塑料模具說(shuō)明書(shū)

1、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （2014-2015學(xué)年秋季學(xué)期） 設(shè)計(jì)題目：塑料模具 課程名稱(chēng)：塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 任課教師 班級(jí)：機(jī)制114 學(xué)號(hào)：1107050408 姓名：姚璞 目 錄第 一 部分 產(chǎn)品的說(shuō)明 第 二 部分 塑件分析 第 三 部分 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 第 四 部分 型腔的數(shù)目決定及排布 第 五 部分 分型面的選擇 第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 七 部分 型零件的工作尺寸計(jì)算 第 八 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 九 部分 模架的選用 第 十 部分 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第十一部分 模具的動(dòng)作過(guò)程 第十二部分 設(shè)計(jì)小結(jié) 第十三部分 參考資料 第 一 部分 產(chǎn)品的說(shuō)明本塑

2、件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，模架結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。精度要求較高，為四級(jí)精度，材料為聚氯乙烯成型性能一般，其他并無(wú)特殊要求。第 二 部分 塑件的分析PVC化學(xué)名稱(chēng) 聚氯乙烯材料分析：聚氯乙烯（PVC）本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯。硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料。軟聚氯乙烯的柔軟性、斷裂伸長(zhǎng)率、耐寒性會(huì)增加，但脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度會(huì)降低。常見(jiàn)制品：板材、管材、鞋底、玩具、門(mén)窗、電線(xiàn)外皮、文具等。是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料。塑件注射成型工藝參數(shù)的確定：根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3、和得成型性能，查相關(guān)手冊(cè)得到ABS塑件的成型工藝參數(shù)： 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度8090成型時(shí)間/s注射時(shí)間05時(shí)間0.5h保壓時(shí)間1560料筒溫度/后段140160冷卻時(shí)間1560中段總周期40140前段170200螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）3060噴嘴溫度/150170后處理方法室溫空冷模具溫度/3040溫度/注射壓力/MPa60100時(shí)間/h12 第 三 部分 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注

4、射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說(shuō)明書(shū)”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。1、注射機(jī)的選用選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量和注射壓力初選某一公稱(chēng)注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱(chēng)鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱(chēng)注射量，即：式子中，實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（）。 由proe分析/體測(cè)量，可得線(xiàn)輪的體積為1.4cm3，考慮到設(shè)計(jì)為1腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，= 為了保證注射成

5、型，注射機(jī)的注射壓力要大于注射時(shí)需要的壓力。查表得PVC的注射壓力為60-100Mpa 取70Mpa查閱塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)的國(guó)產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表所示主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值最大注射量/ cm3最大模具厚度/mm螺桿直徑/mm動(dòng)、定模固定板尺寸/mm520x620注射壓力/Mpa最小模具厚度/mm注射行程/mm定位圈直徑/mm注射方式螺桿式最大開(kāi)模行程/mm鎖模力/KN噴嘴孔直徑/mm2、鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必

6、須大于該脹型力，即：Fn =(nA1+Aj)p行腔內(nèi)壓力一般為注射機(jī)壓力的80%左右，查表52得型腔壓力為20，所以3、開(kāi)模行程校核開(kāi)模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開(kāi)合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S。所需開(kāi)模行程為：S機(jī)H = H1 + H2 +（510）=65第 四 部分分型面的選擇分型面是指分開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。1、分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類(lèi)型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見(jiàn)的形式有如下五種：水平

7、分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線(xiàn)分型面。2、分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模：、 在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi) 、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 、應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排氣 綜合上述分型面選擇為水平分型面。第 五 部分 型腔數(shù)目的決定及排布1、型腔數(shù)目的確定：對(duì)于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過(guò)個(gè)，塑料件的精度為八級(jí)左右，以及模具制造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)目初定為1腔，排布形式為矩形的平衡布局。第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)

8、計(jì)1、澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。我們?cè)谶@里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。2、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì)A、主流道設(shè)計(jì)：主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線(xiàn)上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)點(diǎn)為： 主流道圓錐角=2o6o，對(duì)流動(dòng)性差的塑件可取3 o6o，取錐角為6o 。 內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63m。主流道大端呈圓角，半徑

9、r=13mm，取r=2以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力。 查注塑機(jī)得噴嘴前端孔徑d1=4 ,噴嘴前端球面半徑SR1=12 SR=SR1+(12) d=d1=(0.51)得主流道球面半徑SR=13 ,前端孔徑d=5,計(jì)算的大端直徑D=10對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為5256HRC。圖五. 主流道襯套C、澆口的設(shè)計(jì)：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、

10、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。 澆口的理想尺寸很難用理論公式計(jì)算，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模過(guò)程中逐步加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積的3%9%，計(jì)算得點(diǎn)澆口截面積為一，截面形狀常為矩形，澆口長(zhǎng)度為0.52mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4m。澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤(pán)形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是側(cè)澆口。 澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問(wèn)題，所以我們?cè)陂_(kāi)設(shè)澆口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：澆口應(yīng)開(kāi)在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿(mǎn)的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。澆

11、口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。第 七 部分 成型零件的工作尺寸計(jì)算A、型腔型芯的尺寸設(shè)計(jì)該塑件的成型零件尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得PVC的收縮率為s=0.3%0.8%,故平均收縮率為。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔和型芯工作尺寸計(jì)算如下:B.型腔壁厚和底板厚度計(jì)算在注射成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚

12、和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開(kāi)裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其是對(duì)大型塑件。型腔材料預(yù)選為硬化塑料模具鋼。模具鋼彈性模量E=2.2, 許用應(yīng)力300Mp模具許用變形量=0.03一，型腔側(cè)壁厚度計(jì)算：1，按剛度條件計(jì)算S剛=2,按強(qiáng)度計(jì)算S強(qiáng)=19mm二，型腔地板厚度計(jì)算：1，剛度條件計(jì)算T剛=2,按強(qiáng)度計(jì)算：T強(qiáng)=圖八 型腔尺寸第 八 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本模具采用推桿推出，推桿選用d= 標(biāo)準(zhǔn)推桿推出距離d=65第 九 部分 模架的選用以模

13、具型腔的大小和進(jìn)料方式，本模具選用側(cè)澆口模架系列。第 十 部分 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。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(shí)其溫度在60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)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。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡(jiǎn)單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需

14、要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻，以3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞。4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線(xiàn)式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡(jiǎn)單流道式。簡(jiǎn)單流道式即通過(guò)在模具上直接打孔，并通過(guò)以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。 第 十一 部分 模具動(dòng)作過(guò)程圖十 模架機(jī)構(gòu)！第 十二 部分 設(shè)計(jì)小結(jié)塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一，對(duì)于我國(guó)而言，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。我們大學(xué)生對(duì)于塑料工業(yè)的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的，但是通過(guò)這次塑料模具課程設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，對(duì)塑料模有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無(wú)疑是個(gè)很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積