注塑模论文.docx

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注塑模论文

音乐盒

塑料模具设计

班级材料091班

学号18号

姓名石安红

老师蔡薇

音乐盒注塑模设计

1注塑设备的选择

1.1【估算塑件体积】

估算塑件体积和质量：

该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，计算其平均密度为1.135g/cm3，平均收缩率为0.55﹪。

另预置浇道凝料为2cm3因此估算塑件体积为9cm3。

2.2【选择注射机】

根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为SZ-40/25.

注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量：

40cm3

注塑压力：

200/Mpa

注塑速率：

50（g/s）

塑化能力：

20（Kg/h）

锁模力：

2500KN

注塑机拉行间距：

250×250mm

顶出行程：

55mm

最小模厚：

130mm

最大模厚：

220mm

模板行程：

230mm

注塑机定位孔直径：

55mm

喷嘴球半径：

SR10

2.3【模架的选定】

根据塑件选定模架为：

S2030—B—I—35—35—70。

见图3.1：

图3.1塑件的模架

2.4【最大注射压力的校核】

音乐盒的原料为ABS，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为200MPa，所以注射压力符合要求。

3.4.1最大注塑量的校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。

所以选用的注塑机最大注塑量应满足：

0.8V机≥V塑＋V浇

式中V机————注塑机的最大注塑量，40cm3

V塑————塑件的体积，该产品V塑＝18cm3

V浇————浇注系统体积，该产品V浇＝2cm3

故V机≥（18+4）cm3

2.4.2锁模力校核

F锁﹥pA

式中p————熔融型料在型腔内的压力，该产品

A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=4641mm3

F锁————注塑机的额定锁模力。

故F锁＞pA=200Mpa×4641mm3

选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。

2.4.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

A模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适

模具长×模具宽<拉杆面积

B模具闭合高度校核

满足条件

3塑料件的工艺尺寸的计算

 所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。

（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。

由于音乐盒的后盖须与前盖配合，所以只有音乐盒后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有音乐盒后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。

因ABS的成型收缩率为0.4～0.7%,所以平均收缩率取S=0.5%

3.1[型腔的径向尺寸]

（LM）0+δ=[（1+S）Ls-（0.5～0.75）△]0+δ=[1.008×Ls-0.75△]0+δ

其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。

塑件公差△为负偏差，S为塑料的平均收缩率，δz为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：

3.2[型芯的计算]

3.2.1芯径向尺寸的计算：

LM=[（1+S）Ls+3/4△]-Ó0

其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得：

3.2.2型芯高度尺寸的计算：

HM=[（1+S）Hs+3/4△]-Ó0,按六级精度制造

Hs=15mm经计算得：

HM=15.4870-0.13mm;

3.3[模具型腔壁厚的计算]

如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。

成型零件材料选择。

为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。

必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。

可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。

HRC≥55。

可以去型腔壁厚为：

0.20L+17=33。

4浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。

在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：

（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。

（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。

（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：

尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。

（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各丢型腔璄深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。

（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。

（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

4.1【主流道设计】

主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模懶主流道凝料又能頺利拉出来，主流道的尺寸直接坱响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。

主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。

塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。

采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。

主流道的设计要点如下：

（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。

（2）主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm.

（3）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。

（1）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+（1～2）,其小端直径D=d+（0.5～1）,凹坑深度常取3～4mm。

在此模具中取r2=11～12mm。

（2）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。

同时因该闹钟后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。

4.2【冷料井设计】

冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。

冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。

基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。

拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。

利用球头形的拉料杆配合冷料井。

4.3【分流道设计】

分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。

分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。

但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。

4.3.1分流道设计要点：

（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。

（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。

对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。

（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。

（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。

4.3.2分流道的长度

分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。

4.3.3分流道的断面

分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。

因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5（查表4-2），部分塑件常用断面尺寸推荐范围。

分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。

分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的份流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。

同时它的效果与S浇注系统有同样的效果，有利于补塑。

4.3.4分流道的布局

在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。

它要求各对应部位的尺寸相等。

这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。

而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。

4.4【浇口选择】

浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。

其主要作用是：

（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。

（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。

浇口截面积约为分流道截面积的0.03～0.09，浇口的长度约为0.5mm～2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。

当塑料熔体通过浇勣时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。

但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缡困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。

浇口位置的选择：

（4）浇䏣位置的设置Ẕ减少或避免生成熔接畕。

熐接痕是充型时前端讃冷的料流嘨型腔中的对接部位，它瘄存在䴚降低塑件的强度，所以设置䵇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕瘄机会很多。

流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。

对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度佊会形成明显的接缝＄如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。

为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。

筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。

（5）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。

因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。

分流道与浇口的连接。

在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于音乐盒的侧内壁与音乐盒芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配。

浇口套见图5.1：

图5.1浇口套

5分型面的选择与排气系统的设计

5.1【分型面的选择】

塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须