塑料盒模具課程設(shè)計說明書

1、<p>　　塑料模課程設(shè)計說明書</p><p>　　設(shè)計題目：塑料盒模具</p><p>　　學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：材料成型及控制專業(yè)</p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p><b>　　設(shè) 計 人：<

2、/b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　完成日期： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書2</b></p><p><

3、b>　　塑料盒模具設(shè)計2</b></p><p>　　一、擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式3</p><p>　　二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　三、成型零件的設(shè)計10</p><p>　　四、模架的確定15</p><p>　　五、排氣槽的設(shè)計19</p><p>　

4、　六、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計20</p><p>　　七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計20</p><p>　　塑料模課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　任務(wù)與要求：</b></p><p>　　1、給定塑件零件圖一張，按模具設(shè)計要求將塑件有關(guān)公差進(jìn)行變換。</p><p>　　2、完成模具裝配圖一

5、張，CAD繪制成A0～A1圖幅，按制圖標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　3、完成模具零件圖3張～10張。</p><p>　?、俣Ｗ?；②定模板；③動模座板；④型芯固定板；⑤動模支承板；⑥動模鑲件（既凸模）；⑦墊塊；⑧推板；⑨推桿固定板；⑩推桿（或推管、脫模板）任選。圖紙幅面A3或A4均可，用CAD繪圖，要求在零件圖上標(biāo)明該零件的材料、數(shù)量、序號、尺寸公差和形位公差值、熱處理及其它技術(shù)要求。&

6、lt;/p><p>　　4、編寫設(shè)計說明書（20～30頁），</p><p>　　二、設(shè)計時間及進(jìn)程安排</p><p>　　第1周：設(shè)計方案論證與確定，完成有關(guān)計算、設(shè)備選擇，完成設(shè)計說明書草稿。</p><p>　　第2周：完成模具裝配圖繪制，完成模具零件的圖繪制，并進(jìn)一步修正裝配圖，完成說明書正稿的譽(yù)寫。</p><p&

7、gt;<b>　　三、主要參考資料：</b></p><p>　　1、《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》</p><p><b>　　2、教材有關(guān)章節(jié)</b></p><p>　　3、塑料模具設(shè)計手冊</p><p>　　4、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制圖（教材）。</p><p><b>

8、　　四、設(shè)計題目</b></p><p><b>　　塑料盒</b></p><p>　　技術(shù)要求：1、塑件不允許有裂紋，變形；</p><p>　　2、脫模斜度30＇～1°；</p><p>　　3、未注圓角R2～R3。</p><p>　　一、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式</

9、p><p>　　1.塑件成型工藝性分析</p><p>　　該塑件是一塑料盒，如下圖所示，塑件壁厚屬于薄壁塑件，生產(chǎn)批量很大，材料為硬質(zhì)聚氯乙烯（PVC），熱穩(wěn)定性差，成型范圍窄（-15~55）；流動性差，腐蝕性強(qiáng)，塑件外觀差。模具設(shè)計時要合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，阻力要小，嚴(yán)格控制成型溫度，既料筒、噴嘴及模具溫度；模具要進(jìn)行表面鍍鉻處理，收縮率0.7%.</p><p>　　

10、2.分型面位置的確定</p><p>　　根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面應(yīng)選在塑料盒的外表面最大截面處，即塑料</p><p>　　盒的底平面，如下圖（1）所示。</p><p><b>　　圖（1）</b></p><p>　　3、確定型腔數(shù)量和排列方式</p><p>　　該塑件雖然精度要求不高，又

11、是大批量生產(chǎn)，但尺寸較大，可以采用一模一腔的形式。如圖（2）所示。</p><p><b>　　圖（2）</b></p><p>　　4、模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　從上面分析中可知，本模具采用一模一腔，推件板推出，澆口采用直接澆口，定模不需要設(shè)置分型面，動模部分需要一塊型芯固定板和支承板，因此可確定模具結(jié)構(gòu)形式型帶推件板的單分型面

12、注射模。如圖（3）所示</p><p>　　5、注射機(jī)型號的選定</p><p>　　1）注射量的計算 </p><p>　　通過Pro/E建模分析，塑件質(zhì)量為150.0g, 塑件體積 ,流道凝料的質(zhì)量可按塑件質(zhì)量的0.1倍來計算。從上分析確定為一模一腔，所以注射量m=1.6nm1=1.1×1×150=165g.<

13、;/p><p>　　2）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：</p><p>　　流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積,在模具設(shè)計前是個未知值，根據(jù)型腔模的統(tǒng)計分析, 在分型面上的投影面積為0。所以</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　式中型腔壓力?。ㄒ蚴潜”谒芗?，又是點澆口，

14、壓力損失?。?。</p><p><b>　　3）選擇注射機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，可選用SZ-125/630臥式注射機(jī)，見表01。</p><p><b>　　表01</b></p><p>　　4）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><

15、p>　　（1）有注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。</p><p><b>　　型腔數(shù)校核合格。</b></p><p>　　式中 ----注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；</p><p>　　----注射機(jī)的額定塑化量(),</p><p>　　----成型周期取20s</p><

16、;p>　　( 2 ) 注射壓力的校核</p><p>　　，而，注射壓力校核合格。</p><p>　　式中----取1.25</p><p>　　----?。▽俦”谒芗?lt;/p><p>　?。?）鎖模力的校核：</p><p><b>　　，而</b></p><p&

17、gt;　　，鎖模力的校核合格。</p><p>　　其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。</p><p><b>　　二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p><b>　　1、流道設(shè)計</b></p><p><b>　　1）流道尺寸</b></p

18、><p>　　根據(jù)所選注射機(jī)，則流道小端尺寸為</p><p>　　=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（0.5～1）= 5~5.5</p><p><b>　　流道球面半徑為</b></p><p>　　SR=噴嘴球面半徑 + （1～2）=11~12 </p><p><b>　　2）流道襯套形式<

19、/b></p><p>　　因本設(shè)計為小型模具，襯套和定位圈設(shè)計成分體式，流道長度取28.34，約等于定模座板的厚度。襯套如圖4所示，</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　材料采用T10A鋼，熱處理后表面硬度為53HRC～57HRC。</p><p><b>　　3）流道凝料體積

20、</b></p><p>　　2、分流道設(shè)計此模具采用一模一穴，不需要考慮分流道的計算。</p><p><b>　　3、澆口的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)外部特征，外觀質(zhì)量要求比較高，PVC材料的透明性好，該制品為盒形件，因此選用點澆口，有利于澆口與制件的自動分離，澆口痕跡小，容易修整。</p><p

21、><b>　　澆口尺寸的確定</b></p><p><b>　　澆口的圓柱孔長</b></p><p>　　澆口直徑 ，由下面公式得， </p><p>　　式中 澆口的直徑（）</p><p><b>　　型腔的表面積（）</b></p><p&

22、gt;　　制品壁厚的函數(shù)值（查表取0.294）</p><p>　　塑料材料系數(shù)（查表取0.6）</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，取</p><p>　　澆口的截面形狀如圖5所示。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　三、成型零件的設(shè)計</

23、b></p><p>　　模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設(shè)計中成型零件就是成型塑料盒盒體外表面的凹模，成型內(nèi)表面的型芯（凸模）。</p><p>　　1、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　1）凹模（型腔）</b></p><p>　　考慮到塑料盒的形狀，凹模尺寸不大，可以制成

24、整體式，整體式凹模強(qiáng)度也好，所以本設(shè)計采用整體式凹模，如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　2）型芯</b></p><p>　　考慮到塑料盒內(nèi)表面的形狀，型芯可以采用整體式加工，而且由于相鄰小型芯之間的間隙比較小，應(yīng)該采用線切割進(jìn)行加工。成型盒形件的型芯如圖7所示（分別為主視

25、圖和右視圖）：</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　2、成型零件鋼材的選用</p><p>　　盒體是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良</p><p>　　好；機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)良好。因此構(gòu)成型腔的整體式凹模和整體式凸模鋼材選用SM2（Y20CrNi3AlMnMo）

26、。</p><p>　　3、成型零件工作尺寸的計算</p><p><b>　　1）型腔徑向尺寸</b></p><p>　　式中 ——塑件平均收縮率0.007</p><p><b>　　——塑件外徑尺寸；</b></p><p>　　——修正系數(shù)（取0. 7）；<

27、;/p><p><b>　　——塑件公差值</b></p><p><b>　　——制造公差（?。?lt;/b></p><p>　　將尺寸，，分別換算為，，，代入上式計算： </p><p><b>　　1）型腔高度尺寸</b></p><p>　　式中 —

28、—修正系數(shù)（取0.58）；</p><p><b>　　——塑件公差值</b></p><p><b>　　——制造公差（?。?lt;/b></p><p>　　將尺寸，換算為，代入上式計算：</p><p><b>　　3）型芯徑向尺寸</b></p><p&g

29、t;　　式中 ——修正系數(shù)（取0.7）；</p><p>　　將尺寸，，分別換算為，，代入上式計算：</p><p><b>　　3）型芯高度尺寸</b></p><p>　　式中的——修正系數(shù)（取0.58）</p><p>　　將尺寸換算為，代入上式計算：</p><p>　　4、成型零件強(qiáng)度

30、計算</p><p>　　根據(jù)成型該盒形件的材料和尺寸，該盒形件屬于中小型塑件，應(yīng)該按強(qiáng)度公式進(jìn)行計算。</p><p>　　1）型腔側(cè)壁厚度（按整體式矩形型腔計算如教材表4—12）</p><p>　　式中 ——型腔壓力，一般取，在此取；</p><p>　　——底板長邊長度，根據(jù)塑件取90；</p><p>　　—

31、—與比值有關(guān)的系數(shù)，在此取0.176；</p><p>　　——底板短邊與長邊長度之比，在此取0.95；</p><p>　　——模具材料的許用應(yīng)力（）,預(yù)硬化模具鋼取300；</p><p>　　將各個數(shù)據(jù)代入上式，有：</p><p>　　用剛度條件進(jìn)行校核，根據(jù)塑料品種為PVC，查表</p><p><b&

32、gt;　　，此處取</b></p><p>　　式中——模具材料的彈性模量（）碳鋼取；</p><p>　　——與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊之比有關(guān)的系數(shù)， </p><p><b>　　——型腔高度，為</b></p><p><b>　　代入公式有：</b></p><

33、;p><b>　　=</b></p><p>　　從上面的計算可以看出，側(cè)壁厚度完全滿足強(qiáng)度和剛度要求，因此側(cè)壁壁厚取。</p><p><b>　　2）型腔底板厚度</b></p><p><b>　　按強(qiáng)度條件計算 </b></p><p>　　式中——由底板短邊和長

34、邊邊長之比決定的系數(shù)，查表取1.18，代入上式有：</p><p><b>　　取</b></p><p>　　按剛度條件校核，式中為由底板短邊與長邊之比決定的系數(shù)，查表取0.0138</p><p><b>　　代入上式 ：</b></p><p><b>　　可見不能取</b&g

35、t;</p><p>　　所以要取既符合強(qiáng)度要求也符合剛度要求。</p><p><b>　　四、模架的確定</b></p><p>　　根據(jù)型腔的布局可看出，型腔分布尺寸為86.4590.62，根據(jù)模板有效使用面積：</p><p><b>　　，</b></p><p>

36、　　可求出：，于是查表得，因此，。</p><p><b>　　，</b></p><p>　　查表選，因此得：。又根據(jù)型腔側(cè)壁最小厚度21.742，考慮到冷卻系統(tǒng)，導(dǎo)柱，導(dǎo)套及連接螺釘布置和采用推件板推出等各方面問題，確定選用模架序號為5號（250×200），</p><p>　　模架的結(jié)構(gòu)為形式為A4的形式，如圖8所示</p

37、><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　各模板尺寸的確定。</b></p><p><b>　　定模座板</b></p><p>　　定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。</p><p>　　通過4個M10的內(nèi)六角圓柱螺

38、釘與定模固定板連接；定位圈通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為配合。如圖9</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　2、中間模（定模型腔板）</p><p>　　塑件高度57，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的</p><p>　　距離，因此中間板取.如圖10&l

39、t;/p><p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　3、脫模板</b></p><p>　　用于推出塑件，使塑件受力均勻，防止變形。一般用Q235制成。</p><p><b>　　型芯固定板</b></p><p>　　用于固定凸模，

40、固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼制成，調(diào)質(zhì)230HB～270HB。如圖11</p><p><b>　　圖11</b></p><p><b>　　支承板</b></p><p>　　支承板應(yīng)具有較高的平行度和硬度。用45鋼較好，調(diào)質(zhì)230HB～270HB。</p><p><

41、;b>　　墊塊</b></p><p><b>　　主要作用</b></p><p>　　在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。</p><p>　　結(jié)構(gòu)形式該模具采用平行墊塊。體尺寸如圖12</p><p><b>　　圖12&l

42、t;/b></p><p>　　墊塊材料采用Q235。</p><p><b>　　墊塊的高度校核</b></p><p>　　墊塊高度=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5～10）</p><p>　　=57+30+20+（5～10）=112～117<124，符合要求。</p><p

43、><b>　　動模座板（） </b></p><p>　　材料為45鋼，其上的注射機(jī)推桿孔為其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用配合。</p><p><b>　　推板</b></p><p>　　材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用配合。用4個M10的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。</p><p

44、><b>　　推桿固定板</b></p><p>　　材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用配合。</p><p>　　以上尺寸確定后，就可以確定模架序號為10號，板面為200200，模架結(jié)構(gòu)形式為A4的標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　　從選定模架可知，模架外形尺寸：寬×長×高=200×200×

45、320。</p><p>　　模具平面尺寸200×200，合格；模具高度300＞150（最小模厚），合格；模具開模所需行程=57.43（型芯高度）+57（塑件高度）+（5～10）=（114.43～124.43）＜270（注射機(jī)開模行程），合格；其它參數(shù)在前面校核均合格，所以本模具所選的注射機(jī)完全滿足使用要求。</p><p><b>　　五、排氣槽的設(shè)計</b&g

46、t;</p><p>　　注射模的排氣方式，大多數(shù)是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只有在特殊情況下采用排氣槽的排氣方式。排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后充填的部位，且最好開在凹模一側(cè)，以便所產(chǎn)生的飛邊隨塑件脫出。</p><p>　　因本塑件的精度要求不高，所以利用分型面或配合間隙自然排氣。</p><p><b>　　六、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b>&l

47、t;/p><p>　　脫模板推出過程中，為了減小脫模板與型芯的摩擦，使模板與型芯間留有0.2～0.25的間隙，本設(shè)計中取0.2。</p><p>　　七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只進(jìn)行簡單計算，在單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設(shè)為65℃。</p><p><b

48、>　　冷卻水的體積容量</b></p><p>　　式中 ——單位時間（每分鐘）內(nèi)注射入模具中的塑料質(zhì)量（），按每分鐘注射3次，即：</p><p>　　——單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量，為 ——冷卻水的密度（）</p><p>　　——冷卻水的比熱容（）</p><p>　　——冷卻水出口溫度（）<

49、;/p><p>　　——冷卻水入口溫度（）</p><p><b>　　2、冷卻管道直徑</b></p><p>　　為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取，</p><p>　　3、冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p>　　由式 大于最低流速，達(dá)到湍流狀態(tài)，所選管道直徑合理。</p>&l

50、t;p>　　4、冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)</p><p>　　查參考文選[1]中的表9.8—5?。ㄋ疁貫闀r），因此</p><p>　　5、冷卻管道的總傳熱面積</p><p>　　6、模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù)</p><p>　　從計算結(jié)果看，一邊設(shè)置兩個水道就可以了，但因塑件尺寸較大，內(nèi)部有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，同時考慮到pvc溫

51、度范圍窄，成型性差，穩(wěn)定性也差，在單位注射量小的情況下，一條冷卻水道對模具來說是不可取的（冷卻不均勻）所以一邊應(yīng)用三了水道短程外周邊冷卻，中間型芯再加三到水道，進(jìn)行內(nèi)部冷卻。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》 編著 伍先明 王群 張后安 國防工業(yè)出版社</p><p>　　《塑料

52、模具典型結(jié)構(gòu)圖》 編繪 蔣繼紅 王效岳 中國輕工業(yè)出版社</p><p>　　《精通PRO/E中文野火板--模具設(shè)計篇》 編著 凱得設(shè)計 中國青年出版社</p><p>　　《中國模具設(shè)計大典》電子板</p><p>　　.《塑料制品成型及模具設(shè)計》　主編　葉久新　　王群　　湖南科學(xué)技術(shù)出版設(shè)</p><p>　　《模具制作實訓(xùn)》

53、　　主編　　應(yīng)龍全　　人民郵電出版設(shè)</p><p>　　《高分子材料成型加工》第二版　主編　　周達(dá)飛　　唐頌超　　中國輕工業(yè)出版社</p><p>　　《塑料成型工藝及模具設(shè)計技術(shù)問答》　黃曉燕　　上?？茖W(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　《Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ　Ｗｉｌｄｆｉｒｅ?。?０中文版工程圖與數(shù)據(jù)交換》　　　　　　　主編　　孫江紅　等　　　清華大學(xué)出版社

54、</p><p>　　《塑料模具設(shè)計專家實例精講》　主編　　周峻辰　　中國青年出版社</p><p><b>　　心得體會　　</b></p><p>　　我們在課堂上學(xué)到的東西在設(shè)計中得到了充分的運用，三維軟件的設(shè)計在次運用很好，在工程圖與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化方面也得到提高。</p><p>　　但是我也認(rèn)識到搞設(shè)計和學(xué)習(xí)書本知識