塑料件5成型模具设计说明.docx
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塑料件5成型模具设计说明
课程设计讲明书
题目塑料件5成型模具设计
学院:
化学化工学院
专业:
高分子材料班级:
0801学号:
200806190134
学生姓名:
谭丽
导师姓名:
张利君孙小刚
完成日期:
2011-5-9——2011-5-15
一.塑件工艺分析······················1
二.成型设备的选择与模塑工艺参数的确定·················2
三模具结构方案及尺寸的确定·····················3
四.注射机有关工艺参数的校核····················10
五.编写工作零件机械加工工艺··············11
六.设计小结·························12
七.参考文献························13
一.塑件工艺分析
1原材料分析
ABS为热塑性塑料,化学稳定性较好,机械强度较好,有一定的耐磨性,但耐热性较差。
ABS吸水性较大,塑件上的脱模斜度易稍大;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力;在正常成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率阻碍较小,总的成型性能专门好。
表1ABS要紧技术指标
密度
吸水率(24h)
收缩率
熔点
抗拉强度
抗弯强度
硬度HB
1.02~1.16
0.2~0.4
0.4~0.7
130~160
50Mpa
80Mpa
9.7R121
2、塑件的结构、精度、质量分析
该塑件为长方形结构壳体零件,腔体深10mm,壁厚2mm,整体尺寸不大不小,成型工艺行较好。
零件上有R0.5、R2、R3、R4为未注公差,按IT14级分不为R0.50+0.25、R20+0.25
R30+0.25、R40+0.25,其余尺寸分不为IT13级或IT14级,精度比较低,成型工艺性较好。
塑件质量没有较高的要求,表面光度Ra1.6um,内部粗糙度为Ra3.2um,凸模拔模斜度1°,成型工艺性较好。
二.成型设备的选择与模塑工艺参数的确定
1、确定制品的成型方法、型腔数。
依照塑件所用材料和批量,成型该零件采纳注射成型方法来成型。
依照塑件外形尺寸(56×20)的大小,取一模两件。
2、计算制品的体积、质量及制品的正面投影面积
塑件体积:
V1=2.88cm3,浇注系统体积V2=0.654cm3。
一次浇注所用塑料总体积V=2.88×2+0.654=6.414cm3。
塑件质量:
查《塑料制品成型及模具设计》ABS的密度取1.1×10-6
塑件的质量M1=2.88×1.1=3.168g
一次浇注所用塑料总的质量M=6414×1.1×10-3=7.0554g
正面投影面积11.2cm2
所需锁模力:
1120×30×2=67.2KN
3、预选注射机的型号
卧房注射机机身低,利于操作和维修;机身因重心较低,故较稳重;成型后的制品可利用其自身自动落下,容易实现全自动操作。
因此选卧房注射机。
每次的实际需要的塑料体积为6.414cm3,初步选用SZ-60/450型注射机,理论注射量为7.8cm3。
4、拟定制品成型工艺参数
注射机类型:
螺杆式
预热和干燥:
温度(℃)80~85时刻(h)2~3
料筒温度(℃):
前端:
180~200中断:
165~180后段:
150~170喷嘴温度(℃):
170~180
模具温度(℃):
50~80
注射压力(Mpa):
60~100
成型时刻(S):
注射时刻:
20~90高压时刻:
0~5
冷却时刻:
20~120总周期:
50~220
螺杆转速:
30(r/min)
三.模具结构方案及尺寸的确定
1、选择制品发的分型面
分型面的形式和位置会阻碍到模具加工、排气、脱模、塑料的表面质量及工艺操作。
选择分型面时一般应遵循一下几项原则:
(1)分型面应选在塑料外形最大轮廓处。
(2)便于塑料顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。
(3)保证塑件的精度要求。
(4)满足塑件的外观质量要求。
(5)便于模具加工制造。
(6)应合理安排塑件在型腔中的位置。
(7)有利于排气。
2、型腔布置
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因素,定位一模两腔。
由于选择的是一模两腔,故采纳直线对称排列。
3、浇注系统
一般浇注系统一般有直流道、浇口、冷料穴四部分组成。
再设计浇注系统时应考虑到塑件质量、塑件大小及形状,壁厚,技术要求等因素、型腔布局设计。
另外还有考虑去除、修整进料口方便,同时不阻碍塑件外表美观、防止喷嘴端部的冷料注入型腔阻碍塑件质量、注射机安装模板的大小等等。
主流道:
注射机的喷嘴直径为4mm,注射机的喷嘴头球半径为20mm。
主流道衬套的球面半径应比注射机的喷嘴头球面半径大1~2mm,主流道小端直径应该比注射机的喷嘴直径为5mm。
流道为圆锥形,其锥度为3°。
分流道:
分流道取半圆形,D=6mm。
浇口:
采纳侧浇口,从塑件上端两边圆形孔进料。
冷料穴:
采纳到锥头形拉料杆和冷料穴。
4、溢流、排气系统的设计
依照该制品的形状与浇注系统,不设溢流槽。
利用型芯与固定板和分型面的间隙进行排气。
5、选择脱模方式
该模具的型芯在动模一侧,开模后塑件包紧型芯留在动模一侧,依照塑件壳体的特点,采纳推板退出形式。
如此退出平稳,有效地保证了塑件退出后的质量,模具结构也比较的简单。
设置六根Φ6的推杆推出板,中间一根Φ7的拉料杆。
脱模行程大于10mm。
脱模力F=p*A*cosa*(f-tana)/(1+fsinacosa)=10*5502.76*2*cos1(0.5-tan1)/(1+0.5sin1cos1)=52.7KN
式中p=10MpaA=2*(10*37-2π*2)*10+2*12*1+π*5*2*3+π*9*2*2=5502.76f=0.5
6、成型零件工件尺寸的计算
参考《塑件制品成型及模具设计》(材料的收缩率=0.6%)得:
该塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收缩率方法计算。
1.型腔或型芯的径向尺寸计算
型腔的径向尺寸:
1M=[1s(1+s)+3/4Δ]-δz0
型芯的高度尺寸计算:
hM=[1s(1+s)+2/3Δ]-δz
型腔的径向尺寸计算:
LM=[1s(1+s)-3/4Δ]-δz
型腔的高度尺寸计算HM=[hs(1+s)-2/3Δ]-δz
中心距尺寸:
LM=[1s(1+s)]+-δz
式中Ls、Hs、1s、hs为名义尺寸Δ为塑件的公差
δz=1/3~1/4Δ为模具的制造公差
(1)型芯径向尺寸有170+0.52、370+0.62、100+0.36,高度尺寸有100+0.36
lM1=[17*(1+0.006)+0.75*0.52]0-0.13=2.20-0.13
lM2=[37*(1+0.006)+0.75*0.62]0-0.16=37.650-0.16
lM3=[10*(1+0.006)+0.75*0.36]0-0.12=10.350-0.12
hM=[10*(1+0.006)+2/3*0.36]0-0.1=10.330-0.1
(2)型芯径向尺寸有200-0.62、560-0.62,高度尺寸有100-3.6
Lm1=[20*(1+0.006)-0.75*0.52]0.130=19.770.130
Lm2=[56*(1+0.006)-0.75*0.62]0.160=55.880160
hM=[10*(1+0.006)-2/3*0.36]0.10=9.820.10
7、模具要紧零件的结构和尺寸设计
1.型芯和型腔板的结构和尺寸确定
依照对塑件的结构分析,本设计中采纳整体式型芯,型腔板(定模板)采纳整体式,型腔壁厚,参考《塑件制品成型及模具设计》得:
表2型腔壁厚预算
侧壁厚度
底板厚度
按刚性条件计算
按强度条件计算
按刚性条件计算
按强度条件计算
S(cph4/E[δ])1/3
S≥[3h²p(1+wa)/[δ]]1/2
hs≥(ClpL4/E[δ])1/3
hs≥L2[p/2[δ](1+β)]1/2
S≥0.56mm
S≥6.6mm
hs≥2.1mm
hs≥3mm
式中E=2.1*105Mpap=30MpaL1=46mmL2=20mm[δ]=0.05mm[σ]=245Mpaа=0.75β=1.74C=0.0006w=0.235C1=0.021h=10mm
考虑到型腔的强度、刚性和装螺钉。
销子、导柱导套和开冷却水道孔的位置,参考塑料模具设计手册,取型腔160*160*32的规格。
大小型芯、定模板采纳预硬钢3Cr2Mo。
2、其他零件的尺寸(mm)
推件板:
160*160*16
动模板:
160*160*20
支撑板:
160*160*32
垫板:
160*160*50
推杆固定杆:
160*160*12.5
推板:
160*94*16
定模坐板:
200*160*20
动模座板:
200*160*20
用Φ16的导柱,Φ55的定位圈
模具和模高度:
20+32+16+20+32+50+20=190mm
8、模具调温系统的设置
一般注射模具内的塑料熔体温度为200℃左右,而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。
因此热塑性塑料注射成型后,必须对模具进行有效的冷却,以便使塑件可靠的冷却定型并快速脱模,挺高塑件的质量和生产效率。
该模具在型腔上开一个直通水道。
四.注射机有关工艺参数的校核
结构类型:
卧式注射机可行
注射机类型:
螺杆式(螺杆直径:
30mm)能满足工件成型需要可行
注射量:
理论注射量7.8cm3>工件成型需要的6.414cm3可行
注射压力:
170Mpa>工件成型需要的60~100可行
螺杆转速:
14~200(r/min)在工件成型需要的30(r/min)可行
合模力450KN>工件成型需要的锁模力52.7KN可行
拉杆内向距:
280*350>模座外尺寸260*160
移模行程:
220mm>工件成型需要的行程2.5*10+(5~10)=35mm可行
最大模具厚度:
300mm>模具合模高度190mm可行
最小模具厚度:
100mm<模具合模高度190mm可行
最大成型面积:
360cm2>工件成型面积11.2cm2可行
推出方式:
中间推出
面积定位孔直径:
φ55mm喷嘴球半径:
20mm喷嘴口直径:
φ3.5mm
以上几项校核条件都符合要求,因此初选注射机(SZ-60/450)可行。
五.编写工作零件机械加工工艺
选用标准模板。
标准模板已调质,同时已有了螺钉孔,装上了导套。
表3动模板机械加工工艺规程卡
定模板机械加工工艺规程卡材料3Cr2Mo预硬钢:
35~45HRC
序号
工序名称
工序内容
1
备料
标准定模板,以备好加工基准
2
数控铣
在数控铣床上校准,用中心钻钻出两个销钉孔的引导孔
3
钳工
①钻孔用麻花钻将销钉孔钻穿留0.3mm的铰孔余量
②铰孔铰销钉孔到要求,用塞规检验
4
粗铣
粗铣型腔,留0.3mm精铣余量
5
精铣
精铣型腔,留0.05mm的打磨余量
6
钳工
①划线钻2-φ8水道孔到要求
②攻丝攻水孔端口M1螺纹孔到要求
③打磨型腔表面到粗糙度要求
7
检验
按图纸检验
六.设计小结
在此特不感谢老师的热心指导!
历时一周的课程设计实训专周立