塑料模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目錄一、端蓋的原材料選擇二、端蓋成型方法的選擇與工藝過(guò)程的確定三、端蓋的結(jié)構(gòu)工藝性分析四、編制端蓋成型工藝卡五、端蓋所需成型設(shè)備的初步選擇六、端蓋注射模結(jié)構(gòu)的初步確定七、端蓋注射成型零部件設(shè)計(jì)八、端蓋注射成型零部件設(shè)計(jì)九、端蓋注射模架澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十、推出機(jī)構(gòu)十一、工程實(shí)施端蓋注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十二、側(cè)向抽芯的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求與題目（1）：給定塑像件零件圖一張如下，按模具設(shè)計(jì)要求將塑件有關(guān)尺寸公差進(jìn)行轉(zhuǎn)換（2）：完成模具裝配圖一張，用手工繪制成A0A1 圖幅，按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制1/14（3）：編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（不少于8000 字），并將此任務(wù)書及任務(wù)圖放于首頁(yè)。一、端蓋的原材料選擇1:選用塑件材料

2、此端蓋數(shù)電器類絕緣零件，需大批量生產(chǎn)，要求成型工藝性能好，通過(guò)查閱常用塑料的性能及應(yīng)用等資料，對(duì)多種塑料進(jìn)行綜合比較，材料的品種可以選擇聚苯乙烯（ PS）和 ABS，但是， PS 耐熱性較低，剛性較脆，而且其制品由于內(nèi)應(yīng)力大容易碎裂，所以此塑件（端蓋）的材料選用 ABS2：分析塑件材料使用性能和工藝性能(1)使用性能 :通過(guò)查相關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)資料可得：工程塑料ABS三元共聚物，因此兼有三種組元的共同性能，使其具有“堅(jiān)韌，質(zhì)硬，剛性”。ABS 樹(shù)脂具有較高沖擊韌性和力學(xué)強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及電性能良好，易于成型和機(jī)械加工等特點(diǎn)。此外，表面還可鍍硌，成為塑料涂金屬的一種常用材料，另外，ABS

3、與 JHJ372 有機(jī)玻璃熔接性良好，可做雙色成型塑件。綜合力學(xué)性功能好，但耐熱性較差，吸水性較大，化學(xué)性能好。(2)工藝性能：成型性能好，成型前要干燥，易產(chǎn)生熔接痕，澆口外觀不好。無(wú)定型料，其品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件2吸濕性強(qiáng)含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥3流動(dòng)性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯差，但比聚碳酸酯，聚氯乙烯好）2/144比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫，模溫。料溫對(duì)物性影響較大，料溫過(guò)高易分解。對(duì)要求精度較高塑件模文明宜取50 度60 度，要求光澤及耐熱型料宜

4、取60 度80 度。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料溫為 180 度230 度，注射壓力為 100140Mpa，螺桿式注射機(jī)則取 160220度， 70100Mpa5模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小，澆口處外觀不良易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇交口位置，形式，脫模斜度宜取 2 度以上3：結(jié)論該端蓋為日常生活中常見(jiàn)塑件，產(chǎn)品外表美觀，無(wú)瑕疵，具有一定的強(qiáng)度采用ABS 料，產(chǎn)品的使用性能滿足要求，材料成型工藝性能好，選擇合理的成型方法和工藝條件，產(chǎn)品能夠大批量順利成型。二、端蓋成型方法的選擇與工藝過(guò)程的確定1、端蓋的成型方法的選擇根據(jù)前面端蓋選擇ABS材料， ABS材料是樹(shù)脂塑

5、料，塑件需要大批量生產(chǎn)。雖然注射成型模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，但生產(chǎn)周期短，效率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)大批量生產(chǎn)模具成本對(duì)于單件制品成本影響不大。而壓縮成型，壓鑄成型主要用于生產(chǎn)熱固性塑料或小批量生產(chǎn)熱塑性塑件；擠出成型主要用于成型具有恒定界面形狀的連續(xù)型材；所以端蓋選擇注射成型生產(chǎn)。2、端蓋的工藝過(guò)程一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程包括成型前的準(zhǔn)備，注射過(guò)程及塑件后處理三個(gè)過(guò)程。（1）成型前準(zhǔn)備1 對(duì) ABS 材料進(jìn)行外觀檢驗(yàn)：檢查原料的色澤，粒度均勻度等，要求色澤均勻，顆粒均勻2 生產(chǎn)開(kāi)始前如需改變塑料品種，調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過(guò)程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)，則應(yīng)對(duì)注塑機(jī)料筒進(jìn)行清洗。3 ABS材

6、料一般可不經(jīng)干燥直接使用。但為了提高制品質(zhì)量，可在220 度鼓風(fēng)烘箱內(nèi)干燥 12 小時(shí)。4 為了使塑件容易從模具內(nèi)脫出，模具型腔還需圖書脫模劑，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件選用硬脂酸垶，液體石鈉3/14（2）注射過(guò)程。包括：加料，塑化，沖模，保壓，冷卻定型和脫模步驟等。（3）塑件后處理。退火處理：在紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，于70 度恒溫處理24 小時(shí)。三、端蓋的結(jié)構(gòu)工藝性分析1、塑件尺寸精度分析該塑件的外形尺寸為58+0 -0.28，270 -0.40，280 -0.28。端蓋要與其他的零件相配，其它有要求的的尺寸為 41±0.18，21±0.12，28。以上尺寸單位為毫M （mm）

7、,都為 GB/T14486-1933 中 MT3 級(jí)精度。其它尺寸精度無(wú)特殊要求，所以均可為自由尺寸，對(duì)于 ABS 塑料公差等級(jí)可按一般等級(jí)，查表如下：（單位mm）塑件外形尺寸：2±0.16 2.160 ，± 12.190，±， ± -0.3212 0.19-0.38R10.061 0.161.160 ， 2±0.162.160 ，1±0.161.160，10±0.0810.080-0.320.32-0.32-0.16塑件內(nèi)型尺寸： 5±0.075+0.14 0，4±0.174+0.34 0，5±

8、;0.075+0.14 0， R5.45.4+0.14 02、塑件的表面質(zhì)量分析塑件的表面粗糙度，查表克制 ABS 塑料表面粗糙度的范圍在Ra0.0251.6之間，而該塑件對(duì)表面粗糙度無(wú)要求，則外表面粗糙度可取 Ra0.8，內(nèi)表面無(wú)較高粗糙度要求。3、塑件的結(jié)構(gòu)公藝性分析（ 1）塑件壁厚均勻，且符合最小壁厚要求（ 2）塑件周邊有圓角過(guò)渡，較合理。四、編制端蓋成型工藝卡確定端蓋成型工藝參數(shù)，并編制注射成型工藝卡片，注射成型工藝條件的選擇查表1-4-1，得出：采用螺桿式注射機(jī)， ABS 材料吸濕性強(qiáng)，需要干燥處理，為了提高生產(chǎn)品質(zhì)量，可在8085之間采用鼓風(fēng)烘箱內(nèi)預(yù)干燥23h。1. 密度： 1.0

9、21.16g/cm3；2. 收縮率： 0.3%0.8%；3. 溫度：料筒后段： 180200，料筒中段： 210230,料筒前段： 200210 ,噴4/14嘴： 180190,模具： 5070。4. 壓力：注射壓力： 7090Mpa,保壓壓力： 1530Mpa,背壓： 515Mpa；5. 時(shí)間注射時(shí)間： 35s,保壓時(shí)間： 1530s,冷卻時(shí)間： 1530s；6. 后處理：方法：紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，溫度：85 ,時(shí)間： 23h。該塑件的注射成型工藝過(guò)程卡如下：廠名南通職業(yè)大學(xué)端蓋注射成型工車間南通職大模具藝卡車間零件端蓋材料干燥設(shè)備鼓風(fēng)烘箱名稱裝 配溫度 /8085圖號(hào)零 件時(shí)間 /h12

10、圖號(hào)材料ABS料筒溫度 /后段180200牌號(hào)材 料中段210230定額單 件前段200210質(zhì) 量噴嘴180190/g資 料模具溫度5070編號(hào)設(shè) 備 XS-Z-60時(shí)間 /h注射355/14型號(hào)每 模 2保壓1530件數(shù)冷卻1530工 裝壓力 /MPa注射壓力7090號(hào)后 處 溫度 85保壓壓力5070理/時(shí)間 /h23背壓515時(shí)間定額 /min輔助 1020單間 4090檢驗(yàn)編制校對(duì)審核主管日期五、端蓋所需成型設(shè)備的初步選擇、已知塑料端蓋的質(zhì)量Ms 為 3.96g，同時(shí)根據(jù)端蓋形狀和尺寸，生產(chǎn)批量要求，以及生產(chǎn)廠家已有的注射機(jī)的規(guī)格，初步確定端蓋成型采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)及飛

11、邊的質(zhì)量或體積采用Mj ，初步估算取10g，每一成型周期所需的塑料總質(zhì)量為：M=nMS+Mj=2x3.96=10=17.92g根據(jù)注射量，查相關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選XSZ30 型號(hào)，可知17.92<30×80%=24滿足注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量的80%的要求理論注射量30注射行程130/cm3/mm螺桿柱塞直28動(dòng)、定模固 250×280徑/mm定板尺寸6/14/mm最大開(kāi)模合160最大模具厚 180模行程 /mm度/mm最大成型面 90最小模具厚 60積/cm2度/mm鎖模力 /kN250注射形式螺桿式注射壓力119噴嘴孔直徑 2/MPa/mm拉桿空間235噴嘴

12、球半徑12/mm、校核鎖模力當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，注射壓力在模腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力會(huì)使模具沿分型面脹開(kāi)，為此，注射機(jī)的鎖模力必須大于模腔內(nèi)熔體對(duì)動(dòng)模的作用力，以避免發(fā)生溢料和脹?，F(xiàn)象。單個(gè)端蓋在分型面的投影的計(jì)算，取端蓋下面部分為分型面位置，如圖所示：則 As1566mm2，澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積A，初步估算取1096mm2，塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力P，查表取30 Mpa ，則=1096=4288cm2<90cm2 （最大成型面積），P（ nA sAjO）=30(21566=1096)=26840<250KN=F p所以選擇注射機(jī)型號(hào)為XSZ30。六、端蓋注射模結(jié)構(gòu)的初步確定、

13、分型面的選擇端蓋的分型面選擇分析如下：依據(jù)分型面應(yīng)選在制品的外形輪廓最大出的原則，端蓋的分型面可以選在A-A ，B-B，C-C，D-D 四個(gè)位置（如下圖）7/14如果在A-A 處不會(huì)影響制品外觀質(zhì)量，是模具成型零件結(jié)構(gòu)合理，產(chǎn)品易于脫模；如果選在B-B 處，不會(huì)影響制品的外觀質(zhì)量，但會(huì)是成型零件的大部分在一側(cè)，不利于加工，且會(huì)使制品最終脫模阻力增大。難遇脫模；如果選擇在C-C或 D-D 處，會(huì)使制品外表面留有合模痕跡，不利于制品外觀質(zhì)量，且模具必須采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，制品才能脫模，增大模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和加工難度，綜上所述，端蓋的分型面位置應(yīng)選在 A-A 處、模具型腔的排列模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，制

14、品形狀為矩形，所以模具型腔排列如下圖所示：圖七、端蓋注射成型零部件設(shè)計(jì)1、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)端蓋是小型塑件，成型塑件外形的凹模可以采用整體式結(jié)構(gòu)，在采購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模架定模板上直接加工，成型塑件內(nèi)型的主型芯采用嵌入式結(jié)構(gòu)，將其固定于動(dòng)模板上，成型塑件測(cè)孔的小型芯采用側(cè)型芯結(jié)構(gòu)，共需4 個(gè)。此端蓋的成型零件結(jié)構(gòu)如圖：圖2、成型零件工作尺寸計(jì)算查附表三，ABS成型收縮率為0.3%0.8% ， 平 均 收 縮 率 為Scp= S max S minx100%=0.5%， z = /3， c = /6， 模具成型零件工作尺寸計(jì)算如下表：2零 件 名塑件尺寸計(jì)算成型收 計(jì)算公式計(jì)算結(jié)工作尺寸稱尺寸縮率果垂直2

15、0.162.1600.32Scp于分10 .161.16 00.32型 型面腔5805800.04平行0.04尺2702700.28于分0.28寸2802800.28型面0.28z2H M 0hs HScp3Lzls1S3M 0cp4z0. 1062.00.061.957001.00.060.95200 .10657.9900 .13357.990 0.133z26.92500.093 26.92500.093027.9300.09327.9300. 0938/1410 0.0810.0800.16z10.010 0.053z10.0100. 053中心21 0.12距R3 0.06型 垂直2

16、1 0.12CmR3 0.12hm0Cs 1Scp22H s HScp20R3.015 0.0221.1 0.04R3.0 0.02芯 于分120.19尺 型面寸 平行410.18于分27 00. 2811.8100.380.005z 00.36z40 .820l M M 027 00 .2833L s HScp4z 12.12200.127041.29400.12z27.34500.0930 .0212 .1 0.141 .20.090 .0327.30.05型面 20.16側(cè) 垂直40.17芯 于分50.17尺 型面1.84 00.323 .8300.34h 0m z4.8300.14H

17、s HScp232. 08900 .107004.0760.1130z5.0810.1132.00.094.00.080 .045.00 .080.04寸 平行50.07于分20.16型面R 5.44.9300.1400.32l M1.840zR5.400.14Ls 1Scp34005.0590.047z2.08900.107R5.53200.0475 .10 0 .052.0 0.09R5.50.033、成型零件強(qiáng)度剛度校核成型零件強(qiáng)度和剛度校核實(shí)質(zhì)上是以強(qiáng)度和剛度為條件用來(lái)計(jì)算成型零件所需的側(cè)壁厚度和底板厚度。端蓋是小型塑件，凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁厚度可以采用經(jīng)驗(yàn)法求得，端蓋的型腔內(nèi)壁

18、短邊 b 尺寸為 27+0.02 -0.08，查表 2-3-10，整體式型腔側(cè)壁厚度可謂25mm。底板可采用表 2-3-5 中公式 h=b a p 計(jì)算，其中 b 為型腔短邊尺寸，取27.0mm，長(zhǎng)、短邊之比為L(zhǎng)/b=58.10/27.0=2.15,查表 2-3-9 得，系數(shù) a'=0.5，端蓋原材料為 ABS，查表 2-3-2 得，模具型腔壓力 P=30Mpa，模具材料選用45 鋼，材料的許用應(yīng)力160Mpa，所以型腔底板厚度 =a p270.530。160 8.3mm八、端蓋注射模架的選用9/14、確定模架的組合形式根據(jù)前面分析，端蓋模具為但分型面注塑模，且根據(jù)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，

19、因此可選用 A2 型標(biāo)準(zhǔn)中小型模架。 A2 型模架具有以下結(jié)構(gòu)特征：定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，有支撐板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)，適用于立式和臥式注射機(jī)，用于直澆道，可采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯，其分型面可在和模面上，也可設(shè)置斜滑塊垂直分型脫模試機(jī)構(gòu)的注射模。、計(jì)算型腔模板周界根據(jù)前面分析，型腔長(zhǎng)度A 為 58.10mm，型腔寬度B 為 27.0mm，型腔側(cè)壁厚度S，S'可取 25mm，考慮到型腔強(qiáng)度，剛度以及要在型腔間開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)等原因，型腔間壁厚取 30mm，則得出以下計(jì)算型腔板長(zhǎng)度及密度的結(jié)果：型腔模板的長(zhǎng)度： L=SA S=2558.1025=108.10mm型腔模板的寬度： =SB =252

20、7.03027.025=134mm、確定模具周界尺寸由于端蓋采用整體式結(jié)構(gòu)凹模成型，所以要考慮導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的安裝空間與連接螺栓的安裝空間，同時(shí)考慮型腔擺放方向，盡量縮小模架尺寸，綜上所述因素，查表GBT12556.1-90，確定模板周界尺寸為 160mm×200mm 、確定模板厚度和至承板厚度型腔深度為 2，型腔底板厚度為 8.3mm，所以型腔模板厚度為 10.3mm，查表 GB T12556.1-90，修整為 20mm，塑件在分型面上的投影為 1566mm，查表 243，支撐板厚度為25mm。、選擇模架尺寸根據(jù)模架組合形式，確定下來(lái)的模具周界尺寸，配合模板所需厚度，查表GBT12556

21、.190，端蓋注射模具模架選擇A2-160200-04-Z，GB/T12556.1-90。6、檢驗(yàn)所選模架1)產(chǎn)品推出距離與墊塊高度產(chǎn)品所需推出距離12.125=15.1墊塊與推板和推板固定板形成空間：502015=15mm；因?yàn)?5<15.1，所以，將墊塊厚度加高 5mm，即 50+3=53mm。2）有前面分析，選擇XS-Z-30 型注射機(jī)，模架與注射機(jī)之間關(guān)系校核如下表所10/14示。設(shè)備參數(shù)模架規(guī)格校核結(jié)論最大開(kāi)合模行程160取件所需空間12.1適合最大模厚180模具閉合高度180適合最小模厚60拉板空間（×235模板周界（× 160×200適合）綜合

22、（ 1）（ 2），端蓋注射模模架選用A2-160200-04-z1 GB/T 12556.190.九、端蓋注射模架澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.主流道的設(shè)計(jì)由前面推斷，選擇 XSZ30 注射機(jī)，可知注射機(jī)噴嘴圓弧半徑為 12mm，噴嘴中心孔徑直徑為 2mm ，定位孔直徑為 55mm，由此可得，主流道球面半徑SR=13mm，（比噴嘴球面半徑大 12mm），主流道小端直徑為 4.5mm，（比注射機(jī)噴嘴出口直徑大 0.51mm）。由于端蓋為小型塑件，可將定位圈與澆口村套設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，定位圈直徑為55h11。由前面得出，模架定模座板厚度為 25mm，定模板厚度為 20mm，可得澆口村套安裝長(zhǎng)度為 45mm，澆

23、口村套與定模座板采用兩個(gè) M5 的螺栓固定。2、分流道的設(shè)計(jì)由前面 55h11 確定的模具型腔排列形式，分流道采用平衡式布置，從中間直接注入，如圖所示：由于梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動(dòng)阻力都不大，所以端蓋分流道的截面設(shè)計(jì)為梯形，由主流道設(shè)計(jì)中可計(jì)算出主流道大端直徑為，查表 251 得具體尺寸。3.澆口的設(shè)計(jì)因?yàn)榫匦螡部诘男螤畛叽缂庸し奖?，并且精度容易保證，所以端蓋的澆口采用矩形11/14澆口，根據(jù)式（ 251）和（ 25 2）分別計(jì)算澆口寬度和厚度， 0.75 A / 300.75 1566 / 301mm式中 A塑件的外側(cè)表面積，1566mm ；澆口處塑件的壁厚，2mm ；

24、澆口長(zhǎng)度取 2 mm，如圖所示：圖4.冷料定和拉料桿的設(shè)計(jì)端蓋型芯最大高度為 12.1 ，対型芯的包緊力不大，所以采用推桿退出機(jī)構(gòu)，因此，端蓋采用帶鉤形拉料桿和底部帶推桿的冷料穴，如圖所示：圖排氣系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)端蓋是小型塑件，排氣量較小，可以利用分型面，推桿與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，因此，不另設(shè)專門排氣裝置。該塑件開(kāi)模和脫模過(guò)程中不會(huì)形成真空負(fù)壓現(xiàn)象，因此，不需另設(shè)引氣系統(tǒng)。十端蓋注射模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 由公式 Ft =Ap(cos-sin)算出推出力為 1638.64N，端蓋會(huì)抱緊主型芯跟隨動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)，因此推出機(jī)構(gòu)要設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。2. 推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，一個(gè)塑件采用

25、一根?6 的推桿退出，校核如下： =2Ft/d2=2×1638.64/(10×10-3)=2.09×107 s=430Mpa通過(guò)以上驗(yàn)證，推桿滿足以上要求。所以一個(gè)塑件采用一個(gè)推桿，共兩根，推桿規(guī)格： ?6× 100 GB4169.1 84，裝配時(shí)修配其長(zhǎng)度，要求高出大興芯面 0.05 。3.推出機(jī)構(gòu)采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿規(guī)格： ?10×100 GB4169.184，共四根，按前面所選模架中復(fù)位桿位置安裝，裝配時(shí)修配其長(zhǎng)度。十一、端蓋注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12/14端蓋材料為 ABS，查表 2-7-1 可知，保證塑件質(zhì)量最佳溫度為 4080，所以端蓋的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)。1、計(jì)算冷卻水體積流量苯乙烯丁二烯丙烯晴三元共聚體（ABS）的模具平均工作溫度為60，用常溫 20的水做冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30，注射質(zhì)量 M1=10+3.9=14g，注射周期 50g，冷卻水的定壓比熱容 Cp 為 4.183 kj/kg ，查表 2-7-3 可知 ABS 在凝固時(shí)所放出的熱焓量 h 為 360KJ，根據(jù)式（ 272）計(jì)算其冷卻水所需體積流量：nm1h36000.01436050mt 2 )4.183(308.675(KJ / h)C