塑料模具課程設(shè)計

1、塑料模具課程設(shè)計 1 . . . . 肥皂盒是日常用品，幾乎家家戶戶都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各樣，豐富多彩，有很特別的設(shè)計以贏得消費者的喜愛。此次設(shè)計的是肥皂盒底座，結(jié)構(gòu)比較簡單，但考慮的是其實用性。為了防止香皂遇水軟化，將底座設(shè)計成了中間凸起的曲面，并在底座水平放置面處開了漏水孔。為了防止使用香皂后手滑，特別將肥皂盒側(cè)面設(shè)計成了內(nèi)凹的曲面。此次產(chǎn)品是在UG 的輔助下完成的。產(chǎn)品圖如下：圖一零件實體圖第 二 部分塑件的分析PVC塑料化學(xué)名稱：聚氯乙烯比重 : 克 / 立方厘米成型收縮率:%產(chǎn)品需要預(yù)熱到7090 度，預(yù)熱時間為46 小時成型溫度： 230330 成型時間為 40130

2、秒成型特性：1. 無定形料 , 吸濕性小 , 但為了提高流動性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥。2、流動性差，極易分解，特別在高溫下與鋼、銅金屬接觸更易分解，分解溫度為200° C.分解時有腐蝕及刺激性氣體3 、成型溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫4、用螺桿式注射機及直通噴嘴，孔徑易大，以防死角滯料，滯料必須及時處理清除5、模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面宜大，不得有死角滯料，模具應(yīng)冷卻，其表面應(yīng)鍍鉻第 三 部分注射機的型號和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。從模具設(shè)計角度考慮，需要

3、了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時， 最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。1、注射機的選用選用注射機時，通常是以某塑件實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于某注射機的公稱注射量，即：V 實V 公式子中，V 實實際塑件的總體積。UG分析 /體測量，可得塑料盒的體積為，考慮到設(shè)計為2 腔，加上澆注系統(tǒng)的

4、冷凝料，查閱塑料模設(shè)計手冊的國產(chǎn)注射機技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇 XSZY 60. 其最大理論注射容量為 60cm3，注射壓力為 122MPa，鎖模力為 500KN，最大注射面積為 130cm2.模具高度在200300mm，最大開模行程180mm。噴嘴圓弧半徑為 12mm，噴嘴孔直徑為4mm。2、注射壓力的校核該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P 能否滿足塑件所成型時需要的注射壓力P0，其值一般為70 150MPa，通常要求 P> P0。我們這里選70MPa。3、鎖模力的校核鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為

5、此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：F鎖F脹=A分×P型F 鎖注射機的額定鎖模力；P 分模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力；一般為注射壓力的倍，通常取 2040MPa。我們這里選 P 型 =30MPa。A 分塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和UG 分析 / 面測量，可得投影面積為70cm2，澆注系統(tǒng)的投影面積不超過10cm2F鎖F脹=A分×P型= 80 × 200×30=× 105而鎖模力為500KN，大于 480KN，符合要求。4、開模行程與推出機構(gòu)的校核開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用 H 表示，它必須小于注射機移動

6、模板的最大行程S。于注射機的鎖模機構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進(jìn)行校核：一種是開模行程與模具厚度無關(guān)；二種是開模行程與模具厚度有關(guān)。我們這里選用的是開模行程與模具厚度無關(guān)，且是單分型面注射模具。1、當(dāng)開模行程與模具厚度無關(guān)時這種情況主要是指鎖模機構(gòu)為液壓- 機械聯(lián)合作用的注射機，其模板行程是連桿機構(gòu)的做大沖程決定的，而與模厚度是無關(guān)的。此情況又兩種類型： 對單分型面注射模，所需開模行程H 為：S H = H1 + H2 +mm式中，H1塑件推出距離；H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑高度；S 注射機移動板最大行程；H所需要開模行程。 而我們這里通過資料可得出：H=15+95+8=118。 對雙分型面

7、注射模，所需開模行程為：S 機 H = H1 + H2 + a + mm式中， a中間板與定模的分開距離。 2 、推出機構(gòu)的校核各種型號注射機的推出裝置和最大推出距離各不同，設(shè)計模具時，推出機構(gòu)應(yīng)與注射機相適應(yīng)，具體可查資料。第 四 部分分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這里選用與合模方向傾斜。1、分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分

8、型面、曲線分型面。2、分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模：、在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi) 、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯、應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞c ）、盡力保證塑件尺寸的精度要求d ）、有利于排氣e）、盡量使模具加工方便3、我們這里選擇曲線分型面圖二分型面第 五 部分型腔數(shù)目的決定及排布1、型腔數(shù)目的確定：為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性， 并保證塑件體精度， 模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：a）、根據(jù)經(jīng)濟性能確定型腔數(shù)目；b ）、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；c ）、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目；d ）、根

9、據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。我們這里選用a），其計算過程如下：我們設(shè)型腔數(shù)目為n，制品總件數(shù)為N，每一個型腔所需的模具費用為C1，與型腔無關(guān)的模具費用為C，每小時注射制品成型的加工費用為y，成型周期為t ，則：模具費用為XMnC1C0， 注塑成型費用為XsN(yt60) ?？偝尚图庸べM用為XXMXS，即XN(yt60n)nC1C0為使總的成型加工費用最少，即令N(yt60)(dxdn，則有：1n2)C10 所以 nNyt60C1。對于高精度制品，于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過個，塑料件的精度為6級左右，以及模具制造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)目初定為2

10、 腔，排布形式為矩形的平衡布局。圖三型腔布局圖第 六 部分澆注系統(tǒng)的設(shè)計1、澆注系統(tǒng)的組成圖四澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖四所示：2、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計A、主流道設(shè)計：主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計點為： 主流道圓錐角 =2o 6o

11、，對流動性差的塑件可取3o 6o，內(nèi)壁粗糙度為 m。主流道大端呈圓角， 半徑 r=1 3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于 60mm，過長則會影響熔體的順利充型。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6 過渡配合，與定位圈的配合采用H9h9 間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10 制造，熱處理強度為5256HRC。B、冷料穴的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接

12、縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種是與拉料桿匹配的冷料穴；三種是無拉料桿的冷料穴。我們這里選用與推出桿匹配的倒錐形冷料穴，其結(jié)構(gòu)如圖五：圖五冷料穴1定位圈2冷料穴3推桿4 動模板C、分流道的設(shè)計分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必定設(shè)計分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)置分流道。分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、 U 形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們

13、這里就選用圓形分流道，如圖六。因為圓形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。分流道的尺寸：因為各種塑料的流動性有差異，圖六 圓形流道 所以可以根據(jù)塑料 的品種來粗略地估計分流道的直徑，常用塑料的分流道直徑推薦值如下表一。但對于壁厚小于 3mm，質(zhì)量在 200g 以下的塑料， 可用此經(jīng)驗公式確定其流道直徑：式中 ， m流經(jīng)分流道的塑料量； L分流道長度； D 分流道直徑。 對于黏度較大的塑料， 可按上式算得的 D 值再乘以 的系數(shù)。我們這里取 m=60*=63g，L=50mm。固分流道尺寸為，即 D=×× 63× 450=8。所以 S=× 8*8/

14、22 × =分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這里我們選用的是平衡式的布置方法。分流道與澆口的連接：分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動及充填。D、澆口的設(shè)計：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的3% 9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為2mm，表面粗糙度Ra 不低于 m。澆口的結(jié)構(gòu)形式很多

15、，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是點澆口。簡圖如圖七圖七點澆口澆口的截面一般只取分流道截面積的3 9，澆口的長度約為2mm，現(xiàn)在可算出我們需要的澆口面積S=5× s=。澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于帶細(xì)長型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受彎

16、曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。第 七 部分成型零件的工作尺寸計算一、凹模的結(jié)構(gòu)形式：凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凹模、組合式凹模、拼塊組合式凹模，我們的產(chǎn)品屬于小型制件，從各方面分析我們可選用組合式凹模整體嵌入式凹模。整體嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是將每個型腔單獨加工后壓入定模中。這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀、尺寸一致性好， 更換方便。 凹模的外形通常是用帶臺階的圓柱形，臺階定位，以H7 座板將其固定。其結(jié)構(gòu)如圖六所示：m6過渡配合嵌入定模板，然后用定模板二、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、凸模的結(jié)構(gòu)形式：凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞菫檎w式和組合式

17、兩種類型。我們根據(jù)凹模的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凸模整體裝配式凸模，它是將凸模單獨加工后與動模板進(jìn)行裝配而成，如下圖所示：圖八型芯圖2、凹模的形狀圖九型腔圖三、成型零件的工作尺寸計算現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS 是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“ -”；凹模的名義尺寸LM 是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“ + Z”現(xiàn)公式可得：ZLMLS(1S)0式中，“ ”前的系數(shù)可隨制品的精度和尺寸變化，一般在之間， ABS的收縮率S 為制品偏差大則取小值，偏差小則取大值。值塑料模設(shè)計手冊公差數(shù)值表可查基本尺寸為 120mm時，其 值為，基本尺寸為 70mm時，其 值為, 基本尺寸為 15mm時 為固可以上公式算出其尺寸

18、：A、型腔尺寸計算：ZDM1LS1(1S)0+=*+*=ZDM2LS2(1S)0+= 70(1+)-*+*= Zmm DM3LS3(1S)0 +* =15(1+)-*=+(mm)B、型芯尺寸的計算設(shè)塑件內(nèi)型腔尺寸為 ls ，公差為正值“ + ”，制造公差為負(fù)值“ - Z”，經(jīng)過與上面凹模徑向尺寸相似推理，可得：lMlS1S0Z于我們塑料件的厚度為 2mm。因此相應(yīng)的尺寸上減去 4mm 或者 2mm。 值的取值分別為。 基本尺寸為 116mm的為，66mm的為， 13mm的為dM1dS11S0Z=116(1+)+*-*=dM2dS11S0Z=66(1+)+*-* =dM3dS11S0Z=13(1

19、+)+*-* =C、型腔壁厚和底板厚度計算在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進(jìn)行強度和剛度的計算，尤其是對大型塑件。但我們這里的塑件較小，故不需要對型腔壁厚和底板厚度進(jìn)行計算，大致得體即可。第 八 部分導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機構(gòu)的形式主要有

20、導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種，我們這里選取導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖十：我們在設(shè)計此機構(gòu)的同時還應(yīng)注意以下幾點：、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。、導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出68mm，以免型圖十導(dǎo)向機構(gòu)芯進(jìn)入凹模時與凹模相碰而損壞。、導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度。注：文檔內(nèi)容與實際設(shè)計有差別，僅供參考，文中有些版式不規(guī)范的說明、圖片下的說明字體應(yīng)比正文小半號等），實際撰寫時要注意寫規(guī)范，本例中涉及的章節(jié)可以隨自己的實際設(shè)計內(nèi)容變化。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分第七部分第八部分第九 部分 第 十 部分 第十一部分 第十

21、二部分目 錄 1 . . . . UG PVC比重 : 克 / 立方厘米成型收縮率:%產(chǎn)品需要預(yù)熱到7090 度，預(yù)熱時間為46 小時成型溫度： 230330 成型時間為 40130 秒成型特性：1. 無定形料 , 吸濕性小 , 但為了提高流動性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥。2、流動性差，極易分解，特別在高溫下與鋼、銅金屬接觸更易分解，分解溫度為200° C.分解時有腐蝕及刺激性氣體3 、成型溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫4、用螺桿式注射機及直通噴嘴，孔徑易大，以防死角滯料，滯料必須及時處理清除5、模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面宜大，不得有死角滯料，模具應(yīng)冷卻，其表面應(yīng)鍍鉻第 三 部分注射機

22、的型號和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時， 最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。1、注射機的選用選用注射機時，通常是以某塑件實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號；為了保證正常的注

23、射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于某注射機的公稱注射量，即：V 實V 公式子中，V 實實際塑件的總體積。UG分析 /體測量，可得塑料盒的體積為，考慮到設(shè)計為2 腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，查閱塑料模設(shè)計手冊的國產(chǎn)注射機技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇 XSZY 60. 其最大理論注射容量為 60cm3，注射壓力為 122MPa，鎖模力為 500KN，最大注射面積為 130cm2. 模具高度在 200300mm，最大開模行程 180mm。噴嘴圓弧半徑為 12mm，噴嘴孔直徑為 4mm。2、注射壓力的校核該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P 能否滿足塑件所成型時需要的注射壓力P0，其值一般為70 150MPa，通常要求 P> P0。我們這里選70MPa。3、鎖模力的校核鎖模力是指注射機的鎖模