塑料成型工藝及模具設(shè)計課程設(shè)計

1、長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書塑料成型工藝及模具設(shè)計課程設(shè)計名稱課程設(shè)計專 業(yè)機(jī)械工程及其自動化機(jī)械工程及其自動化（模具）（模具）班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2015 "2一月 210目錄課程設(shè)計任務(wù)書 31、塑件的工藝分析 5塑件的成型工藝性分析 5塑件材料pp的使用性能 6成型工藝 7162、模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 9確定成型方法 9選擇成型設(shè)備 9型腔布置 10確定分型面 11選擇澆注系統(tǒng) 11確定推出方式 11模具的結(jié)構(gòu)形式 12模架的結(jié)構(gòu) 13模架安裝尺寸校核 133. 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 13各模板尺寸的確定 14模架各尺寸的校核 14導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 14模具成型尺寸設(shè)

2、計計算 1516型芯高度尺寸 164、模具的裝配、試模 17模具裝配圖 17模具的安裝試模 18試模前的準(zhǔn)備 18模具的安裝及調(diào)試 18試模 19檢驗(yàn) 205、結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 21課程設(shè)計任務(wù)書20152016學(xué)年第1學(xué)期機(jī)電工程學(xué)院（系、部） 機(jī)制 專業(yè)120116 班級課程名稱：塑料成型工藝及模具設(shè)計設(shè)計題目：小勺注射模設(shè)計完成期限：自2015 年12 月9 日至2015 年12月22日共2周內(nèi)容及 任 務(wù)一、設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)見CAD文件內(nèi)容其中D值為要求；一組設(shè)計模具升-模四腔,D=5o另一組D=0.S二%,未注尺寸MT5.二、設(shè)計任務(wù)完成如下工作：1）設(shè)計相應(yīng)塑料模具2）相應(yīng)計算

3、過程3）相應(yīng)零部件的選擇依據(jù)。4）設(shè)備的選擇。5）模具與注塑機(jī)的校核。三、設(shè)計工作量1）撰寫課程設(shè)計計算說明書一份，不少于20頁左右。要求計算說明書計算準(zhǔn)確、文字通順、編排規(guī)范。2）繪制模具裝配圖紙一張 0號或1號圖紙、零彳圖至少 2張，要求圖面布置 合理、正確清晰、符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容910模具方案確定，收集材料及計算；1118學(xué)生進(jìn)行設(shè)計；1921完成說明書及圖紙22答辯1高教出版社，屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計。2科學(xué)出版社，程燕軍柳舟通主編沖壓與塑料成型設(shè)備。3大連理工大學(xué)出版社何冰強(qiáng)高漢華主編塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編。4機(jī)工出版，孫美霞主編簡明模具

4、設(shè)計手冊。5科學(xué)出版社余東蓉韓亞利程勝文主編塑料成型工藝與模具設(shè)計主 要 參 考 資 料指導(dǎo)教師（簽字）：系（教研室）主任（簽字）：1、塑件的工藝分析塑件的成型工藝性分析1 塑件圖產(chǎn)品名稱：小勺產(chǎn)品材料：pp產(chǎn)品數(shù)量：較大批量生產(chǎn)塑件尺寸：如圖1 所示塑件材料pp 的使用性能PP塑料又稱聚丙烯（Polypropylene，簡稱P?,是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹脂品種。具有較高的耐沖擊性，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕。在工業(yè)界有廣泛的應(yīng)用，是平常常見的高分子材料之一。一般工業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)含量約為95%， 其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙

5、烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)167。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度小，是最輕的通用塑料。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性予以克服。共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度（100C）、低透明度、低 光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，PP的沖擊強(qiáng)度隨著乙烯 含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問 題。PP的熔體質(zhì)量流動速率（MFR通常在1100。低MFR勺PP材料抗 沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對于相同 MF

6、R勺材料，共聚型的抗沖 強(qiáng)度比均聚型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為%成型工藝注塑機(jī)選用：對注塑機(jī)的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結(jié)晶性，需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/ nf來確定，注射量20%-85%口可。干燥處理：如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。熔化溫度：PP的熔點(diǎn)為160-175 C,分解溫度為350C,但在注射加工時溫度設(shè)定不能超過275。熔融段溫度最好在240。模具溫度：模具溫度50-90 ，對于尺寸要求較高的用高模溫，型芯溫度比型腔溫度低5以上。注射壓力：采用較高注射壓力（ 1500-1800bar ） 和保壓壓力（約為注射壓力的8

7、0%） 。 大概在全行程的95%時轉(zhuǎn)保壓，用較長的保壓時間。注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口 擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。流道和澆口：流道直徑4-7mm針形澆口長度，直徑可小至。邊形 澆口長度越短越好，約為，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深，厚，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。士聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過3mm否則會有氣泡（厚壁制品只能用共聚 PP）。熔膠背壓：可

8、用5bar 熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。制品的后處理：為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。特點(diǎn)無毒、 無味， 密度小， 強(qiáng)度、 剛度、 硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯可在100左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。聚丙烯具有許多優(yōu)良特性：1 、相對密度小，僅為，是塑料中最輕的品種之一。2 、 良好的力學(xué)性能，除耐沖擊性外，其他力學(xué)性能均比聚乙烯好， 成型加工性能好。3、具有較高的耐熱性，連續(xù)使用溫度可達(dá)110-120。4、化學(xué)性能好，

9、幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)藥品不反應(yīng)。5、質(zhì)地純凈，無毒性。6、電絕緣性好。7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。它有很多優(yōu)點(diǎn)但也有缺點(diǎn)：1 、制品耐寒性差，低溫沖擊強(qiáng)度低。2、制品在使用中易受光、熱和氧的作用而老化。3、著色性不好。4、易燃燒。5、韌性不好，靜電度高，染色性、印刷性和黏合性差。2、模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇確定成型方法塑件采用注射成型法生產(chǎn)，使用側(cè)澆口成型，模具為單分型面注射模。選擇成型設(shè)備選用SZ立式塑料成型注射機(jī)，具有關(guān)參數(shù)為:額定注射量100 cm 3 ；注射壓力150 MPa ；鎖模力 600 kN ；最大注射面積；模具厚度10340 mm ；最大開合模行

10、程260 mm ；噴嘴圓弧半徑12 mm ；噴嘴孔直徑3 mm ；拉桿間距：440x340mm。型腔布置塑件形狀較簡單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用多型腔注射模具，所以模具采用一模四腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如下圖所示：2 型腔布置確定分型面塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，而且塑件脫模方便。選擇澆注系統(tǒng)塑件采用側(cè)澆口成型，側(cè)澆口直徑為 1mm頭部球2 mm分流 道采用半圓截面流道，其半徑R為4mm主流道為圓錐形，錐角a為8, 上部直徑與注射

11、機(jī)噴嘴相配合，下部直徑 15 mm圖 4 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)確定推出方式使用推桿推出的方式推出塑件，且使用推桿推出的方式可以將推桿孔當(dāng)作排氣孔，一舉兩得。模具的結(jié)構(gòu)形式模具結(jié)構(gòu)為單分型面注射模圖 5 雙分型面注射模模具結(jié)構(gòu)1固定螺釘2 定模座板3 固定螺釘4 型芯5定模板6 動模板7 動模支撐板8 固定螺釘9墊塊10 推桿固定板11 推板 12 動模座板13澆口套14 導(dǎo)柱 15 導(dǎo)套 16 復(fù)位桿17拉桿18 頂料桿19 固定螺釘模架的結(jié)構(gòu)模架安裝尺寸校核模具外型尺寸為，長355 mm寬315 mm高281 mm小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。3. 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)

12、計計算根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為104m由266315mm 355mm，模架結(jié)構(gòu)為 A3型。各模板尺寸的確定1)A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度為38mm又考慮在模板上 還要開設(shè)冷卻水道，還需要留出足夠的距離，故 A板厚度取50mm2)B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取。3)C 板(墊塊)尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(510) mm = 38+25+20+510 mm=8893mmJ步選定 C為 100mm經(jīng)上述尺寸的計算，模架尺寸已確定為模架序號為5 號， 板面為 355mmx 355mm模架結(jié)本形式為A3型的

13、標(biāo)準(zhǔn)模架。其形外尺寸：寬X長X高=315mM 355mrH 281mm模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計的尺寸。1）模具平面尺寸為 315mr 355mm: 340m忻440mm（拉桿距離），校核合格。2）模具高度尺寸281mm 10mm: 281mm: 34mm（模具的最大和最小厚度），校核合格。3）模具的開模行程S=H1+H2（+ 510） mm=20+32（+ 510） mm=5762mm< 260mm（開模行程），校核合格。導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口

14、套能與注射機(jī)噴嘴精度定位; 而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精度定位。本模具所形成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模具本身多帶的定位機(jī)構(gòu)。見裝配圖所示，型腔由定模板、定模鑲件和滑塊共三部分組成。定模板和滑塊構(gòu)成塑件的側(cè)壁，定模鑲件成型塑件的頂部，而且側(cè)澆口開在定模鑲件側(cè)，這樣使加工方便，有利于型腔的拋光。定模鑲件可以更換，提高了模具的使用壽命。見裝配圖所示，型芯由動模板上的孔固定。型芯中心開有冷卻水孔，用來強(qiáng)制冷卻型芯。模具成型尺寸設(shè)計計算取PP的平均成型收縮率S為1 %塑件未注公差按照MT6W度公差值選取。模具最大磨損量取塑件公差的

15、1/ 6;模具的制造公差Sz = /3 ;取 x=。型腔徑向尺寸型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6;模具的制造公差Sz = /3 ; 取 x=2/3 。型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/ 6;模具的制造公差Sz = /3 ;取 x=型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6;模具的制造公差Sz= A /3 ; 取 x=2/3 。4、模具的裝配、試模模具裝配圖模具的安裝試模試模是模具制造中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補(bǔ)充和調(diào)整 是對于模具設(shè)計的補(bǔ)充。試模前的準(zhǔn)備試模前要對模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安裝與、于注射機(jī)的各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工

16、作要求 等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當(dāng)， 無卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒右`活、可靠，起止位置的定位要正確。各 鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、 備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水 路、電路、機(jī)械運(yùn)動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝 在指定注射機(jī)的全過程。模具安裝在注射機(jī)上要注意以下方面：1）模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。2）模具中有側(cè)向滑動結(jié)構(gòu)時，盡量使其運(yùn)動方向?yàn)樗椒较颉?）當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時，應(yīng)盡可

17、能使較長的邊與水平方向平行。4）模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘、壓板的形式，如圖所示。一般采用4- 8 塊壓板，對稱布置。模具固定1壓板 2 螺釘 3 模具 4 注射機(jī)模板模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用，要注意以下方面：1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。2）活動型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確、可靠。3）開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。4）冷卻水要暢通，不漏水，

18、閥門控制正常。試模模具安裝調(diào)整后即可以進(jìn)行試模。1） 加入原料原料的品種、規(guī)格、 牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求， 成型性能應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。2）調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成型時間、成型溫度等工藝參數(shù)。3）試模采用手動操作，試模注射出樣件。檢驗(yàn)通過試?？梢詸z驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣件是否符合用戶的要求；模具能否完成批量生產(chǎn)。針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對模具進(jìn)行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶的要求，即 可交付生產(chǎn)使用。5、結(jié)論通過這次的塑料模具課程設(shè)計，使我對于塑料模具有了更加深入的了解，對模具的設(shè)計過程有了清晰的認(rèn)識。塑料模具的設(shè)計過程就是一次在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新的過程。在具體操作設(shè)計的時候，我發(fā)現(xiàn)有很多需要的理論、數(shù)據(jù)、參數(shù)等都是在課本上找不到的，很多情況下都只能憑借設(shè)計者自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，由此可見實(shí)踐對