精品塑料模具毕业论文论文Word文档格式.docx
《精品塑料模具毕业论文论文Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品塑料模具毕业论文论文Word文档格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
4.校核主流道的剪切速率..........................................9
5.冷料穴的设计及计算...........................................10
五成型零件的结构设计及计算.....................................10
1.成型零件的结构设计...........................................10
2.成型零件钢材的选用..........................................10
3.成型零件工作尺寸的计算......................................10
4．成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算……………………………………...10
六模架的确定及校核...............................................11
1各模板尺寸的确定..............................................12
2.模架各尺寸的校核.............................................12
七排气槽的设计..................................................12
八脱模推出机构的设计............................................13
1.推出方式的确定...............................................13
2.脱模力的计算.................................................13
3.校核推出机构作用在塑件上的单位压力...........................13
九冷却系统的设计（冷却介质）...................................13
1.冷却介质....................................................13
2.冷却系统的简单计算..........................................13
3.凹模嵌件和型芯冷却水道的设计................................14
十导向也定位结构的设计.........................................15
十一总装图和零件图的绘制.........................................15
十二参考文献....................................................15
十三设计小结....................................................16
一塑料课程设计
本设计记为一塑料圆盖，如图1所示
塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷的；
脱模斜度1°
~1°
30′；
未注圆角R2-3,
塑件材料为ABS
，生产为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。
图1
二塑件成型的工艺性分析
1.塑件的分析
（1）外形尺寸
该塑件的厚度3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型，如图1所示。
（2）精度等级
每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有点属于高精度，就按实际公差进行计算。
（3）脱模斜度
ABS属无定型塑料，成型收缩率较小参考表3-1选择该塑件上型芯和凹模的统一斜度为1°
表1-1常用塑件的脱模斜度-
塑料名称
脱模斜度
凹模
型心
聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚
25′~45′
硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜
35′~45′
30′~50′
聚苯乙烯有机玻璃ABS聚甲醛
35′~1°
30′
30′~40′
热固性塑料
25′~40′
20′~50′
2.ABS的质量分析
（1）使用性能
综合性能好，冲击强度，力学强度较高，尺寸稳定，耐化学稳定性，电气性能好，易于成型和机械加工，其表面可镀锘，是和制作一般机械零件，减震零件，传动零件核结构零件。
（2）成型性能
①无定型塑料。
其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种稳定成型方法及成型条件。
②吸湿性好。
水的质量分数应小于0.3％，必须充分干燥，要求表面光择地塑件应要求长时间预热干燥。
③流动性中等。
溢边料0.04mm左右。
④模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置，进料方式。
当推出力过大或机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹。
（3）ABS的主要性能指标（3）ABS的主要性能指标
表1-2ABS的性能指标
密度（g·
cm）
1.02～1.05
屈服强度MPa
50
比体积（cm·
g）
0.86～0.98
拉伸强度MPa
38
吸水率﹪
0.2～0.4
拉伸弹性模量MPa
1.4×
10
熔点℃
130～160
抗弯强度MPa
80
计算收缩率%
0.3～0.8
拉压强度MPa
53
比热容[J·
（kg·
℃）
1470
弯曲弹性模量MPa
3.ABS注射成型过程及工艺参数
（1）注射成型过程
①成行前准备。
对ABS的色泽粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。
②注射过程。
塑件在注射机料筒内经过加热塑化带到流到状态后，由模具的教主系统进入模具型腔成型。
其过程可分为冲模压实保压倒流和冷却5个过程。
③塑件的后处理。
处理的介质为空气和水，处理温度为60~75℃，处理时间为16~20s
（2）注射工艺参数
①注射机：
螺杆式，螺杆转速为30rmin
②料筒温度（℃）：
后段150~170；
中段165~180；
前段180~200。
③喷嘴温度（℃）：
170~180。
④模具温度（℃）：
50~80。
⑤注射压力（Mpa）：
60~100。
⑥成型时间（s）：
30（注射时间取1.4，冷却时间20.6，辅助时间8）。
三拟定模具的结构形式
1.分型面位定置的确
通过对塑件结构的形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的低平面上，其位置如下图2
图2
2.行腔数量和排列方式的确定
（1）型腔数量的确定
该塑件的精度要求一般在2~3级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。
同时，考虑到塑件尺寸模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。
（2）型腔排列形式的确定
多型腔模具尽可能采用平衡式排列位置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。
由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如图3
图3
（3）模具结构形式的确定
从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，呈直线对称排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出机形式。
浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。
因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板支撑板和脱模板。
由以上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。
3注射机型号的确定
（1）.注射量的计算
通过三维软件设计分析计算得
塑件体积V塑=51.68cm3
塑件质量m塑=ρV塑=34.105×
1.02=52.7g
式中，ρ参考表3-2,可取1.02gcm3
（2）浇注系统凝料体积的初步估算
浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。
由于本次采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件的体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为
V总=V塑（1+0.2）×
2=34.105×
1.2×
2cm3=124.032cm3
（3）选择注射机
根据第二步计算得出的注入模具型腔的塑件总体积V总=124.032cm2，以公式（V公=V总0.8）则有V总=81.850.8cm3=155.04cm3。
根据以上的计算，初步选定注射量为160cm3，注射机型号为J54-S卧式注射机，其主要技术参数见表1-3
表1-3注射机主要技术参数
标称注射模㎝
200~400
注射行程式mm
325
螺杆（柱射）直径mm
55
最大模具厚度mm
406
注射压力MPa
150
最小模具厚度mm
165
螺杆转速（r·
min）
105
模具最大行程mm
260
电动机功率kw
11
定位圈尺寸mm
125
喷嘴球半径mm
12
合模力kN
2540
喷嘴口直径mm
3
拉杆内间距mm
345×
345
最大成形面积cm3
360
注射方式
螺杆式
合模方式
液压-机械
推出形式（两侧推出中心距mm）
两侧推出（230）
（4）注射机的相关参数的校核
①注射压力校核。
查表3-4（塑料模设计指导书P28）可知，ABS所需注射压力为80~110MPa，这里取P0=100MPa,该注射机的公称注射压力P公=150MPa，注射压力安全系数K1=1.25~1.4,这里取K1=1.3则
K1P0=1.3×
100=130<
P公
所以，注射机注射压力合格。
②锁模力效核。
a．塑件在分型面上的投影面积A塑，则
A塑=4π×
（95²
-4*10²
-25²
）=6280mm2
b.浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，可以按照多型腔模的统计分析来确定。
A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2~0.5倍。
由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些这里取A浇=0.2A塑
c．塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则
A总=n（A塑+A浇）=2×
6280mm2=15072mm2
d.模具型腔内的胀型力F胀，则
F胀=A总P模=15072×
35N=527520N=527.52kN
式中，P模是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25-40MPa。
对于黏度较大且精度较高的塑件制品应取较大值。
ABS属中等黏度塑料及有精度要求的塑件，故P模取35MPa
查上表1-3可得该注射机的公称锁模力F锁=900KN，锁模力安全系数为K2=1.1~1.2，这里取k2=1.2，则
K2F胀=1.2×
527.52KN=633.024KN<
F锁
所以，注射机锁模力合格。
对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。
四浇注系统的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道成型腔中。
主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。
另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常用设计成可拆卸更换的浇口套。
1.主流道的设计
（1）主流道尺寸
主流道的长度：
中型模具L主应尽量小于80mm,本次设计中初取73mm进行设计。
主流道小端直径：
d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm=（3+0.5）mm
=3.5mm.
主流道大端直径：
d’=d=2L主tanɑ≈7mm.试中ɑ=4°
.
④主流道球面半径：
SR0=注射机喷嘴球头半径=（1~2）mm+12mm=14mm.
⑤球面的配合高度：
=（3.5+1.75）2mm=2.625mm
（4）主流道浇口套形式
主流道衬套为标准件可选购。
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。
对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成为一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。
同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理。
设计中常采用碳素工具钢（T8A或T1OA）,热处理淬火便面硬度为50-55HRC，如图4所示
图4
2分流道设计
（1）分流道的布置形式
在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。
（2）分流道的长度
由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小些。
单边分流道长度L分取70mm如图3所示
（3）分流道的当量直径
因为该塑件的质量
m塑=ρV塑=1.02×
51.68g=52.7g<
200g
根据公式求的，分流道的当量直径为
D分=0.2654m塑L分=0.2654×
×
4=4.7mm
（4）分流道的截面形状
常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形。
六角形等，为了便于加工个和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。
本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。
（5）分流道截面尺寸
如图5所示。
图5
（6）凝料体积
①分流道的长度
L分=35×
2=70mm
②分流道的截面积
A分=πr2=（5+4）×
3.52=15.75mm2
③凝料体积
V分=L分A分=70×
15.75mm3=1102.5mm3=1.1cm3
（7）校核剪切速率
①确定注射时间：
查下表，可取t=2.0s
②计算分流道体积流量
q分==（1.1+51.68）1.6=33cm3
③由公式可得剪切速率为
r分=（3.3×
33×
103）3.14（3.53）3s-1=6.47×
103s-1
该分流道的剪切速率出与浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5×
~5×
s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格
（8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度
分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25-2.2um即可，此处Ra1.6um。
另外，其脱模斜度一般在5o-10o度之间，这里取8o。
3浇口设计
该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。
其截面形状简单，易于加工，便于试模修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料，浇口正对塑件轮毂。
（1）点浇口尺寸的确定
1算侧浇口的深度。
依据侧浇口的深度h计算公式为
=0.7
在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修磨处理，并根据下表3-7（表3-7见塑料模设计指导P33）中推荐的ABS侧浇口的厚度1.2-1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm
②计算侧点浇口的宽度。
依据侧浇口的宽度B计算公式为
B==2.99mm≈3mm
式中n——塑料成型系数，对于ABS其n=0.7
A——凹模的内表面积（约等于塑件外表面积）
③计算侧浇口的长度。
侧浇口的长度L浇一般选用0.7-2.5mm，这里取L浇=0.7mm
（2）侧浇口剪切速率的校核
①计算浇口的当量半径。
由面积相等可得πR浇2=Bh,由此矩形浇口的当量半径R浇=（Bhπ）12
②校核浇口的剪切速率
a．确定注射时间：
查表，可取t=2.0s
b．计算浇口的体积流量
q浇==cm3s=3.23×
104mm3s
c.计算浇口的剪切速率：
由下面公式可得
r浇=3.3qvπRn3=3.3q浇[π（Bhπ）32]=2.46×
104s-1
形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×
103～5×
104s-1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。
4.校核主流道的剪切速率
求出塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径之后，对主流道熔体的剪切速率进行校核。
（1）计算主流道的体积流量
q主=（V主+V分+nV分）t=66cm3s
（2）计算主流道的剪切速率
r主=3.3ｑ主πR3主=3.4×
主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。
5冷料穴的设计与计算
冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是收集熔体的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的便面质量。
本设计仅有主流道冷料穴。
由于塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。
开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。
五成型零件的结构设计及计算
1成型零件的结构设计
（1）凹模的结构设计
凹模是成型制品外表面的成型零件。
按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式4种根据对宿建德结构分析，本设计采用整体嵌入式凹模，如图6所示
（2）凸模的结构设计（型芯）
涂抹时成型零件内表面的成型零件，通常可以分为组合式和整体式两种类型，通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有一个：
即成型零件内表面的大型芯，如图7示因塑件包紧力较大，所以设在动模部分；
2成型零件钢材的选用
根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有总够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。
又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20，成型零件外援筒的大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV.
3成型零件工作尺寸计算
采用下表平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。
A凹模径向尺寸的计算
塑件外部径向的转换：
ls1=95+0.22-0.20=95.220-0.42mm,制造公差为△1=0.42mm，
Ls2=91+0.22-0.22=91.220-0.44mm,制造公差为△2=0.44mm，查表得，该塑件的收缩率为0.3%~0.8%，得其平均收缩率Scp=（0.3%+0.8%）2=0.55%。
Lm1=[（1+Scp）ls1-x1△1]+&
0
=[（1+0.0055）×
95.22-0.6×
0.42]+0.4260=ls1=mm
Lm2=[（1+Scp）ls2-x1△1]+&
91.22-0.6×
0.44]+0.4460
=91.46+0.0730mm
式中x为系数，查表得x一般在0.5~0.8之间，此处取X=0.6；
△为塑件上相应的尺寸公差；
&
为塑件上相应尺寸的制造公差，对于中小型塑件取&
z=16△（下同）。
B凹模深度尺寸的计算
塑件高度方向尺寸的转换：
塑件高度的最大尺寸Hs=35+0.12-0.10=35.120-0.22；
制造公差△1=0.22mm，
Hm1=[（1+Scp）=（0.5）43×
36.16=14
故动模垫板可按标准厚度取50mm。
根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为119×
119mm，有考虑凹模的最小壁厚，导柱，导套的布局等，可以确定选用W×
L=400×
500mm的模架。
模架结构为A4型.
1各模板尺寸的确定
（1）定模型腔板：
塑件高度为35mm，凹模嵌件深度为50mm，所以定模型腔板取50mm。
（2）型芯固定板：
按模架标准，板厚取40mm。
（3）垫块的高度：
垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（5~10）=40+32+20+（5~10）=（97~102）mm,初步选定C为100
经上述尺寸的计算，模架尺寸已确定为板面400×
500mm，其外形尺寸：
长×
宽×
高=500×
400×
336mm。
如图8所示
图8所选A4型模架结构
2.模架各尺寸的校核
（1）模具平面尺寸345×
345mm<
500mm（拉杆间距），校核合格。
（2）模具的高度尺寸为336mm，因为165mm（模板最小厚度）<
336m
升级会员 