手柄注塑模课程设计Word下载.docx

1、指导教师（签字）：_ 年 月 日系（教研室）主任（签字）：_ 年 月 日手柄图二维图三维图技术要求： 1.材料ABS 2.塑件外表光滑,无注塑缺陷;3.脱模斜度3014.中批量生产5.未注圆角R1R2第1章 塑料成型工艺性分析1.1 塑件分析该塑件为手柄,所用材料为 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）,无颜色要求,该塑 件是日用品,承受外力的几率较大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较多;塑件的工 作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降 低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和 模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。图1-1-1

2、 塑件尺寸图图1-1-2 塑件三维图1.2 性能分析（1） 使用性能ABS 树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药 品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容 易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工， 广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种 用途极广的热塑性工程塑料。（2）成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间 预热干燥80-90，3 小时.2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解（分解温度为270 度）.对精度较高的 塑件,模温宜取5

3、0-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80 3.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 表-ABS性能分析密度cm比体积吸水率 14h/%玻璃化温度-120 至-125熔点105-137计算收缩率比热容2310J/屈服强度22-30MPa抗拉强度27MPa拉伸弹性模量抗弯强度27-40MPa弯曲弹性模量抗压强度22MPa注射工艺参数表1-3注射成型机类型螺杆式转速30-60r/min料筒温度中段160220喷嘴温度185195模具温度5575喷嘴形式直通式注射压力MPa 70130第2章 分型面位置的分析和确定分型面的选择原则 分型面选择是否合

4、理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此 分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。选择分型面总的原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构应遵循以下原则： 1. 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,2. 选择分型面应尽量使塑件 .3. 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除和修整; .4. 分型面的选择应保证塑件尺寸精度;5. 分型面选择应有利于排气;6. 分型面选择应便于模具零件的加工;7. 分型面选择应考虑注射机的规格。分型面选择方案 综合以上各点因素主要基于分型面应选在塑件的最大截面处，如图所示。图2-1 分型面第3章 塑件型

5、腔数量及排列方式的确定 型腔数量的确定 分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说,大中 型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。但对于精度要 求不高的小型塑件（没有配合精度要求）,形状简单,又是大批量生产时,若采用多型 腔模可使生产率大为提高降低成本。 排列方式的确定 本模具设计采用一模两腔。 现代注塑机的料筒通常置于定模板中心轴上，型腔的安排必须考虑主流道， 只有这样才能满足下面的条件：各型腔应在相同温度下同时充填，即分流道长度均等；熔料到各型腔流程短，以降低废料率；各型腔间的距离应尽可能大，以便 于有足够的空间来设置冷却水道、推出杆，并具有足够的截面

6、积，以承受注射压 力；总的反作用力应作用于注射机模板中心。 根据以上的要求，一模两腔的模具要符合对称的布局很简单地就可以得到型腔对称于模板中心轴线的两侧。其结构如下图所示：图3-2型腔的排布方式第4章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解 现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是依 据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺 寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,拉杆间距,最大和 最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。所需注射量的计算模具

7、所需塑料熔体注塑量 公式4-1-1式中，v一副模具所需的塑料体积 n型腔数目单个塑件体积浇注系统的体积即： 公式4-1-2而根据塑件图可以算出大概值为所以=*98789mm3=316cm3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 公式4-2-1式中 A塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； 单个塑件在分型面上的投影面积；流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积； 公式4-2-2式中 模具所需锁模力；塑料熔体对型腔的平均压力。流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积在模具设计前是未知值。根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上投影面的倍，可选来估算。而ABS塑件作为中等黏度塑

8、件其对型腔的平均压力为35MPa。所以塑件及流道凝料在分型面上的投影面积为：=模具所需锁模力为：注塑机型号的选择根据注射机的最大注射量G和额定锁模力F来选择，它们应该满足注射系数，无定型塑料取=。所以注塑机的选择为XSZY500型号的注射机 其中 S：塑料机械 Z：注射机 X：成型 Y：螺杆式 500： 最大注射量为500cm3表4-3 注射机型号基本参数螺杆直径 65mm额定注射量500cm3额定注射压力1040MPa锁模力350KN最大成型面积1000 cm2最大开模行程700mm顶出行程最大模具厚度450mm最小模具厚度200mm螺杆转速25-89r/min定位孔直径150推出孔径40两

9、侧孔距530mm喷嘴球半径SR18mm孔直径 有关工艺参数的校核 按注射机的最大注射量校核型腔数量 公式4-4-1K注射机最大注射量的利用系数,一般取；Vn注射机允许的最大注射量cm3；浇注系统所需塑件的体积cm3；单个塑件的体积cm3；左边n=2，右边2，满足要求。注射量的校核根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80%,由此有 公式4-4-2左边=316，右边=400，满足要求。注射压力的校核 所选注射机额定注射压力为104MPa,该塑件的注射压力为40-70MPa,由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,所以注射压力选用60MPa,注射应满足PmaxkP0

10、公式4-4-3 式中: max注射机额定注射压力 P0注射成型时所用的注射压力k安全系数,常取k = 左边 = 130MPa 右边 = 60 = 75-84MPa满足要求模具厚度的校核 模具厚度指模板闭合后达到规定锁模力时,动模板与定模板之间的距离 模具厚度H应满足: HminHHmax对于所选注射机 式中Hmin = 300mm, Hmax = 450mm 而模具厚度为H = 35+40+75+35+133 = 318mm 满足要求。第5章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两类。

11、普通浇注系统由主流道。分流道.浇口.冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模,压实,保压。 主流道的设计 主流道是浇注系统中从喷嘴与模具相接触部位开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道,属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段。 主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的要求高,因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式-浇口套 根据所选的注射机（SX-ZY-500）型号选择喷嘴的直径为=6，则主流道进口端直径=6+1=7。喷嘴球面半径=18，则主流道进口端凹下的球面半径

12、=20，凹下深度为4，则主流道大端直径=主流道衬套及定位圈的固定形式如下图:图-主流道衬套 冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道末端分型面的动模一侧，熔体流程较长的多级分流道多腔模具，各级分流道末端都应设置冷料井。冷料穴的作用是补给熔体流动的前锋冷料，避免冷料进入型腔对塑件造成不利影响。有时，对于型腔最后充满处，为避免形成强度不良的熔接缝，也在型腔之外相应处设置冷料井，使熔接缝产生在塑件之外。它一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入型

13、腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳转换，在多型腔模中起着将熔体向各个型腔分配的作用。在设计分流道时应注意：以最短的路程、最小的热量压力损失，将熔体快速顺利地输入型腔；材料必须能在相同的温度、压力条件下，从各个浇口同时地向型腔进料；从节省塑料材料的角度考虑，流道横截面积应尽可能小；考虑到节省材料与冷却条件，分流道的表面积/体积比应尽可能小。图5-3 分流道（1） 分流道截面形状分流道的形状尺寸主要取决于塑件的体积、壁厚、形状，以及所加工塑料的种类、流程长度和模具结构等。分流道断面积过小，会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长，塑料常出现缺料、波纹等缺陷。分流道断面积过大，不仅积存空气增

14、多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量，延长冷却时间。常用的分流道截面形状有圆形，梯形，U形，矩形和半圆形等1）从流道效率来考虑流道截面周长越大，则熔料和模具接触面积越大，热量的散失也就越大；另一方面，流道截面积越大，则压力下降越小。可以用流道的截面面积和其周长来衡量其截面形状的优异，圆形截面的效率最高，虽然正方形截面效率也最高，其次是梯形截面。2）从经济性考虑圆形截面要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，且模具闭合后难以精确保证两半圆对准，尤其不适合于一模多腔的模具中。而U形截面的分流道，其流道效率虽低于圆形截面的分流道的效率，但它易于加工，经济性较好，且塑料熔

15、体的热量散失及流动阻力不大。因此本模具分流道的截面形状选择U形截面。（2）流道截面尺寸 分流道截面尺寸应根据素件的成型体积、壁厚、形状，所用塑料的工艺性能，注塑速度以及分流道的长度等因素来确定。根据经验对ABS分流道的推荐值为，本模具选择分流道的尺寸为8。（3）分流道表面粗糙度分流道的表面粗糙度不宜太小，以防将冷料带入型腔，一般要求值为即可。这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，减少流速，并于中心熔体之间有一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适的切变速率和剪切热。 浇口设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状.

16、尺寸.位置对塑件的质量产生很大的影响。 类型及位置的确定由于塑件是一对称的回转体，从顶端中心进料可使熔体由厚断面流入薄断面，能保持浇口至型腔的流程一致，有利于排除型腔中的空气，且能避免引起熔体断裂的现象。 浇口形式1）直接浇口：适合各种塑料成型，尤其加工热敏性及高黏度材料，成型高质量的大型或深腔壳体、箱型塑件。只适用于单型腔模具，去除浇口较困难。2）侧浇口： 侧浇口又称边缘浇口，广泛用于两板式多型腔模具以及断面尺寸较小的塑件，它一般开设在分型面上，从型腔外侧面进料。3）点浇口：点浇口又称橄榄浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸特小的圆形浇口。常用于中小型塑件的一模多腔模具，也可用于单型腔模具或表面不

17、允许有较大痕迹的塑件。4）潜伏式浇口：又称隧道式浇口、剪切浇口，其形式是由点浇口演变而来。经过对各种浇口的对比，本模具选用点浇口。如图5-3 图5-4交口形式及尺寸浇注系统的平衡对于该模具,从主流道到各个型腔和分流道的长度相等,形状及截面尺寸相同,各个浇口也相同,浇注系统显然是平衡的。第6章 成型零件的设计及力学计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是球柄外壁的型腔和筋板处型芯及中间深孔处型芯。 成型零件的结构设计 型腔采用整体式,用机械加工方法易于成型,结构简单,牢固不易变形。塑件无拼接缝痕迹,适用于简单形状的塑件。 成型零件工作尺寸计算目前,成型零部件

18、工作尺寸计算使用两种方法,即平均值法和公差带法。与制品成型尺寸的公差等级有关的成型零件工作尺寸的公差，如表6-1所示 表6-2成型零件工作尺寸的公差带制品尺寸的公差等级成型零件工作尺寸的公差带型腔内表面和高度型芯外表面和高度中心距IT10-IT12 H7 h7IT13-IT14H9 h9IT15-IT16H11 h11IT17H12 h12所以，制品尺寸的公差等级为12，则成型零件的工作尺寸的公差带有：型腔内表面和高度为7。成型零件工作尺寸的计算.图6-2成型零件工作尺寸1）型腔1径向尺寸（如图4-1）经圆整后， =2）型腔1高度3）中心距按表4-2 选定型腔有关尺寸的公差后其中中心距的公差查

19、表4-35 将有关尺寸标注在型腔图中。表6-3孔间距公差孔间距/mm 制造公差/mm 80 80220 2203604）型腔2径向尺寸（如图4-5） 图4-5 型腔2工作尺寸计算 =按表4-2选定型腔有关尺寸的公差后成型零件的强度及支撑板厚度计算 型腔侧壁厚度 该型腔侧壁厚,因其直接为定模板,可按整体式圆形型腔，参考文献1公式7-48 p型腔内压力.MPa,一般为20-50MPa r 型腔内半径,为50mm h 型腔深度, 为100mm 型腔材料的许用压力 为160MPa H 型腔外壁高度 为74mm 考虑到导柱的长度和安装尺寸,预定的80mm显然满足上述尺寸,完全可以满足强度和刚度条件第7章

20、 导模架的确定和标准件的选用标准模架的分类塑料注射模标准模架共有两种，即GB/1990塑料注射模中小型模架和GB/1990塑料注射模大型模架。两种标准模架的区别主要在于适合范围。中小型标准模架的模板尺寸，而大型标准模架的模板尺寸为。 中小型标准模架的结构形式和模架的选择中小型标准模架可分为基本类型A1型-A4型和派生类型P1型-P9型。他们的基本结构及特点用途详见参考文献1P104-105。本模具是有两个分型面的三板式模具选用龙记模架中简化型细水口系统中的2030模架。A板（动模板）厚选为，B板（定模板）厚选为。 定模板尺寸的设计计算 定模板尺寸的决定主要有以下几种因素：1.根据型腔的大小以及

21、布置方案，画出型腔的视图2.根据冷却系统的设计，将冷却管道加画在型腔的周围3.根据浇注系统的设计，将分流道、冷料穴以及主流道大端尺寸画在型腔上。4.根据所选模架的类型将导柱、导套布置在合适的位置上。5.把定距拉板上的销钉加画在型腔上。型腔的布置设计要求为一模两腔，即一次成型两个件。采用如图3-2所示的塑件摆放方式。在定模板上加冷却水道和浇注系统根据冷却系统的设计，在定模板上有直径为8的四条冷却水道，具体的布置方案如图7-2所示。在考虑冷却水道之间的距离时只需考虑到两个方面，一方面能够对塑件起到充足的冷却作用，另一方面能够不和在定模扳上设计好的其它部分发生干涉，如图7-2。根据浇注系统的设计，在

22、定模板上有分流道、分流道冷料穴和主流道大端尺寸，具体的布置也在图7-2上。在定模板上加导柱和定位销由于模架选择为标准模架，因此对于导柱的位置可有设计手册基本确定，其具体尺寸见图4-2，此距离不影响其他结构，同时也分布在模扳的边缘能够起到良好的导向和支撑的作用。由于导柱涉及到相接触的两个模板之间的孔配合，因此六个孔之间的孔间距必须有一定的公差要求，根据模具设计基本规范，选择精度要求为7级精度。而根据定距拉板可确定销钉的位置及尺寸，其与定模板的配合为H7/m6。 动模板尺寸的设计计算动模板尺寸的决定主要有以下几种因素：1根据型腔的大小以及布置方案，画出型腔的视图2根据冷却系统的设计，将冷却管道加画

23、在型腔的周围3根据所选模架的类型将导柱、导套布置在合适的位置上。 由于定模板和动模板需要合模，应此在定模板上的型腔和在动模板上的型腔需要有公差配合，这样保证合模的密封性。因此动模型腔布置与定模上型腔布置大同小异，见图7-3。在动模板上加冷却水道 根据冷却的设计，在动模板上有8条直径为8的冷却水道，具体位置见图7-3。同样在考虑尺寸时考虑两个因素，一个是能够保证冷却效果，另一个就是不影响模板上已有的其他的结构。具体尺寸在图4-3已经标出。在动模板上加导柱和复位杆 同定模扳相同，由于要考虑到上下两个模扳之间的配合和紧密合模，因此导柱的位置尺寸也有公差，选择公差等级为7级精度，复位杆的位置不能与冷却

24、水道发生干涉，它与动模板间的配合为H7/m6。 注塑机的校核注射机的锁模力校核。锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑件熔体在充满模具型腔时会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即式中 型腔的平均压力 ABS塑料的型腔平均压力为35。 锁模力安全系数，一般取=，这取。注射机额定锁模力（） 本注射机的额定锁模力为 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积则 =3500.所以和安全。 注塑机开模行程校核：注射机的模板开模行程（）， :制品推出距离（）， ：包括流道凝料在内的塑件高度（），取出浇注系统凝料必需的长度（）。注射机允许的最大行程XS

25、ZY500型号的注射机的最大开模行程=500. 。所以是绝对安全的。第8章 导向机构的设计 注射模导向与定位机构主要用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间的准确配合和可靠的分开，以避免模内各零件发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。本模具一共使用了3个导向机构，导向机构一使用了4个安装在定模固定板上的带头导柱来导向定位定模固定板和定模板，以保证定模固定板和定模板的准确配合和可靠分开，从而取出其中的凝料。带头导柱采用硬度HRC50的T8淬火钢，表面粗糙度为：。压簧使用45钢。导向机构二使用4个安装在动模板上的带头导柱来导向定位定模板和动模板。它也是使用硬度HRC50的T8淬火钢，表面

26、粗糙度在。如图8-1所示。图8-1导向机构二导向机构三使用4个安装在推板上的有肩导柱和导套来导向定位推板和推管固定板。导柱导套均使用硬度HRC50的T8淬火钢，表面粗糙度在。如图8-2所示。 图8-2导向机构三第9章 脱模机构的设计一次推出脱模机构是在开模后塑件在推出零件作用下，通过一次推出动作将制品脱卸出模具的机构。它一般包括推杆推出脱模机构、推管推出脱模机构、推板推出脱模机构、推块推出脱模机构、利用成型零件推出脱模机构、多元件联合退出脱模机构、压缩空气推出脱模机构等等，这类推出机构最常见，应用也最广泛。本模具经过分析决定选用推管推出脱模机构，它的优点是推出受力均匀，脱模可靠，但过薄的推管容

27、易损坏。（1）推管的形状 推管是一种空心推杆，它的形状有直通式和阶梯形两种，前者适用于短推管，后者可增大推管的刚度，适用于长推管。本模具选用结构简单的直通式推管。（2）推管的尺寸和固定形式 推管的尺寸是根据塑件被推管推出部分形状大小来确定的，为了便于制造，推管壁厚一般不小于。 推管的固定形式如图9-1所示，为最常用的推管固定形式，可用于各种带台肩形式的推管。 图9-1 推管的固定形式（3）设计推管脱模的注意事项：1）推出制品的厚度（推管厚度），一般不小于。2）推出材料多用T8、T10等碳素工具钢制造，采用淬火，淬火硬度在50-55HRC以上，最小淬硬长度要大于与型腔配合长度加上推出距离。3）当脱模快时，制品易被挤缩，其高度尺寸难以保证。4）推管的内径与型芯配合，一般取间隙配合，大直径推管取设计，小直径推管取设计。推管外径与凹模孔间隙配合。直径大时取设计，小时取设计。推管与型芯的配合长度