塑料件成型模具设计说明样本.doc

课程设计说明书

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： 06190134
学生姓名： 谭 丽
导师姓名： 张利君 孙小刚
完成日期： -5-9——-5-15

目 录

一.塑件工艺分析 ······················1

二．成型设备选择和模塑工艺参数确实定·················2

三模具结构方案及尺寸确实定 ·····················3

四．注射机相关工艺参数校核 ····················10

五．编写工作零件机械加工工艺 ··············11

六．设计小结 ························· 12

七.参考文件 ························13

一．塑件工艺分析
1原材料分析
ABS为热塑性塑料，化学稳定性很好，机械强度很好，有一定耐磨性，但耐热性较差。ABS吸水性较大，塑件上脱模斜度易稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽可能降低浇注系统对料流阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响较小，总成型性能很好。
表1 ABS 关键技术指标
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，成型工艺行很好。
零件上有R0.5、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４为未注公差，按IT14级分别为R0.50+0.25、R20+0.25
R30+0.25、R40+0.25,其它尺寸分别为IT13级或IT14级，精度比较低，成型工艺性很好。
塑件质量没有较高要求，表面光度Ra1.6um，内部粗糙度为Ra3.2um，凸模拔模斜度1°，成型工艺性很好。
二．成型设备选择和模塑工艺参数确实定
1、确定制品成型方法、型腔数。
依据塑件所用材料和批量，成型该零件采取注射成型方法来成型。依据塑件外形尺寸（56×20）大小,取一模两件。
2、计算制品体积、质量及制品正面投影面积
塑件体积：V1=2.88 cm3,浇注系统体积V2=0.654 cm3。
一次浇注所用塑料总体积V=2.88×2+0.654=6.414 cm3。
塑件质量：查《塑料制品成型及模具设计》ABS密度取1.1×10-6
塑件质量M1=2.88×1.1=3.168g
一次浇注所用塑料总质量M=6414×1.1×10-3=7.0554g
正面投影面积11.2 cm2
所需锁模力：1120×30×2=67.2KN
3、预选注射机型号
卧室注射机机身低，利于操作和维修；机身因重心较低，故较稳重；成型后制品可利用其本身自动落下，轻易实现全自动操作。所以选卧室注射机。每次实际需要塑料体积为6.414 cm3，初步选择SZ-60/450型注射机，理论注射量为7.8 cm3。
4、确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 时间 （h）2～3
料筒温度（℃）：前端：180～200 中止：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
成型时间（S）：注射时间：20～90 高压时间：0～5
冷却时间：20～120 总周期：50～220
螺杆转速：30（r/min）
三． 模具结构方案及尺寸确实定
1、选择制品发分型面
分型面形式和位置会影响到模具加工、排气、脱模、塑料表面质量及工艺操作。选择分型面时通常应遵照一下几项标准：
（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，尽可能使塑件开模时留在动模一边。
（3） 确保塑件精度要求。
（4） 满足塑件外观质量要求。
（5） 便于模具加工制造。
（6） 应合理安排塑件在型腔中位置。
（7） 有利于排气。
2、型腔部署
考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸大小关系，和制造费用和多种成本费原因，定位一模两腔。因为选择是一模两腔，故采取直线对称排列。

3、浇注系统
一般浇注系统通常有直流道、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，技术要求等原因、型腔布局设计。另外还有考虑去除、修整进料口方便，同时不影响塑件外表美观、预防喷嘴端部冷料注入型腔影响塑件质量、注射机安装模板大小等等。
主流道：注射机喷嘴直径为4mm，注射机喷嘴头球半径为20mm。主流道衬套球面半径应比注射机喷嘴头球面半径大1～2mm，主流道小端直径应该比注射机喷嘴直径为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：采取侧浇口，从塑件上端两边圆形孔进料。
冷料穴：采取到锥头形拉料杆和冷料穴。
4、溢流、排气系统设计
依据该制品形状和浇注系统，不设溢流槽。利用型芯和固定板和分型面间隙进行排气。
5、选择脱模方法
该模具型芯在动模一侧，开模后塑件包紧型芯留在动模一侧，依据塑件壳体特点，采取推板退出形式。这么退出平稳，有效地确保了塑件退出后质量，模具结构也比较简单。设置六根Φ6推杆推出板，中间一根Φ7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=10Mpa A=2*（10*37-2π*2）*10+2*12*1+π*5*2*3+π*9*2*2=5502.76 f=0.5
6、成型零件工件尺寸计算
参考《塑件制品成型及模具设计》（材料收缩率=0.6％）得：
该塑模成型零件表面工作尺寸用平均收缩率方法计算。
1.型腔或型芯径向尺寸计算
型腔径向尺寸：1M=[1s（1+s）+3/4Δ]-δz0
型芯高度尺寸计算：hM=[1s（1+s）+2/3Δ]-δz
型腔径向尺寸计算：LM=[1s（1+s）-3/4Δ]-δz
型腔高度尺寸计算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 塑件公差
δz=1/3～1/4Δ为模具制造公差
（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、模具关键零件结构和尺寸设计
1.型芯和型腔板结构和尺寸确定
依据对塑件结构分析，本设计中采取整体式型芯，型腔板（定模板）采取整体式，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*105Mpa p=30Mpa L1=46mm L2=20mm [δ]=0.05mm [σ]=245Mpa а=0.75 β=1.74 C=0.0006 w=0.235 C1=0.021 h=10mm

考虑到型腔强度、刚性和装螺钉。销子、导柱导套和开冷却水道孔位置，参考塑料模具设计手册，取型腔160*160*32规格。
大小型芯、定模板采取预硬钢3Cr2Mo。
2、其它零件尺寸（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导柱，Φ55定位圈
模具和模高度:20+32+16+20+32+50+20=190mm
8、模具调温系统设置
通常注射模具内塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料注射成型后，必需对模具进行有效冷却，方便使塑件可靠冷却定型并快速脱模，挺高塑件质量和生产效率。该模具在型腔上开一个直通水道。

四．注射机相关工艺参数校核
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6.414cm3 可行
注射压力：170Mpa>工件成型需要60~100 可行
螺杆转速：14~200（r/min）在工件成型需要30（r/min） 可行
合模力450KN>工件成型需要锁模力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
推出方法：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
以上几项校核条件全部符合要求，所以初选注射机（SZ-60/450)可行。

五．编写工作零件机械加工工艺
选择标准模板。标准模板已调质，而且已经有了螺钉孔，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引导孔
3
钳工
①钻孔 用麻花钻将销钉孔钻穿留0.3mm铰孔余量
‚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打磨余量
6
钳工
①划线 钻2-φ8水道孔到要求
‚攻丝 攻水孔端口M1螺纹孔到要求
ƒ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
在此尤其感谢老师热心指导！历时一周课程设计实训专周立即告一段落，在这短短一周时间中，我们将前期所学知识全部加以整合，深刻体会到听懂和掌握有本质区分，也切切实实体会到了理论和实践差距。
没有完美个人，却有完美团体！一周实训深刻体会到了团结就是力量。我们组自发课后小组一起学习，一起画图度周末，组员之间相互讨论，相互帮助，尽管有时我们会为了一个步骤争面红耳赤，但我们收获了多个方法，发觉了捷径。以至于最终我们小组提前一天多时间完成了全部任务。
一个人力量是微小，一个人努力也是不够，这是一个团体合作作业，每个人在小组内全部饰演着不一样角色，正是因为我们大家共同努力互帮互助，才让我们能够很顺利完成专周学习任务。我们相信我们努力终会有收获，我们相信天道酬勤，只要我们努力了为之付出了，一定能从中收获到成功喜悦！

七.参考文件：

《塑料模设计及制造》 机械工业出版社 李学锋 主编

《注塑模设计实训教程》 机械工业出版社 张苗根、李军 主编

《机械制造技术》 科学出版社 王晓霞 主编

《塑料模具设计》 机械工业出版社 申树义、高济 主编