塑料模具課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、塑件分析、塑料的選取及其工藝性分析</p><p><b>　　二．確定注射機(jī)</b></p><p><b>　　三、型腔數(shù)目確定</b></p><p>　　四、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)設(shè)計</p>

2、;<p><b>　　五、成型零部件設(shè)計</b></p><p><b>　　六、推出機(jī)構(gòu)計算</b></p><p><b>　　七、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p><b>　　八、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇</b></p><p>　　九、注

3、射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核</p><p><b>　　十、模具裝配圖</b></p><p><b>　　課程設(shè)計要求與題目</b></p><p>　?。?）：給定塑像件零件圖一張如下，按模具設(shè)計要求將塑件有關(guān)尺寸公差進(jìn)行轉(zhuǎn)換</p><p>　?。?）：完成模具裝配圖一張，用手工繪制成A0~A1圖幅，

4、按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制</p><p>　?。?）：編寫設(shè)計說明書（不少于20~30頁），并將此任務(wù)書及任務(wù)圖放于首頁。</p><p>　　一、塑件分析、塑料的選取及其工藝性分析</p><p>　　該塑件應(yīng)該是一個塑料板、稱套，且承載不高，此符合低壓聚乙烯（PE）的特點(diǎn)，并且聚乙烯還擁有硬、耐磨、耐蝕、耐熱、及絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，價格也比較便宜。而且聚乙烯流動性好、對壓力變

5、化敏感，適用高壓注射，料溫均與，填充速度快、保壓充分、易脫模。</p><p>　　聚乙烯的缺點(diǎn)就是成型收縮率范圍及收縮值大，易產(chǎn)生縮孔，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，方向性明顯，易變形、翹曲等。所以，在成型時應(yīng)控制模溫，冷卻時應(yīng)保證冷卻均勻、穩(wěn)定、速度慢且充分冷卻。</p><p>　　結(jié)果：塑料用聚乙烯 成型方式為注塑成型</p><p>　　附：聚

6、乙烯(PE)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　密度ρ（g/cm3）:0.19-0.96</p><p>　　收縮率s:1.5-3.5</p><p>　　成型溫度t/°C：140-22</p><p><b>　　二．確定注射機(jī)</b></p><p>　　通過ProE建模分析得塑件質(zhì)

7、量屬性如下圖：</p><p>　　塑件體積：V=20.33cm3;塑件質(zhì)量：M=12.20g.</p><p>　　該塑件的精度要求不高，塑件尺寸較小，且應(yīng)為大手批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式，同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。且型腔的排列采用平衡式排列。</p><p>　　由于澆注系統(tǒng)的

8、關(guān)設(shè)計之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2~1陪來估算，由于本次采用的流產(chǎn)簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的按塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具開腔塑料的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個塑件體積之和）為：</p><p>　　V總=1.3NV=1.3x4x20.33=105.716cm^3;</p><p>　　由資料可知注射機(jī)的額定注射量V為：V1=V總/0.8=1

9、32.154cm^3;</p><p>　　根據(jù)椐以上初步選擇額定注射量為200cm^3，注射機(jī)型號為SZ-200/120臥式注射機(jī)。</p><p>　　SZ-200/120型臥式注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　三、型腔數(shù)目確定</b></p><p>　　我們小組采用按注射機(jī)的額定鎖模力來確定型

10、腔數(shù)目n，有</p><p>　　npA ≤ Fp – pA1</p><p>　　式中 Fp——注射機(jī)的額定鎖模力 254000（N）</p><p>　　A——單個塑件在分型面上的投影面積 8167.14（mm2）</p><p>　　A1——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 200（mm2）</p><p>　　P

11、 ——塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa），其大小一般是注射壓力的80%。</p><p>　　代值計算得n = 14.27 故取值為14</p><p>　　綜合考慮塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的結(jié)構(gòu)，宜采用盤型澆口。若采用一模多腔設(shè)計、加工難度大，成本高。所以采用一模兩腔。</p><p>　　結(jié)果： 型腔數(shù)目為四個。</p><p&

12、gt;　　四、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　分型面選擇一般原則</b></p><p>　　1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處</p><p>　　2.避免模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜</p><p>　　3.分型面應(yīng)便于塑件脫模</p><p>　　4分型面應(yīng)有利于側(cè)面分型及抽芯<

13、;/p><p>　　5.分型面應(yīng)保證塑件質(zhì)量</p><p>　　6.分型面的選擇用力與防止溢流</p><p>　　7.分型面的選擇應(yīng)有利與排氣</p><p>　　8.分型面的選擇應(yīng)使成型零件便于加工</p><p>　　9.應(yīng)盡量減少由于脫模斜度造成塑件大小端的差異</p><p>　　參考著

14、以上原則，我們的分型面選在了A-A面</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計原則</b></p><p><b>　　了解塑料的工藝特性</b></p><p><b>　　排氣量好</b></p><p><b>　　防止型芯和塑件變形</b><

15、/p><p>　　減少熔體流程即塑料耗量</p><p>　　修整方便，并保證塑件的外觀質(zhì)量</p><p>　　要求熱量及壓力損失小</p><p>　　參考著以上原則，我們采用如圖所示澆注系統(tǒng)</p><p><b>　　1:主流道的設(shè)計</b></p><p><b

16、>　　(1):主流道尺寸</b></p><p>　　1）：主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，設(shè)計中初取50mm. </p><p>　　2）：注流道的小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=4.5mm.</p><p>　　3）：主流道的大端直徑 D=d+2L主tan(a/2)=8mm(其中取

17、值在2º~6º，這里取4º)。</p><p>　　4）：主流道的球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=15+2=17mm.</p><p>　　5):球面的配合高度 h=3mm.</p><p>　?。?）：主流道的凝料體積</p><p>　　V主=L主（R2主+r2主+R主r

18、主）3.14/3=50(42+2.252+4x2.25)x3.14/3=1573.3mm3.</p><p>　　(3):主流道當(dāng)量半徑 R=（2.25+4）/2=3.125mm</p><p>　　(4）主流道的澆口套選用及形式</p><p>　　主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴(yán)格，因

19、而盡管小型注射?？梢詫⒅髁饕r套與定位圈設(shè)計成一個整體，介考慮上述因素通常公然將其分開來設(shè)計，以便天拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)剛材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計中澆口套采用工具剛T10A，熱處理淬火表面硬度為53HRC~57HRC，流道表面的粗糙度Ra<=0.8um。澆口套如下圖示：</p><p><b>　　2：分流道的設(shè)計</b></p><p>　?。?）

20、：分流道的布置形式</p><p>　　為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。并且分流道的截面形狀采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料的熱量散失、流動阻力均不大[梯形的上底寬度為B=6mm了便于選擇刀具—），底面的半徑R=1mm形高度取H=2B/3=4mm下底寬度為b梯形面積應(yīng)滿足關(guān)系式：(B+b)H/2=3.14D2/4,代值計算得b=

21、3.813mm,考慮到梯形底部圓弧對面積的減小及脫模斜度等因素，取b=4.5mm,通常計算梯形斜度a=10.6º,基本符合要求，分流道截面形狀及分流道的布置形式如下圖：</p><p><b>　　3：澆口的設(shè)計</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求高，采用一模四腔注射，為便是于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用

22、側(cè)澆口。其界面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正且開設(shè)在分型面上，從開腔的邊緣進(jìn)料。</p><p>　　1）：側(cè)澆口尺寸的確定</p><p>　?。?）：計算側(cè)澆口的深度。根據(jù)表2-6，可得側(cè)澆口的深度h算公式為h=nt=0.6x3=1.8mm式中，t是塑件壁厚，這里t取3mm;n是塑料成型系數(shù)，查資料可得n=0.5。</p><p>　?。?）：計算側(cè)澆口的寬

23、度。根據(jù)表2-6，可得側(cè)澆口的寬度B和計算公式為：B= nA1/2/30代入數(shù)據(jù)可得B=2mm.</p><p>　　(3):計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表2-6，可取側(cè)澆口的長度L澆=0.75mm.</p><p>　　4:冷料穴的設(shè)計及計算</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。設(shè)計

24、既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球狀形拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球狀的包緊力凝料從主流道中脫出。</p><p><b>　　五、成型零部件設(shè)計</b></p><p>　　查有關(guān)資料得聚乙烯（PE）的收縮率為S = 1.5% ——3.5% ，故平均收縮率Sca = （1.5%+3.5%）/2 =

25、2.5% =0.025 根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的公差取δz = Δ/4 。Φ51、Φ44.01、Φ20、Φ10、R1.5、16、5、3自由公差按MT6，查得Φ51±0.55、Φ44.01±0.47、Φ20±0.31、Φ10±0.23、R1.5±0.13、16±0.35、5±0.16、3±0.16。</p><p>　?。?）：凹模

26、徑向尺寸的計算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換</p><p>　　Φ51±0.55=Φ51.550-1.1mm，相應(yīng)的塑件制造公差為：1.1mm；</p><p>　　Φ44.01±0.47=Φ44.480-0.94mm,相應(yīng)的塑件制造公差為：0.94mm。</p><p>　　由公式LM=[（1+Sca）Ls-xΔ] 可算得</p>

27、<p>　　(φ51)= （51.55+51.55*0.025-0.75*1.1）+0.2750=52.01+0.2750</p><p>　　(φ40.01)= (44.48+44.48*0.025-0.75*0.94)+0.2350=44.87+0.2350</p><p>　　由以上公式依次算出φ16截面的尺寸為φ16.27mm，φ20截面的尺寸為φ20.35 mm&l

28、t;/p><p>　　(2) 凹模深度尺寸的計算 Hm =(H+H*Scp-2Δ/3)=(3.26+3.26*0.025-2*0.52/3) =2.99mm</p><p>　　由此公式依次算出16的截面高度為16.28mm，26的截面高度為26.51mm。 </p><p>　　型芯 （φ38）dm =(d+d*Scp+3Δ/4)=(37.60+37.60

29、*0.025+3*0.8/4) =39.14mm</p><p>　　由此公式依次算出φ34截面尺寸為φ35.04mm，φ10.2截面尺寸為φ10.56mm</p><p>　　(1) hm =(h+hScp+2Δ/3) </p><p>　　=(0.77+0.77*0.025+2*0.46/3) </p><p><b>　　

30、=1.09mm</b></p><p>　　由此公式算出5的截面高度尺寸為5.20mm</p><p><b>　　六、推出機(jī)構(gòu)計算</b></p><p><b>　?。?）推出力計算</b></p><p>　　推件力： Ft=Ap(μcosα-sinα)+qA1 &l

31、t;/p><p>　　μ——塑件對鋼的摩擦因素，一般為0.1~~0.3；</p><p>　　A——塑件包容型芯的面積；</p><p>　　P——塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件p?。?.4~3.9）×10Pa；模內(nèi)冷卻的塑件p?。?.8~1.2）×10Pa.</p><p>　　由式子可以看出；脫

32、模力的大小由塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。當(dāng)然，影響脫模的因素還很多，所以只是個估算值。</p><p>　?。?）確定推出方式及推桿位置</p><p>　　根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定制品的推出方式為二次推出，保證塑件不頂出而變形損壞及影響外觀。位置如圖所示。</p><p><b>　　七、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</b><

33、/p><p>　　該塑件的原料為聚乙烯（PE），在前面塑料的工藝性分析時已經(jīng)指出：聚乙烯冷卻時應(yīng)保證冷卻均勻、穩(wěn)定、速度慢且充分冷卻。針對該塑件采用加平行水道，以達(dá)到塑件的穩(wěn)定充分冷卻。如圖所示：</p><p><b>　　八、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格，查《中國模

34、具設(shè)計大典》選用模架250×250系列；具體尺寸為：</p><p>　　定模座板厚度：A=20mm</p><p>　　定模厚度：A1=32mm</p><p>　　動模型腔板厚度：B=40mm</p><p>　　凸模固定板厚度：32mm</p><p>　　支承板厚度：40mm</p>&

35、lt;p>　　墊塊厚度：C=80

36、

37、 </p><p>　　動模座板：B1=25mm</p><p>　　模具高度：H=16+32+50+63+16=177mm</p><p>　　模具外形尺寸：125×125×177mm3</p>

38、<p>　　九、注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　?。?）最大注射量的校核</p><p><b>　　Nm+m1≤Kmp</b></p><p>　　式中： n——型腔數(shù)目;</p><p>　　mp——注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3）</p><p>　　m——單個塑件的

39、質(zhì)量或體積（g或cm3）</p><p>　　m1——澆注系統(tǒng)凝料及飛邊的質(zhì)量和體積（g或cm30）</p><p>　　K——注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取K=0.8</p><p>　　代值n=2，m=20.147cm3，m1=4.358cm3計算得出結(jié)論：符合 </p><p>　?。?）注射壓力的校核</p><

40、p>　　注射壓力的校核的目的是校核注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。</p><p>　　現(xiàn)在一般借用注射模流動摸擬計算機(jī)軟件，獲得注射壓力的預(yù)測值，后經(jīng)試模確定。</p><p><b>　?。?）鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力應(yīng)大于高壓熔體塑料充滿模具型腔時，沿分型面將模具分開的那個壓力，保證不發(fā)生溢料現(xiàn)象

41、。即</p><p>　　Fs=p(nA+A1)<Fp</p><p>　　式中： Fs——高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（N）</p><p>　　Fp——注射機(jī)的公稱鎖模力（N）</p><p>　　n——模具的型腔數(shù)目</p><p>　　A——單個塑件在分型面上的投影面積（mm2）</p><

42、;p>　　A1——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）</p><p>　　P——型腔內(nèi)熔體壓力，20~40Mpa。</p><p>　　代值有Fs=20（2*3.14*51*51/4+3.14*12*12/4）=83932.2N<2540KN</p><p>　　(4) 模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核</p><p>　　

43、為了使注射模具能夠順利的安裝到注射機(jī)上并產(chǎn)生合格的塑件，一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚度、模板上安裝螺孔位置及尺寸等。</p><p><b>　　噴嘴尺寸</b></p><p>　　注射機(jī)噴嘴前端球面半徑r應(yīng)比模具澆口套始端的球面半徑R小1~2mm，注射機(jī)噴嘴直徑d比模具澆口套始端小口徑D小0.5~1mm。以防止凝料及影響

44、脫模。</p><p><b>　　定位圈的尺寸</b></p><p>　　與注射機(jī)固定模板的定位孔按H9/f9間隙配合，一般厚度為5~15mm</p><p><b>　　模具外形尺寸</b></p><p>　　應(yīng)小于拉桿間距290mm×368mm，符合。</p>&l

45、t;p><b>　　模具厚度</b></p><p>　　模具厚度應(yīng)位于注射機(jī)安裝模具最大厚度406mm與最小模具厚度165mm之間，該模具為177mm，符合</p><p>　　安裝螺孔位置及尺寸 （略）</p><p>　　十、模具裝配圖（見設(shè)計圖）</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b