方殼塑料模具課程設(shè)計(jì)說明書

1、 方殼塑料模具課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué)校：* 系別：* 專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)老師：* 姓名：* 學(xué)號：* 2015.12.15目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書2二、塑件的工藝性分析3三、分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6四、模具設(shè)計(jì)方案的論證9五、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算11六、成型設(shè)備的校核計(jì)算16七、設(shè)計(jì)小結(jié)18八、參考文獻(xiàn)19一、設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目：方殼注塑模二、零件圖：如圖1零件二維圖、圖2立體圖材料：聚丙烯（PP） 批量：15萬件 時(shí)間：60 圖1 圖2二、 塑件工藝性分析1、方殼的工藝分析（1）、方殼的原料分析分析項(xiàng)目分析內(nèi)容塑料品種聚丙烯（PP），熱塑性塑料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)晶型塑件。使用溫度能在107121C

2、下長期使用，脆化溫度為-35-10C化學(xué)穩(wěn)定性良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在氧、熱、光的作用下，易分解、老化、需加防老化劑。性能特點(diǎn)不吸水，光澤好，易著色。良好的介電性能，耐水性。成型特點(diǎn)流動性極好，易于成型，溢邊值為0.03mm，壓力對流動性的影響比溫度的影響比溫度的影響敏感，宜采用高壓成型。結(jié)論1、 熱容量大，注射成型模具必需設(shè)計(jì)能充足進(jìn)行冷卻的回路。2、 低溫、高壓時(shí)取向更明顯，注意控制模溫。成型的適宜模溫為80左右，不可低于50C，否則會造成塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。而模溫高于90時(shí)，易于產(chǎn)生翹曲和變形。3、 由于取向明顯，故不宜采用直澆口，否則澆口附近殘余應(yīng)力大，會引起翹曲和變形。（2

3、）、方殼的尺寸精度分析該塑件標(biāo)注的尺寸均為自由尺寸，所有的尺寸按MT4 級公差。查參考文獻(xiàn)表3-1取公差，即所有尺寸如下表所示： 外形尺寸： 、 內(nèi)形尺寸： 、 孔尺寸： 、 孔間中心距尺寸： 、（3）、方殼的表面質(zhì)量分析求外表面為啞光，且內(nèi)表面無特殊要求。（4）、方殼的結(jié)構(gòu)工藝性分析1、從圖紙上看，該塑件為方殼，屬于盒類零件，外表面尖角處是圓角過渡，厚度均勻且滿足最小壁厚要求。2、塑件的型腔較大，B*L=70*104。有尺寸不等的孔且長邊方向有一段半徑為53.5mm的圓弧。3、在塑件的內(nèi)部有4個高為2.5mm的凸臺、底部有凹槽，寬為2mm,其尺寸為74mm*26.1mm。4、在塑件的底面有兩

4、個直徑為12.5mm的凹槽，其內(nèi)部還有一個箭頭位，同時(shí)還有4個凹下去的臺階孔。5、塑件的各邊都有斜度，長邊的為4度、短邊的為13.5度。這樣有利于脫模。6、方殼有3mm的孔，和內(nèi)徑2.0mm、外徑3mm的O行花紋。需要側(cè)抽芯裝置。結(jié)論：經(jīng)過上述分析，該塑件可以注射成型加工。2、確定成型設(shè)備選擇與相關(guān)工藝參數(shù)（1）、計(jì)算方殼的體積：三維造型得到方殼的體積V=22.548cm（2）、計(jì)算22.548質(zhì)量：據(jù)手冊查得PP的密度取為0.9g/cm3 （3）、計(jì)算用戶要求時(shí)間內(nèi)完成須采用的模腔：15萬件60天完成，一天必需完成2500件。一模一腔：周期查參考文獻(xiàn)表2-2，取50s算，一天按22小時(shí)生產(chǎn)件

5、，由上可知采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況，查參考文獻(xiàn)表13-1初選注射機(jī)為XS-ZY-250（4）、確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及PP的成型性能，查參考文獻(xiàn)表2-2初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)。如下表所示：工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥7080成型時(shí)間/s注射時(shí)間0-5溫度1h保壓時(shí)間20-60料筒溫度/后段180-200冷卻時(shí)間15-50中段200-220總周期40-120前段160-170螺桿轉(zhuǎn)速r/min30-60噴嘴溫度170-190后置處理方法模具溫度40-80注射壓力/MPa70-120（5）、填寫模塑成型工藝：車間塑料注射成型工藝卡片

6、資料編號零件名稱方殼材料牌號PP共 頁第 頁裝配圖號材料定額設(shè)備型號XSZY250零件圖號單件質(zhì)量20.29g每模件數(shù)2件見圖1材料干燥設(shè)備溫度/7080時(shí)間/h1h料筒溫度/后段180200中段200220前段160170噴嘴溫度/170190模具溫度/4080成型時(shí)間/s注射時(shí)間05保壓時(shí)間2060冷卻時(shí)間1550壓力/注射壓力1000150背壓力后處理時(shí)間定額/min輔助單件檢驗(yàn)編制校對審核組長車間主任檢驗(yàn)組長主管工程師三、分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、分型面的設(shè)計(jì) 為保證塑件能順利分型，分型面應(yīng)考慮選擇在塑件在外形最大輪廓處。故采用如圖3的分型方式，保證塑件外觀，同時(shí)也易清除毛刺飛邊和側(cè)抽

7、。 圖32、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）、 主流道設(shè)計(jì) 查參考文獻(xiàn)表13-1得XSZY250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴球半徑：、SR1=18mm 噴嘴孔直徑：d1=4mm 定位孔直徑：d0=125mm 再根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：SR=+（23）mm, d= d1+（0.51）mm取流道球半徑SR=20mm，小端直徑d=4.5mm，球面配合高度h=35mm取5mm 為了能讓主流道凝料能順利地從澆口套拔出，主流道應(yīng)設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角為1o2o，主流道長度初設(shè)95mm，則主流道大端直徑D=d+2Ltanmm=7.811.3mm取、D=8mm。澆口套與模板間的配合采用H7/k6 的過渡配合。（2）、分

8、流道的設(shè)計(jì) 為方便加工、減少熱量損失和阻力損失采用 U形截面。寬度b在510mm，取b=8mm，半徑R=0.5b=4mm，h=1.25R=5mm，斜角=5o10o在這里取8o（見圖4）圖4（3）、澆口的設(shè)計(jì)由工藝分析可知不宜采用直澆口，且根據(jù)塑件外觀要求和一模兩腔要求選用測澆口，選擇從底側(cè)進(jìn)料，如圖5查參考文獻(xiàn)表4-1取寬a=0.7mm，高b=3.0mm，長L=1.0mm。l1=1.0mm圖5（4）、冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道：采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴，如圖6所示，將其設(shè)計(jì)在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼有開模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)，稍作側(cè)向移動凝料便可取出的作用。圖6 分

9、流道：分流道端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，一般加長36mm，5mm+圓弧長4mm，即總長9mm。四、 模具設(shè)計(jì)方案的論證1、型腔的布置模具采用一模兩腔應(yīng)在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能夠正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱、均勻、取件方便。故型腔布置如圖7。圖72、成型零件的結(jié)構(gòu)確定（1）、凹模（型腔）設(shè)計(jì) 模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，采用整體嵌入式凹模。（2）、凸模（型芯）設(shè)計(jì) 為節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量，型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用組合式。3、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模具采用4副帶頭導(dǎo)柱和導(dǎo)套，可滿足合模導(dǎo)向及閉合后定位。4、推出機(jī)

10、構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)矩形方殼的形狀特點(diǎn)，其推出可采用推件板或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。但制造困難，成本高，推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)。 5、抽芯機(jī)構(gòu)的確定 塑件兩側(cè)有孔和O形花紋，采用最為廣泛的斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。6、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用冷卻水冷卻，凹模冷卻水道采用兩直通型腔布置冷卻水路，水道開設(shè)時(shí)注意避開側(cè)向抽芯、滑塊。由于塑件較小，型芯不開設(shè)冷卻水路，型腔水路如圖8所示。圖8五、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、成型零件的尺寸 該塑件的成型零件尺寸均按平

11、均值法，查參考文獻(xiàn)表1-2，PP的收縮率為1.0%2.5%，故平均收縮率Scp=（1.0+2.5）%/2=1.75%=0.0175，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取，成型零件尺寸計(jì)算見下表。 類別模具零件名稱塑件尺寸/mm計(jì)算公式型腔或型芯的工作尺寸/mm型腔型腔測型腔型芯型芯測型芯中心距型腔型芯側(cè)型芯、測型腔型芯、型腔2、模具型腔壁厚的確定型腔側(cè)壁厚S：采用查表法。查參考文獻(xiàn)表附表E,在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取S=15mm型腔底板厚度T：采用經(jīng)驗(yàn)法。塑件在分型面上的投影面積，由經(jīng)驗(yàn)可取T=17mm。3、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）、抽芯距S的計(jì)算 S=h+5mm h為側(cè)向成型部分的高度=tan13.5o2

12、+2.5=5mm，5mm為安全距離，故 S=5mm+5mm=10mm。（2）、抽芯力Fc的計(jì)算 =511N A活動型芯被塑件包絡(luò)面積=14mm20mmp塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力，一般模內(nèi)冷卻的塑件取812Mpa，這里取10pa塑件對模具鋼的磨損系數(shù)，為0.10.3，取0.2側(cè)型芯的脫模斜度和傾斜角，取1o（3）、斜導(dǎo)柱的傾斜角 通常為15o23o故取=20o（4）、確定斜導(dǎo)柱直徑d 根據(jù)抽芯力Fc和傾斜角可查參考文獻(xiàn)表4-9得最大彎曲力FW=1KW，然后根據(jù)FW、HW（側(cè)型芯滑塊所受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離，該塑件為5mm），查參考文獻(xiàn)表4-10得斜導(dǎo)柱直徑d=12

13、mm（5）、斜導(dǎo)柱總長度LZ LZ= L1+L2 +L3+ L4 +L5 =78.4183.41d2斜導(dǎo)柱大端直徑=12mm；h斜導(dǎo)柱固定板厚度=36mm；d斜導(dǎo)柱直徑=8mm 將其取整取LZ=79mm（6）、楔緊塊的設(shè)計(jì) 楔緊塊采用整體式，由于滑塊移動方向與合模方向垂直，故取=22O（7）、滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊采用T型導(dǎo)滑槽，采用彈簧鋼球定位裝置，查參考文獻(xiàn)表7-37取規(guī)格為M10X17的定位鋼珠組件。4、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該模具采用帶肩圓形推桿，根據(jù)推桿布置原則，型芯大小和可供布置推桿的空間，初步設(shè)置16根的推桿。 5、標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮本塑件采用一模兩腔平衡布置，側(cè)澆口，一次分型結(jié)構(gòu)，型

14、腔的壁厚要求，塑膠尺寸的大小，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素，估算型腔模板的概略尺寸，查標(biāo)準(zhǔn)模架選用 AI 3030-707080 GB/T12555-2006六、成型設(shè)備的校核計(jì)算由上可知初選XS-ZY-250螺旋式注射機(jī)參考文獻(xiàn)表13-1得其主要參數(shù)如下表：序號主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/2502注射壓力/MPa1303鎖模力/KN18004模板尺寸/mm5983705最大模具厚度/mm3506最小模具尺寸/mm2007最大開摸行程/mm3008噴嘴前端球面半徑/mm189噴嘴孔直徑/mm41、最大注射量的校核 n型腔數(shù)=2m單個塑件體積=22.548cm3m1凝料體積，根

15、據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.21倍算，本模具凝料不多，按0.3估算。K注射機(jī)最大注射量得利用系數(shù)，取K=0.8 可知滿足要求。2、鎖模力的校核 Fp注射機(jī)公稱鎖模力1800KN， P塑料熔體對型腔的壓力，一般是注射機(jī)的80%，即P= A單個型腔在模具分型面上的投影面積略算。 A1單澆注系統(tǒng)在分型面上的投影略算。 Fz注熔融塑料在分型面上的脹開力 可知FpFz滿足要求。3、模具高度的校核 由模架可知動模座板H1=30mm，支承板H2=45mm，定模座板H3=30mm，動模板A=50mm，定模板B=50mm，墊板C=100mm。因而模具閉合高度為 H= H1+ H2+ H3+A+B+C=30+30+4

16、5+50+50+100=305mm 可知Hmin305Hmax滿足要求。 4、開模行程的校核 經(jīng)計(jì)算Hb H1+ H2則 開模行程S= H1+ H2+（510）=20+100+（510）=125130mm Hb完成側(cè)向抽芯所需的開模距離Hb=cos18o（80-36）=41mm H1塑件脫模所需的推出距離H1=18+2=20mmH2塑件高度和澆注凝料高度，凝料相對較高略為（95+5）=100mm可知130500mm滿足要求。綜上可知，XS-ZY-250螺旋式注射機(jī)滿足要求。根據(jù)校核結(jié)論，將XS-ZY-250螺旋式注射機(jī)填入塑件的成型工藝卡中。七、設(shè)計(jì)小結(jié)由于時(shí)間較緊，和能力等原因。在設(shè)計(jì)的過程中還是有較多朦朧的地方,比如模板厚度的選擇,在確定其厚度的過程中,不可能一味地按公式計(jì)算出來,那么只能按照書上的經(jīng)驗(yàn)或者自己的意識來選取;水道的設(shè)計(jì)可能也有些不是好很合理;還有就是模溫的控制方面。總的來說通過本次課程設(shè)計(jì)還是受益匪淺。這次設(shè)計(jì)是實(shí)踐與理論相結(jié)合的一次鍛煉，為以后走上工作崗位的奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)中，首先對將要用到的知識進(jìn)行一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，并從資料中學(xué)習(xí)大量的相關(guān)理論知識，使自己對設(shè)計(jì)過程有一個比較具體的方案，再者，在設(shè)計(jì)過程中，把所學(xué)到的理論知識用于實(shí)踐中，這不僅加強(qiáng)了理論知識，而且鍛煉了實(shí)踐能力，更重要的