塑料模課程設(shè)計(jì)1連接座成型模具設(shè)計(jì)講解

1、目錄塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 11編制塑件成型工藝卡 22塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)32.1 ABS 特性32.2 塑件原材料成型性能32.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析42.4 塑件成型方法確定43 塑件成型模具設(shè)計(jì)43.1 型腔的數(shù)量和布置43.2 選擇注塑機(jī)型號及其參數(shù)43.3 確定分型面63.4 澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)63.5 成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算83.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)93.7 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇（示意圖）93.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.10 推出機(jī)構(gòu)（脫模）設(shè)計(jì)113.11 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)114 設(shè)計(jì)小結(jié)115 參考文獻(xiàn)1111附錄（模具總裝圖和零件圖）塑料成型工藝與模

2、具設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題設(shè)計(jì)名稱：連接座的注射模設(shè)計(jì)塑件圖：塑件名稱連接座材料ABS厚度3工件精 度5設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、編制模塑成型工藝規(guī)程（即填寫 塑件成型工藝卡”2、繪制塑件注射?？傃b圖（A3圖紙1張）3、繪制該模具凸模、凹模的零件圖各一套（A3圖紙多張）4、編寫完善模具設(shè)計(jì)說明書（按 A4打印紙裝訂）1塑件成型工藝卡塑件成型工藝卡塑件名稱塑件草圖材料牌號ABS單件重量25.9g成型設(shè)備型號XS-ZY-125每模件數(shù)材料干燥干燥設(shè)備名稱烘箱溫度/C8090時間/h23成型過程料筒溫度后段/C150170中段/C165180前段/C180220噴嘴/C170180模具溫度/C5080時間注射/

3、s2090保壓/s05冷卻/s20120壓力注射/MPa60100保壓/MPa后處理溫度/C70時間/min120240成型工藝參數(shù)編制日期審核日期2塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)2.1 ABS的特性(1) 化學(xué)和物理特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三種化學(xué)單位合成，每種單體都有不同特 性；丙烯腈有高強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性，抗沖擊特性；苯 乙烯具有易加工，高光潔及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看， ABS是非結(jié)晶性材料。三種單體的 聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯 一丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁 二烯膠分散相。這就決定了 ABS材料的耐高溫性、抗沖擊性及易加工性等多種特性

4、。 縮水率為0.5%。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能，有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工且易著色，幾乎 不受酸、堿、鹽及水和無機(jī)化合物的影響。密度為1.081.2g/cm3使用溫度在40100C，紫外線作用下容易氧化分解。(2) 典型應(yīng)用范圍水箱外殼、蓄電池槽、電機(jī)外殼、齒輪、把手等等。(3) ABS注塑模工藝條件干燥：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為 8090C下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保證小于 0.1%。熔化溫度：210280C，建議熔化溫度范圍在245E左右。模具溫度：2570°C, 6

5、mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對于最優(yōu)的加工周期時間，冷卻 腔道直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1.3d之內(nèi)(“c是冷卻腔道的直 徑)。注射壓力：60100MPa,射速度：使用高速注射。2.2塑件原材料成型性能1. 無定形料，其品種牌號很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。2. 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥3. 流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯 、聚氯乙烯好

6、）。4. 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫 （對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹 脂,料溫更宜取高），料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250C左右， 比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑件模溫宜取 5060C,要求光澤及耐熱型料 宜取6080C,注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機(jī)時料溫為180 230r，注射壓力為100140Mpa，螺桿式注射機(jī)則取 160220C，70100MPa。5. 模具設(shè)計(jì)時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕， 應(yīng)注意選擇澆口位置、 形式，頂出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈現(xiàn) “白色”痕跡 （但 在熱水中加熱可消失 ），

7、脫模斜度宜取 2°以上。2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析（1）結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析， 零件總體為一個圓筒， 側(cè)面有一個長寬為 32 X 16 的長方體，在長方體中間有一個直徑為 6 的圓，在底圓筒與長方體垂直的一側(cè)有 一個通孔（2）尺寸精度： 塑件的精度為 5級，精度要求中等。（3）表面質(zhì)量分析 ：零件的要求表面沒有缺陷、毛刺，表面要求光滑，最好自 然形成圓角。2.4塑件成型方法確定 綜上所述，該塑件的結(jié)構(gòu)比較簡單，而且壁厚均勻，成型工藝性好，可以采 用注射成方法生產(chǎn)。3 塑件成型模具設(shè)計(jì)3.1型腔的數(shù)量和布置該塑件的精度要求不高， 屬小型塑件， 且形狀簡單， 又為中等

8、批量生產(chǎn)， 初定為一模一腔平衡的模具形式， 其布置方式如下圖所示： 為了保證塑件表面 質(zhì)量要求，選擇輪輻式澆口成型，模具選用單分型面注射模。3.2 選擇注塑機(jī)型號及其參數(shù)（1）注射量的計(jì)算通過Pro/E建模分析，塑件的體積 錯誤！未找到引用源。為13323伽3,塑 件的質(zhì)量：m1=14.65g此時流道凝料的體積未知，可按塑件質(zhì)量的0.6倍進(jìn)行估算， 所以注射量為:m = (1 + 0.6) X n X m = (1 + 0.6) X 2 X 14.65 = 46+88g, V = (1 + 0,6) X n X V! = (1 + 0.6) X 2 X 13323 = 42633.6mm和(2

9、) 鎖模力的計(jì)算流道凝料(包括澆口)在分型面上的的投影面積 A，在此時還是個未知數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：錯誤！未找到引用源。，(錯誤！未找到引用源。為每個塑 件在分型面上的投影面積)，用錯誤！未找到引用源。進(jìn)行估算：A = nA】+ 綏=nA1 + 0.35A1 = 1.3SA1 = 135 X 2 X 1077.2 = 2908.44mm2弋中 Aq = 7T X (亍)一n X (亍)+32% 16 ttX ()=1077.2mm2查塑件所需的注射壓力60-100Mpa，而型腔的平均壓力是注射壓力的 30%-65%, 因塑件為薄壁塑件，且澆口為側(cè)澆口，其壓力損失比較大，所以取大一些，則錯誤！未找

10、到引用源。錯誤！未找到引用源(3) 選擇注塑機(jī)：根據(jù)上面計(jì)算的注射量和鎖模力，可選用國產(chǎn)XS-ZY-125螺桿式注射成型機(jī)，其有關(guān)參數(shù)如下:標(biāo)稱注射量/ cm60模板的最大厚度/mm300:螺桿直徑/mm :42模板的最小厚度/mm200 :合模力/N900000模板尺寸428錯誤！未找到引用源。458注射壓力 /MPa120拉桿空間/mm260錯誤！ 未找到引用源。290注射行程/mm115合模方式液壓機(jī)械螺桿轉(zhuǎn)速/(r/mm)43電機(jī)功率/KW22模板最大行程/mm300定位圈尺寸/mm100噴嘴球半徑/mm注射方式12螺桿式噴嘴孔直徑/mm 最大成型面積/錯誤！ 未找到引用源。12320

11、定位圈尺寸/mm100注射時間/s1.6(4) 射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 型腔數(shù)量的校核VjVz0.5x42-0.6X13,3231.9 > 1由注射機(jī)的額定注射量校核模具的型腔數(shù)量:13.323型腔數(shù)目校核合格式中為Vj注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的體積Vz為每個塑件的體積Vg為注射機(jī)的額定注射量注射壓力的校核P. > kfp = 1.3 X 90 = 117 < lWMpa注射壓力校核合格式中 K為注射壓力安全系數(shù)一般為1.25- 1.4 鎖模力的校核P赴> k P蚤=1.3X90 = 117 < l20MPa鎖模力校核合格"F > KAP = 1,2 X

12、2908.44 X 54 = 188467N < 1500000N-'K為鎖模力安全系數(shù)，一般取1.1 1.2其它尺寸的校核只有待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。3.3確定分型面本塑件要求外側(cè)表面光滑，依據(jù)分型面的選擇原則，該塑件的分型面應(yīng)選如 下A-A所示位置，這樣凹模型腔整體加工成型，塑件外表面光滑，且容易脫模。3.4澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)(1) 主流道的設(shè)計(jì)主流道尺寸主流道的小端直徑:&二界咱餐殖£0.5 -A.i二丄二 dm$只=噴嘴的兩面半徑+ (12) =12+2=14mm主流道錐角：取一；??；主流道長度：取L=44mm;主流道的大端直徑:D= d

13、+ 2Ltan 箋 6.5mmr主流道襯套的形式由于主流道入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸， 極易損壞，對材料的要求比較高， 因而主流道設(shè)計(jì)為澆口套，采用 45鋼，熱處理為43HRC 48HRC，如下圖 所示：A-U與之相配合的定位圈的結(jié)構(gòu)如下圖所示(2) 分流道的設(shè)計(jì)分流道的布置：為了讓分流道要能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀 態(tài)，使凝料熔體盡快地分配到型腔，因此，采用如下圖所示衡式分流道結(jié) 構(gòu)：分流道的形狀和截面尺寸：由于ABS的流動性很好，因此選用加工性能比較好的 U形截面流道，查表 得d=5伽，斜角錯誤！未找到引用源。分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般為0.8

14、1.6,在此取1.4,如上圖 所示(3) 澆口的設(shè)計(jì)由于塑件的外觀表面質(zhì)量要求比較高， 應(yīng)沒有明顯的燒口痕跡，因此采用點(diǎn)澆 查表得其尺寸如圖所示：(4) 注射行程的校核查XS-ZY-125注射注射行程為115,澆注系統(tǒng)的長度： 35+10=45<115mm 成立。3.5模具成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算分析塑件的結(jié)構(gòu)可知根據(jù)尺寸公差可知：塑件在徑向上的公差等級為MT5級(GB4458.5-84)，對于此塑料此精度為中等。分析塑件的結(jié)構(gòu)可知動模部分 采用整體式型芯結(jié)構(gòu)加工即可。塑料收縮率范圍為：0.3-0.8%，所以平均收縮率為：S = Sm2X SmjR X 100% = 0 80 3 X 100%

15、 = 05962 2由于塑件尺寸為= 02B_J2mm 屯=020_厶站mm ,d3 =Dt = 034_3SmmF D2 = 026_JL35mmJ 塑件的高度査公差表得 hx = 19_°320mmf h2 = 46_Q30miri> h3 = 3_J2mm, H1 = 22暑衛(wèi)mm,側(cè) 孑L h4 =R = 5_® zzmm,厚度 D = 3%-2mm ,中心距 尺寸為C = 33 ± 0,15mm,由于尺寸精度為中等，故分別取制適偏差為尺寸公差13, 磨扌貫偏差為尺寸公差】& BP；耳=撲x=0.75 +1J6(1) 型芯采用臺肩固定的形式，

16、其下底面用模仁將其壓緊。所以型芯尺寸為：mmg = (1 + s)1b + 0.75 X 0.2= 28.29_1673d2 = (1 + S)1B + OJS X OAS_S = 20.21_gR(5mm *禺d3 = (1 + S)1H + 075 X 0.2 m 6,18_Q O7mm'h = (1+ S)he + Ok75 X 0.32_aS=. = 19.36-mmBh二=(1 + S)hE + 0.75 X 0.30= 46.456點(diǎn)過inni*i3h3 = (1 + S)hs + 0.75 X 02= 3.17_J067mm-h4 = (1 + S)hs + 0.75 X

17、 0.24 &4 = 8.22 oemm-3D = (1 + S)hB + 0,7S X 02= 3,17.minps(2) 型腔型腔的尺寸為：H D辭Di = (1 + S)Ls- 0.75 x 038 丁 = 3339 +°13mm-'Dz = (1 + S)La 0.7S X Q3S 丁 = 25.87 +12mm. +h2 = (.1 + ?)LS 一 075 X 03 : = 46.005 *B.2h； = (1 + S)Lfl 一 0.75 X 0.2 " = 2.87 牲"mm“H； = (1 + S)Lt - 0.75 X 0.32

18、 J" = 21.87(3) 中心距中心距尺寸為：C = (1 + 5)Ca ± = 33.17 土 O.OSmm3-3.7排氣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)此塑件為小型塑件，澆注口在塑件上方，為推件板推出，為了讓氣體順利排 出，在分型面上開設(shè)排氣槽，3.8模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合模架標(biāo)準(zhǔn)架，選用結(jié)構(gòu)形式為A4型，模架尺寸為200X180的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。"I（1）與型腔零件有關(guān)參數(shù)的校核a）型邊緣距離的校核校核合格。錯誤！未找到引用源。為模腔材料的許用應(yīng)用力，查Cr12MoV的許用應(yīng)力為245MPab）腔底板厚度的校核=6.91mm < 63 46 =

19、 17mm校核合格。c）模具閉合高度的校核計(jì)算模具的閉合高度為：H =+ H: + H3 4-H斗 + H? = 25 + 石苗 + + 20 專 32 +80 + 25 WSImnw查 XS ZY 125 得Hraft = 300mm, Hmin = 200mm ,即模具滿足 Hma, > h > Hmtn的安裝要求d）模具的外形的校核：本模具的外形的尺寸為：錯誤！未找到引用源。，查XS ZY 125注射 機(jī)的模板的最大安裝尺寸為 錯誤！未找到引用源。，故能滿足模的安裝要 求。e）開模行程的校核：模具的行程為：一<：> ="兀-二二 ' 玄，查XS

20、ZY 125 的最大開模行程為300mm>100mm,即能滿足注射機(jī)的開模要求。3.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)rfn塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和 塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(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 C左右，而塑件從模具型腔中取出時其 溫度在60C以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(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。 對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件 是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或

21、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，則需要對模具進(jìn)行人工冷卻，以2、冷卻時間的確定在注射過程中，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。 這一時間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型 而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期 的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式：4二血土 尹?卜71 a JT Te-Tm式中，a 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) （m2/s）;S 制品壁厚 （mm）；現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道 ABS的TS=260C, TM=80 C, TE=120C，而塑 件的厚度為2mm：7T >2,4x1071

22、 120-80二 4s*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、 多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，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單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔， 并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。5、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查閱可得，ABS的單位質(zhì)量成型時放出的熱量為 300KJ400KJ/Kg。放出熱量為 60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去。3.10推出機(jī)構(gòu)（脫模）（1）推出機(jī)構(gòu)的形式確定：此塑件采用頂桿推出，推桿設(shè)計(jì)在塑件的臺階處，每個塑件由8根推桿推出， 在臺階