塑料成型工藝與模具設(shè)計課程設(shè)計

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1、 塑料成型工藝與模具設(shè)計 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目: 外殼注塑成型模具設(shè)計 姓 名: 施春猛 班 級: 11級模具（1）班 學 號: 2011061486 設(shè)計時間：

2、 指導(dǎo)教師: 尹甜甜 目錄 設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………………………………………..…… 1. 工藝分析……………………………………………………………………………………........ 1.1 塑件材料分析…………………………………………………………………………… 1.2 注射工藝規(guī)程編制…………………………………………………………………… 1.2.1 工藝過程………………………………………

3、…………………………………… 1.2.2 確定型腔數(shù)目…………………………………………………………………… 1.2.3 塑件體積計算…………………………………………………………………… 1.2.4 型腔型芯尺寸確定…………………………………………………………… 1.2.5 初選設(shè)備及工藝參數(shù)確定…………………………………………….… 2．塑件在型腔中的位置確定…………………………………………………………. 2.1分型面設(shè)計……………………………………………………………………………… 2.2 型腔排布…………………………………………………………………………………. 3．澆注系統(tǒng)設(shè)

4、計……………………………………………………………………………… 3.1 主流道設(shè)計……………………………………………………………………………... 3.1.1 澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………….. 3.1.2 澆口套的尺寸確定…………………………………………………..……. 3.2 分流道設(shè)計……………………………………………………………………………… 3.3 澆口設(shè)計…………………………………………………………………………………… 3.4 流動距離比校核……………………………………………………………….……… 4．模架選用……………………………

5、…………………………………………………………… 4.1 模具整體結(jié)構(gòu)分析…………………………………………………………………… 4.2 模架確定……………………………………………………………………………..……… 5．注射機校核…………………………………………………………………………………..…… 6．推件機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………………………..……. 6.1推桿力的計算………………………………………………………………………..……. 6.2確定頂出方式及頂桿位置…………………………………………………..……. 7．冷卻系統(tǒng)設(shè)計………………

6、……………………………………………………………..……. 8．排氣系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………………………..…….. 9. 裝配圖………………………………………………………………………………………..……….. 10. 零件圖…………………………………………………………………………………..………….. 10.1 小型芯 ………………………………………………………………………………….…… 10.2 動模 ……………………………………………………………………………………….…. 10.3 型芯 ……………………………………………………………………………

7、………..……. 10.4 澆口套 …………………………………………………………………………………..….. 10.5 動模固定板……………………………………………………………………….……… 10.6 推桿…………………………………………………………………………………………… 11. 參考文獻…………………………………………………………………………………….. 《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書 院系： 2012年12月9日 設(shè)計題目 外殼注塑成型模具設(shè)計

8、學生姓名 施春猛 專業(yè)班級 11級模具（1）班 學號 2011061486 塑件圖： 塑件技術(shù)要求： 1.材料：ABS 2.生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 3.未注公差：按GB/T14486-1993中的MT5 設(shè)計任務(wù)： 1.收集有關(guān)技術(shù)資料：包括同類模具的有關(guān)圖冊、模具標準、有關(guān)計算資料及成型設(shè)備的技術(shù)參數(shù)。 2.繪制塑料模具裝配圖一張。 3.繪制成型零部件零件圖（標準件除外）。 4.編寫課程設(shè)計說明書一份（能將設(shè)計過程，包括計算等敘述清楚，論證完整）。 參考文獻： 楊永順，郭俊卿主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學出版社 楊占堯主編

9、，塑料模具標準件及設(shè)計應(yīng)用手冊，化學工業(yè)出版社 楊占堯主編，塑料模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例，化學工業(yè)出版社 洪慎章主編，典型塑料模具設(shè)計圖集，機械工業(yè)出版社 任務(wù)下達日期： 2011年12月9日 任務(wù)完成日期： 2011年12月21日 指導(dǎo)教師（簽名）： 學生（簽名）：施春猛  塑料成型工藝卡 塑料成型工藝卡片 資料編號 車間 共 頁 第 頁 零件名稱 外殼 材料牌號 ABS 設(shè)備型號 裝配圖號 材料定額 每模件數(shù) 零件圖號 單件重量 工

10、裝號 零件草圖 材料干燥 設(shè)備 干燥機 溫度/℃ 20-80 時間/h 8-10 料筒溫度（℃） 后段/℃ 200-210 中段/℃ 210-230 前段/℃ 180-200 噴嘴/℃ 180-190 模具溫度/℃ 時間 注射/s 3-5 保壓/s 15-30 冷卻/s 15-30 壓力 注射壓力/MPa 70-90 背壓/MPa 6 后處理 溫度 93 時間定額 輔助/min 時間 29h 單件/min 檢驗 編制 校對 審核 組長 車間主任 檢驗組長 主管工程師 施春猛

11、 1.1塑件材料的分析 由于塑件外殼較小，生產(chǎn)中常用ABS材料生產(chǎn)。 ABS塑料，化學名稱，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物，ABS是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性 及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定，表面光澤性好等特點。容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓 和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、 紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量較大，利用最廣大的聚合物它將PS、SAN、BS的各種性能有機的統(tǒng)一起來，兼具韌、硬、剛相優(yōu)良的力學性能

12、。ABS是丙烯腈、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 在此我們選用ABS材料的原因正式在于它具有較好的沖擊力，硬度較高，耐磨，流動力好，不易變形等特點。 總結(jié)：ABS在升溫時粘度增高，成型壓力較高，所以塑件上的脫模斜度較大，ABS易吸水，成型前進行干燥處理和調(diào)適，模具設(shè)計時注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，模具溫度控制在50~60度，在酮、醛、酯、氯代烴中會成型后應(yīng)進行調(diào)濕處理。 1.2 注塑工藝規(guī)程編制 1.2.1 注塑工藝過程概述 整個模具的注塑過程包括：模具合攏、模具鎖緊、模腔填充、塑件保壓、模具冷卻、模具分開、產(chǎn)品脫模和注塑延時

13、。 1.2.2 型腔數(shù)目的確定 最經(jīng)濟數(shù)目的確定，實質(zhì)上是注塑件生產(chǎn)成本懂得經(jīng)濟核算，影響最經(jīng)濟型腔的因素，有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟指標兩個方面技術(shù)參數(shù)有鎖模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速參數(shù)，這里只考慮注射機鎖模力和最大注射量兩個參數(shù)。技術(shù)經(jīng)濟指標是從制品尺寸精度和經(jīng)濟效果考慮，對一模多腔整體嵌入式的注射模，影 響型腔的重要因素有如下四個： 1． 注射劑鎖模力 2. 注射劑注射量 3.塑件精度 4.經(jīng)濟習慣的限制 在此考慮生產(chǎn)成本和模具復(fù)雜程度采用一模兩腔。 1.2.3 塑件體積計算

14、 按塑件圖所示尺寸進以計算。 1）塑件體積 Vs≈9.903cm3 2）塑件重量 查表6-1 塑件ABS密度為1.02～1.05g/cm3（注射密度為1.05 g/cm3） 單件塑件重量 ms=9.9031.05g=10.397g≈10.4g 1.2.4 型腔型芯尺寸確定 查表ABS收縮率是0.3%~0.8% 平均收縮率 s=(0.3+0.8)/2=0.55% 行腔工作部位尺寸 行腔徑向尺寸Lm =[(1+S)LS-x△] 行腔深度尺寸Hm =[(1+S)HS- x△] 型心徑向尺寸Lm =[(1+S)ls+ x △] 型心高度尺寸hm-z=[(1+S

15、)hs+ x△] 式中 LS-塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls-塑件外型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） HS-塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs-塑件外型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs-塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） X-修正系數(shù) 取0.5～0.75 △-塑件公差（mm） δz-模具制造公差取（1/3-1/4）△ 1.2.5 確定成型設(shè)備型號及規(guī)格 初選注射劑型號為Xs-z-60 Xs-zy-125 注射機有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大開合模行程s 300m

16、m 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 動定模板尺寸 428mm458mm 拉桿空間 260mm290mm 2．塑件在型腔中的位置確定 2.1分型面設(shè)計 該塑件的結(jié)構(gòu)如圖所示，需遵循分型面設(shè)計基本原則，故將模上設(shè)計凸起部分，采用單分型面。 2.2 型腔排布 型腔位置排布，該件采用以模兩腔，的結(jié)構(gòu)式。那么主注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量采用以主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即型腔平衡式布置

17、的形式型腔強度和剛度的計算為了方便加工和熱處理 其型腔鑲件可分為三部分 如上圖所示，從圖上可以看出，行腔為整件試，因此行腔的強度和剛度按行腔為整件式計算 查書6-16行腔側(cè)壁厚S=2.5 mm（查模具設(shè)計指導(dǎo)書表6-16） 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)的組成：主流道 分流道 澆口 冷料穴 澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道、澆口結(jié)構(gòu)及其尺寸設(shè)計 3.1 主流道設(shè)計 直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑為d，應(yīng)大于注射機噴嘴直徑1mm左右，這樣便于兩著能同抽對準，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為R，應(yīng)該大于注射劑噴嘴求頭半徑約2—3mm。否則可能會讓塑料熔

18、體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難錐孔壁粗造度Ra 0.8mm.主流道錐角為2—4 ,過大的錐角會產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣。過小錐角會使凝料脫模困難，充模時流動阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長度L，一般按模板厚度確定。但為減少充滿時減壓降和減少物料損失，以短為好。 主流道要裝流道襯套，且直徑為12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉(zhuǎn)銷。襯套和型腔的配合為H7/n6，主流道襯套用定位固定在模板上，定位直徑。 初步設(shè)計主流道形狀尺寸，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角2～6,內(nèi)壁粗糙角Ra取0.4um 3.1.1 澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 應(yīng)設(shè)置在模具的對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接

19、的注射機噴嘴為同一軸心線。 為了便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形 。一般錐角取2~ 4粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)?？紤]到本模具主流道比較長,主流道的圓錐孔采用1:50錐度,加工時采用1:50的鉸刀加工出來,加工方便,也不會導(dǎo)致主流道過大。 3.1.2 澆口套的尺寸確定 如圖所示，經(jīng)計算，澆口套的尺寸如上圖。 3.2 分流道設(shè)計 初步設(shè)計分流道形狀和尺寸，分流道截面設(shè)計成圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，圓形截面分流道的直徑，可根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS，流動

20、性為中等，所以選用圓形截面，根據(jù)經(jīng)驗分流道的直徑，d可取5～ 6mm。 3.3 澆口設(shè)計 確定澆口形式及位置，其工作壁較薄，只有1mm，故采用采用測澆口形式設(shè)計，設(shè)計上圖；澆口直徑可根據(jù)經(jīng)驗公式計算； 測澆口計算的經(jīng)驗公式 d=（0.6 ~ 0.9） t=（0.6 ~ 0.9）δ d——測澆口的寬度mm △——塑件的表面積mm2 T——測澆口的厚度 δ——澆口處塑件的壁厚 d=2.6mm t=1.35 mm 測向進料的測澆口如上圖；對中小型塑件一般厚度

21、t取0.5 ~ 0.2 mm 寬度b取1.5 ~ 5.0 mm 澆口上的長度L=0.7 ~ 2 mm 長度h=（0.6 ~ 0.9 ）mm +∮/2 取 L=2.0 ~ 3.0 mm 計算L=2.2 4. 選用模架 4.1 模具整體結(jié)構(gòu)分析 如圖所示 模具的大體結(jié)構(gòu) 1-動模板；2-支撐板；3-復(fù)位桿；4-內(nèi)六角螺釘；5-推板；6-推板固定板；7內(nèi)六角螺釘；8-墊板；9-支撐板；10-型芯固定板；11-動模；12-定模座板；13-內(nèi)六角螺釘；14-定模；15-定位圈；16-型芯；17-澆口套；18-內(nèi)六角螺釘；19-推桿；20-導(dǎo)

22、套；21-導(dǎo)柱；22-小型芯 結(jié)合我們塑件的尺寸，用途，塑件的表面質(zhì)量以及加工的可靠性與實用性等我們確定了用整體式的凹模。 4.2 模架確定 根據(jù)以上分析 計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架形式和規(guī)格。查《模具設(shè)計指導(dǎo)》表7-1.7-9選用： A4-450560-03-22 GB/T125561-1990 定模板厚度：A=32mm 動模板厚度：B=50mm 墊塊厚度：C=100mm 模具厚度：H模=262mm 模具外形尺寸：450mm560mm262mm 6. 推出機構(gòu)的設(shè)計 6.1推桿力的計算 推件力Ft=A

23、p（цcosα-sinα）+q A1 式中A——塑件包絡(luò)型芯的面積（mm2） p——塑件對型芯單位面積上的包緊力，（p取0.8107～1.2107） α——脫模斜度 q——大氣壓力0.09MPa ц——塑件對鋼的摩擦系數(shù)ц均為0.1～0.3 A1——制件垂直于脫模方向的投影面積（mm2） A≈（4230+3036.52+4236.52+Π42.12.1） ≈6571.52mm2 Ft=[6571.521.210（0.3cos40′～sin40′）／106+0.093244]N =24095.78N 6.2確定頂出方式及頂

24、桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點，確定使用錐面推桿從工件的內(nèi)表面推出（加工比較困難，裝配時與其它推桿不同，需從動模型腔插入，端部用螺釘固定在推桿固定板上，適合于深筒形塑件的推出）并在制品圖中的底端面的Φ30的圓柱處采用錐面推桿頂出的飯方法。如圖所示 對于流道的固化塑料也設(shè)置頂出桿。如圖所示 普通的圓形推桿按GB4169.1——1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 查文獻二表7—13、選用∮10mm500mm型號的錐形頂桿4根，由于件較小，推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置。 7. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 由于制品平均壁厚為2mm，制品尺寸又較小，確定水孔直徑為8mm。 冷卻水路布置圖,如圖所示：

25、 8．排氣系統(tǒng)的設(shè)計 為了排除型腔和澆注系統(tǒng)內(nèi)的所有空氣，則要考慮排氣的裝置。 我們的排氣方式是利用模具的分型面和模具零件的配合間隙來排氣。通常排氣的間隙值根據(jù)塑料的流動性而定，通常為0.03～0.05mm，以不產(chǎn)生溢料為限。 9 裝配圖 如圖所示。 技術(shù)要求： 1. 型腔、型芯鑲拼部分保證不溢料。 2. 分形面保證不溢料。 3. 型芯與推桿H9/f9配合。 4. 選標準模架A4-450560-03-Z2。 5.選用XS-ZY-125。  22 型芯 2 T8A 21 導(dǎo)套 4 T8A 20 導(dǎo)

26、柱 4 T8A 19 錐面推桿 4 45 18 內(nèi)六角螺釘M4x20 4 45 17 澆口套 1 T8A 16 型芯 2 45Cr 15 定位圈 1 45 14 定模 1 45 13 內(nèi)六角螺釘M10x45 4 45 12 定模座板 1 45 11 動模 1 45 10 型芯固定板 1 45 9 支承板 1 45 8

27、 墊板 2 Q235 7 內(nèi)六角螺釘 4 45 6 推桿固定板 1 45 5 推板 1 45 4 內(nèi)六角螺釘M6x20 4 45 3 復(fù)位桿 4 45 2 支承板 4 45 1 動模座板 1 45 序號 代號 名稱 數(shù)量 材料 單件 總計 備注 重量 10 模具零件圖 10.1小型芯 10.2 動模 10.3 型芯 10.4澆口套 

28、10.5支撐板 10.6推桿 11. 參考文獻 1.《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 屈華昌主編.——北京： 高等教育出版社 2006.7 2.《模具設(shè)計指導(dǎo)》 史鐵梁主編.——北京： 機械工業(yè)出版社 2003.8 3.《模具制造工藝與裝備》 侯維芝 楊金鳳 主編 高等教育出版社 2008.12