尼龍1010安裝極板注射模具設(shè)計(jì)

1、塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)人：吳玨專業(yè)班級：學(xué)號:指導(dǎo)教師：周應(yīng)國日期:2011年1月14日目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書第二部分塑件成型工藝性分析第三部分塑件分型面位置的分析和確定第四部分塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定第五部分注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)的校核第六部分澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算第七部分成型零件設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算第八部分模架的選擇或設(shè)計(jì)第九部分導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第十部分脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第十一部分溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第十二部分架開合模動(dòng)作過程第十三部分設(shè)計(jì)小結(jié)第十四部分參考文獻(xiàn)目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱：尼龍1010安裝極板注射模具設(shè)計(jì)塑件圖：設(shè)計(jì)要求：模具裝配圖1張（Al或A2）成

2、型零件圖2張?jiān)O(shè)計(jì)計(jì)算說明書二、塑件成型工藝性分析1.機(jī)構(gòu)特征分析（1）結(jié)構(gòu)分析。從塑料制品來看，該制件形狀為長方體，有凸臺，還有兩個(gè)10和兩個(gè)M3的通孔，形狀是對稱的，結(jié)構(gòu)較為簡單。（2）尺寸精度分析。由圖可知，未標(biāo)注公差尺寸，（查簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊P1114表2-1和2-2）,采用MT5、B類公差等級。（3）表面粗糙度。塑件的表面粗糙度主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。（查簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊P20表2-7），尼龍的的取值范圍為0.101.6噸,取00噸。（4）表面質(zhì)量分析。該零件表面質(zhì)量要求不高，注射時(shí)只要控制好相應(yīng)的各項(xiàng)工藝參數(shù)，比較容易達(dá)到要求。2.塑料的性能尼

3、龍1010簡稱PA1010（聚酰胺），是一種白色或淡黃色結(jié)晶顆粒，熔點(diǎn)205C，其中原子數(shù)多的熔點(diǎn)低，密度1.04g/cm3左右，易吸水，無毒，易染色等。尼龍具有優(yōu)良的力學(xué)性能，結(jié)晶度越高，其抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性及潤滑性均提高；尼龍軟化溫度范圍窄，具有比較明顯的熔點(diǎn)，多數(shù)尼龍具有阻燃性，熱分解溫度約300C，使用溫度-40C100C，長期使用溫度80C，在100C以上長期與氧接觸會(huì)熱降解，可加入穩(wěn)定劑改善；尼龍具有良好的電性能；尼龍能耐大多數(shù)鹽類，但強(qiáng)酸和氧化劑能侵蝕尼龍，不溶于普通有機(jī)溶劑和油脂；尼龍的耐候性一般，在大氣中長時(shí)間暴露，力學(xué)性能會(huì)逐漸下降；尼龍的確定是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性

4、。成型工藝分析（1）收縮大且收縮率范圍大，各向異性明顯，易發(fā)生縮孔、凹陷和變形等缺陷，成型條件應(yīng)穩(wěn)定。（收縮率為：1.02.5%）（2）吸濕性較大，成型前需干燥。熱穩(wěn)定性差，易分解，干燥時(shí)為避免高溫氧化，采用真空干燥。（3）熔點(diǎn)較高，熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，不宜在高溫料筒長時(shí)間停留。噴嘴需加熱，防止堵塞。（4）熔體粘度低，流動(dòng)性好，溢邊值為0.02mm，成型中易發(fā)生溢料和流涎現(xiàn)象，成型條件應(yīng)穩(wěn)定。（5）冷卻速度對結(jié)晶度和塑件性能影響較大，應(yīng)根據(jù)壁厚等控制模溫。模溫過低，易產(chǎn)生縮孔及結(jié)晶度低等問題。（6）可采用各種形式澆口，澆口與塑件連接處應(yīng)圓潤過渡。流道和澆口截面尺寸大些較好，可減少縮孔及

5、凹陷等現(xiàn)象。（7）塑件壁厚不宜過厚并應(yīng)均勻，脫模斜度不宜過小。尼龍1010注射成型工藝參數(shù)注射機(jī)類型螺桿式成型時(shí)間（s）注射2090預(yù)熱和干燥溫度（C）100110保壓05時(shí)間（h）1216冷卻20120料筒溫度（C）后段190210總周期45220中段200220螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）前段210230后處理方法油、水、鹽水噴嘴溫度（C）200210溫度（C）90100模具溫度（C）4080時(shí)間（h）注射壓力（MPa）40100說明預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100120C水中加熱218h。三、塑件分型面位置的分析和確定模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決

6、定了模具的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。（2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。（3）保證塑件的精度要求。（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。（5）便于模具加工制造。（6）對成型面積的影響。（7）對排氣效果的影響。（8）對側(cè)向抽芯的影響。該塑件為安裝極板，表面質(zhì)量無特殊要求，該零件高度為6mm，且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，因此在選擇分型面如下圖所示，既可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度，又便于成型后的脫模。故選用如圖所示的分型方式較為合理。四、塑件型腔數(shù)量及排列方式的

7、確定模具型腔的排列原則：（1）型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。（2）型腔排列要盡可能的減少模具外形尺寸。（3）澆注系統(tǒng)瀏道應(yīng)經(jīng)可能短，斷面尺寸適當(dāng)，盡量減少彎折，表面粗燥度值要低，使壓力、溫度損失盡可能少。本塑件在注射時(shí)采用一模兩腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，為使塑料熔體在同一時(shí)間進(jìn)入型腔，故分流道采用平衡式分布，宜采用如下圖所示的型腔排列方式。五、注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)的校核1.注射機(jī)選用計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。經(jīng)計(jì)算，塑件的體積為V4.9848cm3,根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查的尼龍1010的密度為1.04g/cm3,故塑件的質(zhì)量為

8、WV4.98481.045.18g采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，（查塑料成型加工與模具P287）初步選用型號是SYS-30的注塑機(jī)。SYS-30注射成型機(jī)技術(shù)參數(shù)型號SYS-30（立式）螺桿（柱塞）直徑/mm028注射容量/（cm3或g）30g注射壓力/105pa1570鎖模力/10KN50最大注射面積/cm2130模具厚度/mm最大200最小70模板行程/mm80噴嘴球半徑/mm12孔半徑/mm03定位孔直徑/mm055+o.io0中心孔徑/mm050推出兩側(cè)孔徑/mm孑L距/mm3.注射機(jī)注射量校核查表得SYS-30型注射機(jī)最大注射量30X80

9、%=24g，本模每次所需塑料的總質(zhì)量約為10.36g，能滿足要求。注射壓力的校核注射壓力校核目的是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑料制品成型的需要，因此注射機(jī)的最大注射壓力P應(yīng)稍大于塑料制品成型所需要的注射壓力。SYS-30型注射機(jī)額定注射壓力是157Mpa,尼龍1010成型時(shí)的注射壓力為70100Mpa,故能滿足要求。鎖模力的校核注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。F=500KN,而型腔內(nèi)的塑料經(jīng)過注射機(jī)的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)后,其壓力損失很大,故FF二PA=（30 x1278.87）N二38.3661KN（查塑料成型工藝與模具設(shè)模分計(jì)P

10、111公式5-4），因此鎖模力滿足要求。開模行程的校核單分型面注射模模具所需開模行程為：S二H+H+（510）mm二5+6+9二20mm（查塑料成型工藝與模具設(shè)12計(jì)P113公式5-8）式中：H塑件脫模需要的頂出距離，mm；1H塑件厚度,mm。2注射機(jī)模板行程S=80mmS=20mm，因此，能滿足要求。安裝參數(shù)的校核模具總高度為200mm，注射機(jī)要求的最大模具厚度為200mm，最小模具厚度為70mm,70200=200，所以符合要求。綜上所校核，選擇SYS-30合理，能滿足所有設(shè)計(jì)的模具成型要求。六、澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算（1）主流道設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得SYS-30型注射機(jī)噴嘴的

11、有關(guān)尺寸。噴嘴前端孔徑為d=3mm；噴嘴前端球面半徑SR=12mm。11根據(jù)模具主流道與噴嘴SR=SR+(12)mm及d=d+(0.51)mm,取2121主流道球面半徑SR=13mm,小端直徑d=3.5mm(查塑料成型22加工與模具P119)。為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形其斜度為1。3。，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=8.5mm，為了使熔料順利進(jìn)入分流道,可在主流道端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過渡。主流道大端呈圓角，其半徑常取r=13mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。(2)分流道設(shè)計(jì)。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長度等因素來確定。

12、本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，取R=4mm。(3)澆口設(shè)計(jì)。根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。選擇從壁厚為6mm處進(jìn)料，料由厚處往薄處流，而且在模具結(jié)構(gòu)采取鑲拼式型腔、型芯，有利于填充和排氣。采用截面為矩形的側(cè)澆口，初選尺寸為1mmx0.08mmx0.6mm(bxlxh)，試模時(shí)修正。七、成型零件設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還

13、發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆注位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。對于該塑料，采用組合式結(jié)構(gòu)。型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于該塑料，采用組合式。腔型芯與模板做成組合結(jié)構(gòu)形式。成型零件工作尺寸計(jì)算本

14、副模具成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。查表得尼龍1010的收縮率為S=1.0%,S二2.5%(查塑minmax料成型加工與模具P284附錄2)，故平均收縮率為S=(1.0%+2.5%)/2=1.75%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，cp模具制造公差取3嚴(yán)/3（塑料成型加工與模具P155）。表型腔和型芯工作尺寸計(jì)算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/mm58o358.66+0.160.47L=(L+LS一)+3zmsscp400型腔25o25.18+0.110.34（杳塑料成型加工與模具0的計(jì)型腔201.89+0.067

15、0.20P155公式7-7)0算4o3.905+0.070.220807.96+0.080.240R20R1.89+0.0670。20010+0.27310.38+0.090L=(L+LS+一A)0msscp4-&z0型芯03+0.223.22+0.0730（杳塑料成型加工與模具0的計(jì)型芯17+0。2917.52+0.0970P156公式7-9)0算6+0.506.48+0.1670R1+0.2001.17+0.0670型孔之間37土0.38C=(C+CS)+-z37.66+0.06msscp2孔距的中心距13.1土0.1（查塑料成型加工與模具13.33+0.02P156公式7-14)4.型腔

16、側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算型腔壁厚、支撐板厚度的確定從理論上講是通過力學(xué)的強(qiáng)度及剛度公式進(jìn)行計(jì)算的。剛度不足將產(chǎn)生過大的彈性變形并產(chǎn)生溢料間隙；強(qiáng)度不足將導(dǎo)致型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。phi4組合式矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式：S二32EH15（查塑料成型加工與模具P166公式7-49）式中：h型腔內(nèi)壁受壓部分的高度，mm；H型腔外壁高度，mm；11型腔內(nèi)壁長度，mm；p塑料熔體對型腔的壓力，Mpa,般為2050Mpa；E型腔材料的彈性模量，Mpa,般中碳鋼E=2.1X105Mpa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.1X105Mpa；由于注塑成型受溫度、壓力、塑料特性及塑件復(fù)雜程度的影響，所以理論計(jì)算并不能完全

17、真實(shí)的反映結(jié)果。通常在模具設(shè)計(jì)中，型腔及支撐板厚度不通過計(jì)算確定，而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。八、模架的選擇或設(shè)計(jì)確定模架的大小確定模架的大小時(shí)我們首先要結(jié)合產(chǎn)品及模具結(jié)構(gòu)，畫出模具在分型面的平面尺寸，然后選用與此相同的標(biāo)準(zhǔn)模架。根據(jù)塑料尺寸，選用模具的外形尺寸為315mmx200mmx200mm，選取標(biāo)準(zhǔn)模架，因此確定設(shè)計(jì)型芯為組合式，型腔為組合式，選用H型模架。模具閉合高度的確定模架閉合高度：H=25+20+20+70+40+25=200mm閉動(dòng)模座板厚度為25mm,動(dòng)模板厚度為20mm,動(dòng)模墊板厚度為20mm,墊塊厚度為70mm,定模板厚度為40mm,定模座板厚度為25mm。九、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模

18、的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)定模之間的開合模導(dǎo)向脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)定模之間的精密對中定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位；（2）根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般需要23個(gè)導(dǎo)柱；（3）為了便于塑料制品脫模,導(dǎo)柱通常安裝于定?；騽?dòng)模；（4）當(dāng)上模板與下模板采用合模并加工時(shí),導(dǎo)柱裝配處直徑應(yīng)與導(dǎo)套外徑相等；（5）為保證分型面很好地接觸,導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽,一般都是削去一個(gè)面,或在導(dǎo)套的孔口倒角。（6）各導(dǎo)柱、導(dǎo)套的軸線應(yīng)保證平行,否則將影響合模的準(zhǔn)確性,甚至損壞導(dǎo)向零件。根據(jù)模板外形尺

19、寸關(guān)系，（查塑料成型加工與模具P174表8-1）,導(dǎo)柱直徑d取20mm,選用4根導(dǎo)柱。十、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：（1）因?yàn)樗芰鲜站o時(shí)抱緊突模，所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近凸模。（2）頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的位置，作用面應(yīng)可能大一些，以防止塑件變形和損壞。（3）為保證良好的塑件外觀，定出位置應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在塑件內(nèi)對形狀外觀影響不大的部位。（4）若頂出部位需設(shè)計(jì)在塑件使用或裝配的基面上時(shí)，為不影響塑件的尺寸和使用，一般定桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.1，否則會(huì)出現(xiàn)塑件凸起。1.推出零件的設(shè)計(jì)本塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)，根據(jù)塑件外形要求，定為6跟推桿，對稱分布在塑件，（查塑料成型加工與模具P17

20、9公式8-10）,確定推L2F/桿直徑：d=K4-4mmnE式中：d推桿的最小直徑，mm；K安全系數(shù)，取1.5；L推桿的長度，mm；F脫模力，N；n推桿數(shù)目；E推桿材料的彈性模量，Mpa。2.復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位，其作用是在合模時(shí)將脫模機(jī)構(gòu)回復(fù)到原始位置。十一、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了縮短成型周期，提高效率，故本熱塑性塑料模具也設(shè)置了冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)采用一條冷卻回路，設(shè)置兩個(gè)冷卻水道，分別設(shè)置在型芯和型腔中。本模具冷卻系統(tǒng)在設(shè)計(jì)是遵循以下原則：（1）冷卻水孔盡量的多，初步設(shè)計(jì)4個(gè)孔，孔盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離取通道直徑的1-2倍，冷卻通道之間的中心距取水孔直徑的3-5倍。（2）冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)盡可能的處處相等，當(dāng)壁厚不均勻時(shí)，應(yīng)在壁厚處強(qiáng)化冷卻。（3）澆口處要加強(qiáng)冷卻。（4）冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或接縫部位，以防漏水。（5）冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。（6）進(jìn)出口的水管設(shè)在模具的同一側(cè)（設(shè)在注塑機(jī)的背面）。十二、架開合模動(dòng)作過程開模時(shí)，塑件包在型芯上隨動(dòng)模部分向左移動(dòng)而脫離定模板，分型到一定距離，脫出機(jī)構(gòu)開始工作，推桿將塑件推出型芯脫模。合模時(shí)，推桿