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1、塑料模具课程设计说明书塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题 目：塑料模具设计专 业：模具设计制造及其自动化 班 级：机设07级姓 名：杨长青学 号：200710111115指导老师：聂志萍 时 间 ：2011年1月5日第 一 部分 产品的说明 第 二 部分 塑件分析 第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核 第 四 部分 型腔的数目决定及排布 第 五 部分 分型面的选择 第 六 部分 浇注系统的设计 第 七 部分 型零件的工作尺寸计算 第 八 部分 推出机构的设计 第 九 部分 模架的选用 第 十 部分 冷却系统设计 第十一部分 模具的动作过程 第十二部分 设计小结 第十三部分 参考资料

2、第 一 部分 产品的说明本塑件结构简单，壁厚均匀，模架结构较简单。精度要求较高，为四级精度，材料为聚乙烯成型性能一般，其他并无特殊要求。图一：塑件俯视图第 二 部分 塑件的分析聚乙烯化学名称：PE材料分析：PE是乙烯经聚合制得的一种热固性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不

3、耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。塑件注射成型工艺参数的确定：根据该塑件的结构特点和得成型性能，查相关手册得到ABS塑件的成型工艺参数： 塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度8090成型时间/s注射时间05时间0.5h保压时间1560料筒温度/后段140160冷却时间1560中段总周期40140前段170200螺杆转速/（r/min）3060喷嘴温度/150170后处

4、理方法室温空冷模具温度/3040温度/注射压力/MPa60100时间/h12 第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量和注射压力初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称锁模力、模

5、板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：式子中，实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（）。 由proe分析/体测量，可得塑料盒的体积为1.4cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，=1.6x2xVs=4.5 为了保证注射成型，注射机的注射压力要大于注射时需要的压力。查表得PE的注射压力为60-100Mpa 取70Mpa查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择S54s200/400SZ-10/16 型注射机的主要参数如下表所示主要技术参数项目参数数值主要技术参数项目参数数值最大注射量/ cm

6、3200400最大模具厚度/mm406螺杆直径/mm55动、定模固定板尺寸/mm520x620注射压力/Mpa109最小模具厚度/mm165注射行程/mm160定位圈直径/mm125注射方式螺杆式最大开模行程/mm260锁模力/KN2540喷嘴孔直径/mm42、锁模力的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，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：Fn =(nA1+Aj)p行腔内压力一般为注射机压力的80%左右，查表52得型腔压力为20，所以F=（2*4+0.5）*20=1363、开模行程校核开模行程是指从模具

7、中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。所需开模行程为：S机H = H1 + H2 +（510）=11+55+10=76 mm第 四 部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。2、分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：、 在开模时尽量使塑件留在动模

8、内 、应有利于侧面分型和抽芯 、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气 综合上述分型面选择为水平分型面。第 五 部分 型腔数目的决定及排布1、型腔数目的确定：对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过个，塑料件的精度为4级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局。第 六 部分 浇注系统的设计1、浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中

9、，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。2、浇注系统各部件设计A、主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为： 主流道圆锥角=2o6o，对流动性差的塑件可取3 o6o，取锥角为6o 。 内壁粗糙度为Ra0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=13mm，取r=2以减小料流转向过渡时的阻力。 查注塑机得喷嘴前端孔径d1=4 ,喷嘴前端球面半径SR1=12 SR=SR

10、1+(12) d=d1=(0.51)得主流道球面半径SR=13 ,前端孔径d=4.5,计算的大端直径D=8.4对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。图五. 主流道衬套C、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以

11、修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，计算得点浇口截面积为一，截面形状常为矩形，浇口长度为0.52mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是侧浇口。 浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。浇口应设

12、在不影响制品外观的部位。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算A、型腔型芯的尺寸设计该塑件的成型零件尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查有关模具设计手册得PE的收缩率为s=0.3%0.8%,故平均收缩率为。根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔和型芯工作尺寸计算如下:类别塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸 9090.48型腔计 算D=(1+S)Ls-0.556.295757.3011.028080.425.074.052.04型芯计算80D=(1+S)Ls+0.580.355252.2022.04 B.型腔

13、壁厚和底板厚度计算在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其是对大型塑件。型腔材料预选为硬化塑料模具钢。模具钢弹性模量E=2.2, 许用应力300Mp模具许用变形量=0.03一，型腔侧壁厚度计算：1，按刚度条件计算S刚=2,按强度计算S强=19mm二，型腔地板厚度计算：1，刚度条件计算T刚=2,按强度计算：T强=图八 型腔尺寸第

14、 八 部分 推出机构的设计 本模具采用推杆推出，推杆选用d=4标准推杆推出距离d=11+55+5=66mm第 九 部分 模架的选用以模具型腔的大小和进料方式，本模具选用侧浇口模架系列。第 十 部分 冷却系统的设计1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模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。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以3、冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等