注塑模具設計說明書

洛陽理工學院課程設計說明書課程名稱：設計課題：專業(yè)：班級：姓名：年月日課程設計任務書系專業(yè)學生姓名班級學號課程名稱：設計題目：課程設計內容與要求：指導教師設計（論文）開始日期設計（論文）完成日期頁 前言《塑料成型工藝及模具設計》課程設計是《塑料成型工藝及模具設計》課程教學中最重要的實踐教學環(huán)節(jié)。旨在培養(yǎng)學生綜合運用塑料模具設計專業(yè)知識，系統(tǒng)的進行塑料模具設計，涉及到塑件成型工藝分析、成型設備的選用、塑料模具設計的全過程，為縮短上崗適應期奠定工程實踐基礎。課程設計的目的：培養(yǎng)學生對具體設計任務的理解和分析能力；培養(yǎng)學生學生對塑料制品結構工藝的分析能力；培養(yǎng)學生設計塑料模具的能力；培養(yǎng)學生綜合應用專業(yè)理論知識，分析問題、解決問題的能力和嚴謹、科學的工作態(tài)度。課程設計的要求：塑料模具設計題目為中等復雜程度塑件；要求學生及時了解模具技術發(fā)展方向，查閱有關資料，做好設計準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性；樹立正確的設計思想，結合生產實際綜合考慮經濟性、實用性、可靠性、安全性及先進性等方面的要求，嚴肅認真的進行模具設計；要求設計的模具結構合理，凡涉及到國家標準之處均應采用國家標準，圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準；目錄一產品工藝性分析 41.材料性能 42.HPVC的注射工藝參數 43.成型特性及條件 54.結構工藝性 65.零件體積及質量估算 6二初選注射機的型號和規(guī)格 71.注射量的計算 72.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 73.選擇注射機 8三確定模具基本結構 91.確定型腔數目及配置 92.選擇分型面 93.確定澆注系統(tǒng)尺寸 11Ⅰ主流道設計 11Ⅱ.冷料穴的設計 12Ⅲ.分流道的設計 12Ⅳ.澆口的設計 134.確定型腔、型芯的結構及固定方式 145.確定頂出機構類型 146.確定導向機構 157.排氣系統(tǒng) 158.溫度調節(jié)系統(tǒng) 169.模具材料 16四成型零件的結構設計和計算 161、定模部分的型芯 162、動模部分的凹模 183、推桿的設計 19五模架選擇或設計 191、定模座板 192、定模板（凹模固定板） 193、動模板（凸模固定板） 194、動模墊板 205、墊板 206、動模座板 20六總結 21參考文獻 產品工藝性分析圖1.塑料零件圖1.材料性能硬聚氯乙烯（PVC）為熱塑性塑料，密度為1.40g/cm3,抗拉屈服強度35.2MPa~50MPa,抗彎強度最小為90MPa，拉伸彈性模量2400MPa~4200MPa，收縮率為0.6%~1.0%，常取0.8%，該材料具有良好的機械強度，堅韌，介電性好，對酸堿的抵抗力極強，化學穩(wěn)定性好，但耐熱性和熱穩(wěn)定性不高，但有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能。PVC流動性差，成型溫度范圍小，加熱易分解，并釋放出刺激性氣味的氣體。2．HPVC的注射工藝參數注射機：螺桿式。預熱溫度（t/℃）：70~90干燥時間（t/h）:4~6料筒溫度（t/℃）：后段160～170中段165～180前段170～190成型時間（t/s）:注射時間：15～60高壓時間：0～5冷卻時間：15～60總周期：40～130模具溫度（t/℃）：30~60注射壓力（P/Mpa）：80~1303.成型特性及條件1）無定形料，吸濕性小，但為了提高流動性、防止發(fā)生氣泡則宜先干燥2）流動性差，極易分解，特別在高溫下與鋼、銅金屬接觸，更易分解，分解溫度為200℃3）成型溫度范圍小，必須嚴格控制料溫;成型時宜采用較高的加熱溫度（模溫30℃~60℃）和較高的注射壓力（螺桿式注射機：料溫160℃4）用螺桿式注射機及直通噴嘴，孔徑宜大，以防死角滯料，滯料必須及時處理清除5）模具系統(tǒng)應粗短，澆口截面宜大，不得有死角滯料，模具應冷卻，其表面應鍍鉻圖2.塑料零件圖4.結構工藝性零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，注射成形式應不會發(fā)生填充不足的現(xiàn)象。5.零件體積及質量估算該產品的材料為PVC，查手冊或產品說明書得知PVC的密度為1.15—2g/cm,此處取密度值為1.5g/cm。使用UG或Pro/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積，當然也可以根據塑件的形狀手動幾何計算得到實體的體積。本設計采用了Pro/E軟件畫出塑件的實體圖，然后通過分析可得到塑件的體積V=131cm3塑件的質量M=196g本設計初步確定采用一模兩腔，流道凝料的質量可按塑件質量的25%來計算，所以兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料的總質量和總體積如下：總體積V=327cm3總質量M=490g初選注射機的型號和規(guī)格1.注射量的計算從實際注射量應在額定注射量的20%—80%之間考慮,此處取80%。則注射機的額定注射量為V=327/0.75=409cm32.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算A=nA1+A2Fm=(nA1+A2)*P型式中A—塑件和流道凝料在分型面上的投影面積（mm2）A1——單個塑件在分型面上的投影面積（mm2）A2—流道凝料在分型面上的投影面積（mm2）Fm—模具所需的鎖模力（N）P型——塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa）流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積為A2，在模具設計前是未知數，根據多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍~0.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以A=nA1+A2=1.35nA1=1.35×2×5024=12344mm2式中A1=(3.14*80.12/4)-(3.14*122)=5024mm2型腔壓力P型取30MPa,則Fm=A×P型=12344×30=370KN3.選擇注射機從實際注射量應在額定注射量的20%~80%之間考慮，初選額定注射量在416cm3的臥式注射成型機SZ-400/1600。該設備技術規(guī)范見下表：SZ-400/1600注射成型機的技術規(guī)范注射裝置螺桿轉速r/min10~200理論注射容量cm3416注射壓力MPa141注射速度g/s160塑化能力g/s22.2螺桿直徑mm48噴嘴球半徑mm18鎖模裝置鎖模力KN1600拉桿內向距mm410×410移模行程mm360最大模具厚度mm300最小模具厚度mm150鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑mm150噴嘴口直徑mm3確定模具基本結構1.確定型腔數目及配置確定型腔的方法有：根據鎖模力確定；根據最大注射量確定；根據塑件精度確定和經濟型確定等。一般來說，大中型塑件和精度要求比較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構，但對于精度要求不是太高的小型塑件，形狀簡單，又是大批量生產，若是采用多模型腔，是生產率大大提高。同時，當所有型腔不在同一時間充滿時，是得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件，為此，必須采用澆注系統(tǒng)進行平衡，使所有型腔在同一時刻充滿。并且，根據壓力機的校核可知，采用一模兩腔合適，因此，根據各方面因素考慮，最后決定考慮采用一模兩腔。2.選擇分型面模具閉合時型腔與型芯相接觸的表面稱之為分型面。方案一單分型面注射模型腔在動模上，主流道應設在定模一側，分流到應設在分型面上，開模后塑件連同流道內的凝料在動模一側，動模設有頂出機構，用以頂出塑件和流道內的凝料?？赡艿臐部谛问接校褐苯訚部?、側澆口、扇形澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口等，該類模具應該建議采用側澆口。方案二雙分型面注射模他從不同的分型面分別取出流道內的凝料和塑件，又稱為是三板式注射模具。與單分型面注射模具相比，三板式注射模具增加了一個可移動的中間板（又稱澆口板），中間板與定模作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間的流道內的凝料，而有利于推板或推桿將型芯上的塑件脫出。適合的澆口有：點澆口、直接澆口、側澆口、扇形澆口、重疊式澆口等，該類模具脫模時順序脫模，模具結構稍微復雜一些。綜上所述，為了便于脫模，分型面的位置設在塑件斷面尺寸最大的地方，還不影響制品的外觀。據該塑件的結構特征，選定水平分型面，其位置如下圖所示分型面位置3.確定澆注系統(tǒng)尺寸澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料井四部分組成。其作用是使來自注射機噴嘴的塑料熔體穩(wěn)定而順利的流入并充滿全部型腔，同時，在充模的過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以保證塑件的完整成型。Ⅰ主流道設計1.主流道尺寸上端直徑d=注射機噴嘴直徑+(0.5~1)=3+(0.5~1)=φ3.5mm~φ4mm，取d=φ4mm主流道球面半徑R=噴嘴球面半徑+（2~3）=18+（2~3）=20mm~21mm，取R=20mm球面配合高度h=3mm~5mm,取h=3mm主流道長度L=20+63=83mm主流道大端直徑，取2.主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆御更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC，如下圖所示Ⅱ.冷料穴的設計

1.主流道冷料穴的設計

開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應稍大于主流道大端直徑。2．分流道冷料穴的設計

當分流道較長時，可將分流道端部沿料流前進方向作為分流道冷流穴，以儲貯存前鋒冷料。Ⅲ.分流道的設計1．分流道的布置形式

分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、所模力力求平衡。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，是塑料熔體盡快地經分流道均衡的分配到各個型腔，2.分流道長度第一級分流道L1=30mmⅣ.澆口的設計

澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，他是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。1.澆口結構尺寸的確定澆口的深度h決定著澆口的冷凝時間（即型腔的補縮時間），一般中小型塑件h取0.5mm~2mm；澆口寬度b一般根據塑件的質量來確定，對于中小型塑件常取b=1.5~5mm；澆口的長度L在結構強度的允許情況下以短為好，一般取L=0.5~2mm。本塑件設計取h=2mmb=5mmL=2mm澆口截面形狀與下圖，其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢測與改進。4.確定型腔、型芯的結構及固定方式1.型腔、型芯的結構設計為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質模具鋼，型腔采用整體鑲塊式結構。2.固定方式型腔與型芯均通過套板用臺階方式固定5.確定頂出機構類型頂出機構的結構因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對頂出機構所應達到的基本要求是一致的：使塑件在頂出過程中不會發(fā)生損壞變形;保證塑件在開模的過程中留在設置有頂出機構的動模內;若塑件需要留在定模內，則要在定模上設置頂出機構。其中，一次頂出機構是最常用的頂出機構，此機構只需要一次動作就能使塑件脫模。本模具選用推桿一次頂出機構。1.推桿數量及結構形式根據推桿布置許可空間，每個型腔設置4個推桿，推桿直徑為φ6mm2.復位裝置設計頂出機構在完成塑件的頂出動作后，為了進行下一步循環(huán)必須回到其初始位置。常用的復位機構有彈簧復位機構和復位桿復位機構。因為彈簧復位機構不可靠，本次設計選用復位桿復位。3.頂出機構的導向推桿一般裝配在頂出板和頂出固定板之間。頂出板在頂出過程中的導向是十分重要的，否則，推桿會變形或折斷。頂出距離為確保頂出時塑件能完全脫離動模，頂出距離不小于30mm6.確定導向機構本模具采用導柱導向機構。1.導柱結構形式為便于加工導柱導套安裝孔，獲得較好的技術經濟效益，使用標準帶頭導柱。2.導柱的布置為保護型芯不受損壞，導柱設在動模一側，即正裝。7.排氣系統(tǒng)該模具是小型模具，完全可以通過分型面和型芯的間隙排氣.故不需另設排氣系統(tǒng)8.溫度調節(jié)系統(tǒng)1.加熱系統(tǒng)由于該模具的模溫要求在60℃2.冷卻系統(tǒng)硬質PVC的成型溫度和模具溫度分別為160℃～190℃、30℃～60水道的布置方式，一般有串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式串聯(lián)水道優(yōu)點——如水道中間有堵塞能及時發(fā)現(xiàn)缺點——流程長，溫度不易均與。流動阻力大并聯(lián)水道優(yōu)點——分幾路通水，流動阻力小。溫度容易均勻。缺點——中間有堵塞時不易發(fā)現(xiàn)。管接頭多。本設計采用并聯(lián)水道。根據經驗此處取直徑為6mm。9.模具材料型腔、型芯材料為T8A，淬火加低溫回火硬度≥55HRC成型零件的結構設計和計算定模部分的型芯定模型腔零件工作尺寸計算尺寸名稱最大尺寸最小尺寸制品尺寸標注形式模具工作部分尺寸A1180.178.380.10—1.879.8+0.450A2170.168.570.10—1.669.9+0.40A33403940—1039.7+0.250A52019.12200—0.8819.57+0.220B1161.560.160.10+1.461.30—0.35B2151．25050+1.2051.20—0.3B312.721212+0.72012.50—0.18C125.4824.5225+0.48—0.4825.2+0.12—0.12B410.641010+0.64010.510—0.16型腔徑向尺寸AM+=[(1+s)AS-X△]+型腔深度尺寸H+=[(1+S)HS-△]+型芯徑向尺寸B-=[(1+S)BS+X△]-型芯高度尺寸h-=[(1+S)hS+△]-型芯之間或成型孔之間等中心距尺寸C=[(1+S)CS]代入相應數值得：結果詳見上表模具工作部分尺寸2．動模部分的凹模(1)從剛度的觀點出發(fā)，型腔最小壁厚為Sc=其中u—泊松比，此處取0.25E—彈性模量，取2.1×105MPa-允許變形量（mm）,取0.03mmp-型腔內熔體壓力，取30MPar-型腔內徑代入數值得Sc=8.9mm取10mm.(2)成型零件工作尺寸計算3．推桿的設計本設計每個塑件采用4根推桿，每個推桿直徑取6mm。模架選擇或設計由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根據成型零件尺寸結合標準模架，選用形狀A2型，模架尺寸為355*355mm的標準模架，可符合要求。（模架型號A4-160×250-08-Z3）模具上所有的螺釘采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突起部分；模具外表面應光潔，加涂銹油。兩模之間應有分模間隙，即在、裝配、調試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。1.定模座板定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。通過4個M16的內六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合。2.定模板（凹模固定板）用于固定型腔（凹模固定板）、導套，固定板應有一定厚度，并有足夠的強度，一般用45鋼或者Q235A制成，最好調質230HB~270HB。其上的導套孔與導套一端采用H7/r6配合；定模（凸模固定）板與澆口套采用H7/r6配合；定模（凸模固定）板與型腔為H7/m6配合。3.動模板（凸模固定板）用于固定型芯（凸模固定板）、導柱，固定板應