型腔壓力；h為凹模型腔的深度；查表的=0.727 ；為材料的許用應力2）型腔底版厚度thb'P 22210.4872 35 2° 8mm127th 8mm式中：b為凹模型腔的內(nèi)孔短邊；查表得 '=0.4872。3）支承板的厚度在選定模架后，選取標準的支撐板尺寸為32 mm。（六）排氣系統(tǒng)設(shè)計瓶蓋成型型腔體積比擬小，約為4.08cm3，注射時間短，采用的潛伏式澆口向型腔頂部傾斜，塑料熔

17、體是從上往下進展填充, 所以型腔頂部不會造成憋氣現(xiàn)象，氣體會沿著分型面和型芯與 推件之間的軸向間隙向外排出，所以不需另進展設(shè)計。（七）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計在單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所 帶走的熱量，模具溫度設(shè)為50 C1. 冷卻水的體積流量qvWQC1 1 20.108 6.4 102103 4.18726.5 2530.011m /mmqv 0.011m3式中：W為單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量，按每分鐘注射2次，即 53.92 20.108Kg / min ；Q1為單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 6.4 102 KJ / kg ；為冷卻水的密度；C）為冷卻水的比熱容；

18、1為冷卻水出口溫度;2為冷卻水入口溫度設(shè)計計算和說明2. 冷卻管道直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查表得d 8mm。3. 冷卻水在管道內(nèi)的流速4qv4 0.011c" /v3.67m/sd23.148601000 2大于最底流速1.66m/s，直徑大少符合要求。4. 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)v 0.8103 1.72 0.82h 3.6f°? 3.6 7.22 26463.3KJ / m2 h Cd .8.10005. 冷卻管道的總傳熱面積八 60WQ60 0.108 6.4 102“ 2A 11828mmhcccc c26.5 2526463.34026. 模具上

19、應開設(shè)的冷卻水孔數(shù)A11828小n2dL 3.14 250 8（八）推出機構(gòu)脫模推出機構(gòu)主要由推桿和活動螺紋型芯組成，兩者用螺釘將其固 定。由于塑件內(nèi)有螺紋，得用手動脫模。所以在啟模后推桿將其 相連的活動螺紋型芯包括塑件一起推出到一定位置，在進展 手動推模。然后推出機構(gòu)在型腔回位之前通過彈簧的力矩提前復 位，防止型芯與型腔發(fā)生碰撞導致模具外表變粗糙與變形。（九）導向機構(gòu)由于在所選的模架當中導向機構(gòu)以標準化，所以在此不作另外 設(shè)計。（十）模架確實定和標準件選擇根據(jù)型腔的布局可看出，整體式型腔最小尺寸為100 156.6，又根據(jù)型腔側(cè)壁最小厚度為10,再考慮到導柱，到套與連接螺 釘布置應占的位置等各方面問題，確定選用模架序號為5號，200X L=200X 250。如如