塑料成型說明書

1、塑件工藝分析確定方案設(shè)備校核1.1 塑件分析1.1.1 塑件的工藝分析本設(shè)計中工件是一個按鈕結(jié)構(gòu)、尺寸如圖1所示，整體尺寸比較小，根據(jù)工件圖可知按鈕內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，根據(jù)其具體尺寸可以設(shè)計出如圖2所示的整體凸模進行成型，比較容易成型。1.1.2 塑件的原材料分析塑件的材料采用聚丙烯為結(jié)晶形高聚物，屬熱塑性塑料。該塑料密度0.90.91,強度，剛度，硬度，耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，有優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的絕緣性，吸水率很低，約為0.03%0.04%,流動性能極好，成型容易，但收縮率大，為1%3%易發(fā)生縮孔，變形，方向性明顯，冷卻速度快，澆注及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱。注射時一般不需要進行干燥，必要時

2、可在80100c下干燥34h。1.1.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析從零件圖上分析，該塑件總體形狀復(fù)雜，其外形尺寸24mme16mme15mm上下面各有有直徑為5mm勺凹槽，整個塑件厚度4mm因此，模具設(shè)計不須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。該塑件尺寸：2800.7,30；.7,25黑，128等尺寸屬于6級精度，1.1.4 表面質(zhì)量分析該塑件的表面要求沒有缺陷、毛刺，沒有特別的表面質(zhì)量要求，比較容易實現(xiàn)。1.2 注射工藝參數(shù)預(yù)熱溫度80-100C,保溫時間1-2h,注射壓力700-1000kg/cm2,注射時間20-60S,料筒溫度210-280C,噴嘴溫度比料筒溫度低10-30C,模具溫度80-90C,

3、保壓時間0-3s,冷卻時間20-90S。1.3 工藝卡片填寫見附錄A1.4 確定模具結(jié)構(gòu)方案1.4.1 分型面選擇根據(jù)本設(shè)計工件的具體結(jié)構(gòu)采用單分型面。1.4.2 型腔數(shù)目的確定初步計算塑件的體積為Vn=3764,8mm3,初步估計澆注系統(tǒng)凝料的體積按塑件質(zhì)量的0.6倍計算有=3764.8>0.6=2258.1mm3根據(jù)本設(shè)計塑件體積較小采用一模四腔的結(jié)構(gòu)該模具一次注射所需塑料體積：Vq=nVnVj=23764.82258.1=9787.7mm3gnJ質(zhì)量：m=W=0.9父9787.7父103=8.8g1.5 選擇設(shè)備，進行校核根據(jù)塑件體積和注射機的最大注射量（額定注射量G）,可選用SY

4、S-30注射機,注射機主要參數(shù)見表1表1螺桿直徑/mm28最小模具厚度/mm70注射容量/g30模板行程/mm80注射壓力/Mp1570噴嘴球半徑/mm12鎖模力/10KN50噴嘴孔直徑/mm3最大注射面積/cm2130定位孔直徑/mm55最大模具厚度/mm200推出中心孔徑/mm501.5.1 設(shè)備校核1.5.1.1 注射量的校核模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的80犯內(nèi)。即滿足nVn+VJ00.8Vg式中Vn單個塑件的容量Vj澆注系統(tǒng)凝料的容量Vg注射機額定注射量n型腔個數(shù)經(jīng)過計算可知nVnVj=23764.82258.1-9787.

5、7mm3-9.787cm3而0.8Vg=0.8M0=24cm3滿足nVn+Vj<0.8Vg,符合要求1.5.1.2 鎖模力的校核為了防止注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢料跑料現(xiàn)象而需要滿足T合>T推式中T合一一注射機額定鎖模力T推一一型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機軸向的推力M-AXP平均<AXP=A>XP)式中A一一塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2；、均一一型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，MPa；P一一型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，MPa；P0一注射壓力，MPa；k一一壓力損耗系數(shù)，在0.20.4的范圍內(nèi)選取。常見塑料推薦選用型腔壓力見表2表2常用塑料推薦選用的型腔壓力塑料型腔平均壓

6、力/MPa塑料型腔平均壓力/MPa高壓聚乙烯1015AS30低壓聚乙烯20ABS30中壓聚乙烯35有機玻璃30聚丙烯15醋酸纖維樹脂30聚苯乙烯1520根據(jù)表2可知聚丙烯材料的印均=15MPa,初步估算A=1859.6mm2貝U丁推=A俎均=1859.6M5=27.894KN滿足T合Tffi1.5.1.3 注射壓力校核注射機的額定注射壓力即為該機器的最大壓力Pmax=157Mp被該大于注射成型時所需調(diào)用的注射壓力P,即：Pmax呈k'P式中k'一安全系數(shù)，常取k'=1.25-1.4實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力取21MPa經(jīng)計算，符合要求。1.5.1.4 安裝部分

7、尺寸校核主流道的小端直徑D大于注射機噴嘴d,通常為D=d+(0.51)mm對于該模具d=3,D=4mm符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0應(yīng)大于注射機噴嘴球半徑SR通常為SR0=SR+(12)mm對于該模具SR=12取SR0=14mm符合要求。1.5.1.5 開模行程和推出機構(gòu)的校核開模行程的校核HBH1+H2+(510)H為注射模板的開模行程80mm,H偽頂出距離20mm,H刻塑件的高度：16mm兩足要求1.5.1.6 推出機構(gòu)的校核:注射機的推出行程大于所選的頂出距離，滿足要求2 .澆注系統(tǒng)的設(shè)計、排氣系統(tǒng)的設(shè)計2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計2.1.1 主流道的設(shè)計在立式注射機用的模具中，主流道

8、的軸線垂直于分型面主流道為圓錐形，其錐角a=2。4。以便于凝料從主流道中取出，內(nèi)壁表面粗糙度為Ra=0.63um.為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形凹坑，其半徑R2=B+(12)mm=12+2=14mm,其小端直徑d2=d1+(0.51)mm=3+1=4mm,凹坑深取h=4mm為減小料流轉(zhuǎn)向過度時阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑r=2mm為保證塑件良好成型，避免增多流道凝料和增加壓力損失，保證成型取L&60mm.由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此將主流道制成可拆卸的主流道襯套。選擇A型襯套，具大端高出定模端面H=8mm定位作用，與

9、注射機定位孔間隙配合。2.1.2 澆口設(shè)計澆口是連接流道和型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起調(diào)節(jié)控制料流速度，補料時間和防止倒流等作用，澆口的形狀，尺寸和進料的位置等對塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷，如縮孔，缺料，百般,熔接痕，質(zhì)脆分解,翹曲等往往是由于澆口設(shè)計不合理引起的。根據(jù)本設(shè)計中塑件為小型塑件的多型腔注射模，應(yīng)該采用矩形側(cè)澆口，具優(yōu)點是截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正，缺點是在塑件的外表面留下痕跡，鑒于按鈕的使用特點完全可以滿足使用要求。矩形側(cè)澆口的大小由其厚度，寬度和長度決定。確定側(cè)澆口厚度和寬度的經(jīng)驗公式如下：h=ntn.Ab=30式中t塑件壁厚，mm；

10、n系數(shù)，與塑件品種有關(guān)，見表3;A為塑件外表面面積，mm2。表3系數(shù)n值塑料品種n聚乙烯、聚苯乙烯0.6聚甲醛、聚碳酸、酯、聚乙烯0.7尼龍、有機玻璃0.8聚氯乙烯0.9運用經(jīng)驗公式進行計算后取澆口厚度為0.5mm,寬度為1.5mm澆口長度為2mm2.1.3 冷料穴及拉料桿的設(shè)計本設(shè)計采用聚丙烯材料塑性較好，并且采用推板脫模機構(gòu)因此選用帶球頭的冷料穴，拉料桿為帶球頭拉料桿。2.1.4 分流道設(shè)計本設(shè)計采用一模四腔的設(shè)計因此分流道的設(shè)計比不可少，考慮到塑件尺寸較小不需要較高的效率以及便于加工等因素采用半圓形截面形狀的分流道。其直徑根據(jù)表4選取表4常用塑料的分流道直徑塑料品種分流道直徑/mm塑件品

11、種分流道直徑/mmABSAS4.89.5聚丙烯4.89.5聚甲醛3.29.5聚乙烯1.69.5丙烯酸酯8.09.5聚苯醛6.49.5耐沖擊丙烯酸酯8.0-12.7聚苯乙烯3.29.5尼龍一61.69.5聚氯乙烯3.29.5聚碳酸酯4.89.5最終取D為5mm2.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣方式的選擇：由于塑件為平板式結(jié)構(gòu)，且位于分型面上，氣體可通過分型面以及在打開模具型腔時排出，所以應(yīng)用分型面排氣即可。3 .成型零部件設(shè)計及校核3.1 凸模的設(shè)計與校核3.1.1 凸模尺寸計算模具制造精度按IT11設(shè)計；成型零部件工作尺寸計算方法有平均法和公差帶法兩種。本例中采用平均值法計算。3.1.2 型芯徑向尺寸

12、計算設(shè)塑件的內(nèi)形尺寸為1s2,其公差值為A,型芯對應(yīng)基本尺寸為1m1、1m2,制造公差為用可得：3,、08z1m1=1s1+1s1Scp+41ml=10.9+10.9>0.02+0.36°0.131m1=11.4800.13mm3,、01m2=1s2+1s2Scp+一今41m2=4.5+4.5刈.02+0.24)0.111m2=4.8300.11mm設(shè)塑件的外形尺寸為Ls2,其公差值為A,型芯對應(yīng)尺寸為1m3,制造公差為學(xué)可得:一.一31m3=Ls2+Ls2Scp+A04lm3=7.9+7.9X0.02+0.3+0.13+).131m3=7.76。mm103.1.3型芯高度尺寸

13、計算設(shè)塑件高度方向上外形尺寸為hs1、hs2,其公差為A,型芯對應(yīng)尺寸為hm1、hm2,制造公差為所可得:一一一2_ohm1=hs1+hs1Scp+兇Bzhm1=8+8>0.02+0.2700.13hmi=8.4300.i3mm2.0hm2=hs2+hs2Scp+葭3hm2=13+13X0.02+0.32°0.16hm2=13.5800.16mm3.2凹模的設(shè)計和校核3.2.1 型腔徑向尺寸計算設(shè)塑件的平均收縮率為Scp,塑件外形基本尺寸為Ls1,其公差為A,型腔基本尺寸為Lm,其制造公差為立對于中小型塑件有，則得sz=-z3_3+8Lm=Ls+LsScpAo"4Lm

14、=15+15X0.020.41；18Lm=14.89：.18mm113.2.2型腔深度尺寸計算設(shè)塑件的平均收縮率為Scp,塑件外形高度基本尺寸為Hs,其公差為A,型腔深度方向基本尺寸為Hm,其制造公差為8z，對于中小型塑件，名二-32+孔可得：Hm=Hs+HsScp+-A0Hm=16+16>0.02+0.36廣8Hm=16.68；18mm124 .導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。4.1 用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。模具導(dǎo)柱安裝在動模板上，導(dǎo)套安裝在定模板上。在合模時

15、，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。動模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。4.2 導(dǎo)柱設(shè)計(1)該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽。(2)柱長度必須比凸模端面高出68mm0(3)使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。(4)導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強度。(5)導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f6的間隙配合.(6)導(dǎo)柱配合部分的表面粗糙度為Ra=Q8um.(7)導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，采用碳素工具鋼T1QA,經(jīng)淬火處理，硬度為5QHRC.4.3 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安

16、裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動，定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。(1)導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好作成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f8的間隙配合，導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/f7配合,另一端采用H7/m6配合鑲?cè)肽０?。材料可采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具采用T8A135 .推出機構(gòu)的設(shè)計及校核5.1 澆注系統(tǒng)凝料的推出可按安裝方式，型腔數(shù)目和結(jié)構(gòu)特征以及所選用的矩形側(cè)澆口確定注射模具選用二板式單分型面。它是注射模具中最簡單而有最常用的一類。單分型面注射模具，型腔的一部分（型芯）在動模板上，另一部分（凹模）在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，

17、分流道設(shè)在分型面上。開模后由于動模上拉料桿的拉料作用以及塑件因收縮包緊在型芯上，制品連同流道內(nèi)的凝料一起留在動模一側(cè)，動模上設(shè)置有推出機構(gòu)，用以推出制件和流道內(nèi)的凝料。推板脫模機構(gòu)的特點是在塑件表面不留有推出痕跡，同時塑件受力均勻，推出平穩(wěn)，且推出力大，機構(gòu)較推管脫模機構(gòu)簡單，適用于薄膜容器、殼形塑件及外表面不允許留有推出痕跡的塑件。為防止推件板在推出過程中脫落，推件板與推桿之間采用螺紋連接。5.2 脫模力的計算對于厚件(td=0.1367>0.052(10.9+16)M500X0.02X53.8(0.20.031)(1+0.32+257)M.006F=-+0.1M60F_2(a+b)E

18、SL(ftan)F=+0.1A制件為矩環(huán)形截面時所需脫模力為:(1+m+K1)K2Ki=cos+2入cosK2=1+fsincosF=3766N14Ki無量綱系數(shù)，其值隨入與小而異，入r=-=r/6,K1從表中取花2.57;K無量綱系數(shù)，其值隨f與小而異，&從表中選取為1.006;E塑料的彈性模量，從附錄中選取為1500MPaS塑料的平均成型收縮率，從相關(guān)材料中選取為0.02;L制件對型芯的包容長度為53.8;f制件與型芯之間的摩擦因數(shù)查為0.2;小一一模具型芯白脫模斜度為1°45'r型芯的平均半徑為8.59;林塑料的泊才&比查表的為0.32;A盲孔制品型芯在

19、垂直與脫模方向上的投影面積160mm2。5.3 推出零件尺寸確定5.3.1 推件板厚度的確定對于橫截面為矩形或異形的環(huán)狀制件，若根據(jù)剛度計算，則推件板厚度t(mm)公式為：t=0.54L0.FEEB司式中L0推件板長度上兩寸t件的最大距離，mm;B推件板寬度，mm。E推件板材料的彈性模量，對于一般中碳鋼：E=2.1X05MPa15表5系數(shù)C3與K3的推件值R;rC3K3R/rC3K31.250.00512.273.000.209012.051.500.02494.284.000.293015.142.000.08777.535.000.350017.45166 .溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計6.1 冷卻

20、介質(zhì)的選用冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，所以本設(shè)計用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。因為成型工藝要求模溫都不太高，所以采用常溫水對模具進行冷卻。6.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算6.2.1 求塑件在固化時每小時釋放的熱量Q查表得聚丙烯的單位熱流量Q=5.9*102kJ/kg故Q=WQ=0.127*605.9乂102KJ/Kg=4495.8KJ/h式中W一單位時間(每分鐘)內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量(kJ/h),該模具每小時注射30次。6.2.2 求冷卻水的體積流量qv=WQ1/Pc1(91-82)=4495.8/60/103X4.187X(25°-

21、20°)=0.358X103m3/min式中p一冷卻水的密度，為1*103kg/m3C1一冷卻水的比熱容，為4.187KJ/(kg.C);一冷卻水出口溫度，取27C；02一冷卻水入口溫度，取20C。176.2.3 求冷卻管道直徑查表知，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm6.2.4 求冷卻水在管道內(nèi)的流速v=4qv/nd2=4X0.358X102/3.14X(8/1000)2X60=0.012/0.027=0.119m/s6.2.5 求冷卻水管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h查表取f=7.22(水溫為30c時)求冷卻管h=4.187Xf(pv)0.8/d0.2=4.187X6.48X(1X103)08/0.0080.2=3258.3KJ/(n2XhXC)6.2.6 冷卻水管道總傳熱面積A=60WQ/ht=60X0.44958X104/60/0.32583X104X40-(25+20)/2=0.0031m2式中，8模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫度(C)模具溫度取85Co6.2.7 求模具上應(yīng)該開設(shè)的冷卻管道的個數(shù)nn=A/HdL=0.0031/3.14乂(8/1000)乂(180/1000)=0.98(孔)由于塑件體積較小，