模具課程設計--塑料注射模具設計說明書

1、<p><b>　　模具課程設計</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要，塑料工業(yè)得到了飛速發(fā)展。塑料制品在機械、電子、航空和日常生活當中等各個領域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。目前，中國的塑料工業(yè)的總體水平與其他先進的國家相比還有一定的差距，還需要大力推進此學科

2、及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并進一步加強對塑料工業(yè)亟需的專業(yè)技術人才的培養(yǎng)。</p><p>　　本說明書為塑料注射模具設計說明書，是根據(jù)塑料模具手冊上的設計過程及相關工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、課程設計指導書、課程設計說明書、參考文獻等。</p><p>　　編寫本說明書時，力求符合設計步驟，詳細說明了塑料注射模具設計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機構(gòu)的設計。

3、</p><p>　　本說明書在編寫過程中，和同學們一起商討擬定，同學的大力支持和熱情幫助，在此謹表謝意。</p><p>　　由于本小組人設計水平有限，在設計過程中難免有錯誤之處，敬請老師批評指正。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課題設計</b></p

4、><p><b>　　塑件工藝分析</b></p><p>　　材料的選擇及成型性能分析</p><p>　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性能分析</p><p><b>　　塑件的體積和質(zhì)量</b></p><p>　　三、 模具結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　1. 型

5、腔數(shù)量及排列方式</p><p><b>　　2. 選擇注射機</b></p><p><b>　　3. 確定分型面</b></p><p>　　4．澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設計</p><p><b>　　5. 推出機構(gòu)</b></p><p><b&

6、gt;　　6. 導向機構(gòu)</b></p><p>　　7. 成型零件設計及尺寸計算</p><p><b>　　8. 選擇模架</b></p><p>　　9. 模具與注射機的相關參數(shù)校核</p><p>　　10. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p><b>　　四、模具的工作過

7、程</b></p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p><b>　　一、課題設計</b></p><p>　　某企業(yè)設計的一種牙具盒的上蓋，材料是用ABS工程塑料制成，現(xiàn)在要為牙具的上蓋設計注射模具。上蓋的外形及工程圖如下圖所示：</p><p><b>

8、　　圖1：上蓋的外形</b></p><p><b>　　圖2：上蓋的三視圖</b></p><p>　　尺寸精度IT6，壁厚1mm，脫模斜度2°，塑料顏色是淺黃色的，生產(chǎn)批量：適度生產(chǎn)。</p><p><b>　　二、塑件工藝分析</b></p><p>　　1、材料的選擇

9、及成型性能分析</p><p>　　ABS是炳烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此ABS具有良好的綜合力學性能。ABS外觀為粒狀或粉狀，呈淺象牙色，不透明但成型的塑料件有較好的光澤。它無毒、無味，密度為1.02~~1.05.ABS具有較高的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降；有良好的機械強度和一定的耐磨性，耐寒性、耐水性、耐油性，良好的化學穩(wěn)定性和電氣性能。ABS具有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，且

10、易著色。ABS幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機化合物的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中.ABS的熱變形溫度為93℃,脆化溫度為-27℃,使用的溫度范圍為-40---+100℃,ABS的耐候性差，在紫外線作用下容易氧化降解，會導致制件變硬變脆。</p><p>　　ABS具有良好的成型和綜合力學性能，因此用途廣泛，可用來制造水箱外殼、管道、儀表殼、齒輪、汽車殼板、玩具、家用電器及家具等。</p><p

11、>　　2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性能分析</p><p>　　牙具盒是一種很常見的室內(nèi)生活用品，使用的范圍比較小，但是作用比較大，使用起來方便，而且便于攜帶，不受陽光的直接照射，ABS具有良好的抗腐蝕性和力學性能，有一定的抗沖擊能力，著色特征給人以清新的視覺享受。因此使用ABS材料制造是很合適的。</p><p>　　3、塑件的體積和質(zhì)量</p><p>　　計算塑件的

12、重量是為了選用注射機及確定型腔數(shù)，塑件的體積V1=22.34 cm3</p><p>　　查得ABS的密度為1.01kg/ cm3</p><p>　　質(zhì)量可求得M=22.34*1.01=22.5634kg。…………………………………（式1）</p><p>　　根據(jù)上述的式1可知，選取的注射機初步為XS-Z-30型號的注射機。</p><p&g

13、t;<b>　　三、模具結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　1、型腔數(shù)量及排列方式</p><p>　　根據(jù)模具設計的要求模具采用一模一腔，塑件為適量生產(chǎn)形狀簡單，重量輕，但是外形較大，所以采用單腔模具。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　2、選擇注射

14、機</b></p><p>　　XS-Z-30型注射機的主要參數(shù)如下表所示：</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　3、確定分型面</b></p><p>　　塑件的分型面應位于截面尺寸最大的部位，并且保證塑件順利脫模和精度要求。塑件的分型面選擇如圖3所示

15、。</p><p>　　4、澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設計</p><p>　　設計澆注系統(tǒng)應遵循如下基本原則：</p><p>　?、倭私馑芰系某尚涡阅?lt;/p><p>　　②盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕</p><p>　?、塾欣谛颓恢袣怏w的排出</p><p>　　④防止型芯的變形和嵌件的位移<

16、;/p><p>　?、荼M量采用較短的流程充滿型腔</p><p><b>　　1）主流道設計</b></p><p>　　主流道在模具使用過程當中一般都垂直于分型面，主流道常設計在模具的澆口套中，主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模

17、時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。如圖4所示： </p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　……………………………….(式2)</p><p><b>　　2）主流道襯套形式</b></p><p>　　本設計是較小模具，主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T

18、8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53—57HRC。主流道澆口套及其固定形式。為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設計成分體式，主流道長度取35，錐度為，襯套如圖5，材料用鋼。熱處理淬火后，表面硬度為。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　主流道凝料體積：</b></p><p&g

19、t;　　……………….（式3）</p><p><b>　　主流道球面半徑為：</b></p><p>　　…………………（式4）</p><p><b>　　3）澆口的設計</b></p><p>　　根據(jù)塑件特征看塑件屬于壁薄零件，需要快速注射成型，為了便于使?jié)沧⒛吓c塑件自動脫落，因此采用點澆

20、口，一般點澆口直徑，綜合考慮取澆口尺寸為1mm。澆口截面形狀如下圖6：</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　澆口剪切速率的校核</b></p><p>　　由點澆口經(jīng)驗公式得：</p><p>　　…………………………………(式5)</p><p

21、><b>　　4）排氣系統(tǒng)</b></p><p>　　當塑料熔體填充模具型腔是，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程當中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及填充不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題</p><

22、p>　　該模具是小型模具，排氣量不大，但分型面較大，型芯之間存在間隙，可直接利用間隙排氣，因此本設計不單獨開設排氣槽。</p><p><b>　　5、推出機構(gòu)</b></p><p>　　推桿推出機構(gòu)是整個推出機構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應用。 但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引

23、起較大局部應力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。</p><p>　　根據(jù)模具設計要求，采用頂桿推出機構(gòu)，頂桿同時也做型芯使用，頂桿的長度由將塑件頂出型芯的高度確定。如下圖7：</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　尺寸計算</b></p>

24、;<p>　　L≥s+H+h+(8—10)mm</p><p><b>　　6、導向機構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)模具的大小和形狀，可確定該模具使用4個導柱，其布置為等直徑、不對稱布置，應該采用帶頭直導柱，如下圖所示，帶頭導柱是常用結(jié)構(gòu)分兩段，近頭段為在模板中的安裝段，標準采用H7/m6配合，遠頭段為滑動段，其與導套的配合為H7/f6、如圖8：&

25、lt;/p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　7、成型零件設計</b></p><p>　　為了便于模具安裝，增加模具的精度，減小切削加工量，由于制作形狀分析確定，所設計的凸凹模都采用整體式的，其特點是牢固，不易變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。</p><p><b&g

26、t;　　圖9.凸模結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　圖10.凹模結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　8、選擇模架</b></p><p>　　標準模架一般由定模板、定模座板、動模板、動模支撐板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推桿、導柱、導套、及復位桿等組成。另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點澆口模架、帶推

27、件板推出的模架等。</p><p>　　模架按可分為基本型和派生型。適用的模板尺寸為B（寬）×L（長）≤560mm×900mm</p><p>　　基本型組合 它是以直接澆口為主基本型組合 </p><p>　　推板推出機構(gòu) 定模兩板，動模一板式（A1型）</p><p><b>　　圖11</b&

28、gt;</p><p>　　9、模具與注射機的相關參數(shù)校核</p><p><b>　?、僮畲笞⑸淞啃：?lt;/b></p><p>　　一次注射成型所用塑料量最好為注射機最大注射量的80%。過小會造成塑件產(chǎn)品缺料、制品疏松而強度降低等缺陷，過大會造成塑料在料筒中停留時間過長會發(fā)生分解變質(zhì)。校核公式：KV?！軻=nV1+V2………………………………

29、………………………..（公式6）</p><p>　　V?！⑸錂C最大注射容量</p><p>　　V1——單個制品的體積；K——最大注射量系數(shù)，一般取K=0.8</p><p>　　V——包括制品、澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi)的總體積</p><p>　　n——型腔數(shù)；V2——澆注系統(tǒng)的體積</p><p>　　KV。=0.

30、8*30=24 cm3……………………………………………………(式7)</p><p>　　V=1*22.34+0.5=22.8 cm3…………………………………………………(式8)</p><p>　　有上述公式7、8可知，最大注射量是符合要求的</p><p><b>　?、阪i模力的校核</b></p><p>　　

31、注射機的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即：</p><p>　　F?！輕*A……………………………………（式9）</p><p>　　F?！⑸錂C最大鎖模力</p><p>　　P——模內(nèi)平均壓力；</p><p>　　A——制品與澆注系統(tǒng)在分型面投影面積之和。</p><

32、;p>　　模內(nèi)平均壓力如下表：</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　所以鎖模力是符合要求的。</p><p><b>　?、坶_模行程校核</b></p><p>　　注射機開模最大行程是有限的，從模具中取出塑料制品的開模距離必須小于注射機的開模距離，雙分型面的注射模開

33、模行程需增加取出澆注系統(tǒng)凝料時定模座板與中間板的分開距離a，按下式校核：</p><p>　　S≥H1+H2+a+(5—10)mm………………………(式10)</p><p>　　S=160≥60+60+25+（5—10）</p><p>　　因此開模行程是符合要求的。</p><p>　　10、.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><

34、p>　　冷卻水回路布置的基本原則</p><p>　?、爬鋮s水道應盡量多，截面尺寸應盡量大</p><p>　　⑵冷卻水道到型腔表面距離適當</p><p>　?、抢鋮s水道應暢通無阻</p><p>　　⑷冷卻水道應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位</p><p>　　塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、

35、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求。</p><p>　　一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。<

36、/p><p>　　模具冷卻在型腔、型芯的合理部位，設置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制溫度，冷卻水采用室溫冷水，水孔邊離型腔的距離一般保持，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率較低，水孔直徑一般在以上，水孔管路應暢通無阻，水孔通過鑲塊密封嚴實，冷卻水路采用直通循環(huán)式，如圖：</p><p><b>　　圖12</b></p><p>&

37、lt;b>　　四、模具的工作過程</b></p><p>　　1、 模具裝配試模完畢后，模具進入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：</p><p>　　對塑料進行烘干，并裝入料斗中</p><p>　　清理模具型芯，型腔，病噴上脫模劑，進行適當?shù)募訜帷?lt;/p><p><b>　　合模，鎖緊模具。</b>

38、;</p><p>　　對塑料進行預塑化，注射裝置準備注射。</p><p>　　注射過程包括充模，保壓，倒流，冷卻，和脫模。</p><p><b>　　2、 脫模過程：</b></p><p>　　開模時，合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，彈簧定距拉桿在預壓彈簧的作用下推動中間板后退，一定距離后受到定距螺栓的限制中間板停止后

39、移，同時將主流道凝料拉出主流道。模具動模部分繼續(xù)后移一定距離后推出機構(gòu)動作，在頂桿的作用下將塑件從型芯上推出，然后將澆注系統(tǒng)凝料取出。最后要對塑件進行后處理。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　1.《塑料成型工藝模具設計》…………………………………………于保敏</p><p>　　2.《塑料模具課程設計與設計