套筒塑料模設(shè)計說明書

1、目錄塑料零件圖及說明、要求3一、塑件的工藝分析3二、注射機(jī)的選擇7三、確定模具根本結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計81、模具型腔排列方式確實定82、模架的選擇和A、B板厚度確實定83、模具分型面的選擇94、注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計105、確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式146、確定頂出機(jī)構(gòu)類型167、確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)178、排氣機(jī)構(gòu)189、模具冷卻系統(tǒng)確實定1910、模具材料19四、校核計算201、注射量的校核202、鎖模力的校核203、模具閉合高度的校核204、模具的開模行程的校核215、注射機(jī)壓力的校核.21五、有關(guān)模具工作局部設(shè)計計算211、型腔與型芯的設(shè)計212、成型零部件的尺寸計算223、脫模力的計算25六、

2、總結(jié)26七、參考資料29一、塑件的工藝分析二、注射機(jī)的選擇三、確定模具根本結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計四、校核計算五、有關(guān)模具工作局部設(shè)計計算六、總結(jié)七、參考文獻(xiàn)塑料零件圖及說明、要求：該塑件制品，材料為ABS，壁厚均勻，為1mm，精度等級為8級精度，制品要求外觀外表光澤、無雜色，生產(chǎn)批量中等。零件圖如下：圖1 塑料零件圖1、材料性能 丙烯腈丁二烯苯乙烯塑料ABS1、一般性能ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好，易于外表印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)

3、出特殊的肉桂味。2、材料性能：ABS為熱塑性材料，密度/cm，抗拉強(qiáng)度為3050MPa，抗彎強(qiáng)度為4176MPa，拉伸彈性模量13802690MPa，收縮率0.3%0.8%，常取0.5%。該材料綜合性能好，即沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性能也較好，并有良好的耐寒性。3、ABS塑料的加工性能ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。 ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。AB

4、S的吸水率較高，加工前應(yīng)進(jìn)行枯燥處理。一般制品的枯燥條件為溫度8085，時間24h；對特殊要求的制品(如電鍍)的枯燥條件為溫度7080，時間1818h。ABS制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗；如應(yīng)力太大和制品對應(yīng)力開裂絕對禁止，應(yīng)進(jìn)行退火處理，具體條件為放于7080的熱風(fēng)循環(huán)枯燥箱內(nèi)24h，再冷卻至室溫即可。4、成型特性及條件：1其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱枯燥，其含水量應(yīng)小于0.3%。對于要求外表光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)該進(jìn)行長時間預(yù)熱枯燥。2流動性中等，溢邊值、3塑料的加熱溫度對塑件的質(zhì)量較大，溫度過高易于分解分解溫度為250。成型時宜采用較高的加熱

5、溫度模溫5080和較高的注射壓力柱塞式注射機(jī)：料溫180230，注射壓力100140MPa；螺桿式注射機(jī)：溫度160220，柱塞壓力70100MPa。2、注射成型工藝參數(shù)見表236，?塑料模具設(shè)計資料?，第35頁枯燥： 8090，預(yù)枯燥23h左右 溫度: 料桶前端 240250料桶中端260280料桶后端 255265噴嘴250260模具 60120壓力:注射壓力80130Mpa時間:高壓時間05s保壓時間2050s冷卻時間 2040s成型周期50100s后處理： 方法 料斗枯燥，水或油 溫度 90100 時間 410 h3、結(jié)構(gòu)工藝性 1、 零件壁厚均勻，為1mm，大于塑件的最小壁厚0.8

6、mm，注射成型時應(yīng)不會發(fā)生填充缺乏現(xiàn)象，且在ABS最適宜壁厚23.5mm范圍內(nèi)，塑件質(zhì)量好。2、該塑料制件四周的側(cè)凹較淺，所需的抽芯距不大，抽芯距單邊值為0.3，由于抽芯距太小，再加上塑件成型時收縮，塑件質(zhì)量要求不高，因此，為了簡化模具，不用抽芯機(jī)構(gòu)，強(qiáng)制拉出側(cè)凹。3、考慮塑件的尺寸不是很大，為了提高生產(chǎn)率，初選一模四腔的成型方式；采用重疊式澆口注塑。 、零件體積及質(zhì)量估算1、單個塑件 體積V0.546cm3，質(zhì)量m1.05g 用UG制圖軟件的模型分析功能分析2 四個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積V總 cm3，總質(zhì)量m總 初選注射成型機(jī)的型號和規(guī)格由公式41 ?塑料成型工藝與模具設(shè)計?，第107頁

7、可得注射機(jī)最大注射量4.1 cm3。投影面積Az44mm2cm2。鎖模力FPnAz + Aj3040.495+1010-4106 kN。其中P=2040MP，取P=30MP查表240?塑料模具設(shè)計?，第45頁,選擇SZ25型號的注射機(jī)。SZ-25注射機(jī)參數(shù)如下：額定注射量：25cm3鎖模力：200 kN螺桿直徑：25mm公稱注射壓力：200Mpa拉桿距離：242187mmmm定位孔直徑：直徑55mm噴嘴圓弧半徑：R=10mm噴嘴孔直徑：3mm模板行程：210mm模具最大厚度：220mm模具最小厚度：110mm頂出行程：55 mm頂出力：6.7 kN1、模具型腔排列方式確實定根據(jù)材料的尺寸形狀及

8、成型性能要求，本模具采用一模四腔，呈對稱分布，如下列圖。圖2 塑件排樣圖2、模架的選擇和A、B板厚度確實定由圖1的塑件形狀尺寸、各成型板的厚度要求，并考慮注射機(jī)的最大裝模厚度，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架2021FAI?塑料模具設(shè)計?，第164頁。確定A、B板厚度：A板布置了冷去水管和和型腔，該板厚度主要考慮冷去水管的布置，塑件的高度等因素，取A板厚度HA為32mm。B板為固定型芯，導(dǎo)柱的固定板，且其有加工澆注系統(tǒng)的分流道，取B板厚度HB20mm。3、模具分型面的選擇模具閉合時型腔與型芯相接觸的外表稱之為分型面。為了便于脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)置在塑件斷面尺寸的最大的地方，還要不影響制品的外觀要求。分型面設(shè)計

9、應(yīng)考慮的因素有：分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模并簡化模具結(jié)構(gòu)，因此，應(yīng)盡量試塑件在動定模別離后留在動模一側(cè)。分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求。分型面應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整。分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工。分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面，其位置如下列圖所示：圖3 塑件分型面設(shè)計圖設(shè)計分析：注塑冷卻時，塑件收縮，粘附在型芯上。開模時，澆注系統(tǒng)冷凝料用拉料桿拉出；開模一定距離后，注塑機(jī)頂桿頂動模推板，再通過推件退出制品，并取下塑件。4、注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計1、主流道的設(shè)計根據(jù)設(shè)計資料查得SZ-25型

10、注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為：注射機(jī)噴嘴直徑d1=3mm；噴嘴球半徑R1=10mm。根據(jù)模具主流道球面半徑R=R1+12mm及小端直徑d=d1+(0.51)mm，故取主流道球面半徑R=12mm；小(上)端面直徑d=4mm。?塑料成型工藝與模具設(shè)計?，第114、233頁另外，為了便于將冷凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為：24。經(jīng)換算得主流道大下端直徑D=9mm。圖4澆注系統(tǒng)主流道：2、 冷料穴的設(shè)計冷料穴設(shè)置在主流道的末端，其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止進(jìn)入型腔而 影響塑件額度質(zhì)量。冷料穴分兩種：一種是專門用于 儲存冷料的；另一種是既有儲存冷料又兼有拉出主流道冷凝料的功能的。由于該

11、模具采用推件板推件，為了能順利完成推件，采用帶球頭拉料桿冷料穴，便于將澆注系統(tǒng)冷凝料和澆口套的分開，推件時又能順便把澆注系統(tǒng)凝料一起推出。既有儲存冷料又兼有拉出主流道冷凝料的功能。圖5冷料穴及拉料桿3、分流道的設(shè)計分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)制件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長度、成型工藝條件等因素來確定。多型腔通常要設(shè)置分流道。為了便于制造、加工，本模具選用截面為半圓形的分流道，只設(shè)在動模一側(cè)。分流道寬度同主流道直徑，高度h4mm，長度L=12.5D，取L16mm。?塑料成型工藝與模具設(shè)計?，第233頁圖6澆注系統(tǒng)分流道的設(shè)計尺寸4、澆口設(shè)計澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，它起著調(diào)節(jié)

12、、控制料流速度、補(bǔ)料時間，防止倒流及在多型腔中起著平衡進(jìn)料的作用。澆口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置對塑件的質(zhì)量影響很大。因此，我們必須正確設(shè)計澆口。對澆口總的設(shè)計要求是：要使熔料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，同時在型腔充滿后適時冷卻封閉。一般要求澆口截面小，長度短，這樣可以提高料流的剪切速度，有利于充滿型腔；同時有利于快速冷卻封閉；且便于塑件與澆注系統(tǒng)冷凝料的別離，保證塑件的外觀質(zhì)量。根據(jù)塑件的成型、外觀要求及型腔的排列方式，采用重疊式澆口，澆口寬度b=1mm，h=0.5mm，長度l=3mm。?塑料成型工藝與模具設(shè)計?，第126頁5、定位環(huán)及澆口套設(shè)計根據(jù)注射機(jī)定模板中心孔尺寸，選取定位環(huán)直徑為55m

13、m，澆口套公稱直徑為20mm，由于該塑件尺寸較小，為了簡化模具，把定位環(huán)和澆口套合做成一個零件，相關(guān)尺寸見?塑料模具設(shè)計?表2118，第257頁。如下列圖所示，圖7：定位環(huán)及澆口套設(shè)計5、確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式1、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)塑件的形狀，采用整體式凹模，不會使塑件產(chǎn)生拼接縫痕跡，可減少注射模中成型零件的數(shù)量，便于模具裝配。型腔直接在A板上加工出來。型腔如圖7。圖8型腔形狀及尺寸2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計、固定方式為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型芯采用整體式凸模結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)牢靠、不易變形、塑件無拼縫的益料痕跡。通過加工成臺階形狀，用支撐板來固定。型芯的固定如圖8圖9、型芯的固定6、確定

14、頂出機(jī)構(gòu)類型頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)到達(dá)的根本要求是一致的：使塑件在頂出過程中不會損壞變形；保證塑件在開模的過程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動模內(nèi)；假設(shè)塑件需留在定模內(nèi)，那么要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī)構(gòu)。由于本塑件尺寸較小，壁厚較薄，所以塑件的支承面很小。因此，本模具選用推件板一次頂出機(jī)構(gòu)頂出塑件，塑件的外表不會留下推桿推出留下的痕跡。推件板頂出的特點：頂出力均勻，力量大，運(yùn)動平穩(wěn)。1、推件板設(shè)計時遵循的原那么：1、為防止推件板在頂出的過程中脫落，推件板與推板之間采用固定連接。2、推件板在頂出過程中必須處于被導(dǎo)向狀態(tài)，通?？繉?dǎo)柱

15、導(dǎo)向，導(dǎo)柱長度應(yīng)大于推件板的頂出距離。3、為減小推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.25mm間隙，或者在二者之間采用錐面配合。4、推件板頂出機(jī)構(gòu)不必另設(shè)復(fù)位機(jī)構(gòu)。5、對于軟質(zhì)塑料制件，假設(shè)其內(nèi)側(cè)凸凹形狀很淺，那么可利用材料的彈性用推件板進(jìn)行強(qiáng)制脫模。2、頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 推件板在頂出時通常要采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，因此采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱、導(dǎo)套公稱直徑為16mm。3、拉料桿 分型時為了將澆注系統(tǒng)冷凝料從澆口套中別離，使其留動模一側(cè)，必須使用拉料桿，此處選拉料桿公稱直徑8mm。并且采用帶球頭的拉料桿。相關(guān)尺寸見?塑料模具設(shè)計資料?表2119，第258頁4、頂出距離 頂出距離應(yīng)大于塑件高度，塑件總

16、高為24mm。因此，取S25 mm。 本模具采用的重疊式澆口，因此須在推件板加工分流道槽，如下列圖所示：圖10、推件板加工的分流道槽7、確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式 為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)套也使用有肩導(dǎo)套，但推件板的導(dǎo)套采用無肩直導(dǎo)套。導(dǎo)柱導(dǎo)套的公稱直徑為16mm2導(dǎo)柱的布置 為確保動模和定模只按一個方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱的不對稱布置，導(dǎo)柱設(shè)在定模一側(cè)。 圖11 導(dǎo)柱在固定板的位置布置8、排氣機(jī)構(gòu) 該零件結(jié)構(gòu)簡單，且熱塑性塑料模具排除的氣體量比擬少，利用模具分型面之間以及與型芯推件板之間的縫隙排氣。不必單獨考慮排氣方式。9、

17、模具冷卻系統(tǒng)確實定 因塑料的加熱溫度對塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解分解溫度為300，成型時要控制模溫在5090,具體措施是布置冷卻水管。1冷卻水管直徑 6mm。2在澆口板開八條冷卻水道；型芯那么冷卻內(nèi)部，這樣冷卻的效果比擬理想。如下列圖所示圖12冷卻系統(tǒng)10、模具材料型腔、型芯、鑲塊等非標(biāo)準(zhǔn)模具零件的材料為T8A、T10A、Cr12、Cr12MoV、40Cr，淬火加低溫回火硬度55HRC，或45鋼，熱處理硬度240HBS，或P20、優(yōu)質(zhì)P20預(yù)硬塑膠模具鋼、S136、S316H鏡面塑膠模具鋼。各種模板、墊板、固定板、支承塊、壓緊塊、推板、擋塊等選材。材料：45鋼，熱處理后硬度200HB

18、S；或材料Q235鋼，正火。本模具的具體材料見裝配圖的明細(xì)欄。1、注射量的校核所需的注射機(jī)的注射量為V=V總/0.8=/0.8=25 滿足要求，初選注射機(jī)適宜。2、鎖模力的校核單個制品塑件在分型面的投影面積Az422。澆注系統(tǒng)在在分型面的投影面積Aj=3.14+4416=319.59 mm22鎖模力FPnAz + Aj304+10-4106 kN。初選注射機(jī)鎖模力F=200KN遠(yuǎn)大于所需的鎖模力KN，滿足要求，初選適宜。3、模具閉合高度的校核安裝模具的厚度應(yīng)滿足：H。設(shè)計的模具高度H203mm;初選的注射機(jī)SZ-25，=110mm，=220mm滿足要求，初選適宜。4、模具的開模行程校核模具的開

19、模行程應(yīng)滿足：SmSz其中：Sz為注射機(jī)的最大開模行程，初選設(shè)備參數(shù)中可知Sz=210 mm,Sm為模具的開模行程,Sm=H1 H2510252551060Sz=210 mm，所以初選的注射機(jī)滿足要求。5、注射機(jī)壓力的校核注射機(jī)壓力應(yīng)滿足：。其中：為注射機(jī)的最大注射壓力， 為成型塑件所需的注射壓力。該注射產(chǎn)品屬于中小型制品，取100MPa，由初選的注射機(jī)的參數(shù)可知，124MPa，滿足要求。綜合驗證，SZ-60注射機(jī)完全滿足此模具的注射要求。1、型腔與型芯的設(shè)計：考慮到該模具結(jié)構(gòu)的特點，直接在A板上加工出腔。結(jié)合塑件材料性能要求和模具結(jié)構(gòu)及排氣等方面，并考慮加工，采用臺階式，采用車床加工,上型芯

20、與A板配合為H7/m6，下型芯與B板、推件板的配合按H7/m6的配合。圖13上型芯及尺寸圖14 下型芯及尺寸2、成型零部件的尺寸計算：由?塑料模具設(shè)計資料?表216查得ABS的平均收縮率為S=0.5%。塑件要求的公差等級為7、8級，一般模具工作局部的精度要比塑件高23級，故取工作局部的公差等級為5級。根據(jù)對塑件尺寸公差分析，修正系數(shù)取3/4,模具的制造公差取z=/3。成型零件各局部尺寸計算如下：圖15塑件尺寸型腔徑向尺寸：A1+=(1+S)AS-+z=(1+0.0057-+0.067“查?塑料模具設(shè)計資料?表217,第18頁,下面各個查同上。A2+=(1+S)AS-+z=(1+0.0058-+

21、0.0672型腔成型局部的深度：H1+=(1+S)HS-2/3+z=(1+0.00524-0.32+0.107=+H2+=(1+S)HS-2/3+z=(1+0.005-+3型芯的徑向尺寸：B1-(1+S)BS+-= (1+0.0051- - B2-(1+S)BS+-= (1+0.0053-8 -6 -0.06B3-(1+S)BS+-= (1+0.0055-8 -6 =0.06B4-(1+S)BS+-= (1+0.005-8 -0.06 =-0.06B5-(1+S)BS+-= (1+0.005-8 -6 =-0.06B6-(1+S)BS+-= (1+0.0052- - -B7-(1+S)BS+-

22、= (1+0.0056-0.2 -67 -0.0674型芯成型局部的高度： h1-(1+S)hS+2/3-=(1+0.0058 -=1-0.067h2-(1+S)hS+2/3-=(1+0.00510 -=-h3-(1+S)hS+2/3-=(1+0.005 -=-h4-(1+S)hS+2/3-=(1+0.0050.16 -53=-533、脫模力的計算由?塑料成型工藝與模具設(shè)計?P161公式459可得脫模力式中：E塑料的彈性模量 ，查?塑料模具設(shè)計資料?第16頁表2-16可知 型芯的平均半徑6； S塑料平均成型收縮率，由前面S=%； 塑件對型芯的包容長度，由塑件高度可知20mm; 塑件與型芯之間的

23、靜摩擦系數(shù)，常取為0.10.2，這里取 是模具型芯的脫模斜度，查?塑料模具設(shè)計資料?第19頁表2-19可知型芯脫模斜度為，現(xiàn)取 塑料的泊松比,查資料得知 其中，那么把以上代入公式，可求得 F4.68KN20KN。總結(jié) 經(jīng)過這一周半時間的努力，通過自己設(shè)計，計算，校核，手工畫圖和CAD畫圖，終于完成了這次的課程設(shè)計。此次的課程設(shè)計，讓我熟悉了許多以前忘記的知識，比方機(jī)械制圖畫法、機(jī)械設(shè)計、材料力學(xué)等方面的，穩(wěn)固了塑料模具設(shè)計各方面的根本技能和熟悉各種零件的選用，讓我獲益不淺！經(jīng)過這次的課程設(shè)計，根本上可以充分地把平時上課時所學(xué)到的知識進(jìn)行靈活運(yùn)用。對于上課時沒有留意到的細(xì)節(jié)問題，經(jīng)過自己的親身體

24、會和動手，都注意到了。經(jīng)過這次設(shè)計，我越來越覺得和同學(xué)們討論問題并解決問題的重要性。因為在這一過程中，你不但能發(fā)現(xiàn)自己的錯誤，還可以對這個問題得到進(jìn)一步的認(rèn)識，了解到其他同學(xué)的分析問題的方法，還可以補(bǔ)充自己的某方面知識的缺乏。課程設(shè)計真的是一環(huán)扣一環(huán)，有個地方出了錯，就有可能要全篇改正，所以容不得半點馬虎。雖然在這個過程中感覺有點辛苦，尤其是裝配圖草圖和裝配圖的繪制時，連續(xù)兩天每天超過十二個小時在繪圖室繪圖，悶熱的天氣。兩天后自己的腰都直不了，確實很累很累。但收獲更多的是學(xué)到了不少知識，提高了工程制圖的制圖能力和思維創(chuàng)新能力。這次已經(jīng)是本學(xué)期的第二次課程設(shè)計，無論在設(shè)計，還是在畫圖的過程中，都比擬得心應(yīng)手，速度明顯快了很多，但我覺得 每一次做課程設(shè)計都是一個新的開始，也是對課本知識的一次綜合運(yùn)用。剛開始接到課程設(shè)計任務(wù)書的時候，雖然我分到的是一個比擬簡單的結(jié)構(gòu)件，可能是未能將理論聯(lián)系實際的原因，當(dāng)時心中一直想著該從哪里下手，通過翻查課本的例題和回憶老師講過的內(nèi)容，才慢慢的一步步嘗試著先將一些設(shè)計所需的數(shù)據(jù)計算出來。每一次做課程設(shè)計都會發(fā)現(xiàn)自己在課堂上所學(xué)的知識沒有好好消化，也沒有很好的將課本的知識和實際的運(yùn)用結(jié)合起來，所以只能把課本從頭到尾一面看一面設(shè)計，做完了才覺得心理塌實