塑料模具设计课程设计报告说明书Word格式.docx

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两周

四、设计流程（建议）

1、资料收集二天

2、塑料工艺分析半天

3、型腔布局、分型面、塑件尺寸计算半天

4、模具草图绘制二天

5、模具总装图绘制二天

6、编写设计说明书二天

五、需完成工作量

1、模具总装图一张；

零件图张（1:

1，计算机绘图）

2、设计说明书一份（内容包括：

制件分析，型腔布局流道设计，分型面设计，锁模力校核，注射机选用，模架零件设计与选用，总结等）

完成日期：

2012年04月30日

评语：

评分：

指导教师：

年月日

名称：

圆桶材料：

改性塑料PS

零件图

圆桶注塑模说明书

一、塑料的工艺性设计

（1）注塑模工艺

干燥处理：

如果储存适当则不需要干燥处理。

熔化温度：

220~275℃，注意不要超过275℃。

模具温度：

40~80℃，建议使用50℃。

结晶程度主要由模具温度决定。

注射压力：

可大到1800bar。

注射速度：

通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。

如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。

流道和浇口：

对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。

建议使用通体为圆形的注入口和流道。

所有类型的浇口都可以使用。

典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。

对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；

最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。

PS材料完全可以使用热流道系统。

（2）化学和物理特性

PS的化学稳定性良好，能耐碱、硫酸、磷酸、10%~30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸的腐蚀，但不耐硝酸及氧化剂的腐蚀，对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐腐蚀能力。

但耐热性低，只能在不高的温度下使用，质地硬而脆，塑件由于应力而易开裂。

PS的透明性很好，透光率很高，光学性能仅次于有机玻璃；

其着色能力优良，能染成各种鲜艳的色彩。

为了提高PS的耐热性和降低其脆性，常用改性PS和以PS为基体的共聚物，从而大大扩大了PS的用途。

（3）塑件的尺寸与公差

1、塑件的尺寸

塑件尺寸的大小受制于以下因素：

a）取决于用户的使用要求。

b）受制于塑件的流动性。

c）受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。

2、塑件尺寸公差标准

a）影响塑件尺寸精度的因素主要有：

塑料材料的收缩率及其波动。

b）塑件结构的复杂程度。

c）模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。

d）成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。

e）成型设备的控制精度等。

其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。

题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT5。

3、塑件的表面质量

塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。

模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。

二、注射成型机的选择

计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。

计算塑件的体积：

V=5535.78mm3（过程略）

计算塑件的重量：

根据设计手册可查得改性聚苯乙烯的密度为ρ＝1.05×

10-3kg/mm3

故塑件的重量为：

W＝4*V*ρ

＝4*5535.78×

1.05×

10-3

＝4*5.81×

10-3kg

＝23.24g

采用一模四件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机为LS200M-30MI型。

三、型腔布局与分型面设计

（1）型腔数目的确定

型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。

根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即

n

式中F——注射机额定锁模力（N）

P——型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）

A1、A2——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）

大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模四腔。

（2）型腔的布局

考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示：

图

（1）

（3）分型面的设计

分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。

a）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。

b）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。

c）保证塑件的精度要求。

d）满足塑件的外观质量要求。

e）便于模具加工制造。

f）对成型面积的影响。

g）对排气效果的影响。

h）对侧向抽芯的影响。

图

（2）

四、浇注系统设计

（1）主流道设计

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。

a）为了便于取出主流道凝料，主流道设计成圆锥形，锥角可取2°

~4°

，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm~1.25μm，且加工时应沿道轴向抛光。

b）主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大1~2mm；

球面凹坑深度3~5mm；

主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.5~1mm；

一般d=2.5~5mm。

c）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=1~3mm。

d）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。

e）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；

其材料常用T8A，热处理淬火后硬度53~57HRC。

（2）主流道衬套的固定

因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。

定位圈也是标准件，外径为Φ150mm，内径Φ35mm。

（3）分流道的设计

a）分流道是脱浇板下水平的流道。

为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散发和流动阻力都不大，因此采用梯形。

根据课本97页的表6-4得：

截面尺寸：

a1=6mm，h=4mm，r=1.5mm,倾斜角15°

。

如下图（5）所示：

图（3）

b）分流道长度

分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。

将分流道设计成直的，总长40mm。

c）分流道表面粗糙度

由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。

d）分流道表面粗糙度

分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：

即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；

另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。

本模具的流道布置形式采用平衡式,如图

（1）所示。

（4）浇口的设计

浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。

a）浇口的选用

它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用点浇口：

✧浇口在成形自动切数断，故有利于自动成形。

✧浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。

✧浇口之压力损失大，必须高之射出压力。

✧浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹。

它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。

b）浇口位置的选用

模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。

总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，如图（4）所示。

通常要考虑以下几项原则：

✧尽量缩短流动距离。

✧浇口应开设在塑件壁厚最大处。

✧必须尽量减少熔接痕。

✧应有利于型腔中气体排出。

✧考虑分子定向影响。

✧避免产生喷射和蠕动。

✧浇口处避免弯曲和受冲击载荷。

✧注意对外观质量的影响。

图（4）

c）浇注系统的平衡

对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。

一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。

显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。

d）排气的设计

排气槽的作用主要有两点。

一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；

二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。

越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。

另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。

那么，模腔的排气怎样才算充分呢？

一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。

适当地开设排气槽；

可以大大降低注射压力、注射时间。

保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。

其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。

五、成型零件的设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。

成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。

因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。

（1）成型零件的结构设计

1、凹模结构设计

凹模是成型产品外形的主要部件。

其结构特点：

随产品的结构和模具的加工方法而变化。

镶拼的组合方式的优点：

对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。

所以采用组合式的凹模结构。

同时可以使凹模