塑料圓盒注射模設計說明書

1、塑料成型工藝及模具設計課程設計說明書院 系 工學院 材料系班 級 模具設計141 學 號201434041016 姓 名 王 瓊 指導老師 王春華 設計時間2016 .6 16 / 19塑料成型工藝及模具設計-課程設計任務書一、塑料件零件圖 圖1 殼體零件圖 塑料制品名稱：塑料圓盒 成型設備與設備： 塑料原料：ABS 收縮率：0.3%0.8% 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)二、設計工作量1、 電子說明書一份并打印。2、 塑料模具裝配圖1份，打印為A3或A2 或A4幅面。3、 凸模、凹模、上模座的零件圖各一份，打印。4、 打印要求：所有零件及裝配圖均按標準圖紙繪制，比例1：1，打印時可以縮打。圖紙橫放，左

2、側裝訂邊。1.1.2塑件成型工藝分析2（1）塑料成型特性2（2）塑料件的結構工藝性2（3）塑件的生產(chǎn)批量3（4）關于注射機3（三）分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設計5（1）分型面的選擇5（2）澆注系統(tǒng)的設計6（3）冷料穴的設計及計算6（四）成型零件的結構設計7（1）型腔的布局7（2）成型零件的結構7（3）推出機構的確定7（4）合模導向機構的設計7（5）排氣系統(tǒng)的設計7（6）冷卻系統(tǒng)的設計81冷卻介質82冷卻系統(tǒng)的簡單計算83.型腔與型芯冷卻水道的設置9（五）主要零部件的設計計算10（1）成型零件的成型尺寸計算10（2）模具型腔壁厚的確定11（3）模具型腔模板總體尺寸的確定11（4）標準模架的確定11(

3、六)塑料注射機有關參數(shù)的校核11（1）模具閉合高度的確定11（2）模具閉合高度的校核12（3）模具安裝部分的校核12（4）注射量的校核12（5）鎖模力的校核13（6）注射壓力的校核13（7） 脫模推出機構的設計141.推出方式的確定142脫模力的計算14（8）校核推出機構作用在塑件上的單位壓應力14（9）導向與定位機構的設計15煙臺南山學院1.1.2塑件成型工藝分析（1）塑料成型特性塑料ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯

4、乙烯。經(jīng)過實際使用發(fā)現(xiàn)：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蝕，遇硫酸就粉碎性破裂。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予ABS樹脂的化學穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。ABS的成型特性為： 材料干燥溫度在70-90，烘料時間3h-4h，待機生產(chǎn)烘料溫度為10-20； 注塑成型溫度即料筒溫度在180-250，最后一段溫度應低于較前一段溫度15左右； 注塑成型時料在料筒的停留時間應不超過30分鐘，超過30分鐘易發(fā)黃、分解，應對料筒里的殘余料進行空射幾次，5次為宜；塑化時的壓力應取中高壓，速度應取中速偏上

5、，背壓應取適當為宜；注射膠位段應采取多級段位控制，第一段射膠位要較小而速度要較慢為宜，因ABS料在成型時，易發(fā)生澆口位有氣紋現(xiàn)象； ABS料的成型飛邊系數(shù)為0.04mm,即大于0.04mm的間隙就會產(chǎn)生飛邊；故模具排氣尺寸要小于0.04mm；生產(chǎn)時模具分型面易產(chǎn)生料屑，應及時清理；模溫在15-65范圍內(nèi)，生產(chǎn)大件產(chǎn)品時，定模模溫應高于動模模溫5為宜； 停機時要將料筒里的余料射空，最好能用PP（1.5KG）或PE(1.5KG)料清理鏍桿一次為宜；開機前升溫設定值，應低于正常生產(chǎn)溫度的10左右，待實際溫度度達到設定值再加升上去；（2）塑料件的結構工藝性塑件的尺寸精度分析。該塑件尺寸精度無特殊要求，

6、所有尺寸均為自由尺寸，可按MT3查取公差，其主要尺寸公差要求如下：表11塑件上主要尺寸按MT3級精度的公差要求mm塑件標注尺寸塑件尺寸公差內(nèi)形尺寸內(nèi)形尺寸外形尺寸塑件表面質量分析。該塑件表面沒有提出特殊要求，通常，一般情況下表面要求光潔，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m,沒有特殊要求時塑件內(nèi)部表面粗糙度可取Ra=3.2m。塑件的結構工藝性分析。從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉體，側壁有兩個把手，ABS為硬塑料，不可強制脫模，在進行側向抽芯結構時應注意此處的結構設計。綜合來看，該塑件結構簡單，無特殊的結構要求和精度要求，在注射成型時，只要工藝參數(shù)控制得當，該塑件是比較容易成型的。（3）塑件

7、的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設計中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，以便降低生產(chǎn)成本。（4）關于注射機計算塑件體積和質量。塑料的質量計算：查有關手冊，取塑料ABS的密度為,所以塑件的質量為 圖三澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍1倍來估算。V總=1.3n V塑=171.2。選用注射機根據(jù)總體積V=171.2，初步選取XS-ZY-250型螺桿式注射成型機。 XY-ZY-250型螺桿式注射成型機主要參數(shù)如下表2-2所示表2-2 螺桿式注射成型機主要參數(shù)項 目xs-zy250/180xs-zy25

8、0/160螺桿直徑/mm5050注射容量/cm3250250注射重量/g228228注射壓力/mpa147127注射速率/(g.s-1)114134塑化能力/(kg.h-1)5555注射方式螺桿式螺桿式鎖模力/kn18001600移模行程mm500350拉桿間距mm295×373370×370最大模厚mm350400最小模厚/mm200200合模方式液壓肘桿頂出行程/mm90220頂出力/kn2830定位孔徑/mm100100噴嘴移出量/mm2020噴嘴球半徑/mm1818系統(tǒng)壓力/mpa66.8電動機功率/kw2439加熱功率/kw9.86.7外形尺寸(l×w&

9、#215;h)/(m×m×m)4.7×1×4.55×1.3×1.9重量/t4.56確定型腔數(shù)目考慮到XS-ZY-250型螺桿式注射成型機的額定注射量為250，本塑件結構簡單，單個塑件的體積為134，最多成型該塑件為1。 確定注射成型的工藝參數(shù)查有關資料，確定工藝參數(shù)如表3-3 表3-3注射成型的工藝參數(shù)工藝參數(shù)通用ABS耐熱ABS阻燃ABS料筒溫度后部中部前部180200210230200210190200220240200220170190200220190200噴嘴溫度具溫度注射壓力MPa螺桿轉速r · min-1180

10、19050707090306019020060858512030601801905070601002050 （三）分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設計（1）分型面的選擇該塑件為圓盒，外形表面要求質量要求較高，在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量，便于清除毛刺和飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動模一側，便于取出塑件等因素，分型面應選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖4： 圖4 另外，為了提高自動化程度和生產(chǎn)效率，減少ABS的取向變形以及保證塑件表面質量，決定采用點澆口。（2）澆注系統(tǒng)的設計主流道設計。根據(jù)相關資料，查得XS-ZY-250型螺桿式注射成型機噴嘴的有關尺寸

11、為：噴嘴孔直徑d0=4mm;噴嘴前端球面半徑R0=18mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系可以得到：主流道進口端球面半徑R=R0+(12)mm=19mm，取R=19mm主流道進口端孔直徑d=d0+0.5=4.5mm,取d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度取3º,同時為了使熔料順利進入分流道，主流道大端圓角r=2mm,主流道大端直徑d=16mm。 圖5澆口套設計澆口套為標準件，選用16×50 GB/T4169.192006澆口設計設計為直澆口（四）成型零件的結構設計（1）型腔的布局 因為塑件的外形是圓錐形的，各方向尺寸明確，壁厚均勻為0.3mm

12、；另外，塑件結構簡單，不需要外分型面，所以型腔的排列方式只有一種，即在模板中心。（2）成型零件的結構模具的型腔采用整體嵌入式型腔?？晒?jié)省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便。模具的型芯采用整體裝配式型芯，有利于機加工和熱處理，便于型芯冷卻和排氣的實施。（3）推出機構的確定根據(jù)塑件的形狀特點，確定模具型腔在定模部分，模具型芯在動模部分，塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動模一側，塑料（ABS）機械強度較大，不適合強制脫模，需要較大的脫模力，故采用推件板推出機構。（4）合模導向機構的設計導柱類型的選用 該塑件精度要求不高，可采用最為常見的導柱導向定位機構，在動模板、推件板、定模板使用4對導

13、柱，導柱的長度要保證推件板推出塑件后不脫落，導柱應合理的分布在模具分型面的四周。導柱的配合精度 導柱、導套與模板之間部分采用H7/k6的間隙配合，導柱與導套間的滑動部分采用H7/g6的間隙配合。材料采用T10A熱處理后硬度為5055HRC。導套的設計材料與導柱相同的材料。（5）排氣系統(tǒng)的設計因模具結構并不復雜，故此處可直接利用成型部件間的配合間隙排氣。（6）冷卻系統(tǒng)的設計1冷卻介質ABS屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200和5080。所以，模具溫度初步選定為50，用常溫水對模具進行冷卻。2冷卻系統(tǒng)的簡單計算1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質量（1）塑料制品的體積（2）塑料制品

14、的質量（3）塑件壁厚為3mm，查參考文獻1表4-34得。取注射時間，脫模時間，則注射周期：。由此得每小時注射次數(shù)N=151次。（4）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質量：。2）確定單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量查參考文獻1表4-35可知ABS的單位熱流量的范圍在（310400）kJ/kg之間，取=390kJ/kg。3）計算冷卻水的體積流量設冷卻水道入水口的水溫為22，出水口的水溫為25，取水的密度，水的比熱容c=4.187kJ/(kg·)。則根據(jù)公式可得：4）確定冷卻水路的直徑d當時，查參考文獻1表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑=8mm。5）冷卻水

15、在管內(nèi)的流速小于最低流速，達不到湍流狀態(tài)，所選管道直徑太大，只能選d=8mm并且把模具進出口溫差改為2，按上式計算得，基本上達到了湍流狀態(tài)，滿足冷卻要求.6）求冷卻管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù)因為平均水溫為23.5，查參考文獻1表4-31可得，則有：kJ（m2·h·）7)計算冷卻水通道的導熱總面積8）計算模具冷卻水管的總長度9）冷卻水路的根數(shù) 設每條水路的長度=250mm,則冷卻水路的根數(shù)為雖然理論計算，所需冷卻水路僅一條，但在實際生產(chǎn)應用中，這是不夠的，將不能獲得很好的冷卻效果。本設計中采用動定模各兩條冷卻水道對型芯和凹模進行冷卻。3.型腔與型芯冷卻水道的設置（1）沿凹模邊

16、緣設置若干并聯(lián)或串聯(lián)的循環(huán)水路。如圖6 圖6（2）在小型芯垂直鉆出主要冷卻水道，并且在冷卻孔加入一片隔片將其分隔成兩個半圓流路，冷卻水從主要冷卻水道的一側流到片一側，再流回主要孔道。（五）主要零部件的設計計算（1）成型零件的成型尺寸計算 該塑件的材料是一種收縮范圍較小的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。前面查到ABS的收縮率為0.30.8，故平均收縮率為Scp(0.3+0.8)/2=0.550.0055 根據(jù)塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差=/4。 成型零件尺寸的計算如下：（1） 凹模徑向尺寸的計算：上底面：下底面：（2） 凹模深度尺寸的計算：（3） 型芯徑向尺寸的計算上底面：下底面

17、： （4）型芯高度尺寸的計算（2）模具型腔壁厚的確定查【2】表6-27得，圓形凹模整體式側壁厚：S=40mm,表6-28得，底部厚：B=12mm。（3）模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔開口直徑為115mm，下底面直徑為90mm，根據(jù)確定的型腔壁厚為40mm,綜合以上數(shù)據(jù)，確定模板的總體尺寸為“250（B）×250（L）×120（H）”。（4）標準模架的確定本塑件采用直澆口的注射成型，根據(jù)模具結構形式，型腔數(shù)目，塑件尺寸，冷卻水道的分布等因素，查有關資料，選擇的標準模架型號為： 模架 DB 2531145×100×63200 GB/T125552006

18、(六)塑料注射機有關參數(shù)的校核（1）模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為=25mm；型腔板為；推件板為=20mm；型芯固定板為B=25mm；支撐板為=25mm；墊塊為C=63mm；動模座板為；墊板=20mm則該模具閉合高度為：363（mm）（2）模具閉合高度的校核由于XSZY250型塑料機所允許的模具的最小厚度為250mm，最大模具厚度為500mm，可知該模具的閉合高度為H=363mm，滿足的安裝要求。（3）模具安裝部分的校核模板的外形尺寸為250mm×315mm,而注射成型機拉桿內(nèi)間距為295×373mm,故能滿足安裝要求。澆口套的球面半徑為，滿足要求。澆口套端直徑，滿足要求。（4）注射量的校核注射量的校核公式是 如前所訴，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為171.2，遠小于注射機的理論注射量250，故滿足要求。（5）鎖模力的校核鎖模力的校核公式為 式中F=1800KN>1158KN,滿足要求。（6）注射壓力的校核注射壓力的校核公式為： 結論：選