矩形盖材料为晴丁二烯苯乙烯ABS塑料制品的注塑模设计.docx
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矩形盖材料为晴丁二烯苯乙烯ABS塑料制品的注塑模设计
《塑料成型工艺与模具设计》课程设计
注射模具设计说明书
姓名：
陈滔
所在院系：
机电工程学院
所学专业：
模具设计与制造
专业班级：
模具0901班
学号：
200914200212
指导老师：
郑英
成绩：
湖南交通职业技术学院
2011年6月
设计任务书
1课程设计的任务与内容
1、设计任务
矩形盖材料为晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料制品的注塑模设计。
2、设计依据
根据塑料制品课程设计的产品进行注射模具设计
3、设计内容
（1）绘出产品图（用
图纸）
（2）模具设计
绘出模具总装图（用
图纸）；
型腔、型芯图（用
图纸）；
模具其余各零件图绘在说明书内容的相应位置中。
（3）编写出设计说明书
2时间与进度安排
课程设计在2011年6月13日——28日内完成，设计进度大体安排如下：
6月13——19日：
完成产品图设计及模具设计的有关计算；
6月19——25日：
完成模具设计；
2011年6月28日交设计资料。
3设计要求
（1）设计内容完整合理，文理通顺，层次分明。
（2）参数选取恰当，数据准确无误。
（3）论理论据充分，资料来源可靠。
（4）图纸试图正确，图面整洁规范。
（5）按时完成任务。
目录
设计任务书2
1课程设计的任务与内容2
2时间与进度安排2
3设计要求2
前言4
第一章模具工艺规程的编制5
1塑件的原材料分析5
1.1塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析5
1.2注塑模工艺6
第二章注射机的选择7
1脱模力计算7
2注射机选择7
第三章塑料在模具中的位置8
1型腔数量及排列方式8
1.1计算产品体积8
1.2脱模力计算8
1.3型腔数量的确定8
2分型面的设计9
第四章浇注系统与排溢系统的设计10
1主流道的设计10
1.1主流道的形式和尺寸如图四10
1.2主浇道的体积计算10
2浇口的设计11
3排溢系统设置11
第五章成型零件设计12
1成型零件的结构设计12
1.1凹模结构设计12
1.2凸模结构设计12
2成型零件工作尺寸的计算13
2.1型腔径向尺寸计算13
2.2型芯径向尺寸计算13
2.3型腔深度尺寸计算14
2.4型芯高度尺寸计算14
第六章合模导向机构的设计15
第七章推出机构和开模行程的设计16
1选择推出机构的原则16
2推件板设计的要点16
3开模行程与推出机构的校核17
4浇注系统凝料脱模机构18
第八章塑料成型工艺卡片19
后记20
参考文献21
前言
本说明书为注射塑料模具课程设计编写的说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。
本说明书的内容包括：
目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。
编写本说明书时，参考了《塑料成型工艺与模具设计》、《塑料注射模具实用手册》、《机械设计手册》；力求符合设计步骤，说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。
近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。
注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。
本次课程设计的主要任务是塑料件模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产圆盖塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对该塑料件的具体结构，通过此次设计，使我对斜滑块抽芯结构、浇口的设计、分型面的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、侧抽机构）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。
第一章模具工艺规程的编制
图一
1塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料。
从使用性能上看，该塑件具有高强度，良好的耐水、耐油性，其介电性能与温度和频率无关，使优良的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料具有很好的加工性，成型容易，收缩率较小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性较大，易使成型后制件上产生气泡，银丝、斑纹等缺陷，因此应注意注塑前对原料的干燥。
另外，在成型时应采用较高的成型温度和注射压力，以提高熔料的流动性，减小收缩率。
1.1塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析
1.1.1结构分析：
从零件图一上分析，该零件总体形状为矩形，在前侧和右侧分别有矩形孔和半圆孔，且孔都在边缘，其厚度为3mm，所以不需要抽芯。
1.1.2尺寸精度分析：
该零件各个尺寸均为MT7，精度不高，对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证。
1.2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1~6mm，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。
PP材料完全可以使用热流道系统。
成型时间：
注射时间20s~60s
高压时间0s~3s
冷却时间20s~90s
总周期50s~160s
综上分析，可以看出，注塑时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。
第二章注射机的选择
1脱模力计算
A=2×15×74+2×15×44+2×54×8+2×8×24
=4788+12∏×3-25×6-×
=49
=90（N）
2注射机选择
根据注射机的注射压力/Mpa
采用立式注射机，其优点是占地面积小，安装和拆卸模具方便。
缺点是重心高，加料较困难，推出的塑料要人工取出，不易实线自动化生产。
因为最大注射量在60g以下，所以本模具采用XS-S-60的型号。
该注射机的基本数据如图二
注射机XS-Z-60
额定注射量/
60
合模力/KN
500
合模方式
液压-机械
螺旋直径/mm
38
最大成型面积/
130
液压泵流量，压力
70、12、6.5
注射压力/Mpa
122
最大开（合）模行程/mm
180
电动机功率/kW
11
注射行程/mm
170
模具最大厚度/mm
200
螺杆驱动功率/kW
注射时间/s
2.9
模具最小厚度/mm
70
加热功率/kW
2.7
螺旋转数/rmin
动定模固定板尺寸/mm
330
440
机器外形尺寸/mm
注射方式
柱塞式
拉杆空间/mm
190
300
图二
第三章塑料在模具中的位置
1型腔数量及排列方式
1.1计算产品体积
V=（15×80×50+8×55×30）－（12×74×44+5×49×24）=28248
=1.05×
g/
M=
1.2脱模力计算
A=2×15×74+2×15×44+2×54×8+2×8×24
=4788+12∏×3-25×6-×
=49
=90（N）
1.3型腔数量的确定
按注射机的最大注射量确定型腔数量n
=
=1.6548
所以该模具的型腔数量为一个，既一腔只能注射一个模具
2分型面的设计
图三
由该零件的形状可知，改零件可以采用多种方式的分型面。
选其中的几种做为参考并分析，如图三
2.1若选择C-C为分型面，因为该零件右侧面有一个半圆的孔，所以如果选择该处分型，则模具要在正面这个矩形方孔处设抽芯机构，加大了模具的复杂性。
所以在C-C处分型不合适
2.2若选择A-A为分型面，由该零件的形状，是一个3mm的薄壁零件，且下面的尺寸大于上面。
如果选择A-A为分型面，则要采用双分型。
这样就加大了模具的复杂程度。
所以也不是最好的选择
2.3若选择B-B为分型面，则分型方式简单，并模具的结构也简单。
所以采用B-B为分型面。
第四章浇注系统与排溢系统的设计
1主流道的设计
1.1主流道的形式和尺寸如图四
图四
1.2主浇道的体积计算
=72
2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。
常用的浇口形式有：
侧浇口，直接浇口，扇形浇口，轮辐浇口等等根据该零件的与模具的关系。
因此，本模具的浇口形式如图五
，
图五
3排溢系统设置
根据该零件材料的特性（ABS），因此只需在分型面上开设深度为0.03mm的排气槽即可。
如图六
图六
第五章成型零件设计
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
1.1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方法而变化。
由于本次设计的零件形状对凹模的加工难度较高，采用整体式比较困难。
相反，若采用组合式凹模就能大大降低凹模加工的难度。
其结构形式如图七
图七
1.2凸模结构设计
图八
考虑本次模具零件对凸模的要求，本工序采用的是整体是凸模。
其结构形式如图八
2成型零件工作尺寸的计算
成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。
2.1型腔径向尺寸计算
=79.40
mm
2.2型芯径向尺寸计算
2.3型腔深度尺寸计算
其中x=1/2~1/3,当塑件尺寸打，精度要求低时取最小值；反之取最大值。
2.4型芯高度尺寸计算
第六章合模导向机构的设计
因为该零件所涉及的模具没有抽芯机构，而模具有属于中小型模具。
所以本模具只需要用导柱、导套来保证模具的定位和导向作用。
且只要用两个导柱、导套
其导柱、导套的机构形式，及其配合样式如图九
图九
第七章推出机构和开模行程的设计
1选择推出机构的原则
1要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。
2正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。
3推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。
4推出机构应结构简单，动作可靠（即：
推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。
5推出机构主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向与复位部件等组成。
2推件板设计的要点
1、推件板与型芯应呈3°~10°的推面配合，以减少远动摩擦，并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板与型芯侧壁之间应有0.20~0.25mm的间隙，以防止两者间的擦伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准，塑料的最大溢料间隙可查表，推件板与型芯相配合的表面粗糙度可以取Ra0.8~0.4μm。
2、推件板可用经调质处理的45钢制造，对要求比较高的模具，也可以采用T8或T10等材料，并淬硬到53~55HRC，有时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。
3、当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时，应在型芯上增设一个进气装置，以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空。
4、推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为保护模具的2~3mm空隙。
本副模具的推出机构主要参数，及其形状样式如图十
图十
3开模行程与推出机构的校核
对单分型面注射模，开模行程为：
S机
H=H1+H2+a+（5~10）mm
式中，H1——为塑件推出距离
H2——包括浇注系统在内的塑件高度
S机——注射机移动板最大的行程
H——所需开模行程
a——中间板与定模分开距离
其开模行程H应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离S0减去模具厚度H1，即，H
S0-H1
对于单分型面注射模
H
S0-
4浇注系统凝料脱模机构
流道凝料的脱模方式，这里采用三板式脱模，点浇口时料的浇注系统能够利用开模动作实现塑件与流道凝料的自动分离，同时利用塑件对凸模的包紧力将塑件与流道凝料拉断。
第八章塑料成型工艺卡片
塑料成型工艺卡片
资料编号
车间
共页
第页
零件名称
材料牌号
ABS
设备型号
Xs-zy-250
装配图号
材料定额
每模件数
6
零件图号
27
单件重量
18g
工装号
零件草图
材料干燥
设备
温度/℃
时间/℃
料筒温度/℃
后段/℃
200-210
中段/℃
210-230
前段/℃
200-210
喷嘴/℃
180-190
模具温度/℃
50-70
时间
注射/s
3-5
保压/s
15-30
冷却/s
15-30
压力
注射压力/MPa
70-90
背压/MPa
50-70
后处理
温度
时间定额
辅助/min
时间
单件/min
检验
编制
校对
审核
组长
车间主任
检验组长
主管工程师
后记
通过本次课程设计，使我基本熟悉了塑料模具设计的流程。
以及在模具具体结构的设计中应该注意的问题，在确定的一个具体结构时，要充分考虑其加工与装配等问题。
在设计本模具的具体结构时，要考虑侧向抽芯结构；由工件的特点采用斜滑块侧向抽芯结构可以使模具结构比较简单。
在计算相关参数时，查阅了大量的资料，力求每一个数据都有出处。
但由于水平所限，有些数据比较朦胧，比如模板厚度、推杆大小的选择,在确定其厚度的过程中,没能按公式计算出来,只是按照书上的经验或者自己的意识来选取;浇道的设计可能也有些不是很合理;还有就是模温的控制方面不足等。
在这次课程设计的过程中郑英老师给了我很大的帮助，在此深表感谢！
总的来说通过本次课程设计还是收益匪浅。
首先，我对模具基本设计步骤以及相关参数的选用、计算及校核有了进一步的加深；其次，本次设计是对我们前面所学的知识的一次巩固与复习过程，使我们对以前所学知识有了更深一步的认识及运用；最后，本次课程设计为我们以后走上工作岗位，对设计工作打下了一定的基础。
参考文献
[1]屈华昌主编 《塑料成型工艺及模具设计》机械工业出版社2007,2
[2]宋王恒主编 《塑料注射模具实用手册》航空工业出版社1994
[3]邓明主编 实用模具设计简明手册 机械工业出版社
[4]阎亚林主编 塑料模具图册 高等教育出版社
[5]《塑料模设计手册》编写组 塑料模设计手册 机械工业出版社
[6]俞芙芳主编 新编简明塑料模实用手册 福建科学技术出版社
[7]章飞主编 型腔模具设计与制造 化学工业出版社
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