塑料成型工藝與模具設計課程設計--外殼注塑成型模具設計

1、<p>　　塑料成型工藝與模具設計</p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設計任務書……………………………………………………………………………………..……</p><p>　　1. 工藝分析……………………………

2、………………………………………………………........</p><p>　　1.1 塑件材料分析……………………………………………………………………………</p><p>　　1.2 注射工藝規(guī)程編制……………………………………………………………………</p><p>　　1.2.1 工藝過程……………………………………………………………………………</p

3、><p>　　1.2.2 確定型腔數目……………………………………………………………………</p><p>　　1.2.3 塑件體積計算……………………………………………………………………</p><p>　　1.2.4 型腔型芯尺寸確定……………………………………………………………</p><p>　　1.2.5 初選設備及工藝參數確定…………

4、………………………………….…</p><p>　　2．塑件在型腔中的位置確定………………………………………………………….</p><p>　　2.1分型面設計………………………………………………………………………………</p><p>　　2.2 型腔排布………………………………………………………………………………….</p><p>　

5、　3．澆注系統(tǒng)設計………………………………………………………………………………</p><p>　　3.1 主流道設計……………………………………………………………………………...</p><p>　　3.1.1 澆口套的結構設計………………………………………………………..</p><p>　　3.1.2 澆口套的尺寸確定………………………………………………….

6、.…….</p><p>　　3.2 分流道設計………………………………………………………………………………</p><p>　　3.3 澆口設計……………………………………………………………………………………</p><p>　　3.4 流動距離比校核……………………………………………………………….………</p><p>　　4．模架選用

7、…………………………………………………………………………………………</p><p>　　4.1 模具整體結構分析……………………………………………………………………</p><p>　　4.2 模架確定……………………………………………………………………………..………</p><p>　　5．注射機校核………………………………………………………………………………

8、…..……</p><p>　　6．推件機構設計……………………………………………………………………………..…….</p><p>　　6.1推桿力的計算………………………………………………………………………..……. </p><p>　　6.2確定頂出方式及頂桿位置…………………………………………………..……. </p><p>　　

9、7．冷卻系統(tǒng)設計……………………………………………………………………………..…….</p><p>　　8．排氣系統(tǒng)設計……………………………………………………………………………..……..</p><p>　　9. 裝配圖………………………………………………………………………………………..………..</p><p>　　10. 零件圖…………………………………

10、………………………………………………..…………..</p><p>　　10.1 小型芯 ………………………………………………………………………………….……</p><p>　　10.2 動模 ……………………………………………………………………………………….…. </p><p>　　10.3 型芯 ……………………………………………………………………………

11、………..…….</p><p>　　10.4 澆口套 …………………………………………………………………………………..…..</p><p>　　10.5 動模固定板……………………………………………………………………….………</p><p>　　10.6 推桿……………………………………………………………………………………………</p><

12、;p>　　11. 參考文獻……………………………………………………………………………………..</p><p>　　《塑料成型工藝與模具設計》課程設計任務書</p><p>　　院系： 2012年12月9日</p><p><b>　　塑料成型工藝卡

13、</b></p><p>　　1.1塑件材料的分析</p><p>　　由于塑件外殼較小，生產中常用ABS材料生產。</p><p>　　ABS塑料，化學名稱，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物，ABS是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性</p><p>　　及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定，表面光澤

14、性好等特點。容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓</p><p>　　和粘接等二次加工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、</p><p>　　紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。</p><p>　　ABS樹脂是目前產量較大，利用最廣大的聚合物它將PS、SAN、BS的各種性能有機的統(tǒng)一起來，兼具韌、硬、剛相優(yōu)良的力學性

15、能。ABS是丙烯腈、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。</p><p>　　在此我們選用ABS材料的原因正式在于它具有較好的沖擊力，硬度較高，耐磨，流動力好，不易變形等特點。</p><p>　　總結：ABS在升溫時粘度增高，成型壓力較高，所以塑件上的脫模斜度較大，ABS易吸水，成型前進行干燥處理和調適，模具設計時注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，模具溫度控

16、制在50~60度，在酮、醛、酯、氯代烴中會成型后應進行調濕處理。</p><p>　　1.2 注塑工藝規(guī)程編制</p><p>　　1.2.1 注塑工藝過程概述</p><p>　　整個模具的注塑過程包括：模具合攏、模具鎖緊、模腔填充、塑件保壓、模具冷卻、模具分開、產品脫模和注塑延時。 </p><

17、;p>　　1.2.2 型腔數目的確定</p><p>　　最經濟數目的確定，實質上是注塑件生產成本懂得經濟核算，影響最經濟型腔的因素，有技術參數和經濟指標兩個方面技術參數有鎖模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速參數，這里只考慮注射機鎖模力和最大注射量兩個參數。技術經濟指標是從制品尺寸精度和經濟效果考慮，對一模多腔整體嵌入式的注射模，影</p><p>　　響型腔的重要因

18、素有如下四個： </p><p><b>　　注射劑鎖模力</b></p><p><b>　　2. 注射劑注射量</b></p><p><b>　　3.塑件精度</b></p><p><b>　　4.經濟習慣的限制</b></p>&l

19、t;p>　　在此考慮生產成本和模具復雜程度采用一模兩腔。</p><p>　　1.2.3 塑件體積計算</p><p>　　按塑件圖所示尺寸進以計算。</p><p><b>　　1）塑件體積</b></p><p>　　Vs≈9.903cm3</p><p><b>　　2）塑件

20、重量</b></p><p>　　查表6-1 塑件ABS密度為1.02～1.05g/cm3（注射密度為1.05 g/cm3）</p><p><b>　　單件塑件重量</b></p><p>　　ms=9.903×1.05g=10.397g≈10.4g</p><p>　　1.2.4 型腔型芯尺寸確

21、定</p><p>　　查表ABS收縮率是0.3%~0.8%</p><p>　　平均收縮率 s=(0.3+0.8)/2=0.55%</p><p><b>　　行腔工作部位尺寸</b></p><p>　　行腔徑向尺寸Lm =[(1+S)LS-x△] </p><p>　　行腔深度尺寸Hm =

22、[(1+S)HS- x△] </p><p>　　型心徑向尺寸Lm =[(1+S)ls+ x △] </p><p>　　型心高度尺寸hm-§z=[(1+S)hs+ x△] </p><p>　　式中 LS-塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）</p><p>　　ls-塑件外型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）</p>

23、<p>　　HS-塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）</p><p>　　hs-塑件外型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）</p><p>　　Cs-塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）</p><p>　　X-修正系數 取0.5～0.75</p><p>　　△-塑件公差（mm）</p><p>　　δ

24、z-模具制造公差?。?/3-1/4）△</p><p>　　1.2.5 確定成型設備型號及規(guī)格</p><p>　　初選注射劑型號為Xs-z-60 Xs-zy-125</p><p>　　注射機有關技術參數如下</p><p>　　最大開合模行程s 300mm </p><p>　　模具最大厚度

25、 300mm</p><p>　　模具最小厚度 200mm</p><p>　　噴嘴圓弧半徑 12mm</p><p>　　噴嘴孔直徑 4mm</p><p>　　動定模板尺寸 428mm×458mm</p><p>　　拉桿空間

26、 260mm×290mm</p><p>　　2．塑件在型腔中的位置確定</p><p><b>　　2.1分型面設計</b></p><p>　　該塑件的結構如圖所示，需遵循分型面設計基本原則，故將模上設計凸起部分，采用單分型面。</p><p><b>　　2.2 型腔排布</b>&

27、lt;/p><p>　　型腔位置排布，該件采用以模兩腔，的結構式。那么主注系統(tǒng)的設計應盡量采用以主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的結構設計，即型腔平衡式布置的形式型腔強度和剛度的計算為了方便加工和熱處理 其型腔鑲件可分為三部分 如上圖所示，從圖上可以看出，行腔為整件試，因此行腔的強度和剛度按行腔為整件式計算 查書6-16行腔側壁厚S=2.5 mm（查模具設計指導書表6-16）</p><p&

28、gt;<b>　　3 澆注系統(tǒng)設計</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)的組成：主流道 分流道 澆口 冷料穴</p><p>　　澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道、澆口結構及其尺寸設計</p><p><b>　　3.1 主流道設計</b></p><p>　　直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑

29、為d，應大于注射機噴嘴直徑1mm左右，這樣便于兩著能同抽對準，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為R，應該大于注射劑噴嘴求頭半徑約2—3mm。否則可能會讓塑料熔體反噴，出現溢邊致使脫模困難錐孔壁粗造度Ra 0.8mm.主流道錐角為2°—4° ,過大的錐角會產生端流或渦流，卷入空氣。過小錐角會使凝料脫模困難，充模時流動阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長度L，一般按模板厚度確定。但為減少充滿時減

30、壓降和減少物料損失，以短為好。</p><p>　　主流道要裝流道襯套，且直徑為12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉銷。襯套和型腔的配合為H7/n6，主流道襯套用定位固定在模板上，定位直徑。</p><p>　　初步設計主流道形狀尺寸，主流道設計成圓錐形，其錐角2°～6°,內壁粗糙角Ra取0.4um</p><p>　　3.1.1 澆

31、口套的結構設計</p><p>　　應設置在模具的對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。 為了便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設計成圓錐形 。一般錐角取2°~ 4°粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經?？紤]到本模具主流道比較長,主流道的圓錐孔采用1:50錐度,加工時采用1:50的鉸刀加工出來,加工方便,也不會導致主流道過大。&

32、lt;/p><p>　　3.1.2 澆口套的尺寸確定</p><p>　　如圖所示，經計算，澆口套的尺寸如上圖。</p><p><b>　　3.2 分流道設計</b></p><p>　　初步設計分流道形狀和尺寸，分流道截面設計成圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，圓形截面分流道的直徑，可根據塑料

33、的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS，流動性為中等，所以選用圓形截面，根據經驗分流道的直徑，d可取5～ 6mm。</p><p><b>　　3.3 澆口設計</b></p><p>　　確定澆口形式及位置，其工作壁較薄，只有1mm，故采用采用測澆口形式設計，設計上圖；澆口直徑可根據經驗公式計算；</p><p>　　測澆口計算的經驗公式 d

34、=（0.6 ~ 0.9）</p><p>　　t=（0.6 ~ 0.9）δ</p><p>　　d——測澆口的寬度mm </p><p>　　△——塑件的表面積mm2</p><p><b>　　T——測澆口的厚度</b></p><p>　　δ——澆口處塑件的壁厚 </p&g

35、t;<p>　　d=2.6mm t=1.35 mm</p><p>　　測向進料的測澆口如上圖；對中小型塑件一般厚度t取0.5 ~ 0.2 mm</p><p>　　寬度b取1.5 ~ 5.0 mm 澆口上的長度L=0.7 ~ 2 mm 長度h=（0.6 ~ 0.9 ）mm +∮/2 取</p><p>　　L=2.0 ~ 3.0 mm

36、 計算L=2.2</p><p><b>　　4. 選用模架</b></p><p>　　4.1 模具整體結構分析</p><p><b>　　如圖所示</b></p><p><b>　　模具的大體結構</b></p><p>　　1-動模板；2

37、-支撐板；3-復位桿；4-內六角螺釘；5-推板；6-推板固定板；7內六角螺釘；8-墊板；9-支撐板；10-型芯固定板；11-動模；12-定模座板；13-內六角螺釘；14-定模；15-定位圈；16-型芯；17-澆口套；18-內六角螺釘；19-推桿；20-導套；21-導柱；22-小型芯</p><p>　　結合我們塑件的尺寸，用途，塑件的表面質量以及加工的可靠性與實用性等我們確定了用整體式的凹模。</p>

38、<p><b>　　4.2 模架確定</b></p><p>　　根據以上分析 計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架形式和規(guī)格。查《模具設計指導》表7-1.7-9選用：</p><p>　　A4-450560-03-22 GB/T125561-1990</p><p>　　定模板厚度：A=32mm</p>

39、<p>　　動模板厚度：B=50mm</p><p>　　墊塊厚度：C=100mm</p><p>　　模具厚度：H模=262mm</p><p>　　模具外形尺寸：450mm×560mm×262mm</p><p>　　6. 推出機構的設計</p><p><b>　　6.1

40、推桿力的計算</b></p><p>　　推件力Ft=Ap（цcosα-sinα）+q A1</p><p>　　式中A——塑件包絡型芯的面積（mm2）</p><p>　　p——塑件對型芯單位面積上的包緊力，（p取0.8×107～1.2×107）</p><p><b>　　α——脫模斜度</

41、b></p><p>　　q——大氣壓力0.09MPa</p><p>　　ц——塑件對鋼的摩擦系數ц均為0.1～0.3</p><p>　　A1——制件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）</p><p>　　A≈（42×30+30×36.5×2+42×36.5×2+Π×4&#

42、215;2.1×2.1） ≈6571.52mm2</p><p>　　Ft=[6571.52×1.2×10（0.3cos40′～sin40′）／106+0.09×32×44]N</p><p>　　=24095.78N</p><p>　　6.2確定頂出方式及頂桿位置</p><p>　

43、　根據制品結構特點，確定使用錐面推桿從工件的內表面推出（加工比較困難，裝配時與其它推桿不同，需從動模型腔插入，端部用螺釘固定在推桿固定板上，適合于深筒形塑件的推出）并在制品圖中的底端面的Φ30的圓柱處采用錐面推桿頂出的飯方法。如圖所示</p><p>　　對于流道的固化塑料也設置頂出桿。如圖所示</p><p>　　普通的圓形推桿按GB4169.1——1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。&

44、lt;/p><p>　　查文獻二表7—13、選用∮10mm×500mm型號的錐形頂桿4根，由于件較小，推出裝置可不設導向裝置。</p><p>　　7. 冷卻系統(tǒng)的設計</p><p>　　由于制品平均壁厚為2mm，制品尺寸又較小，確定水孔直徑為8mm。</p><p>　　冷卻水路布置圖,如圖所示：</p><p

45、><b>　　8．排氣系統(tǒng)的設計</b></p><p>　　為了排除型腔和澆注系統(tǒng)內的所有空氣，則要考慮排氣的裝置。</p><p>　　我們的排氣方式是利用模具的分型面和模具零件的配合間隙來排氣。通常排氣的間隙值根據塑料的流動性而定，通常為0.03～0.05mm，以不產生溢料為限。</p><p><b>　　9 裝配圖&l

46、t;/b></p><p><b>　　如圖所示。</b></p><p><b>　　技術要求：</b></p><p>　　型腔、型芯鑲拼部分保證不溢料。</p><p><b>　　分形面保證不溢料。</b></p><p>　　型芯與推桿H

47、9/f9配合。</p><p>　　選標準模架A4-450560-03-Z2。</p><p>　　5.選用XS-ZY-125。</p><p><b>　　10 模具零件圖</b></p><p><b>　　10.1小型芯</b></p><p><b>　　1

48、0.2 動模</b></p><p><b>　　10.3 型芯</b></p><p><b>　　10.4澆口套</b></p><p><b>　　10.5支撐板</b></p><p><b>　　10.6推桿</b></p>

49、;<p><b>　　11. 參考文獻</b></p><p>　　1.《塑料成型工藝與模具設計》 </p><p>　　屈華昌主編.——北京： 高等教育出版社 2006.7</p><p>　　2.《模具設計指導》 </p><p>　　史鐵梁主編.——北京： 機