塑料模具設(shè)計完整題

1、塑料模具設(shè)計說明書題目:夕蓋塑料具設(shè)計姓名學(xué)號班 級指導(dǎo)老師2014 年 6 月 18 日塑料模具設(shè)計任務(wù)說明設(shè)計任務(wù)：外蓋：大批量生產(chǎn)；精度：MT5，材料PEux1 w A 昌每班分5組，每組人數(shù)5-7人，選一組長，每組選一設(shè)計任務(wù)，組長將設(shè) 計任務(wù)劃分給組員，合作完成設(shè)計任務(wù)。要求:(1) 設(shè)計時間：6月9日-6月22日(2) 設(shè)計完成后提交設(shè)計說明書、模具總裝配圖(3) 設(shè)計說明書打印或手寫，裝配圖電子版、打印版、手繪均可。成績構(gòu)成成員成員1成員2成員3成員4成員5工作量a%b%C%d%e%工作量由組長決定，成員1成績二總成績x a%目 錄第一章塑件的工藝分析1.1任務(wù)要求1.2原料AB

2、S的成型特性和工藝參數(shù)1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性第二章注射設(shè)備的選擇2.1注射成型工藝條件2.2選擇注射機第三章型腔布局與分型面的選擇3.1塑件的布局3.2分型面的選擇第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1主流道和定位圈的設(shè)計4.2分流道設(shè)計4.3澆口的設(shè)計4.4冷料穴的設(shè)計4.5排氣系統(tǒng)的分析第五章主要零部件的設(shè)計計算5.1型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定5.2成型零件的成型尺寸第六章成型設(shè)備的校核6.1、注射成型機注射壓力校核6.2、注射量的校核6.3、鎖模力的校核第一章塑件的工藝分析1.1任務(wù)要求外蓋：大批量生產(chǎn)；精度：MT5，材料PE1.2原料PE的成型特性和工藝參數(shù)基本特性：聚乙烯材料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種

3、。按 聚合時采用的壓力不同可分為高壓、中壓、低壓三種。聚乙烯無毒、無味、呈乳白色，密度為0.91 -0.96克/立方厘米，為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機械強度，但與其 他塑料相比其機械強度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性 能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐 稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸，以及各種濃度的堿、 鹽溶液。聚乙烯耐水性很好，長期接觸水，其性能可保持 不變。聚乙烯的透水性能差，而透氧氣、二氧化碳以及許 多有機物質(zhì)蒸氣的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用 下會發(fā)生老化而變脆。聚乙烯耐寒，在 -60度時仍有較好的 力學(xué)性能，-70度時仍有一定的柔軟性。主要用途：低壓聚乙烯可

4、用于制造塑料管、塑料板、塑料 繩，以及能承載力不高的零件，如齒輪、軸承等，高壓聚 乙烯常用于制作塑料薄膜、生活用保鮮膜、保鮮袋、食品 盒、塑料瓶，以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。 成型特點：聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收 縮率差異較大。注射方向的收縮率的絕對值較大，成型收 縮率也較大，容易產(chǎn)生縮孔。成型時冷卻速度慢，必須充 分冷卻，且要均勻冷卻。由于質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè) 凹時可強行脫模。由設(shè)計任務(wù)書可知該塑件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，塑件材 料為PEo綜合分析，該塑件可采用注射成型加工，考慮采 用一模多腔、快速脫模以及成型周期不太長的模具，同時 模具造價要適當(dāng)控制。在注射成型生產(chǎn)時，

5、該塑件結(jié)構(gòu)簡 單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求，只要工藝參數(shù)控制得 當(dāng)，該塑件比較容易成型的。該塑件尺寸精度無特殊要求， 尺寸均為自由尺寸，查塑料成型工藝與模具設(shè)計表6-1，選MT5主要尺寸公差見下表C/ 00外形尺寸20001.76100-1-0050-.64R1000.38內(nèi)部尺寸200044R1000.38中心距尺寸100 0.540 0.28該塑件為外蓋，則表面要求光滑，表面粗糙度可取Ra=0.6um,。塑件內(nèi)表面粗糙度可取 Ra=3.2um。1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析(1) 由圖可知，該塑件結(jié)構(gòu)簡單無須設(shè)置側(cè)向分型與抽芯 機構(gòu)，壁厚均勻，圓角過度，符合最小壁厚要求。(2) 為順利與脫模，

6、脫模斜度設(shè)為30。第二章注射設(shè)備的選擇2.1注射成型工藝條件通過軟件三維造型得盒蓋的體積為174.7cm3,根據(jù)簡明模具手冊可查出 PE的密度為0.935g/cm3，則塑件的質(zhì)量W=p= 163g。根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)量塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)批量大，為了提高生產(chǎn) 效率采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。2.2選擇注射機由于塑件采用注射成型工藝，使用一模兩腔的分布方式，則可計算出一次注射成型過程中所用的塑料量W=2W+W=_2X 163gX (1+40%)=456.4g根據(jù)一次注射量分析，以及考慮塑料的品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，

7、查簡明塑料模具設(shè)計手冊表 3-4，初選XS ZY 125型塑料成型注射機，注射機主要技術(shù)參數(shù)如下表 4SYS-30型注射成型機的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)項目技術(shù)參數(shù)值最大注射量/g60注射壓力/MP122鎖模力/KN500模具最大厚度/mm200模具最小厚度/mm70最大開模行程/mm180噴嘴球半徑/mm12噴嘴孔直徑/mm4.0定位圈直徑/mm55第三章型腔布局與分型面設(shè)計3.1塑件在型腔中的布局在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能 正常工作的前提下，盡可能使得模具型腔對稱、均衡、取件方 便。由于，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無需測分型，則采用左右對稱分 布在模板兩側(cè)，如圖所示O OO

8、OO OO OO OO O圖2塑件的型腔分布3.2分型面的選擇不論塑件的結(jié)構(gòu)如何，采用何種設(shè)計方法都必須首先確定 分型面，模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑 件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件的外形的最大 輪廓處。該塑件為塑料殼，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分 型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量， 便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后 塑件留在動模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑 件外形輪廓的最大處，如圖圖3塑件的分型面第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1主流道和定位圈的設(shè)計澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料穴等四個部分組成。 考慮

9、到塑件的外觀要求高，外表面不允許有成型斑點和熔接痕， 以及一模兩腔的布置，PE對剪切速率較為敏感等情況，澆口采 用方便加工修整、凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍，澆注系統(tǒng)設(shè)計如圖所示圖4澆注系統(tǒng)圖5澆口套定位圈$主流道是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道，直接影響到 填充時間及流動速度。主流道太小，熔料流動過程中冷卻面相 對增大，熱量消耗大，注射壓力損失大，但主流道太大會造成 塑料損耗大，冷卻時間長，發(fā)生旋渦及紊亂，要求機床可塑化 能力增大。則必須選擇恰當(dāng)尺寸的流道。查簡明塑料模具設(shè)計手冊，由 經(jīng)驗公式，可計算出主流道是

10、尺寸，如下主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR= R+（12）mm, d= d+1 mm, 則主流道球面半徑取SR=12+2=14mm,主流道的小端直徑為 d=4+1=5mm。為了便于將疑料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計 出圓錐形，其斜度36，主流道大段約為D=8mm，為了使 熔料順利進入分流道，在主流道出料端設(shè)計R2的圓弧過渡；為補償在注射成型機噴嘴沖擊力作用下澆口套變形，將澆口套 的長度設(shè)計得比模板厚度短 0.04m m;澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半 徑R宜大一些，取R= 3 mm,以免淬火開裂和應(yīng)力集中。定位 圈是用來安裝模具時作定位用的，查資料得到SYS-30型注射成型機的定位圈直徑為55 mm ;一般

11、定位圈高出定模座板表面 510 mm。4.2分流道的設(shè)計分流道是熔料從主流道注入型腔前的過渡部分，其作用是通過 流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向注入型腔。分流道是 形狀及尺寸應(yīng)滿足在相等截面積時其周長為最小的要求，從而 可減小熔料散熱面積和摩擦阻力。查簡明塑料模具設(shè)計手冊 表4-11、4-12,選擇U截面的分流道，只切削加工在一塊模板 上，加工容易實現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不 太大。查有關(guān)經(jīng)驗表格得，PE的分流道推薦直徑為5-8 mm,據(jù)此，該模具的分流道尺寸大小計算設(shè)計，如圖所示如圖6分流道設(shè)計4.3澆口設(shè)計澆口是流道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制 塑料進入型腔的

12、流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。根據(jù)塑件的外形及外觀要求，型腔分布，選用側(cè)澆口方式， 從塑件的底部進料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕 跡，不影響塑件的外觀。4.4冷料穴的設(shè)計采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴如圖所示，設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼有開模分型時將凝料從 主流道中拉出留在動模一側(cè)，稍作側(cè)向移動凝料便可取出eTs3圖7冷料穴的設(shè)計4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計型腔內(nèi)氣體的來源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，必須考慮把這些氣體 順序排出。一般來說，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，事先較難估計發(fā) 生氣阻的準(zhǔn)確位置。所以，往往需要通過試模來確定其位置， 然后再

13、開排氣槽。排氣槽一般開設(shè)在型腔最后被充滿的地方。 排氣的方式有利用模具零件配合間隙排氣和開設(shè)排氣槽排氣。排氣是塑件成型的需要，而引氣是塑件脫模的需要。對于大型 深腔殼體類塑件，注射成型后，型腔內(nèi)氣體被排除，塑件表面 與型芯表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模。若強制脫 模，塑件會變形或損壞，因此，必須引入氣體，即在塑件與型 芯之間引入空氣，使塑件順利脫模。同時，在分型面處加工幾 道淺槽，以便排氣。第五章主要零部件的設(shè)計計算5.1型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響 了制件的質(zhì)量，因此要求成型零件有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模 具鋼制作，還應(yīng)進

14、行熱處理使其具備 5055HRC的硬度。型腔設(shè)計：型腔采用整體式型腔，整體式型腔是直接加工 在型腔板上的，有較高的強度和剛度，使用中不易發(fā)生變形。型芯設(shè)計：型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計亦應(yīng)整體式型芯，可以節(jié)省貴重 模具鋼，減少加工5.2成型零件的成型尺寸該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關(guān)手冊得PE的收縮率為1.5%3.0%，故平均收縮率為Scp= (1.5 % +3.0% )/2 = 2.25%。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差?。簔3表5類別模具零件名稱塑件尺寸/mm計算公式型芯或型腔的工作尺寸/mm型型 腔的計算0200-1.763 zLm(IsIsScp -)040.59203.1 &010

15、0-1.000.33101.50腔5050-0.643 zHm (HsHsScp -)040.2150.6500R10-0.383 zLr(|rs1 rsScp -)0p 40.13R9.94g型型 芯的計算19001.763 sLm(IsIsScp)040195.60-0.591.00900092.78-0.33-H-0.64芯40。3 zH m (HsHsScp)0046.49-0.21r0.38R1003 zLr(LrsLs Sp)040R0.28-0.130.44200020.78-0.18孔型 I100 0.5102.25 士0.08-孔中心0.28Cm(CsCsScp)240.9

16、士 0.047第六章、成型設(shè)備的校核6.1、注射成型機注射壓力校核注射時螺桿施于熔融塑料單位面積上的壓力稱為注射壓力。設(shè)計模具時，成型塑件所需的實際壓力應(yīng)小于注射成型機所標(biāo)定的最大注射壓力， 即P公P注式中 P公一一注射成型機的最大注射壓力，MPa ；P注 一成型塑件所需實際注射壓力，MPa，PE注射壓力值為40-130 MPa。本例中，注射成型機的最大注射壓力p公=l30MPa,滿足上述公式要求，注射壓力足夠。6.2、注射量的校核在一個注射成型周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式汁算M i Nms mi式中 N型腔的數(shù)量;ms 單個制品的質(zhì)量或體積

17、，mi 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積，或 cm3；已知，N = 2, ms = 174.7 cm3，經(jīng)估算 mi=8.69cm3,則 M i =358.09 cm3。XS Z 125注射成型機的額定注射量為630cm3，為了使注射成型過程穩(wěn)定可靠，應(yīng)有3Mi = (0.10.8) m = 63504 cm因此，該注射成型機的注射量滿足模具的要求。6.3、鎖模力的校核鎖模力是指注射成型機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射成型機鎖模力的校核關(guān)系式為F kpA式中 F注射成型機鎖模力，N，查表得 XSZY 125型注射成型機的鎖模力為1602000 kN ;A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和(澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積按塑件在分型面上投影面積0.20.5倍計算),m2,估算得本模具的 A = 28.5X 103m2；p型腔內(nèi)熔體的壓力，MPa，查表得本塑件的p = 40 MPa;k壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2。計算得6-33kpA = 1.2 40 1028.5 10 = 1368 10 NF=2000kN 故注射成型機的鎖模力足夠，滿足鎖模要求完成后的模具裝配圖如下圖所示:模具總裝配圖參考文獻(xiàn)：1、沖壓塑料成型工藝與模具技術(shù).M袁小江 于丹 主編. 機械工業(yè)出版社，2012.102、簡明塑料模具設(shè)計手冊M.北京輕工業(yè)出版社，2