塑料盒模具課程設(shè)計(jì)說明書

1、 湖南省重點(diǎn)建設(shè)高校塑料模課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：塑料盒模具學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：材料成型及控制專業(yè)學(xué) 號(hào)：設(shè) 計(jì) 人：要圖紙請(qǐng)聯(lián)系我qq625880526指導(dǎo)老師：zzz完成日期：2007年12月22日目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書2 塑料盒模具設(shè)計(jì)2一、擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式3二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7三、成型零件的設(shè)計(jì)10四、模架的確定15五、排氣槽的設(shè)計(jì)19六、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20塑料模課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 任務(wù)與要求：1、給定塑件零件圖一張，按模具設(shè)計(jì)要求將塑件有關(guān)公差進(jìn)行變換。2、完成模具裝配圖一張，cad繪制成a0a1圖幅，按制圖標(biāo)準(zhǔn)。3、完成模具零件圖3張10張。定

2、模座板；定模板；動(dòng)模座板；型芯固定板；動(dòng)模支承板；動(dòng)模鑲件（既凸模）；墊塊；推板；推桿固定板；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(hào)、尺寸公差和形位公差值、熱處理及其它技術(shù)要求。4、編寫設(shè)計(jì)說明書（2030頁），二、設(shè)計(jì)時(shí)間及進(jìn)程安排第1周：設(shè)計(jì)方案論證與確定，完成有關(guān)計(jì)算、設(shè)備選擇，完成設(shè)計(jì)說明書草稿。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。三、主要參考資料：1、塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)2、教材有關(guān)章節(jié)3、塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)4、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖（教材）。四、設(shè)計(jì)題目塑料盒技術(shù)要求

3、：1、塑件不允許有裂紋，變形； 2、脫模斜度301； 3、未注圓角r2r3。一、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式1.塑件成型工藝性分析該塑件是一塑料盒，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（-1555）；流動(dòng)性差，腐蝕性強(qiáng)，塑件外觀差。模具設(shè)計(jì)時(shí)要合理設(shè)計(jì)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%.2.分型面位置的確定根據(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，即塑料盒的底平面，如下圖（1）所示。圖（1）3、確定型腔數(shù)量和排列方式該塑件雖然精度要求不高，又是大批量生產(chǎn)，但尺寸

4、較大，可以采用一模一腔的形式。如圖（2）所示。圖（2）4、模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面分析中可知，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(dòng)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注射模。如圖（3）所示5、注射機(jī)型號(hào)的選定 1）注射量的計(jì)算 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(jì)算。從上分析確定為一模一腔，所以注射量m=1.6nm1=1.11150=165g.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(jì)算：流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積,在模具設(shè)計(jì)

5、前是個(gè)未知值，根據(jù)型腔模的統(tǒng)計(jì)分析, 在分型面上的投影面積為0。所以式中 式中型腔壓力?。ㄒ蚴潜”谒芗?，又是點(diǎn)澆口，壓力損失小）。3）選擇注射機(jī)根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，可選用sz-125/630臥式注射機(jī)，見表01。表01理論注射容量/140鎖模力/kn530螺桿直徑/40拉桿內(nèi)間距/370320注射壓力/126移模行程/270注射速率/（）110鎖模方式雙曲肘塑化能力/（）16.8最小模具厚度/150噴嘴球半徑/10定位孔直徑/螺桿轉(zhuǎn)速/（）14-200噴嘴口直徑/4.54）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）有注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。型腔數(shù)校核合格。式中 -注射機(jī)最大

6、注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； -注射機(jī)的額定塑化量(),-成型周期取20s( 2 ) 注射壓力的校核，而，注射壓力校核合格。式中-取1.25-取（屬薄壁塑件）（3）鎖模力的校核：，而，鎖模力的校核合格。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。二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、流道設(shè)計(jì)1）流道尺寸 根據(jù)所選注射機(jī)，則流道小端尺寸為 =注射機(jī)噴嘴尺寸 +（0.51）= 55.5 流道球面半徑為sr=噴嘴球面半徑 + （12）=1112 2）流道襯套形式因本設(shè)計(jì)為小型模具，襯套和定位圈設(shè)計(jì)成分體式，流道長(zhǎng)度取28.34，約等于定模座板的厚度。襯套如圖4所示，圖4材料采用t10a鋼，熱處理后

7、表面硬度為53hrc57hrc。3）流道凝料體積 2、分流道設(shè)計(jì)此模具采用一模一穴，不需要考慮分流道的計(jì)算。3、澆口的設(shè)計(jì) 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(diǎn)澆口，有利于澆口與制件的自動(dòng)分離，澆口痕跡小，容易修整。1） 澆口尺寸的確定澆口的圓柱孔長(zhǎng)澆口直徑 ，由下面公式得， 式中 澆口的直徑（）型腔的表面積（）制品壁厚的函數(shù)值（查表取0.294）塑料材料系數(shù)（查表取0.6）根據(jù)參考文獻(xiàn)1，取澆口的截面形狀如圖5所示。圖5 三、成型零件的設(shè)計(jì) 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(jì)中成型零件就是成型塑料盒盒體外表面的凹模，成型

8、內(nèi)表面的型芯（凸模）。1、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）凹模（型腔）考慮到塑料盒的形狀，凹模尺寸不大，可以制成整體式，整體式凹模強(qiáng)度也好，所以本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，如圖6所示。 圖62）型芯考慮到塑料盒內(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（分別為主視圖和右視圖）：圖72、成型零件鋼材的選用盒體是大批量生產(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）。3、成型零件工作尺寸的計(jì)算1）型腔徑向尺寸式中 塑

9、件平均收縮率0.007 塑件外徑尺寸； 修正系數(shù)（取0. 7）； 塑件公差值 制造公差（?。⒊叽?，分別換算為，代入上式計(jì)算： 1）型腔高度尺寸式中 修正系數(shù)（取0.58）； 塑件公差值 制造公差（?。⒊叽?，換算為，代入上式計(jì)算：3）型芯徑向尺寸式中 修正系數(shù)（取0.7）；將尺寸，分別換算為，代入上式計(jì)算：3）型芯高度尺寸式中的修正系數(shù)（取0.58）將尺寸換算為，代入上式計(jì)算：4、成型零件強(qiáng)度計(jì)算根據(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(jì)算。1）型腔側(cè)壁厚度（按整體式矩形型腔計(jì)算如教材表412）式中 型腔壓力，一般取，在此取； 底板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度，根據(jù)塑件取90；與

10、比值有關(guān)的系數(shù)，在此取0.176；底板短邊與長(zhǎng)邊長(zhǎng)度之比，在此取0.95； 模具材料的許用應(yīng)力（）,預(yù)硬化模具鋼取300；將各個(gè)數(shù)據(jù)代入上式，有：用剛度條件進(jìn)行校核，根據(jù)塑料品種為pvc，查表，此處取式中模具材料的彈性模量（）碳鋼取；與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊之比有關(guān)的系數(shù)， 型腔高度，為代入公式有：=從上面的計(jì)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。2）型腔底板厚度按強(qiáng)度條件計(jì)算 式中由底板短邊和長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比決定的系數(shù)，查表取1.18，代入上式有：取按剛度條件校核，式中為由底板短邊與長(zhǎng)邊之比決定的系數(shù)，查表取0.0138代入上式 ：可見不能取所以要取既符合強(qiáng)度要求也符合剛度

11、要求。四、模架的確定根據(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：，可求出：，于是查表得，因此，。，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(hào)為5號(hào)（250200），模架的結(jié)構(gòu)為形式為a4的形式，如圖8所示圖8各模板尺寸的確定。1、 定模座板定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。 通過4個(gè)m10的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過4個(gè)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圖92、中間模（定模型腔板）塑件高度57，在模板上還

12、要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此中間板取.如圖10圖103、脫模板 用于推出塑件，使塑件受力均勻，防止變形。一般用q235制成。4、 型芯固定板 用于固定凸模，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)230hb270hb。如圖11圖115、 支承板 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)230hb270hb。6、 墊塊1） 主要作用 在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)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。1） 結(jié)構(gòu)形式該模具采用平行墊塊。體尺寸如圖12圖122） 墊塊材料采用q235。3） 墊塊的高度校核 墊塊高度=

13、推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（510） =57+30+20+（510）=112117124，符合要求。7、 動(dòng)模座板（） 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。8、 推板 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(gè)m10的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。9、 推桿固定板 材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用配合。 以上尺寸確定后，就可以確定模架序號(hào)為10號(hào)，板面為200200，模架結(jié)構(gòu)形式為a4的標(biāo)準(zhǔn)模架。從選定模架可知，模架外形尺寸：寬長(zhǎng)高=200200320。模具平面尺寸200200，合格；模具高度300150（最小模厚），合格；模

14、具開模所需行程=57.43（型芯高度）+57（塑件高度）+（510）=（114.43124.43）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。五、排氣槽的設(shè)計(jì)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。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。六、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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0.20.25的間隙，本設(shè)計(jì)中取0.2。七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系

15、統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)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。1、 冷卻水的體積容量式中 單位時(shí)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： 單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，為 冷卻水的密度（） 冷卻水的比熱容（） 冷卻水出口溫度（） 冷卻水入口溫度（） 2、冷卻管道直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取， 3、冷卻水在管道內(nèi)的流速由式 大于最低流速，達(dá)到湍流狀態(tài)，所選管道直徑合理。 4、冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 查參考文選1中的表9.85?。ㄋ疁貫闀r(shí)），因此 5、冷卻管道的總傳熱面積 6、模具上應(yīng)開設(shè)的

16、冷卻水孔數(shù) 從計(jì)算結(jié)果看，一邊設(shè)置兩個(gè)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(shí)考慮到pvc溫度范圍窄，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(duì)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。8、 參考文獻(xiàn)1. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 編著 伍先明 王群 張后安 國(guó)防工業(yè)出版社2. 塑料模具典型結(jié)構(gòu)圖 編繪 蔣繼紅 王效岳 中國(guó)輕工業(yè)出版社3. 精通pro/e中文野火板-模具設(shè)計(jì)篇 編著 凱得設(shè)計(jì) 中國(guó)青年出版社4. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典電子板5. .塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)主編葉久新王群湖南科學(xué)技術(shù)出版設(shè)6. 模具制作實(shí)訓(xùn)主編應(yīng)龍全人民郵電出版設(shè)7. 高分子材