塑料模具设计完整题文档格式.docx
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工作量
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工作量由组长决定，成员1成绩=总成绩×
第一章塑件的工艺分析
1.1任务要求
1.2原料ABS的成型特性和工艺参数
1.3塑件的结构工艺性
第二章注射设备的选择
2.1注射成型工艺条件
2.2选择注射机
第三章型腔布局与分型面的选择
3.1塑件的布局
3.2分型面的选择
第四章浇注系统的设计
4.1主流道和定位圈的设计
4.2分流道设计
4.3浇口的设计
4.4冷料穴的设计
4.5排气系统的分析
第五章要紧零部件的设计计算
5.1型芯、型腔结构的确信
5.2成型零件的成型尺寸
第六章成型设备的校核
6.一、注射成型机注射压力校核
6.二、注射量的校核
6.3、锁模力的校核
第一章塑件的工艺分析
1.2原料PE的成型特性和工艺参数
大体特性：
聚乙烯材料是塑料工业中产量最大的品种。
按聚合时采纳的压力不同可分为高压、中压、低压三种。
聚乙烯无毒、无味、呈乳白色，密度为0.91-0.96克/立方厘米,为结晶型塑料。
聚乙烯有必然的机械强度，但与其他塑料相较其机械强度低，表面硬度差。
聚乙烯的绝缘性能优良，常温下聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸，和各类浓度的碱、盐溶液。
聚乙烯耐水性专门好，长期接触水，其性能可维持不变。
聚乙烯的透水性能差，而透氧气、二氧化碳和许多有机物质蒸气的性能好。
聚乙烯在热、光、氧气的作用下会发生老化而变脆。
聚乙烯耐寒，在-60度时仍有较好的力学性能，-70度时仍有必然的柔软性。
要紧用途：
低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳，和能承载力不高的零件，如齿轮、轴承等，高压聚乙烯经常使用于制作塑料薄膜、生活用保鲜膜、保鲜袋、食物盒、塑料瓶，和电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。
成型特点：
聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩率不同较大。
注射方向的收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，容易产生缩孔。
成型时冷却速度慢，必需充分冷却，且要均匀冷却。
由于质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。
由设计任务书可知该塑件产量为大量量生产，塑件材料为PE。
综合分析，该塑件可采纳注射成型加工，考虑采纳一模多腔、快速脱模和成型周期不太长的模具，同时模具造价要适当操纵。
在注射成型生产时，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求，只要工艺参数操纵适当，该塑件比较容易成型的。
该塑件尺寸精度无特殊要求，尺寸均为自由尺寸，查《塑料成型工艺与模具设计》表6-1，选MT5，要紧尺寸公差见下表
外形尺寸
内部尺寸
中心距尺寸100±
0.540±
0.28
该塑件为外盖，那么表面要求滑腻，表面粗糙度可取Ra=0.6um,。
塑件内表面粗糙度可取Ra=3.2um。
1.3塑件的结构工艺分析
（1）由图可知，该塑件结构简单不必设置侧向分型与抽芯机构，壁厚均匀，圆角过度，符合最小壁厚要求。
（2）为顺利与脱模，脱模斜度设为30´
。
第二章注射设备的选择
2.1注射成型工艺条件
通过软件三维造型得盒盖的体积为174.7cm³
，依照《简明模具手册》可查出PE的密度为0.935g/cm³
，那么塑件的质量W=Vρ=163g。
依照塑件本身的几何形状及生产批量确信型腔数量塑件结构简单，生产批量大，为了提高生产效率采纳一模两腔的模具结构型腔平稳布置在型腔板双侧。
2.2选择注射机
由于塑件采纳注射成型工艺，利用一模两腔的散布方式，那么可计算出一次注射成型进程中所用的塑料量W=2W+W
=2×
163g×
（1+40%）=456.4g
依照一次注射量分析，和考虑塑料的品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素,查《简明塑料模具设计手册》表3-4，初选XS—ZY—125型塑料成型注射机，注射机要紧技术参数如下表4
SYS-30型注射成型机的主要技术参数
主要技术参数项目
技术参数值
最大注射量/g
60
注射压力/MP
122
锁模力/KN
500
模具最大厚度/mm
200
模具最小厚度/mm
70
最大开模行程/mm
180
喷嘴球半径/mm
12
喷嘴孔直径/mm
Φ4.0
定位圈直径/mm
55
第三章型腔布局与分型面设计
3.1塑件在型腔中的布局
在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使得模具型腔对称、均衡、取件方便。
由于，该塑件结构简单，无需测分型，那么采纳左右对称散布在模板双侧，如下图
图2塑件的型腔散布
3.2分型面的选择
不论塑件的结构如何，采纳何种设计方式都必需第一确信分型面，模具结构专门大程度上取决于分型面的选择。
为保证塑件能顺利分型，主分型面应第一考虑选择在塑件的外形的最大轮廓处。
该塑件为塑料壳，外形表面质量要求较高。
在选择分型面时，依照分型面的选择原那么，考虑不阻碍塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧，便于掏出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图
图3塑件的分型面
浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等四个部份组成。
考虑到塑件的外观要求高，外表面不许诺有成型斑点和熔接痕，和一模两腔的布置，PE对剪切速度较为灵敏等情形，浇口采纳方便加工修整、凝料去除容易且可不能在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采纳单分型面结构两板模，模具制造本钱比较容易操纵在合理的范围，浇注系统设计如下图
图4浇注系统
图5浇口套定位圈
主流道是熔料注入模具最先通过的一段流道，直接阻碍到填充时刻及流动速度。
主流道过小，熔料流动进程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失大，但主流道太大会造成塑料损耗大，冷却时刻长，发生旋涡及紊乱，要求机床可塑化能力增大。
那么必需选择适当尺寸的流道。
查《简明塑料模具设计手册》，由体会公式，可计算出主流道是尺寸，如下
主流道与喷嘴的关系为：
SR＝R+（1～2）mm，d＝d+1mm，那么主流道球面半径取SR=12+2=14mm,主流道的小端直径为d=4+1=5mm。
为了便于将疑料从主流道中拔出，将主流道设计出圆锥形，其斜度3～6°
，主流道大段约为D=8mm，为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计R2的圆弧过渡；
为补偿在注射成型机喷嘴冲击力作用下浇口套变形，将浇口套的长度设计得比模板厚度短0.04mm；
浇口套外圆盘轴肩转角半径R宜大一些，取R＝3mm，以避免淬火开裂和应力集中。
定位圈是用来安装模具时作定位用的，查资料取得SYS-30型注射成型机的定位圈直径为55mm；
一样定位圈高出定模座板表面5～10mm。
4.2分流道的设计
分流道是熔料从主流道注入型腔前的过渡部份，其作用是通过流道截面及方向转变使熔料平稳转换流向注入型腔。
分流道是形状及尺寸应知足在相等截面积时其周长为最小的要求，从而可减小熔料散热面积和摩擦阻力。
查《简明塑料模具设计手册》表4-1一、4-12，选择U截面的分流道，只切削加工在一块模板上，加工容易实现，且比表面积不大，热量损失和阻力损失不太大。
查有关体会表格得，PE的分流道推荐直径为5-8mm，据此，该模具的分流道尺寸大小计算设计，如下图
如图6分流道设计
4.3浇口设计
浇口是流道与型腔之间最短的一段距离，能够增加和操纵塑料进入型腔的流速并封锁装填在型腔内的塑料。
依照塑件的外形及外观要求，型腔散布，选用侧浇口方式，从塑件的底部进料，去除凝料时可不能在塑件的外壁留下浇口痕迹，不阻碍塑件的外观。
采纳带Z形头拉料杆的冷料穴如图所示，设置在主流道的结尾，既起到冷料穴的作用，又兼有开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧，稍作侧向移动凝料即可掏出
图7冷料穴的设计
4.5排气系统的设计
型腔内气体的来源，除型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，必需考虑把这些气体顺序排出。
一样来讲，关于结构复杂的模具，事前较难估量发动气阻的准确位置。
因此，往往需要通过试模来确信其位置，然后再开排气槽。
排气槽一样开设在型腔最后被充满的地址。
排气的方式有利用模具零件配合间隙排气和开设排气槽排气。
排气是塑件成型的需要，而引气是塑件脱模的需要。
关于大型深腔壳体类塑件，注射成型后，型腔内气体被排除，塑件表面与型芯表面之间在脱模进程中形成真空，难于脱模。
假设强制脱模，塑件会变形或损坏，因此，必需引入气体，即在塑件与型芯之间引入空气，使塑件顺利脱模。
同时，在分型面处加工几道浅槽，以便排气。
成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接阻碍了制件的质量，因此要求成型
零件有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，应选用优质模具钢制作，还应进行热处置使其具有50～55HRC的硬度。
型腔设计：
型腔采纳整体式型腔，整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，利用中不易发生变形。
型芯设计：
型芯结构设计亦应整体式型芯，能够节省珍贵模具钢，减少加工
5.2成型零件的成型尺寸
该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，查有关手册得PE的收缩率为1.5％～3.0％，故平均收缩率为
Scp＝（1.5％+3.0％）/2＝2.25％。
依照塑件尺寸公差要求，模具制造公差取：
表5
类别
模具零件名称
塑件尺寸/mm
计算公式
型芯或型腔的工作尺寸/mm
型腔的计算
型腔
型芯的计算
型芯
孔距
型孔中心距
100±
0.5
102.25±
0.083
40±
40.9±
0.047
第六章、成型设备的校核
6.一、注射成型机注射压力校核
注射时螺杆施于熔融塑料单位面积上的压力称为注射压力。
设计模具时，成型塑件所
需的实际压力应小于注射成型机所标定的最大注射压力，即
P
>
P
式中P
一—注射成型机的最大注射压力，MPa；
—一成型塑件所需实际注射压力，MPa，PE注射压力值为40-130MPa。
本例中，注射成型机的最大注射压力P
＝130MPa，知足上述公式要求，注射压力足够。
在一个注射成型周期内，注塑模内所需的塑料熔体总量与模具浇注系统的容积和型腔
容积有关，其值用下式汁算
M
式中N——型腔的数量；
m
——单个制品的质量或体积，g或cm
；
——浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积，g或cm
已知，N＝2，m
＝174.7cm
，经估算m
=8.69cm
，那么M
=358.09cm
XS—Z—125注射成型机的额定注射量为m＝630cm
，为了使注射成型进程稳固可
靠，应有
＝（0.1~0.8）m＝63~504cm
因此，该注射成型机的注射量知足模具的要求。
锁模力是指注射成型机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。
注射成型机锁模力
的校核关系式为
F≥kpA
式中F——注射成型机锁模力，N，查表得XS—ZY—125型注射成型机的锁模力为160~2000kN；
A——塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和（浇注系统在分型面上的投影面积按塑件在分型面上投影面积0.2～0.5倍计算），m2，估算得本模具的A＝28.5×
10
p——型腔内熔体的压力，MPa，查表得本塑件的p＝40MPa；
k一一压力损耗系数，一样取1.1～1.2。
计算得
kpA＝
＝
N<
F＝2000kN
故注射成型机的锁模力足够，知足锁模要求。
完成后的模具装配图如以下图所示：
模具总装配图
参考文献：
一、冲压塑料成型工艺与模具技术.[M]袁小江于丹主编.机械工业出版社,2021.10
二、简明塑料模具设计手册[M].北京轻工业出版社，2001
3、汤忠义.有效模具设计与制造基础[M].长沙：
中南大学出版社，2006
4、陈万林.有效塑料注射模设计与制造[M].北京：
机械工业出版社，2005
设计总结：
通过对塑料模具的设计，第一增加我组同窗之间的学习交流机遇，提高同窗之间的团结力。
尽管在设计的进程中碰到了很多设计困难，正是碰到这些问题，咱们查各类书籍资料，一起解决。
最后不仅增强了咱们的自学能力，同时也丰硕咱们的模具设计知识，开阔咱们的眼界。
本次课程设计还有很多不足的地方，希望教师多加指导批评，为咱们以后的设计打下良好的基础。
咱们也会加倍虚心学习，增强合作不断创新，更上一层楼。
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