塑料模具設(shè)計(jì)完整題

1、 塑料模具設(shè)計(jì)說明書題目： 外蓋塑料模具設(shè)計(jì) 姓名學(xué)號(hào) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 2014 年 6 月 18 日塑料模具設(shè)計(jì)任務(wù)說明設(shè)計(jì)任務(wù)：外蓋：大批量生產(chǎn)；精度：MT5，材料PE每班分5組，每組人數(shù)5-7人，選一組長(zhǎng)，每組選一設(shè)計(jì)任務(wù)，組長(zhǎng)將設(shè)計(jì)任務(wù)劃分給組員，合作完成設(shè)計(jì)任務(wù)。要求：（1） 設(shè)計(jì)時(shí)間：6月9日-6月22日（2） 設(shè)計(jì)完成后提交設(shè)計(jì)說明書、模具總裝配圖（3） 設(shè)計(jì)說明書打印或手寫，裝配圖電子版、打印版、手繪均可。成績(jī)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(zhǎng)決定，成員1成績(jī)=總成績(jī)a%目 錄第一章 塑件的工藝分析1.1 任務(wù)要求1.2 原料ABS的

2、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(jī)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(jì)4.1主流道和定位圈的設(shè)計(jì)4.2 分流道設(shè)計(jì)4.3 澆口的設(shè)計(jì)4.4冷料穴的設(shè)計(jì)4.5 排氣系統(tǒng)的分析第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)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(jī)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

3、性：聚乙烯材料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時(shí)采用的壓力不同可分為高壓、中壓、低壓三種。克/立方厘米,為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但與其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)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(zhǎng)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(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)發(fā)生老化而變脆。聚乙烯耐寒，在-60度時(shí)仍有較好的力學(xué)性能，-70度時(shí)仍有一定的柔軟性。主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩，以

4、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(diǎn)：聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)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(duì)值較大，成型收縮率也較大，容易產(chǎn)生縮孔。成型時(shí)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(shí)可強(qiáng)行脫模。 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知該塑件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，塑件材料為PE。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(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)要適當(dāng)控制。在注射成型生產(chǎn)時(shí)，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求，只要工藝參

5、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(jì)表6-1，選MT5，主要尺寸公差見下表外形尺寸 內(nèi)部尺寸 中心距尺寸 1000.5 400.28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(jiǎn)單無須設(shè)置側(cè)向分型與抽芯機(jī)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，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 174.7cm，根據(jù)簡(jiǎn)明模具手冊(cè)可查出PE的密度為 0.935

6、g/cm，則塑件的質(zhì)量W=V= 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(jiǎn)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(jī)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(jì)算出一次注射成型過程中所用的塑料量W=2W+W= 2163g(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,查簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-4，初選XSZY125型塑料成型注射機(jī)，注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表4SYS-30型注射成型機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)值最大

7、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(jì)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(duì)稱、均衡、取件方便。由于，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需測(cè)分型，則采用左右對(duì)稱分布在模板兩側(cè)，如圖所示 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(jì)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

8、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(shí)，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(dòng)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(jì)4.1主流道和定位圈的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料穴等四個(gè)部分組成?？紤]到塑件的外觀要求高，外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模兩腔的布置，PE對(duì)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(huì)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

9、比較容易控制在合理的范圍，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)間及流動(dòng)速度。主流道太小，熔料流動(dòng)過程中冷卻面相對(duì)增大，熱量消耗大，注射壓力損失大，但主流道太大會(huì)造成塑料損耗大，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)生旋渦及紊亂，要求機(jī)床可塑化能力增大。則必須選擇恰當(dāng)尺寸的流道。查簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，由經(jīng)驗(yàn)公式，可計(jì)算出主流道是尺寸，如下主流道與噴嘴的關(guān)系為：SRR+(12)mm，dd+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(jì)出圓錐形，其斜度36，

10、主流道大段約為D=8mm，為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)R2的圓弧過渡；為補(bǔ)償在注射成型機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套變形，將澆口套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0.04mm；澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R3 mm，以免淬火開裂和應(yīng)力集中。定位圈是用來安裝模具時(shí)作定位用的，查資料得到SYS-30型注射成型機(jī)的定位圈直徑為55 mm；一般定位圈高出定模座板表面510 mm。4.2分流道的設(shè)計(jì)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(shí)其周長(zhǎng)為最小的要求，從而可減小熔料散熱面積和摩擦阻力。查簡(jiǎn)

11、明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)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(shí)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(yàn)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(jì)算設(shè)計(jì)，如圖所示如圖6 分流道設(shè)計(jì)4.3澆口設(shè)計(jì)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(jìn)入型腔的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(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)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(jì)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

12、模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)，稍作側(cè)向移動(dòng)凝料便可取出圖7 冷料穴的設(shè)計(jì)4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，事先較難估計(jì)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(duì)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(qiáng)制脫模，塑件會(huì)變形

13、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(shí)，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(jì)計(jì)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(qiáng)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(jìn)行熱處理使其具備5055 HRC的硬度。型腔設(shè)計(jì)：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(qiáng)度和剛度，使用中不易發(fā)生變形。型芯設(shè)計(jì)：型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得PE的

14、收縮率為1.53.0，故平均收縮率為 Scp (1.5+3.0)/22.25。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差?。骸１?類別模具零件名稱塑件尺寸/mm計(jì)算公式型芯或型腔的工作尺寸/mm型腔的計(jì)算型腔型芯的計(jì)算型芯孔距型孔中心距1000.5102.250.083400.2840.90.047第六章、成型設(shè)備的校核 6.1、注射成型機(jī)注射壓力校核 注射時(shí)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(jì)模具時(shí)，成型塑件所需的實(shí)際壓力應(yīng)小于注射成型機(jī)所標(biāo)定的最大注射壓力，即 PP式中 P一注射成型機(jī)的最大注射壓力，MPa； P一成型塑件所需實(shí)際注射壓力，MPa，PE注射壓力值為40-130 MPa

15、。 本例中，注射成型機(jī)的最大注射壓力 P130MPa，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(gè)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 式中 N型腔的數(shù)量； m單個(gè)制品的質(zhì)量或體積，g或cm； m澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積，g或cm； 已知，N2，m174.7cm，經(jīng)估算m= 8.69cm，則M=358.09 cm。 XSZ125注射成型機(jī)的額定注射量為m 630cm，為了使注射成型過程穩(wěn)定可靠，應(yīng)有 M (0.10.8）m 63504 cm因此，該注射成型機(jī)的注射量滿足模具的要求。 6.3、 鎖模力的校核

16、鎖模力是指注射成型機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射成型機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為 FkpA式中 F注射成型機(jī)鎖模力，N，查表得XSZY125型注射成型機(jī)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(jì)算)，m2，估算得本模具的A 28.510； p型腔內(nèi)熔體的壓力，MPa，查表得本塑件的p40 MPa； k一一壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2。 計(jì)算得 kpANF 2000kN故注射成型機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社, 2012.10 2、簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京輕工業(yè)出版社，2001 3、湯忠義.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)