塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目: 外殼注塑成型模具設(shè)計(jì) 姓 名: 施春猛 班 級(jí): 11級(jí)模具（1）班 學(xué) 號(hào): 2011061486 設(shè)計(jì)時(shí)間： 指導(dǎo)教師: 尹甜甜 目錄設(shè)計(jì)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(guò)程1.2.2 確定型腔數(shù)目1.2.3 塑件體積計(jì)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(jì)2.2 型腔排布.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 主流道設(shè)計(jì). 3.1.1 澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 3.1.2 澆口套的尺寸確定.3.2 分流道設(shè)計(jì)3.3 澆口設(shè)計(jì)3.4 流動(dòng)距

2、離比校核.4模架選用 4.1 模具整體結(jié)構(gòu)分析 4.2 模架確定.5注射機(jī)校核.6推件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).6.1推桿力的計(jì)算. 6.2確定頂出方式及頂桿位置. 7冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì).8排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì).9. 裝配圖.10. 零件圖.10.1 小型芯 .10.2 動(dòng)模 . 10.3 型芯 .10.4 澆口套 .10.5 動(dòng)模固定板.10.6 推桿11. 參考文獻(xiàn).塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書院系： 2012年12月9日設(shè)計(jì)題目外殼注塑成型模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名施春猛專業(yè)班級(jí)11級(jí)模具（1）班學(xué)號(hào)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

3、-1993中的MT5設(shè)計(jì)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(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)件除外）。4.編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（能將設(shè)計(jì)過(guò)程，包括計(jì)算等敘述清楚，論證完整）。參考文獻(xiàn)：楊永順，郭俊卿主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社楊占堯主編，塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社楊占堯主編，塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例，化學(xué)工業(yè)出版社洪慎章主編，典型塑料模具設(shè)計(jì)圖集，機(jī)械工業(yè)出版社任務(wù)下達(dá)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(xué)生（簽名

4、）：施春猛 塑料成型工藝卡 塑料成型工藝卡片資料編號(hào) 車間 共 頁(yè)第 頁(yè)零件名稱外殼 材料牌號(hào)ABS  設(shè)備型號(hào) 裝配圖號(hào) 材料定額 每模件數(shù) 零件圖號(hào) 單件重量 工裝號(hào) 零件草圖材料干燥設(shè)備干燥機(jī) 溫度/20-80 時(shí)間/h8-10 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(shí)間 注射/s3-5 保壓/s15-30&

5、#160;冷卻/s15-30 壓力注射壓力/MPa70-90 背壓/MPa6 后處理溫度 93時(shí)間定額輔助/min 時(shí)間 29h單件/min 檢驗(yàn) 編制校對(duì)審核組長(zhǎng)車間主任檢驗(yàn)組長(zhǎng)主管工程師施春猛       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(xué)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(xué)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

6、點(diǎn)。容易涂裝、著色，還可以進(jìn)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(jī)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(jī)的統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌、硬、剛相優(yōu)良的力學(xué)性能。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(dòng)力好，不易變形等特點(diǎn)?？偨Y(jié)：ABS在升溫時(shí)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(jìn)行干燥處理和調(diào)適，模具設(shè)計(jì)

7、時(shí)注意減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，模具溫度控制在5060度，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)成型后應(yīng)進(jìn)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(guò)程概述 整個(gè)模具的注塑過(guò)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(shí)。 1.2.2 型腔數(shù)目的確定 最經(jīng)濟(jì)數(shù)目的確定，實(shí)質(zhì)上是注塑件生產(chǎn)成本懂得經(jīng)濟(jì)核算，影響最經(jīng)濟(jì)型腔的因素，有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)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(jī)鎖模力和最大注射量?jī)蓚€(gè)參數(shù)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是從制品尺寸精度和經(jīng)濟(jì)效果考慮，對(duì)一模多腔整體嵌入式的注射模，影響型腔的重要因素

8、有如下四個(gè)： 1 注射劑鎖模力2. 注射劑注射量3.塑件精度4.經(jīng)濟(jì)習(xí)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(jì)算按塑件圖所示尺寸進(jìn)以計(jì)算。1）塑件體積Vs9.903cm32）塑件重量查表6-1 塑件ABS密度為1.021.05g/cm3（注射密度為1.05 g/cm3）單件塑件重量ms=9.903×1.05g=10.397g10.4g1.2.4 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

9、寸Lm =(1+S)ls+ x 型心高度尺寸hm-§z=(1+S)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0.50.75 -塑件公差（mm）z-模具制造公差?。?/3-1/4）1.2.5 確定成型設(shè)備型號(hào)及規(guī)格初選注射劑型號(hào)為Xs-z-60 Xs-zy-125注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大開合模行程s 300mm 模具最大厚度 300mm模具最小厚度 200mm噴嘴圓

10、弧半徑 12mm噴嘴孔直徑 4mm動(dòng)定模板尺寸 428mm×458mm拉桿空間 260mm×290mm2塑件在型腔中的位置確定2.1分型面設(shè)計(jì)該塑件的結(jié)構(gòu)如圖所示，需遵循分型面設(shè)計(jì)基本原則，故將模上設(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)盡量采用以主流道到各個(gè)型腔分流道的形狀及尺寸相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即型腔平衡式布置的形式型腔強(qiáng)度和剛度的計(jì)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(qiáng)度和剛度按行腔為整件式計(jì)算 查書6-16行腔側(cè)壁厚S=2.5 mm（查模具

11、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表6-16）3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)3.1 主流道設(shè)計(jì)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(jī)噴嘴直徑1mm左右，這樣便于兩著能同抽對(duì)準(zhǔn)，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23mm。否則可能會(huì)讓塑料熔體反噴，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(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣。過(guò)小錐角會(huì)使凝料脫模困難，充模時(shí)流動(dòng)阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長(zhǎng)度L，一般按模板厚度

12、確定。但為減少充滿時(shí)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(jì)主流道形狀尺寸，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角2°6°,內(nèi)壁粗糙角Ra取0.4um3.1.1 澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)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(jì)成圓錐形 。一般錐角取2° 4°粗糙度Ra0.63 與噴嘴對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)?？紤]到本模具主

13、流道比較長(zhǎng),主流道的圓錐孔采用1:50錐度,加工時(shí)采用1:50的鉸刀加工出來(lái),加工方便,也不會(huì)導(dǎo)致主流道過(guò)大。3.1.2 澆口套的尺寸確定如圖所示，經(jīng)計(jì)算，澆口套的尺寸如上圖。3.2 分流道設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)分流道形狀和尺寸，分流道截面設(shè)計(jì)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(dòng)性等因素確定，該塑料件采用ABS，流動(dòng)性為中等，所以選用圓形截面，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分流道的直徑，d可取5 6mm。3.3 澆口設(shè)計(jì) 確定澆口形式及位置，其工作壁較薄，只有1mm，故采用采用測(cè)澆口形式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)上圖；澆口直徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；測(cè)澆口計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 d=（

14、0.6 0.9）t=（0.6 0.9） d測(cè)澆口的寬度mm 塑件的表面積mm2T測(cè)澆口的厚度 澆口處塑件的壁厚 d=2.6mm t=1.35 mm 測(cè)向進(jìn)料的測(cè)澆口如上圖；對(duì)中小型塑件一般厚度t取0.5 0.2 mm 寬度b取1.5 5.0 mm 澆口上的長(zhǎng)度L=0.7 2 mm 長(zhǎng)度h=（0.6 0.9 ）mm +/2 取 L=2.0 3.0 mm 計(jì)算L=2.24. 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(dòng)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(dòng)模；12-定模座板；13-內(nèi)六

15、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)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(shí)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(jì)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(jì)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(dòng)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：450mm×560mm×262mm6. 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1推桿力的計(jì)算

16、 推件力Ft=Ap（cos-sin）+q A1式中A塑件包絡(luò)型芯的面積（mm2） p塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，（p取0.8×1071.2×107）脫模斜度q大氣壓力0.09MPa塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)均為0.10.3A1制件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）A（42×30+30×36.5×2+42×36.5×2+×4×2.1×2.1） 6571.52mm2Ft=6571.52×1.2×10（0.3cos40sin40）106+0.09×32×44N =24

17、095.78N 6.2確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)與其它推桿不同，需從動(dòng)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30的圓柱處采用錐面推桿頂出的飯方法。如圖所示對(duì)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GB4169.11984選用，均可滿足頂桿剛度要求。查文獻(xiàn)二表713、選用10mm×500mm型號(hào)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(jì)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

18、：8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(lái)排氣。通常排氣的間隙值根據(jù)塑料的流動(dòng)性而定，通常為0.030.05mm，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(biāo)準(zhǔn)模架A4-450560-03-Z2。 5.選用XS-ZY-125。22型芯2T8A21導(dǎo)套4T8A20導(dǎo)柱4T8A19錐面推桿44518內(nèi)六角螺釘M4x2044517澆口套1T8A16型芯245Cr15定位圈14514定模14513內(nèi)六角螺釘M10x4544512定模座板