塑料成型說明書

1、塑件工藝分析確定方案設(shè)備校核1.1 塑件分析1.1.1 塑件的工藝分析本設(shè)計中工件是一個按鈕結(jié)構(gòu)、尺寸如圖1所示，整體尺寸比較小，根據(jù)工件圖可知按鈕內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，根據(jù)其具體尺寸可以設(shè)計出如圖2所示的整體凸模進(jìn)行成型，比較容易成型。 圖1 零件圖1.1.2 塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚丙烯為結(jié)晶形高聚物，屬熱塑性塑料。該塑料密度0.90.91，強(qiáng)度，剛度，硬度，耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，有優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的絕緣性，吸水率很低，約為0.03%0.04%，流動性能極好，成型容易，但收縮率大，為1%3%，易發(fā)生縮孔，變形，方向性明顯，冷卻速度快，澆注及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱。注射時一般不需

2、要進(jìn)行干燥，必要時可在下干燥。1.1.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析從零件圖上分析，該塑件總體形狀復(fù)雜，其外形尺寸24mm×16mm×15mm，上下面各有有直徑為5mm的凹槽，整個塑件厚度4mm，因此，模具設(shè)計不須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。該塑件尺寸：， ，等尺寸屬于6級精度，1.1.4 表面質(zhì)量分析該塑件的表面要求沒有缺陷、毛刺，沒有特別的表面質(zhì)量要求，比較容易實現(xiàn)。1.2 注射工藝參數(shù) 預(yù)熱溫度80-100，保溫時間1-2h，注射壓力700-1000kg/cm2，注射時間20-60s，料筒溫度210-280，噴嘴溫度比料筒溫度低10-30，模具溫度80-90，保壓時間0-3s

3、，冷卻時間20-90s。1.3 工藝卡片填寫見附錄A1.4 確定模具結(jié)構(gòu)方案1.4.1 分型面選擇根據(jù)本設(shè)計工件的具體結(jié)構(gòu)采用單分型面。1.4.2 型腔數(shù)目的確定初步計算塑件的體積為，初步估計澆注系統(tǒng)凝料的體積按塑件質(zhì)量的0.6倍計算有根據(jù)本設(shè)計塑件體積較小采用一模四腔的結(jié)構(gòu)該模具一次注射所需塑料體積：質(zhì)量：1.5 選擇設(shè)備，進(jìn)行校核根據(jù)塑件體積和注射機(jī)的最大注射量(額定注射量G)，可選用SYS-30注射機(jī)，注射機(jī)主要參數(shù)見表1 表 1螺桿直徑/mm 最小模具厚度/mm 70注射容量/g 30模板行程/mm 80注射壓力/Mp 1570噴嘴球半徑/mm 12鎖模力/10KN 50噴嘴孔直徑/m

4、m 最大注射面積/ cm2 130 定位孔直徑/mm 最大模具厚度/mm 200推出中心孔徑/mm1.5.1 設(shè)備校核1.5.1.1 注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。即滿足 式中 單個塑件的容量 澆注系統(tǒng)凝料的容量 注射機(jī)額定注射量 型腔個數(shù)經(jīng)過計算可知 而 滿足，符合要求1.5.1.2 鎖模力的校核為了防止注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢料跑料現(xiàn)象而需要滿足 式中 注射機(jī)額定鎖模力 型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機(jī)軸向的推力 式中 塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，； 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，； 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力

5、，； 注射壓力，； 壓力損耗系數(shù)，在的范圍內(nèi)選取。常見塑料推薦選用型腔壓力見表2 表2 常用塑料推薦選用的型腔壓力塑 料型腔平均壓力/MPa塑 料型腔平均壓力/MPa高壓聚乙烯低壓聚乙烯中壓聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯10152035151520ASABS有機(jī)玻璃醋酸纖維樹脂30303030根據(jù)表2可知聚丙烯材料的，初步估算則 滿足1.5.1.3 注射壓力校核注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最大壓力Pmax=157Mpa,應(yīng)該大于注射成型時所需調(diào)用的注射壓力P,即：PkP 式中k安全系數(shù)，常取k=1.251.4實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力取21MPa，經(jīng)計算，符合要求。1.5.1.4 安裝部分

6、尺寸校核主流道的小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴d，通常為D=d+(0.51)mm對于該模具d =3,D=4mm，符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑SR，通常為 SR0=SR+(12)mm對于該模具SR=12,取SR0=14mm，符合要求。1.5.1.5 開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 開模行程的校核HH1+H2 +(510)H為注射模板的開模行程80mm,H1為頂出距離20mm,H2為塑件的高度：16mm滿足要求1.5.1.6 推出機(jī)構(gòu)的校核： 注射機(jī)的推出行程大于所選的頂出距離，滿足要求。2. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計、排氣系統(tǒng)的設(shè)計2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計2.1.1 主流道的設(shè)計 在立式

7、注射機(jī)用的模具中，主流道的軸線垂直于分型面主流道為圓錐形，其錐角=2°4°以便于凝料從主流道中取出，內(nèi)壁表面粗糙度為Ra=0.63um.為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形凹坑，其半徑,其小端直徑,凹坑深取h=4mm。為減小料流轉(zhuǎn)向過度時阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑r=2mm。為保證塑件良好成型，避免增多流道凝料和增加壓力損失，保證成型取L60mm.由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此將主流道制成可拆卸的主流道襯套。選擇A型襯套，其大端高出定模端面H=8mm,起定位作用，與注射機(jī)定位孔間隙配合。2.1.2 澆口設(shè)計 澆

8、口是連接流道和型腔之間的一段細(xì)短通道,是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,起調(diào)節(jié)控制料流速度,補(bǔ)料時間和防止倒流等作用,澆口的形狀,尺寸和進(jìn)料的位置等對塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷,如縮孔,缺料,百般,熔接痕,質(zhì)脆分解,翹曲等往往是由于澆口設(shè)計不合理引起的。根據(jù)本設(shè)計中塑件為小型塑件的多型腔注射模，應(yīng)該采用矩形側(cè)澆口，其優(yōu)點是截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正，缺點是在塑件的外表面留下痕跡，鑒于按鈕的使用特點完全可以滿足使用要求。矩形側(cè)澆口的大小由其厚度，寬度和長度決定。確定側(cè)澆口厚度和寬度的經(jīng)驗公式如下： 式中 塑件壁厚，； 系數(shù)，與塑件品種有關(guān)，見表3； 為塑件外表面面積，。 表3 系數(shù)n

9、值塑料品種n聚乙烯、聚苯乙烯0.6聚甲醛、聚碳酸、酯、聚乙烯0.7尼龍、有機(jī)玻璃0.8聚氯乙烯0.9運用經(jīng)驗公式進(jìn)行計算后取澆口厚度為0.5mm,寬度為1.5mm，澆口長度為2mm。2.1.3 冷料穴及拉料桿的設(shè)計本設(shè)計采用聚丙烯材料塑性較好，并且采用推板脫模機(jī)構(gòu)因此選用帶球頭的冷料穴，拉料桿為帶球頭拉料桿。2.1.4 分流道設(shè)計 本設(shè)計采用一模四腔的設(shè)計因此分流道的設(shè)計比不可少，考慮到塑件尺寸較小不需要較高的效率以及便于加工等因素采用半圓形截面形狀的分流道。其直徑根據(jù)表4選取 表4 常用塑料的分流道直徑塑料品種分流道直徑/mm塑件品種分流道直徑/mmABS、AS聚甲醛丙烯酸酯耐沖擊丙烯酸酯尼

10、龍6聚碳酸酯聚丙烯聚乙烯聚苯醚聚苯乙烯聚氯乙烯最終取D為5mm。2.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣方式的選擇:由于塑件為平板式結(jié)構(gòu),且位于分型面上,氣體可通過分型面以及在打開模具型腔時排出,所以應(yīng)用分型面排氣即可。3. 成型零部件設(shè)計及校核3.1 凸模的設(shè)計與校核3.1.1 凸模尺寸計算 模具制造精度按IT11設(shè)計；成型零部件工作尺寸計算方法有平均法和公差帶法兩種。本例中采用平均值法計算。3.1.2 型芯徑向尺寸計算設(shè)塑件的內(nèi)形尺寸為、，其公差值為，型芯對應(yīng)基本尺寸為、，制造公差為可得： 設(shè)塑件的外形尺寸為，其公差值為，型芯對應(yīng)尺寸為，制造公差為 可得： 3.1.3 型芯高度尺寸計算設(shè)塑件高度方向上

11、外形尺寸為、，其公差為，型芯對應(yīng)尺寸為、，制造公差為 可得： 3.2 凹模的設(shè)計和校核3.2.1 型腔徑向尺寸計算設(shè)塑件的平均收縮率為，塑件外形基本尺寸為，其公差為，型腔基本尺寸為，其制造公差為，對于中小型塑件有，則得 3.2.2 型腔深度尺寸計算 設(shè)塑件的平均收縮率為，塑件外形高度基本尺寸為，其公差為，型腔深度方向基本尺寸為，其制造公差為，對于中小型塑件，可得： 4. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。模具導(dǎo)柱安裝在動模板上，導(dǎo)套安裝在

12、定模板上。在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。動模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。4.1 導(dǎo)柱設(shè)計(1) 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽。(2) 柱長度必須比凸模端面高出68。(3) 使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。(4) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。(5) 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f6的間隙配合.(6) 導(dǎo)柱配合部分的表面粗糙度為Ra=08um.(7) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，采用碳素工具鋼T10A,經(jīng)淬火處理，硬度為50HR

13、C.4.2 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動，定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。(1) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好作成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。(2)導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f8的間隙配合,導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/f7配合，另一端采用H7/m6配合鑲?cè)肽０?。材料可采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具采用T8A。5. 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計及校核5.1 澆注系統(tǒng)凝料的推出 可按安裝方式，型腔數(shù)目和結(jié)構(gòu)特征以及所選用的矩形側(cè)澆口確定注射模具選用二板式單分型面。它是注射模具中最簡單而有最常用的一類。單分型面注射模具，型腔的一部分（型芯）在動模板上，另一部分（凹

14、模）在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開模后由于動模上拉料桿的拉料作用以及塑件因收縮包緊在型芯上，制品連同流道內(nèi)的凝料一起留在動模一側(cè)，動模上設(shè)置有推出機(jī)構(gòu)，用以推出制件和流道內(nèi)的凝料。 推板脫模機(jī)構(gòu)的特點是在塑件表面不留有推出痕跡，同時塑件受力均勻，推出平穩(wěn)，且推出力大，機(jī)構(gòu)較推管脫模機(jī)構(gòu)簡單，適用于薄膜容器、殼形塑件及外表面不允許留有推出痕跡的塑件。為防止推件板在推出過程中脫落，推件板與推桿之間采用螺紋連接。5.2 脫模力的計算對于厚件（制件為矩環(huán)形截面時所需脫模力為： K1無量綱系數(shù)，其值隨與而異，=r/, K1從表中取2.57；K2無量綱系數(shù)，其值隨f與而異，K2從表

15、中選取為1.006；E塑料的彈性模量，從附錄中選取為1500MPa；S塑料的平均成型收縮率，從相關(guān)材料中選取為0.02；L制件對型芯的包容長度為53.8；f制件與型芯之間的摩擦因數(shù)查為0.2；模具型芯的脫模斜度為1o45；r型芯的平均半徑為8.59；塑料的泊松比查表的為0.32；A盲孔制品型芯在垂直與脫模方向上的投影面積160。 5.3 推出零件尺寸確定5.3.1 推件板厚度的確定 對于橫截面為矩形或異形的環(huán)狀制件，若根據(jù)剛度計算，則推件板厚度公式為： 式中 推件板長度上兩推件的最大距離，； 推件板寬度，。 推件板材料的彈性模量，對于一般中碳鋼： 表5 系數(shù)與的推件值1.251.502.000

16、.00510.02490.08772.274.287.533.004.005.000.20900.29300.350012.0515.1417.456. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計6.1 冷卻介質(zhì)的選用 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，所以本設(shè)計用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。因為成型工藝要求模溫都不太高，所以采用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。6.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算6.2.1 求塑件在固化時每小時釋放的熱量Q 查表得聚丙烯的單位熱流量Q1=5.9*102kJ/kg故Q=WQ=0.127*60×5.9×10²KJ/Kg=4495.

17、8KJ/h 式中 W單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kJ/h），該模具每小時注射30次。6.2.2 求冷卻水的體積流量qv=WQ1/Pc1(1-2)=4495.8/60/10³×4.187×（25°-20°）=0.358×10m³/min式中冷卻水的密度，為1*103/m3 C1冷卻水的比熱容，為4187KJ/(.); 1冷卻水出口溫度，取27； 2冷卻水入口溫度，取20。6.2.3 求冷卻管道直徑 查表知，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm6.2.4 求冷卻水在管道內(nèi)的流速v=4qv/d² =4

18、15;0.358×10/3.14×（8/1000）²×60 =0.012/0.027=0.119m/s6.2.5 求冷卻水管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h 查表取f=7.22(水溫為30時)求冷卻管h=4.187×f(v)/d=4.187×6.48×（1×10³）/0.008=3258.3KJ/（m²×h×）6.2.6 冷卻水管道總傳熱面積A=60WQ/ht =60×0.44958×10/60/0.32583×10×40-（25+20）/2=0.0031m²式中模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫度（）模具溫度取85。6.2.7 求模具上應(yīng)該開設(shè)的冷卻管道的個數(shù)nn=A/dL=0.0031/3.14×（8/1000）×（180/1000） =0.98(孔)由于塑件體積較小,壁又薄,且成型工藝要求模具不太高,所以本設(shè)計不設(shè)置冷卻裝置。7. 模架尺寸的選擇 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸確定模架的尺寸，所以采用標(biāo)準(zhǔn)模架.(1) 定模座板（200mm×200mm、厚20mm）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。(2) 定模板（16