塑料罩盒設(shè)計(jì)說明書

塑料罩盒設(shè)計(jì)說明書婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)課題名稱 塑料罩盒設(shè)計(jì)說明書學(xué)院婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院系別一機(jī)電工程系專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造一班級—09模具一班學(xué)號 200904040126姓名 戴長貴指導(dǎo)教師 蔡婭日期2011年12月3日塑料罩盒模具設(shè)計(jì)目錄1產(chǎn)品說明………………2.工藝分析 2.計(jì)算制件體積、質(zhì)量和注塑機(jī)選擇 4TOC\o"1-5"\h\z.成型工藝參數(shù) 5,注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7,注塑模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及脫模機(jī)構(gòu) 10.模具的冷卻系統(tǒng) 11.模具的加熱系統(tǒng) 12.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………12后記……………………131.產(chǎn)品說明

該塑料罩盒長為84mm寬為44mm,高為24mm,壁厚為2mm.該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，性能要求不高，因此采用ABS塑料。2.工藝分析2.1塑件原材料的分析ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與苯乙合物理力學(xué)性能，耐熱、耐腐、耐油、耐磨、尺寸穩(wěn)定、加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料的性能。烯基本相同。這三種組分的各自特性，烯基本相同。這三種組分的各自特性，ABS具有良好的綜ABS價(jià)格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。

ABS的注射成型工藝參數(shù)見表1-1：表1-1螺桿式預(yù)熱干燥溫度：80-85℃時(shí)間：2-3h料筒溫度后段：150-170℃中段：165-180℃前段：180-200℃噴嘴溫度170-180℃模具溫度50-80℃注射壓力60-100MPa注射時(shí)間：20-90秒

成形時(shí)間高壓時(shí)間：0-5秒

冷卻時(shí)間：20-120秒

總周期：50-220秒成形時(shí)間螺桿轉(zhuǎn)速30r/min螺桿轉(zhuǎn)速30r/min適用注射機(jī)類型后處理螺桿、柱塞均可

方法：紅外線燈、烘箱

溫度：適用注射機(jī)類型后處理螺桿、柱塞均可

方法：紅外線燈、烘箱

溫度：70℃

時(shí)間：2-4h說明該成形條件為加工通用級

說明該成形條件為加工通用級

ABS料時(shí)所用ABS的成型性能：(1)無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為0.04毫米左右；(2)吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)過長時(shí)間的預(yù)熱干燥；(3)成型時(shí)宜取高料溫、高模溫，但是料溫過高(分解溫度為2250℃)。對精度較高的塑件，模溫宜取50-60℃，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取60-80℃。注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180-230℃，注射壓力為(1000-1400)X105帕。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為160-220℃，注射壓力為(700-1000)X105帕。結(jié)論：設(shè)計(jì)題目所給塑件材料ABS合理。一般選用柱塞式注塑機(jī)的成型溫度為180~230℃，對薄壁制品注塑壓力為130~150MPa,而對厚壁制品注射壓力為60~70MPa。塑件的尺寸精度分析該塑件的尺寸精度無特殊要求，塑件所標(biāo)注的公差等級為MT5級，對ABS塑件屬于一般精度，未注尺寸公差等級取MT4級。其主要尺寸公差標(biāo)注如下(單位均為mm)。塑件外形尺寸：84、44、25結(jié)論：尺寸標(biāo)注合理，公差等級MT5級對ABS而言屬于一般精度。模具制造和成型都比較容易。2.3塑件表面質(zhì)量分析該塑件為日用品不屬于工業(yè)用品，對其表面質(zhì)量應(yīng)有一定的要求,粗糙度可取Ra1.6um,塑件內(nèi)部應(yīng)有一定的表面粗糙度要求,所以內(nèi)外表面的粗糙度都取Ra^皿^取Rai.6um。塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）從圖紙上分析，該塑件的外形為矩形。壁厚均勻，符合壁厚要求；為2mm,（2）塑件整體尺寸較小，型腔較淺;綜上分析：塑件工藝性合理,材料確定合理,尺寸精度、表面質(zhì)量能夠在注射成型中得到保證,結(jié)構(gòu)比較簡單,總體上模具制造可以實(shí)現(xiàn)。3.計(jì)算制作的體積、質(zhì)量及注射機(jī)的確定質(zhì)量與體積該制件為罩盆,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是空心的,則該制件的體積為84X44X25—80X40X24=18800mm3查手冊可知ABS塑料制件的密度為注射機(jī)的確定根據(jù)圖紙的要求，制件的年產(chǎn)量無要求，該制件采用一摸一腔的摸具結(jié)構(gòu)來注射。則可選用的注射機(jī)有：SYS-30、XS-2-30、XS-2-60.m種注射機(jī)的主要參數(shù)如下表：表3—1射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)注射機(jī)型號SYS-30XS-Z-30XS-2-60理論注射量/cm3303060選用模內(nèi)壓力/MPa38.427.738.5最大注射面積/cm213090130鎖模力/KN500250500最大模具厚200180200度/mm最下模具厚度/mm756070模板行程/mm180160180拉桿空間（長義寬）190 X300235300X190定位/mm孔直徑5563.555噴嘴球半徑/mm121212噴嘴孔徑/mm324頂出孔徑/mm5050孔距/mm170結(jié)論：通過上二表分析可以選擇XS-Z-30的注射機(jī)。4成型工藝參數(shù)ABS的液態(tài)濕度：180~2300c壓力為：130~150MPa時(shí)間：30s保壓：72MPa保壓時(shí)間：10S冷卻時(shí)間：30S模溫：50~60℃5．注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1分型面的選擇給制件為罩盒。表面質(zhì)量為特殊要求.外表面與工人的手接觸比較多，因此制作的外表面最好為圓角。該制件選擇水平分型方式如圖5—1所示5.1.2分型面的確定分析零件結(jié)構(gòu)可選C方案5.02確定型腔的排列方式綜合考慮澆注系統(tǒng).模具結(jié)構(gòu)的簡單及制作采用一模二腔+5.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主流道采用澆口套,由于注射機(jī)噴嘴口徑為2mm.故可選擇進(jìn)料口直徑為3mm的澆口套。

澆口采用舉行截面的側(cè)澆口.設(shè)計(jì)時(shí)從罩盒的底部進(jìn)料.料有底部經(jīng)四周均勻流動.而且模具采用整體式型腔和型芯。整體式型腔是直接加工而成.用于形狀簡單的中小型模具特點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛度好。整體式型芯是用整體材料加工而成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固。制件成型質(zhì)量好，但剛才消耗大，適用于小型模具。5.3.1模具。5.3.1直接澆口的優(yōu)點(diǎn)：1、澆口截面積大,流動阻力小，常用于成型深腔塑件壁厚塑件，或聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等高年度.流動性差的殼類塑件。2、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊,流動渠道短,便于加工。3、保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng),易于完整成型。4、有利于排氣及消除焊接痕。1、去澆口凝料比較困難,1、去澆口凝料比較困難,塑件上有明顯的澆口痕跡。2、澆口附近熔料冷卻較慢,延長注射成型周期,影響成型效率,因此在可能條件下,澆口尺寸選的小一些。3、易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,引起塑件變形,或產(chǎn)生氣泡.開裂.縮孔等缺陷。4、用于單腔模具。5．4澆注口如圖4—3所示：圖5-3澆注口6.成型零件的工作尺寸計(jì)算6.1材料選用45其原因是：以為將鋼加熱到亞共析鋼或共析鋼和過共析鋼以上溫度,保溫后快速冷卻。以獲得馬氏體組織的熱處理工藝，由于馬氏體的不穩(wěn)定。淬火后都要配合進(jìn)行一定的回火工藝,以保證鋼的強(qiáng)度。硬度、耐磨性和綜合力學(xué)性的提高.改善鋼的使用性能。6.2型腔壁厚度的確定壁厚的分析在塑料模注射過程中,型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力,因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度?？偟恼f來,型腔所承受的力大體如下幾種：1、模時(shí)的應(yīng)力2、注射過程中塑料流動的注射壓力3、澆口封閉前一瞬間的保壓壓力4、開模時(shí)的拉應(yīng)力但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力,并在注射過程中總在變化。矩形型腔的厚度計(jì)算整體式矩型腔受力變形情況(1)型腔側(cè)壁厚度計(jì)算整體式矩形型腔可視為三那邊固定,一邊自由,受到平均布載荷的平板.當(dāng)其側(cè)壁受到單位注射壓力的作用時(shí),其最大變形量發(fā)生在自由邊的中點(diǎn)。當(dāng)H=(0.25~0.3)時(shí)，型腔側(cè)壁厚度為:S=h,Cph/E[]式中：S—-型腔側(cè)厚度,mmp--型腔內(nèi)單位平均壓力,MPa；h----型腔深度,mmE—-型腔材料的彈性模量,MPa

[5[5]---型腔允許變形量,mmC――由h/L1決定的常數(shù)L-一型腔長邊邊長度,mm1得：S=10(mm)(2)型腔腔底的厚度計(jì)算1、剛度條件計(jì)算;H=—3cpl產(chǎn)[5]H=20(mm)式中：H-—型腔腔底的厚度;mm;L--型腔短邊長度,mm;2C-一系數(shù)，根據(jù)型腔邊長比L1/L22、強(qiáng)度條1件計(jì)算H=l23式中：[。卜一型腔材料的許用應(yīng)力,MPa；a----型腔邊長比,a=L/L12結(jié)論：通過上面的計(jì)算可以知道該型腔的壁厚是合格的。該制件采用平均收縮率法進(jìn)行計(jì)算.ABS大收縮率為0.7%最小收縮率偽0.4%

平均收縮率S=（%0.7+0.4%）/2=0.55。表6-1型芯型腔的計(jì)算公式尺寸名稱計(jì)算公式凹摸型腔的尺寸D=[D（1+S）-1/2（△+§+§）]+5m S CP Z C 0Z凹摸深度尺寸H=[H（1+S）-1/2（△+§）]咆m S CP Z 0凸模的尺寸d=[d（1+S）+1/2（△+§+§）]0m S CP ZC -§z凸模深度尺寸h=[h（1+S）+1/2（△+§+§）]0m S CP ZC -§z成型中心距尺寸L=[h（1+S）]±/2§m S CP Z符號說明S為塑料平均收縮（%）；§為模具CP Z制造公差（mm），§公差（mm）；下Z標(biāo)s.m分別代表制件和模具，一般取

3:3:△*=△/Z C6.3.型腔的計(jì)算通過上式可以得到：L=(Ls+LsScp%-3/4A)0+a/3mHm=(Hs+HSSCP%—23A)0+M長=83.67+0.30=43.74+0.210=24.83+0.170合理的確定型腔數(shù)為提高塑件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，在注射機(jī)容量能滿足要求的前提下，應(yīng)計(jì)算出較合理的型腔數(shù)。隨型腔的數(shù)量增多，每一只塑件的模具費(fèi)用有所降低。型腔數(shù)的確定一般與塑件的產(chǎn)量、成型周期、塑件價(jià)格、塑件重量、成型設(shè)備、成型費(fèi)用等因素有關(guān)。6.4型芯的計(jì)算型芯的選擇選用組合式型芯，便于機(jī)械加工，易修復(fù)和更換,適用于形狀比較簡單的單腔或要求強(qiáng)度或剛度很高的注射模。

型芯的計(jì)算型芯的計(jì)算L=(Ls+LsScp%+3/4A)0+a/3mHm=(HS+HSSCPWL長=81.150q-0.3L寬=40.68。-0.21H高=48.82o-0.177.注塑模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)支撐與固定兩件設(shè)計(jì)中提供的數(shù)據(jù)和查閱的一些資料可以確定模架板。上.下固定板.動模座板的厚度.根據(jù)推出形成和推出機(jī)的結(jié)構(gòu)確定墊板的厚度和模具閉合高低就完全確定下來。7.1導(dǎo)柱的選擇選用帶頭導(dǎo)柱，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，加工方便，適用于簡單模具。7.2脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)圖紙分析.該制件是薄壁制件,模斷面是矩形則a=8tEzcom^(f-tan巾)./ +10BA /(1-u)k2a=3.556式中：E--塑料的拉伸模量(MPa) 塑料成型平均收縮率%￡u----塑料的泊松比比(mm)L----制件包容型芯長度(mm)。---模具型芯的脫模斜度f塑料與模具材料(型芯)的摩擦系數(shù)r----型芯平均半徑(mm)a-…矩形型芯的短邊長度(mm)b----矩形型芯的長邊長度(mm)K1--無因次數(shù),其值隨J/r/t和o變化)K=2X2/Ccom2巾+2kcom0K2-----隨f和0變化的無因次數(shù),K2=1+fsin0com0或近似取17.3推出機(jī)構(gòu)8.3.1設(shè)計(jì)原則1、盡量設(shè)置在動膜側(cè)2、保證塑件不因推出而變形損壞3、機(jī)構(gòu)簡單動作可靠4、較好的塑件外觀5、合模時(shí)的正確位置7.3.2推出力推板的厚度計(jì)算該制件截面積為矩形在脫模時(shí),推板的受力情況簡化成為沖間受集中載荷的簡支梁的力學(xué)模型.最大擾度產(chǎn)生在板的中心。H=197.3.3推出力的計(jì)算F=PACF*(cos0-sin0)+9.8KPaBF=65MPa式中：P----單位面積塑件對型芯的正力、一般取Pa=(4.84~11.46)A 塑件包緊型芯的側(cè)面積F 塑件與模體剛度的摩擦系數(shù).一般f=0.1~0.3a--脫模斜度(0=30。B 塑件垂直于模面方向的投影面積.7.3.4確定頂出方式和頂桿位置分析：該制件是長方行制件，在保證沒邊的距

離一樣的情況下選擇推桿的直徑為10mm,因

為制件的長度比較長，應(yīng)該選擇雙推桿推出制

件。8.模具的冷卻系統(tǒng)8.1冷卻時(shí)間0，2=匕21nl叫一？-方2[,)]二30s式中：0' 式中：0'2冷卻時(shí)間(s)T'---制件脫膜截面內(nèi)的平均溫度S0' 制件中心溫度達(dá)到規(guī)定值所需的冷卻時(shí)間(s)t 他制件厚度T 塑料熔件注射溫度mT 模具溫度wT 制件的熱變形溫度s--制件的熱擴(kuò)散率(mm2/s)其值可參a 2考材料手冊注意.：結(jié)晶塑料的熱擴(kuò)散系數(shù)隨著模壁的溫度變化而變化a=K/(pc)*10_6其中,K為聚合物的熱傳導(dǎo)率，單位W/(m*k),p為聚合物的密度，單位為Kg/m3.C為熱熔.單位為J(Kg*K)。8.2冷卻介質(zhì)總和的傳熱面積計(jì)算A=G0/ik(TW-TO)式中：A----冷卻介質(zhì)孔中的傳熱面積(m2)TW----模壁的平均溫度(0C)----冷卻介質(zhì)的平均溫度(0C)K 冷卻介質(zhì)在圓直管內(nèi)滿流狀態(tài)時(shí),冷卻管道冷卻壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)(J/m*h*C)208.3冷卻介質(zhì)流動檢驗(yàn)RC=vd/n26000—10000n式中：V----冷卻介質(zhì)的流速d 冷卻回路孔徑n 冷卻介質(zhì)的運(yùn)動精度9.加熱系統(tǒng)模具的加熱裝置有很多該模具采用的是電加熱裝置其原因是:電加熱方式清潔.簡單.可調(diào)節(jié)的溫度范圍大模具加熱要注意的問題有：1、如果沒有所計(jì)算出來的電功率的電熱元件，可以選用稍大于計(jì)算電功率的電熱元件（盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件）。在時(shí)間中可以采取降低電壓的方法將所有用電熱元件的電功率調(diào)節(jié)到所需要的數(shù)值，或采取縮短加熱時(shí)間的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)；2、電熱元件應(yīng)擺布均勻，以利于模具的均衡加熱；3、注意絕緣措施,防止漏電、漏水等現(xiàn)象的發(fā)生；4、當(dāng)模具溫度聲高時(shí)會使模具局部區(qū)域產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象,特別是相對滑動的部位的間隙過小時(shí)會因?yàn)闊崤蛎浽斐蔁o法滑動的現(xiàn)象。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在滑動部位預(yù)留出熱膨脹的滑動間隙。10.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10.1概述排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)的作用是在注射工程中，將腔中的氣體有序而順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡。疏松等缺陷.注射過程中需排出的氣體有以下幾種：1、澆注系統(tǒng)和型腔中原有的空氣；2、塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；3、塑料熔體在受熱或凝固時(shí)分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體；4、塑料在熔體中某些添加劑和化學(xué)反映所生成的氣體；5、因此在注射過程中,即使將這些氣體有序地排出模外是十分必要的。