畢業(yè)論文---塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書產(chǎn)品工藝性分析圖1:塑件圖1、材料性能ABS為熱塑性材料，密度1.031.07g/cm3,抗拉強(qiáng)度 3050MPa抗彎強(qiáng)度4176MPa,拉伸彈性模量15872277MPa,彎曲彈性模量13802690MPa收縮率 0.3%0.8%,常取0.5%。該材料綜合性能好，即沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成 型，耐熱和耐腐蝕性能也比較好，并有良好的耐寒性。2、成型特性及條件（1） 其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥，其含水量應(yīng)小于0.3%。 對(duì)表面要求光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。（2）流動(dòng)性中等，溢邊值0.04mm。（3）塑料的加熱溫度對(duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度

2、過(guò)高易分解（分解溫度為 250C）。成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（模溫 5080C ）和較高的注射壓力(柱塞式注射機(jī)：料溫180230C，注射壓力100140MPa；螺桿式注 射機(jī)：溫度為160220C，注射壓力70100MPa。)3、結(jié)構(gòu)工藝性(1) 該塑件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最少壁厚1mm,注射成型 時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。(2) 該塑件在一側(cè)水平方向上有孔，注射模應(yīng)采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。4、塑件注塑成型工藝參數(shù)料筒溫度：控制在ABS的粘流溫度和熱分解溫度之間，這里后段取 200C, 中段180 C,前段取160C。噴嘴溫度：一般應(yīng)在180C190C之間，這里取180C。注射壓力：

3、一般應(yīng)在 60100MPa，這里取100MPa。型腔壓力：60MPa ;充模時(shí)間：4s； 保壓壓力：60MPa。保壓時(shí)間：10s；冷卻時(shí)間：15s ;模具溫度：50E 70C。5、零件體積及質(zhì)量估算(這里采用Pro/E模型分析功能見(jiàn)圖2)(1) 單個(gè)塑件 體積V=5131.68mm,質(zhì)量 M=5.39go(2) 兩個(gè)塑件及澆注系統(tǒng)凝料總體積V總=15.39cm3，總質(zhì)量M總=16.16g第6頁(yè)共15頁(yè)圖2、Pro/E體積分析二、初選注射（塑）機(jī)的型號(hào)和規(guī)格從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20%- 80%之間考慮，初選額定注射量在60cm3以上的型號(hào)為：SA60/40的注射機(jī)；該設(shè)備的技術(shù)參數(shù)如下表

4、一、SZ60/40主要技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式理論注射量/cm 360螺桿直徑/mm30注射壓力/MPa180注射速率/g s 170塑化能力/g s 135螺桿轉(zhuǎn)速r/min 10 200鎖模力/KN40拉桿間距/mm220X 300模板行程/mm250最大模具厚度/mm250最小模具厚度/mm150模具定位孔直徑/mm80模具定位孔深度/mm10噴嘴球半徑/mmSR10噴嘴口孔徑/mm4頂出行程/mm70三、確定模具的基本結(jié)構(gòu)經(jīng)分析，該塑件成型時(shí)必須有側(cè)向外抽芯，可能適合的模具結(jié)構(gòu)有：方案一 單分型面注射模， 主流道設(shè)在定模一側(cè)， 分流道設(shè)在分型面上， 開模 后塑件連同流道凝料留在動(dòng)模一側(cè)；

5、動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)， 用以頂出塑件及澆注 系統(tǒng)凝料?？赡艿臐部谟校褐苯訚部?、側(cè)澆口和潛伏式澆口等。該類模具采用的 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。方案二 雙分型面注射模， 從不同的分型面分別取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料， 與 單分型面相比，增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又稱澆口板） ，中間板適用于采用 點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔模具。 在開模時(shí)由于定距拉桿的限制， 中間板與定 模板坐定距離的分開， 以便取出這兩板之間的流道內(nèi)的凝料， 利于推桿將塑件脫 出。該類模具采用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊早定模，或斜導(dǎo) 柱、滑塊均在定模的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。 脫模時(shí)還必須有順序脫模機(jī)構(gòu)， 模具結(jié)構(gòu) 復(fù)

6、雜。該零件為玩具臺(tái)燈開關(guān)定位器， 對(duì)外表面有一定的要求， 可選用的澆口有側(cè) 澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口。 其中側(cè)澆口開在圓弧面上， 去除后對(duì)制品表有 一定的影響， 且需脫出后人工去除； 潛伏式澆口開模頂出過(guò)程中塑件與澆口凝料 自動(dòng)切斷， 且表面質(zhì)量較好， 但是澆口的制造較為復(fù)雜。 重疊式澆口制造最為簡(jiǎn) 單，去除澆口留下的痕跡在塑件的端面，不影響制品的外觀。綜上所述，選擇單分型面注射模，重疊式澆口，采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，推件 板一次頂出。第 8 頁(yè) 共 15 頁(yè)四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、確定型腔數(shù)目及配置確定型腔數(shù)目的方法有：根據(jù)鎖模力確定、根據(jù)最大注射量確定、根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟(jì)性確定等。該零件主

7、要從經(jīng)濟(jì)性確定，試制或小批量生產(chǎn)時(shí)，宜采取單型腔或少型腔， 大批量時(shí)采用多型腔，該產(chǎn)品為中量生產(chǎn)，因此采用一模兩腔。型腔的配置采用平衡澆注系統(tǒng)使型腔在同一時(shí)刻充滿。平衡澆注系統(tǒng)的特點(diǎn) 是：從分流道到澆口或型腔，其形狀、長(zhǎng)度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件完全相 同。2、選擇分型面 模具閉合是型芯與型腔相接觸的的表面稱之為分型面。為 了便于脫模， 分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方， 還要不影響制品的 外觀。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面。3、確定澆注系統(tǒng)尺寸澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利的充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰， 內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。 因此要求充模過(guò)程快 而有序， 壓力

8、損失小熱量散失少， 排氣條件好， 澆筑系統(tǒng)凝料易于與制品分離或 切除。（1）澆注系統(tǒng)的組成無(wú)論用于何種類型的注塑機(jī)模具，其澆筑系統(tǒng)一般由四部分組成 主流道 指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口為止的一斷流道。 它使塑料 熔體首要經(jīng)過(guò)的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一條軸線。 分流道 支柱流道末端至澆口的整個(gè)通道。 分流道的功能是使熔體過(guò)渡和 轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程。 多型腔模具中分流道是為了分配物 料，通常有一級(jí)分流道核二級(jí)分流道，甚至多級(jí)分流道組成。 澆口 指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。 它的功能是 使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對(duì)補(bǔ)縮具有控制作用

9、。 冷料穴 通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端。 其功用為 “捕捉”和 儲(chǔ)存熔料前鋒的冷料。冷料穴也經(jīng)常起拉鉤凝料的作用。（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)由壓降、流量和溫度分布的均衡布 盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時(shí)間。 澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動(dòng)，并有利 于排氣何補(bǔ)縮。 避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。 澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易于塑件分離或切除整修容易。 熔合縫位置須合理安排，必要時(shí)配置冷料穴或溢料槽。 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量。 澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口須有 IT8以上精度。(3) 主流道

10、上端直徑4=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5mm?4.5mm R= 賁嘴球半徑+2mm=12mmF端直徑D=?8mm凹坑深度取4mm出口端圓角過(guò)度r=0.6mmo( 4) 冷料穴 本模具采用帶球頭拉料桿冷料穴(5)分流道 分流道長(zhǎng)度L= (12.5) D=20mm分流道直徑D=?8高度h=4mm (6) 澆口澆口寬度 b=2mm h=1mm L1=3mm，L2=1.8mm。(7) 定位環(huán)及澆口套 定位環(huán)直徑D=?125mm澆口套公稱直徑d=?20mm4、確定型芯、型腔的結(jié)構(gòu)及固定方式1)、型芯、型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為便于熱處理、加工和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型腔采用整體鑲塊式結(jié)構(gòu)，型芯采用整體式。2 )、固定方式 型

11、腔和型芯均通過(guò)套版用臺(tái)階方式固定于模板上。5、 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1) 、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 效益，采用帶頭導(dǎo)柱2) 、導(dǎo)柱的布置 為確保動(dòng)模和定模只按一方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱 的不對(duì)稱布置，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)6、 確定頂出機(jī)構(gòu)類型頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所 變化，但對(duì)頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的基本要求是一致的： 使塑件在頂出過(guò)程中不會(huì)損 壞變形；保證塑件在開模的過(guò)程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)； 若塑件需要留 在定模內(nèi)， 則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。 其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī) 構(gòu)，此機(jī)構(gòu)只需一次動(dòng)作就能使塑件脫模。本模具選用推件

12、板一次頂出機(jī)構(gòu)。 (1)、復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 頂出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一步 循環(huán)必須回到其初始位置。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)。 因本模具采用的是推件板推出機(jī)構(gòu)故不需重新設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)， 因?yàn)樵诤夏＿^(guò)程中 推件板能在合模力作用下復(fù)位。( 2)、頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 本模具采用導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。( 3)、拉料桿 本模具采用帶球頭拉料桿，公稱直徑 ?8。(4)、頂出距離為了確保頂出時(shí)塑件能完全脫離動(dòng)模，頂出距離不小于60mm7、排氣系統(tǒng)從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。該模具采用

13、分型面、推桿與孔的配合間隙及側(cè)型芯運(yùn)動(dòng)間隙排氣 即可，不必單獨(dú)考慮排氣方式。8側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)前面已確定側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱固定在定模上、滑塊固定在動(dòng)模上的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。(1) 、抽芯距的計(jì)算將活動(dòng)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離叫抽芯距。抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹大23mm。本模具采用的是推件板推出機(jī)構(gòu)故S=20+2=22mm。(2) 、斜導(dǎo)柱的傾斜角a斜導(dǎo)柱的傾斜角通常取15 20，一般不大于 25,這里取20。(3) 、斜導(dǎo)柱的直徑考慮到抽拔力和傾斜角不大，這里工作部分直徑初步定為？12mm(4) 、最小開模行程和斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度最小開模行程：H=Scota =22

14、cot20 =60.44mm斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度：L2=H/cos a =64.32mm(5) 、滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊與側(cè)型芯之間采用螺紋連接。 滑塊的導(dǎo)滑形式：該模具采用整體導(dǎo)滑槽形式，導(dǎo)滑槽為“T形”開設(shè)在型芯固定板上，滑塊與導(dǎo)滑槽之間的導(dǎo)滑部位采用 H7/h7或H7/h8的間隙配合。 為保證再次合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地插入斜滑塊中，抽芯動(dòng)作完成后斜滑塊 必須有準(zhǔn)確的位置。該模具擬采用擋塊定位形式。第7頁(yè)共15頁(yè)五、成型零部件的相關(guān)計(jì)算 塑件的成型收縮率型腔工作尺寸制造偏差及磨損量均取平均值 取 8/3 x =3/4 s=0.0051、型腔尺寸計(jì)算徑向尺寸：A1: 1 10.3 00.50 A2A5

15、 ： 3000.26 A6 ： 15.6 00.2 A7 (1 + s)As x 8 8(1+0.005) X110.3 3/4(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005) (1+0.005)X3.8 3/4 X0.140(1+0.005) X 60.7 3/4 X 0.32深度尺寸： H1=11.300.18H2=200.1240 0.28A mA1 =：37.7：600.1400.26A8A3 ：3.8 0.141 20 0.18 A4 ：A9 ： 60.7 00.32A2 =A3 =A4 =A5 =A6 =A7 =A8=A9

16、 =H5=300.12H=H1=H2=H3=H4=H5=X 37.7X 12X 40X 30X 0.5 3/4 X 0.263/43/43/4X 0.18 X 0.28 X 0.26 0.1700.0900.060.170_37.6900.0911.9300.06_ 39.99 00.09_30.7600.09_ 15.33 00.070.0503.71 00.0500.10_60.7600.10H3=9.300.16H4=400.14=110.480 0.0900.09 0 3/4 X 0.200.07X 6 3/4 X 0.14 00.05 = 5.930.05 _X 15.6（1s）Hs

17、2/3 （1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）X11.3 2/3 X0.1800.06=11.2400.06 2/3 X0.1200.04=1.9300.04 2/3 X0.1600.05=9.2400.05 2/3 X0.1400.05=3.9300.05 2/3 X0.1200.04=2.9400.04X 9.32、型芯尺寸計(jì)算徑向尺寸： B1：B5：1200.18B11：30.8B6 ：20.2600.120B12 ： 36。0.26B2 : 12B7 ： 7.7 00.16 B8 ： 9.1 14.1 00.2000.18B3 ： 8

18、 00.16B4 ： 400.1400.16 B9 ：1400.20 B10：R12.500.18B=(1 + s)Bs xA 8 zB1=(1+0.005) X36+3/4X0.2600.09=36.3800.09B2=(1+0.005) X12+3/4X0.18 00.06 =1 2.2 0 0.06B3=(1+0.005) X8+3/4X0.16 00.05=8.1600.05B4=(1+0.005) X4+3/4X0.14 00.05=4.1300.05B5=(1+0.005) X12+3/4X0.18 00.06 =1 2.2 0 0.06第 13 頁(yè) 共 15 頁(yè)B6=(1 + 0

19、.005) X 2+ 3/4 X 0.12 o.q4=2.1 o.o4B7=( 1 + 0.005) X 7.7 + 3/4 X 0.16 o.5=7.86 o.5B8=(1+0.005) X9.1 +3/4X0.1600.05=9.27 00.05B9=(1+0.005) X14+3/4X0.200.07=14.22 00.07B10=(1+0.005) X12.5+3/4X0.1800.06=12.700.06B11=(1+0.005) X30.8+3/4X0.2600.09=31.1500.09B12=(1+0.005) X14.1 +3/4X0.200.07=14.32 00.07H5

20、：1.8型芯高度尺寸： h1：200.12h2 ：9.3 00.16h30.1200.14h6 ：3.4 0h7 ：11.30.1800.32h8 ：5200.12100.12h45.10.1400.320.24h9 ：51 0h10 ：29 0h= (1 + s)hs 2/3 szh1=(1+0.005) X2+2/3X0.1200.04=2.0900.04h2=(1+0.005) X9.3+2/3X0.1600.05=9.45 00.05h3=(1+0.005) X1+2/3X0.1200.04=1.0900.04 h4=(1+0.005) X5.1 +2/3X0.1400.05=5.22

21、 00.05 h5=(1+0.005) X1.8+2/3X0.1200.04=1.8900.04 h6=(1+0.005) X3.4+2/3X0.1400.05=3.51 00.05 h7=(1+0.005) X11.3+2/3X0.1800.06=11.4800.06 h8=(1+0.005) X52+2/3X0.3200.11=52.4700.11 h9=(1+0.005) X51+2/3X0.3200.11=51.4700.11 h10=(1+0.005) X29+2/3X0.2400.08=29.3 00.083、型芯之間中心距尺寸C1：28.110.240C2 ：2300.22C3

22、：47.430.280C= ( 1 + s)Csz/2C1=(1+0.005)X28.11 0.04=28.250.04C2=(1+0.005)X23 0.04=23.12 0.04C3=( 1+ 0.005)X47.43 0.05=47.67 0.05六、模板尺寸計(jì)算與選擇根據(jù)型腔側(cè)壁厚度經(jīng)驗(yàn)公式S=0.2L + 17=0.2 X 110.3 + 17=39mm底板厚度Sc=0.2X 12+ 17=19.4mm墊板厚度經(jīng)驗(yàn)公式 h=(0.13 0.15) b=0.15 X 110.3 16.5mm 取 h=25mm本模具采用鑲塊式凸凹模，模板的長(zhǎng)度、寬度選擇最少應(yīng)該保證型腔壁 厚S。同時(shí)配合

23、導(dǎo)柱、螺釘、限位釘?shù)鹊陌惭b。在滿足注塑機(jī)拉桿內(nèi)間距的范圍 內(nèi)，盡量使模具的布排緊湊合理。所選各模板的尺寸如下面表：表二、模板尺寸表(伽)模板寬度長(zhǎng)度高度材料定模座板3203002545鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模座板3203002545鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模板3002703545鋼，調(diào)質(zhì)定模板3002703045鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模墊板3002702545鋼，調(diào)質(zhì)支撐塊300538045鋼，調(diào)質(zhì)第10頁(yè)共15頁(yè)七、工藝與安裝參數(shù)校核1 、工藝參數(shù)校核1 ）、注射量校核 為保證注射成型的正常進(jìn)行， 塑料制品連同澆注系統(tǒng)凝料 及飛邊在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)超過(guò)注射機(jī)最大注射量的 80%。V min V V總 V Vmax注射機(jī)最大注射容

24、積 Vmax =48cm3 注射機(jī)最小注射容積 Vmin =12cm3制品連同澆注系統(tǒng)凝料及飛邊容積 V總=15.39cm3 故上式成立，注射量選擇合適。2 ）、鎖模力校核 模具鎖模力必須大于漲模力， 才能防止分型面上產(chǎn)生溢邊， 保證制品在深度方向的尺寸精度鎖模力的校核式：F鎖F=PAF鎖注射機(jī)的額定鎖模力（ KN）A制品和流道在分型面上的投影面積之和（cm2 ）P型腔內(nèi)熔體壓力， P=30MPaF鎖=40KN30X 103X 49X 10-2 X 2=29.4KN故上式成立，鎖模力選擇合適。3 ）、最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力 Pmax，應(yīng)該大于注射機(jī)成型所需調(diào)用的

25、注射壓力Po,即PmaxK P0K安全系數(shù)，通常取1.251.4,這里取K =1.4P,ax=180MPa 1.4X 100=140MPa 上式成立，注射壓力選擇合適。2、安裝參數(shù)校核1 ）、模具厚度校核模具厚度 Hm ，也稱模具閉合高度，必須滿足maxHmin 注射機(jī)合模部件允許的最小模厚;Hmax 注射機(jī)合模部件允許的最大模厚。150 mmW 235 mmW 250 mm模具厚度校核合格2）、噴嘴尺寸注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑 R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。一般R2比R1大（12）mmR2=12mm R-i =10mm故合理3 )、定位圈尺寸為了使

26、模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具上定位圈必須與注射機(jī)定模板上的定位孔呈叫松動(dòng)的間隙配合。4) 、螺孔尺寸注射模具的動(dòng)模座板和定模座板上的螺孔尺寸應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板和定模板上的螺紋尺寸相適應(yīng)。3、開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核因?yàn)楸灸＞邽閱畏中兔孀⑸淠＞?，則校核合格條件為HHi + H2+510 mmH注射機(jī)動(dòng)模板開模行程；H 1 塑件推出距離；H 2 塑件高度，計(jì)算得25056+11.3+10 mm =87.3 m所以，開模行程校核合格。綜上所述前面選擇的 SZ60/40 型注塑機(jī)符合要求。第 15 頁(yè) 共 15 頁(yè)八、繪制模具總裝配圖和零件圖本模具的總裝配圖、零件圖如圖紙所示本模具的工作原理；模具安裝在注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)定模板 上，動(dòng)模部分固定在