塑料模具设计说明书之欧阳体创编.docx

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塑料模具设计说明书之欧阳体创编

湖南工学院

时间：

2021.02.03

创作：

欧阳体

课程设计

设计课题注塑模具设计

设计学院机械工程学院

设计班级成型1001班

设计者姓名原育民

设计时间2013年12月

7.参考文献..............................................................................................22

塑料注射模具设计与制造实例通过一个典型的塑料制品，介绍了从塑件成型工艺分析到确定模具的主要结构，最后绘制出模具图的塑料注射模具设计全过程。

1.塑件的工艺分析

1.1塑件的成型工艺性分析

塑件图

产品材料：

ABS

塑件尺寸：

如图所示

塑件要求：

1.件壁厚均匀，不允许有裂纹和变形缺陷。

2.脱模斜度30‘~1，

3.未注圆角R2~R3

1.1.1塑件材料ABS的使用性能

综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。

适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。

1.1.2塑件材料ABS的加工特性

●无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。

●吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。

●流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。

●比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。

料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250℃左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取50～60℃，要求光泽及耐热型料宜取60～80℃。

注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180～230℃，注射压力为100～140MPa，螺杆式注塑机则取160～220℃，70～100MPa为宜。

●模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。

推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。

脱模斜度宜取2℃以上。

1.2塑件的成型工艺参数确定

查手册得到ABS塑料的成型工艺参数：

适用注射机类型螺杆式

密度1.02～1.16g/cm3；

收缩率0.3～0.8%；

预热温度80C°～85C°，预热时间2～3h；

料筒温度后段150C°～170C°，中段165C°～180C°，前段180C°～200C°；

喷嘴温度170C°～180C°；

模具温度50C°～80C°；

注射压力60～100MPa；

成型时间注射时间20～90s，保压时间0～5s，冷却时间20～120s。

2模具的基本结构及模架选择

2.1模具的基本结构

2.1.1确定成型方法

塑件采用注射成型法生产。

使用侧浇口成型。

2.1.2型腔布置

塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。

所以应使用多型腔注射模具。

考虑到塑件的侧面有Φ6.5mm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。

这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。

其布置如图所示。

2.1.3确定分型面

塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，因此分型面选择在A-A面，这样的选择使塑件便于取出，塑件大部分外表面光滑，同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。

因此塑件选择如图所示的分型面。

分型面选择

2.1.4选择浇注系统

塑件采用侧浇口成型，其浇注系统如图所示。

侧浇口直径为Φ2mm，侧浇口长度为2mm，头部球R1.5~2mm。

分流道设计：

采用半圆截面流道，其半径R为3~3.5mm。

长度为20mm

主流道设计：

主流道为圆锥形，口部球面半径SR=12mm

球面的配合高度h=3~5mm

锥角α为6˚，上部直径与注射机喷嘴相配合

下部直径Φ6~8mm。

2.1.5确定推出方式

选择推杆推出机构完成塑件的推出。

2.1.6侧向抽芯机构

塑件的侧面有Φ6.5mm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。

斜导柱装在定模板上，滑块装在动模板上。

2.1.7选择成型设备

注射机型号的确定：

（1）注射量计算

Ρ=1.02~1.16g/cm3

V塑=52442.29mm3=52.44cm3

M塑=ρV塑=52.44×1.02g=53.49g

（2）系统凝料体积的初步估算

V总=V塑（1+0.2）×2=52.44×1.2×2cm3=125.86cm3

（3）选择注塑机

由V总=125.9cm3再由式V公=V总/0.8

查询《塑料成型工艺与模具设计》初选公称注射量为250cm3

注射机型号为XS-ZY-250

其有关参数为：

理论注射量：

250cm3；

注射压力：

130MPa；

注射速率：

110/g.s-1

锁模形式：

增压式

锁模力：

1800kN；

模具厚度：

200～350mm；

最大开合模行程：

500mm；

喷嘴圆弧半径：

12mm；

喷嘴孔直径：

2~3mm；

拉杆间距：

：

448×370mm。

（4）注塑机相关参数的校核

1.注射压力的校核

ABS的注射压力为80~110MPa

取P=100MPa

该注射机的公称注射压力P公=130MPa，注射压力安全系k=1.25~1.4取k=1.25则

Kp=1.25×100=125<130MPa=P公

所以注射剂注射压力合格

2.锁模力校核

a.塑件在分型面上的投影面积A塑则

A塑=πR22=3.14×（75.6/2）2=4487mm2

b.浇注系统在分型面上投影A浇

由A浇=0.2~0.5A塑，取A浇=0.2A塑

c.A总=（A浇+A塑）×n（腔数）=2×1.2×4487mm2=10768.8mm2

d.模具型腔内的胀形力

P模=P注射（0.2~0.4）=26~52MPa，取40N

F胀=A总P模=10768.8×40N=430.75kN

由于F锁=1800N，k=1.1~1.2，取k=1.2

则kF胀=1.2×430.75kN=516.9kN

所以注射剂锁模力合格

2.2选择模架

2.2.1模架的结构

选择A2型的模架

2.2.2模架安装尺寸校核

模具外型尺寸为，长355mm、宽315mm、高260.8mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。

3模具结构、尺寸的设计计算

3.1模具结构设计计算

3.1.1型腔结构

型腔由定模板、中间板、动模板和滑块共四部分组成。

定模板、中间板和滑块构成塑件的侧壁，侧浇口开定模上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光。

定模板中心开有冷却水孔，用来强制冷却工件和型芯。

3.1.2型芯结构

型芯由动模板上的孔固定。

型芯与动模板配合，增加模具寿命。

另外，这种配合可以减少动模板在运动时与型芯之间的磨损。

3.1.3斜导柱、滑块结构

将斜楔紧块用螺栓固定在定模板上，将斜滑块固定在动模板上，斜导柱安装在定模板上，工作时斜滑块在楔紧块上运动完成与工件的分离。

3.1.4模具的导向结构

为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱和导套导向定位。

中间板上装有导套，推出时，导套在导柱上运动，保证了中间板板的运动精度。

定模座板上装有导柱，为侧浇口凝料的拉料和定模板的运动导向。

3.2模具成型尺寸设计计算

取ABS的平均成型收缩率为0.6%，塑件未注公差按照SJ1372中5级精度公差值选取。

3.2.1型腔径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.6。

1）Φ75.6-0.52Δ1=0.52mmScp=（0.003+0.008）/2=0.0055

={（1+0.0055）×75.6—0.6×0.52}+0.17mm

=75.70+0.17mm

2）Φ25.94-0.46

={（1+0.0055）×64—0.6×0.46}+0.15mm

=64.08+0.15mm

3.2.2型腔深度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.63。

5.2+0.44→Φ5.64-0.44mm

={（1+0.0055）×5.64—0.63×0.44}+0.14mm

=5.95+0.14mm

3.2.3型芯径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.7。

1）Φ52-0.46→Φ51.54+0.46mm

={（1+0.0055）×51.54—0.7×0.46}-0.15mm

=52.15-0.15mm

2）Φ6.5+0.48

={（1+0.0055）×6.5—0.7×0.48}-0.16mm

=6.87-0.16mm

3.2.4型芯高度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。

1）16.6+0.58

={（1+0.0055）×16.6—0.63×0.58}-0.19mm

=17.06-0.19mm

2）26.36+0.8

={（1+0.0055）×26.36—0.63×0.80}-0.26mm

=27.01-0.26mm

3.3模具加热、冷却系统的计算

3.3.1模具加热

一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要外加热。

3.3.2模具冷却

模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。

型腔的冷却是由在定模板上的两条ф10mm的冷却水道完成

4.模具主要零件图及加工工艺规程

4.1模具定模板零件图及加工工艺规程

定模板的加工工艺：

（1）以基准角定位，加工ф75.6+0.17mm的型腔孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。

（2）以基准角定位，加工宽32mm、长40mm、深25mm及宽10mm、深20.66-0.23mm的装配侧滑块孔，可以采用铣床或加工中心完成。

（3）以基准角定位，加工宽32mm、长20mm、深40mm的斜楔装配孔及其上的M10螺钉沉孔，可以采用铣床和钻床完成。

（4）钳工研配侧滑块和斜楔。

（5）将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定，共同加工ф15mm的斜导柱孔，可以采用铣床或钻床完成。

（6）以基准角定位，加工4-ф16mm孔，可以采用钻床或铣床完成。

（7）加工2-ф10mm冷却水孔，由钻床或深孔钻床完成。

4.2模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程

动模板（型芯固定板）零件图如图所示。

动模板（型芯固定板）零件图

动模板（型芯固定板）加工工艺如下：

（1）以基准角定位，加工ф52+0.02mm的型芯固定孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。

（2）以基准角定位，加工4-ф16mm孔，可采用镗床或钻床完成。

（3）钳工装配型芯。

5.1模具的安装试模

试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。

5.2试模前的准备

试模前要对模具及试模用的设备进行检验。

模具的闭合高度，安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。

检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。

活动要灵活、可靠，起止位置的定位要正确。

各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。

各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。

对于试模设备