塑料模具課程設計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、塑件分析、塑料的選取及其工藝性分析</p><p><b>　　二．確定注射機</b></p><p><b>　　三、型腔數目確定</b></p><p>　　四、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)設計</p>

2、;<p><b>　　五、成型零部件設計</b></p><p><b>　　六、推出機構計算</b></p><p><b>　　七、冷卻系統(tǒng)的設計</b></p><p><b>　　八、標準模架的選擇</b></p><p>　　九、注

3、射機相關參數的校核</p><p><b>　　十、模具裝配圖</b></p><p><b>　　課程設計要求與題目</b></p><p>　?。?）：給定塑像件零件圖一張如下，按模具設計要求將塑件有關尺寸公差進行轉換</p><p>　?。?）：完成模具裝配圖一張，用手工繪制成A0~A1圖幅，

4、按制圖標準繪制</p><p>　?。?）：編寫設計說明書（不少于20~30頁），并將此任務書及任務圖放于首頁。</p><p>　　一、塑件分析、塑料的選取及其工藝性分析</p><p>　　該塑件應該是一個塑料板、稱套，且承載不高，此符合低壓聚乙烯（PE）的特點，并且聚乙烯還擁有硬、耐磨、耐蝕、耐熱、及絕緣性好等優(yōu)點，價格也比較便宜。而且聚乙烯流動性好、對壓力變

5、化敏感，適用高壓注射，料溫均與，填充速度快、保壓充分、易脫模。</p><p>　　聚乙烯的缺點就是成型收縮率范圍及收縮值大，易產生縮孔，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，方向性明顯，易變形、翹曲等。所以，在成型時應控制模溫，冷卻時應保證冷卻均勻、穩(wěn)定、速度慢且充分冷卻。</p><p>　　結果：塑料用聚乙烯 成型方式為注塑成型</p><p>　　附：聚

6、乙烯(PE)的主要技術指標</p><p>　　密度ρ（g/cm3）:0.19-0.96</p><p>　　收縮率s:1.5-3.5</p><p>　　成型溫度t/°C：140-22</p><p><b>　　二．確定注射機</b></p><p>　　通過ProE建模分析得塑件質

7、量屬性如下圖：</p><p>　　塑件體積：V=20.33cm3;塑件質量：M=12.20g.</p><p>　　該塑件的精度要求不高，塑件尺寸較小，且應為大手批量生產，可采用一模多腔的結構形式，同時，考慮到塑件尺寸、模具結構尺寸的關系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初步定為一模四腔的結構形式。且型腔的排列采用平衡式排列。</p><p>　　由于澆注系統(tǒng)的

8、關設計之前不能確定準確的數值，但是可以根據經驗按照塑件體積的0.2~1陪來估算，由于本次采用的流產簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的按塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具開腔塑料的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個塑件體積之和）為：</p><p>　　V總=1.3NV=1.3x4x20.33=105.716cm^3;</p><p>　　由資料可知注射機的額定注射量V為：V1=V總/0.8=1

9、32.154cm^3;</p><p>　　根據椐以上初步選擇額定注射量為200cm^3，注射機型號為SZ-200/120臥式注射機。</p><p>　　SZ-200/120型臥式注射機有關技術參數如下：</p><p><b>　　三、型腔數目確定</b></p><p>　　我們小組采用按注射機的額定鎖模力來確定型

10、腔數目n，有</p><p>　　npA ≤ Fp – pA1</p><p>　　式中 Fp——注射機的額定鎖模力 254000（N）</p><p>　　A——單個塑件在分型面上的投影面積 8167.14（mm2）</p><p>　　A1——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 200（mm2）</p><p>　　P

11、 ——塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa），其大小一般是注射壓力的80%。</p><p>　　代值計算得n = 14.27 故取值為14</p><p>　　綜合考慮塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的結構，宜采用盤型澆口。若采用一模多腔設計、加工難度大，成本高。所以采用一模兩腔。</p><p>　　結果： 型腔數目為四個。</p><p&

12、gt;　　四、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)設計</p><p><b>　　分型面選擇一般原則</b></p><p>　　1.分型面應選在塑件外形最大輪廓處</p><p>　　2.避免模具結構復雜</p><p>　　3.分型面應便于塑件脫模</p><p>　　4分型面應有利于側面分型及抽芯<

13、;/p><p>　　5.分型面應保證塑件質量</p><p>　　6.分型面的選擇用力與防止溢流</p><p>　　7.分型面的選擇應有利與排氣</p><p>　　8.分型面的選擇應使成型零件便于加工</p><p>　　9.應盡量減少由于脫模斜度造成塑件大小端的差異</p><p>　　參考著

14、以上原則，我們的分型面選在了A-A面</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)設計原則</b></p><p><b>　　了解塑料的工藝特性</b></p><p><b>　　排氣量好</b></p><p><b>　　防止型芯和塑件變形</b><

15、/p><p>　　減少熔體流程即塑料耗量</p><p>　　修整方便，并保證塑件的外觀質量</p><p>　　要求熱量及壓力損失小</p><p>　　參考著以上原則，我們采用如圖所示澆注系統(tǒng)</p><p><b>　　1:主流道的設計</b></p><p><b

16、>　　(1):主流道尺寸</b></p><p>　　1）：主流道的長度 一般由模具結構確定，對于小型模具L應盡量小于60mm，設計中初取50mm. </p><p>　　2）：注流道的小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=4.5mm.</p><p>　　3）：主流道的大端直徑 D=d+2L主tan(a/2)=8mm(其中取

17、值在2º~6º，這里取4º)。</p><p>　　4）：主流道的球面半徑 SR=注射機噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=15+2=17mm.</p><p>　　5):球面的配合高度 h=3mm.</p><p>　?。?）：主流道的凝料體積</p><p>　　V主=L主（R2主+r2主+R主r

18、主）3.14/3=50(42+2.252+4x2.25)x3.14/3=1573.3mm3.</p><p>　　(3):主流道當量半徑 R=（2.25+4）/2=3.125mm</p><p>　　(4）主流道的澆口套選用及形式</p><p>　　主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機反復接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因

19、而盡管小型注射?？梢詫⒅髁饕r套與定位圈設計成一個整體，介考慮上述因素通常公然將其分開來設計，以便天拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質剛材進行單獨加工和熱處理。本設計中澆口套采用工具剛T10A，熱處理淬火表面硬度為53HRC~57HRC，流道表面的粗糙度Ra<=0.8um。澆口套如下圖示：</p><p><b>　　2：分流道的設計</b></p><p>　?。?）

20、：分流道的布置形式</p><p>　　為了盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。并且分流道的截面形狀采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料的熱量散失、流動阻力均不大[梯形的上底寬度為B=6mm了便于選擇刀具—），底面的半徑R=1mm形高度取H=2B/3=4mm下底寬度為b梯形面積應滿足關系式：(B+b)H/2=3.14D2/4,代值計算得b=

21、3.813mm,考慮到梯形底部圓弧對面積的減小及脫模斜度等因素，取b=4.5mm,通常計算梯形斜度a=10.6º,基本符合要求，分流道截面形狀及分流道的布置形式如下圖：</p><p><b>　　3：澆口的設計</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求高，采用一模四腔注射，為便是于調整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用

22、側澆口。其界面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正且開設在分型面上，從開腔的邊緣進料。</p><p>　　1）：側澆口尺寸的確定</p><p>　?。?）：計算側澆口的深度。根據表2-6，可得側澆口的深度h算公式為h=nt=0.6x3=1.8mm式中，t是塑件壁厚，這里t取3mm;n是塑料成型系數，查資料可得n=0.5。</p><p>　?。?）：計算側澆口的寬

23、度。根據表2-6，可得側澆口的寬度B和計算公式為：B= nA1/2/30代入數據可得B=2mm.</p><p>　　(3):計算側澆口的長度。根據表2-6，可取側澆口的長度L澆=0.75mm.</p><p>　　4:冷料穴的設計及計算</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質量。設計

24、既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球狀形拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球狀的包緊力凝料從主流道中脫出。</p><p><b>　　五、成型零部件設計</b></p><p>　　查有關資料得聚乙烯（PE）的收縮率為S = 1.5% ——3.5% ，故平均收縮率Sca = （1.5%+3.5%）/2 =

25、2.5% =0.025 根據塑件尺寸公差要求，模具的公差取δz = Δ/4 。Φ51、Φ44.01、Φ20、Φ10、R1.5、16、5、3自由公差按MT6，查得Φ51±0.55、Φ44.01±0.47、Φ20±0.31、Φ10±0.23、R1.5±0.13、16±0.35、5±0.16、3±0.16。</p><p>　　（1）：凹模

26、徑向尺寸的計算 塑件外部徑向尺寸的轉換</p><p>　　Φ51±0.55=Φ51.550-1.1mm，相應的塑件制造公差為：1.1mm；</p><p>　　Φ44.01±0.47=Φ44.480-0.94mm,相應的塑件制造公差為：0.94mm。</p><p>　　由公式LM=[（1+Sca）Ls-xΔ] 可算得</p>

27、<p>　　(φ51)= （51.55+51.55*0.025-0.75*1.1）+0.2750=52.01+0.2750</p><p>　　(φ40.01)= (44.48+44.48*0.025-0.75*0.94)+0.2350=44.87+0.2350</p><p>　　由以上公式依次算出φ16截面的尺寸為φ16.27mm，φ20截面的尺寸為φ20.35 mm&l

28、t;/p><p>　　(2) 凹模深度尺寸的計算 Hm =(H+H*Scp-2Δ/3)=(3.26+3.26*0.025-2*0.52/3) =2.99mm</p><p>　　由此公式依次算出16的截面高度為16.28mm，26的截面高度為26.51mm。 </p><p>　　型芯 （φ38）dm =(d+d*Scp+3Δ/4)=(37.60+37.60

29、*0.025+3*0.8/4) =39.14mm</p><p>　　由此公式依次算出φ34截面尺寸為φ35.04mm，φ10.2截面尺寸為φ10.56mm</p><p>　　(1) hm =(h+hScp+2Δ/3) </p><p>　　=(0.77+0.77*0.025+2*0.46/3) </p><p><b>　　

30、=1.09mm</b></p><p>　　由此公式算出5的截面高度尺寸為5.20mm</p><p><b>　　六、推出機構計算</b></p><p><b>　　（1）推出力計算</b></p><p>　　推件力： Ft=Ap(μcosα-sinα)+qA1 &l

31、t;/p><p>　　μ——塑件對鋼的摩擦因素，一般為0.1~~0.3；</p><p>　　A——塑件包容型芯的面積；</p><p>　　P——塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件p取（2.4~3.9）×10Pa；模內冷卻的塑件p取（0.8~1.2）×10Pa.</p><p>　　由式子可以看出；脫

32、模力的大小由塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。當然，影響脫模的因素還很多，所以只是個估算值。</p><p>　　（2）確定推出方式及推桿位置</p><p>　　根據制品結構特點，確定制品的推出方式為二次推出，保證塑件不頂出而變形損壞及影響外觀。位置如圖所示。</p><p><b>　　七、冷卻系統(tǒng)的設計</b><

33、/p><p>　　該塑件的原料為聚乙烯（PE），在前面塑料的工藝性分析時已經指出：聚乙烯冷卻時應保證冷卻均勻、穩(wěn)定、速度慢且充分冷卻。針對該塑件采用加平行水道，以達到塑件的穩(wěn)定充分冷卻。如圖所示：</p><p><b>　　八、標準模架的選擇</b></p><p>　　根據以上分析，計算以及型腔尺寸位置尺寸可確定模架的結構型式和規(guī)格，查《中國模

34、具設計大典》選用模架250×250系列；具體尺寸為：</p><p>　　定模座板厚度：A=20mm</p><p>　　定模厚度：A1=32mm</p><p>　　動模型腔板厚度：B=40mm</p><p>　　凸模固定板厚度：32mm</p><p>　　支承板厚度：40mm</p>&

35、lt;p>　　墊塊厚度：C=80

36、

37、 </p><p>　　動模座板：B1=25mm</p><p>　　模具高度：H=16+32+50+63+16=177mm</p><p>　　模具外形尺寸：125×125×177mm3</p>

38、<p>　　九、注射機相關參數的校核</p><p>　?。?）最大注射量的校核</p><p><b>　　Nm+m1≤Kmp</b></p><p>　　式中： n——型腔數目;</p><p>　　mp——注射機允許的最大注射量（g或cm3）</p><p>　　m——單個塑件的

39、質量或體積（g或cm3）</p><p>　　m1——澆注系統(tǒng)凝料及飛邊的質量和體積（g或cm30）</p><p>　　K——注射機最大注射量利用系數，一般取K=0.8</p><p>　　代值n=2，m=20.147cm3，m1=4.358cm3計算得出結論：符合 </p><p>　?。?）注射壓力的校核</p><

40、p>　　注射壓力的校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。</p><p>　　現(xiàn)在一般借用注射模流動摸擬計算機軟件，獲得注射壓力的預測值，后經試模確定。</p><p><b>　　（3）鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力應大于高壓熔體塑料充滿模具型腔時，沿分型面將模具分開的那個壓力，保證不發(fā)生溢料現(xiàn)象

41、。即</p><p>　　Fs=p(nA+A1)<Fp</p><p>　　式中： Fs——高壓塑料熔體產生的脹模力（N）</p><p>　　Fp——注射機的公稱鎖模力（N）</p><p>　　n——模具的型腔數目</p><p>　　A——單個塑件在分型面上的投影面積（mm2）</p><

42、;p>　　A1——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）</p><p>　　P——型腔內熔體壓力，20~40Mpa。</p><p>　　代值有Fs=20（2*3.14*51*51/4+3.14*12*12/4）=83932.2N<2540KN</p><p>　　(4) 模具與注射機安裝部分相關尺寸的校核</p><p>　　

43、為了使注射模具能夠順利的安裝到注射機上并產生合格的塑件，一般情況下設計模具時應校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚度、模板上安裝螺孔位置及尺寸等。</p><p><b>　　噴嘴尺寸</b></p><p>　　注射機噴嘴前端球面半徑r應比模具澆口套始端的球面半徑R小1~2mm，注射機噴嘴直徑d比模具澆口套始端小口徑D小0.5~1mm。以防止凝料及影響

44、脫模。</p><p><b>　　定位圈的尺寸</b></p><p>　　與注射機固定模板的定位孔按H9/f9間隙配合，一般厚度為5~15mm</p><p><b>　　模具外形尺寸</b></p><p>　　應小于拉桿間距290mm×368mm，符合。</p>&l

45、t;p><b>　　模具厚度</b></p><p>　　模具厚度應位于注射機安裝模具最大厚度406mm與最小模具厚度165mm之間，該模具為177mm，符合</p><p>　　安裝螺孔位置及尺寸 （略）</p><p>　　十、模具裝配圖（見設計圖）</p><p><b>　　參考文獻：</b