注塑模具課程設(shè)計說明書

1、塑料成型加工與模具課程設(shè)計計算說明書設(shè) 計 人： 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期：2012年1月6日注塑模具設(shè)計說明書1.工藝和產(chǎn)品分析 苯乙烯是指有苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，英文名稱為polystyrene,簡稱ps。普通聚苯乙烯樹脂為無毒、無臭、無色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料。其制品具有極高的透明度，透光率可達90%以上，電絕緣性能好，易著色，加工流動性好，剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好等。普通聚苯乙烯的不足之處在于性脆，沖擊強度低，易出現(xiàn)應(yīng)力開裂，耐熱性差及不耐沸水等。聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆，無色透明，可以和多種染料混合,密度為1.04-1.06g/cm

2、3改性ps,即高抗沖聚苯乙烯，密度為1.05g/cm3，熔融溫度150180，熱分解溫度300。盡管改性ps的沖擊強度比ps的沖擊強度高出很多,但其綜合性能還是不如abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、pc/abs（聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物）。其沖擊性能在工程塑料中還是比較低的。因此，我們在使用時應(yīng)注意對制件的沖擊性能的檢驗。2.計算塑件的體積和質(zhì)量 在proe中建立三維模型，由此軟件計算出體積v=33.74cm3，質(zhì)量m=33.74*1.05=35.43g。3.注射機的選擇 在一個注射成型周期內(nèi)，需注入模具內(nèi)的塑料熔體的容量應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量之和，即v總=33

3、.74*2+0.5*33.74=84.35mm3。由此值查表初步選擇注射機，其型號為xs-zy-125。其主要參數(shù)如下：螺桿直徑/mm 42注射容量/cm3或g 125注射壓力/105pa 1190鎖模力/10kn 90模具最大厚度/mm 300模具最小厚度/mm 200模板行程/mm 300噴嘴球半徑/mm 12噴嘴孔半徑/mm 44.塑件注射工藝參數(shù)成型特性及條件 1.吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解.2.流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形.3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低方向方向性明顯.低溫高壓時尤其明顯,模具溫

4、度低于50度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,留痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中. 大多數(shù)商業(yè)用的ps都是透明的、非晶體材料。ps具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4%-0.7%之間。 注塑模工藝條件 干燥處理：除非儲存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80、2-3小時。 熔化溫度：180-280，對于阻燃型材料其上限為250。 模具溫度：40-50。 注射速度：建議使用快速

5、的注射速度。流道和澆口: 可以使用所有常規(guī)類型的澆口。5.注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，確定分型面為單分型面，分型面選在塑件最大外形輪廓面；由于塑件斷面尺寸較小，故澆口采用矩形截面?zhèn)葷部诩纯?，且截面形狀簡單，加工方便，去除方便，痕跡??；設(shè)置z形拉料桿將多余凝料拉出；采用推桿推出機構(gòu)脫模。1.確定分型面 分型面選擇是否合理對于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很大影響。在選擇分型面的時候，要遵循一系列的原則，本產(chǎn)品由于形狀簡單，使用單分型面，簡圖如下： 2.確定澆注系統(tǒng) a,主流道設(shè)計 主流道采用澆口套，澆口套前端孔直徑：4mm，噴嘴前端球半徑：12mm。將主流道設(shè)計成圓錐形，錐角=2

6、6;-4°。因為材料為ps，ps性脆易折斷在澆口中，故取其錐角=3°，同時要盡量縮短主流道的長度，根據(jù)選定的模板厚度，取其長度l=50mm。其結(jié)構(gòu)簡圖如下： 分流道的設(shè)計 因為塑件為一模兩腔結(jié)構(gòu)，故采用側(cè)澆口形式，其結(jié)構(gòu)簡圖如下 b.冷料穴設(shè)計 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進入型腔，冷料穴一般設(shè)計在主流道的末端，本產(chǎn)品選用帶z形頭拉料桿的冷料穴。如圖主流道最下端就是冷料穴。 c.澆口設(shè)計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補料時間及防止倒流等作用。鑒于模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求，采

7、用側(cè)澆口。如上圖，上下兩側(cè)的突出部分就是澆口的位置所在，但實際設(shè)計中，澆口的寬度要比分流道要小很多。6.注射模成型零部件設(shè)計1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型腔和型芯均采用整體式結(jié)構(gòu)。2.成型零件鋼材的選用 此模具形狀簡單，要求有一定的韌性和硬度，因此選用45鋼。3.成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸公差按sj/t1068-1995標(biāo)準(zhǔn)中的6級精度選取, 4.型腔數(shù)目的確定 按照注射機額定注射量確定型腔數(shù)量n,根據(jù)式子n(0.8vg-vj)/vn=2.5考慮到工件簡單，大批量生產(chǎn)，塑料為ps塑料，為使模具制造費用、設(shè)備運轉(zhuǎn)費用低一些，擬采用一模兩腔的模具形式型腔數(shù)目n=2

8、。 5.型腔和型芯的尺寸計算 型腔徑向尺寸計算公式:lm=(ls+lsscp-x)0+z 型芯徑向尺寸計算公式:lm=(ls+lsscp+x)0-z 型腔深度尺寸計算公式:hm=(hs+hsscp-x)+z0型芯高度尺寸計算公式：hm=(hs+hsscp+x)0-z查表平均收縮率scp取0.6，并查出未標(biāo)注尺寸的公差，則求得（1） 型腔徑向尺寸：l1=106.60+0.03mml2=57.80+0.03mm l3=39.20+0.03（2） 型芯徑向尺寸：l3=47.0-0.110mml4=35.4-0.090mm（3） 型腔深度尺寸：l5=26.00+0.07mm l6=10.00+0.06

9、mm （4）型芯高度尺寸： l7=24.3-0.070 6.成型零件和支撐板厚度的計算 查有關(guān)手冊，擬定定模模板尺寸為250*250*50，因為塑件較簡單，動模和其固定板做成一體，尺寸為250*250*60。 通常，注射模型腔側(cè)壁厚度的取值都在型腔長邊l或直徑d的0.20.5的范圍內(nèi)。由經(jīng)驗公式 s=0.85*(0.2l+17)定模型芯壁厚s=32mm7.模架的選擇 查模架手冊并結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可選擇a2型模架，尺寸為250*250。a.定模座板 尺寸：315*250*25b.動模座板 尺寸：315*250*25c.墊板 尺寸：250*50*80d.推板 尺寸：250*148*15e.推桿固定板

10、 尺寸：250*148*20f.支撐板 計算公式為h=l(5pl1l2/32eby)1/3 =30則 尺寸：250*250*30 7.脫模機構(gòu)設(shè)計 注射成型后，使塑件從動模上脫下來所需的力，其按照動力源和機構(gòu)動作特點有可以分成許多類，而且在設(shè)計中要遵循一系列的原則。 脫模力的計算 f脫=f正cos(f-tan)/1+fsincos =137,45n其中 f正=pap為塑件對型芯的包緊力，a為塑件包緊型芯的側(cè)面積。 推桿直徑的計算計算公式為 d=k4l2f/ne =8mmk取1.5，l是推桿長度，f是脫模力，n是推桿數(shù)目，e是推桿材料彈性模量。 8.頂出機構(gòu)的設(shè)計采用6根直徑為8的推桿分布在零件

11、上，從而在脫膜完成后，將塑件從動模板上頂出。 9溫度系統(tǒng)的設(shè)計成型時模溫要控制在4080,因此要布置冷卻水管根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值，冷卻水管直徑為8mm,路采用單一矩形回路。 10.校核的計算 a.注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使一個注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量在在注射機額定注射量的80以內(nèi)。即：nvn+vj0.8vg33.74*2+0.5*33.74=84.35<125*0.8=100故注射量滿足條件。b.注射壓力的校核 注射機的最大注射壓力要大于該塑件所要求的注射壓力，查有關(guān)資料得到ps要求的注射壓力為20-60mpa，遠小于所選注射機的注射壓力，因此滿足條件。c.鎖模力的校核 高壓

12、熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的推力t推，該推力應(yīng)小于注射機額定的鎖模力t合。即t合t推t推=a*p平均= =1.35*106*39*2*25 =279kn<900kn所以滿足條件。d.安裝部分尺寸校核 噴嘴尺寸 模具主流襯套小端孔徑d和球面半徑r要與注射機噴嘴前端孔d和球面半徑r滿足下列關(guān)系： r=r+(1-2)=14mm d=d+(0.5-1)=5mm 定位圈尺寸 定位圈用于使進料口套和注射機噴嘴孔對準(zhǔn)定位，其直徑要與注射機的定位孔配合，材料一般采用45鋼或q275鋼，按h9/f9配合實現(xiàn)定位，以保證模具主流道的軸線與注射機噴嘴軸線重合，小型模具定位環(huán)高度為8-10mm，取1

13、0mm 模具厚度與注射機模板閉合厚度hmin<h<hmax200<h<300 開模行程 模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，模具設(shè)計必須進行開模行程的校核。因為本產(chǎn)品選用xs-zy-125注射機，最大開模行程與模具厚度無關(guān)，只需使注射機最大開模行程大于所需開模距離，即smax>s 因為是單分型面 s=h1+h2+(5-10) =(26+5)+26+8=65mme.頂出機構(gòu)校核 在設(shè)計模具推出機構(gòu)時，需校核注射機頂出的頂出形式，弄清所使用的注射機是中心頂出還是兩側(cè)頂出，最大的頂出距離，頂桿直徑，雙頂桿中心距等。并注意在兩側(cè)頂出時模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機的雙頂桿，注射機的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫