畢業(yè)論文 - 塑料模具設(shè)計(jì)說明書

1、塑料模具設(shè)計(jì)說明書一、 產(chǎn)品工藝性分析圖1：塑件圖1、 材料性能ABS為熱塑性材料，密度1.031.07g/cm3,抗拉強(qiáng)度3050MPa,抗彎強(qiáng)度4176MPa，拉伸彈性模量15872277MPa，彎曲彈性模量13802690MPa,收縮率0.3%0.8%，常取0.5%。該材料綜合性能好，即沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性能也比較好，并有良好的耐寒性。2、 成型特性及條件（1） 其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥，其含水量應(yīng)小于0.3%。對(duì)表面要求光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。（2） 流動(dòng)性中等，溢邊值0.04mm。（3） 塑料的加熱溫度對(duì)塑件的質(zhì)量影響

2、較大，溫度過高易分解（分解溫度為250）。成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（模溫5080）和較高的注射壓力（柱塞式注射機(jī)：料溫180230，注射壓力100140MPa；螺桿式注射機(jī)：溫度為160220，注射壓力70100MPa。）3、 結(jié)構(gòu)工藝性（1） 該塑件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最少壁厚1mm，注射成型時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。（2） 該塑件在一側(cè)水平方向上有孔，注射模應(yīng)采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。4、 塑件注塑成型工藝參數(shù)料筒溫度：控制在ABS的粘流溫度和熱分解溫度之間，這里后段取200，中段180 ，前段取160。噴嘴溫度：一般應(yīng)在180190之間，這里取180。注射壓力：一般應(yīng)在60100，

3、這里取100MPa。型腔壓力：60；充模時(shí)間：4s； 保壓壓力：60。保壓時(shí)間：10s；冷卻時(shí)間：15s ；模具溫度：5070。5、 零件體積及質(zhì)量估算（這里采用Pro/E模型分析功能見圖2）（1） 單個(gè)塑件 體積V=5131.68mm³，質(zhì)量M=5.39g。（2） 兩個(gè)塑件及澆注系統(tǒng)凝料 總體積V總=15.39cm³，總質(zhì)量M總=16.16g。圖2、Pro/E體積分析二、 初選注射（塑）機(jī)的型號(hào)和規(guī)格從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20%80%之間考慮，初選額定注射量在60cm³以上的型號(hào)為：SZ60/40的注射機(jī)；該設(shè)備的技術(shù)參數(shù)如下表一、SZ60/40主要技術(shù)參

4、數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式理論注射量/cm60螺桿直徑/mm30注射壓力/MPa180注射速率/g·s70塑化能力/g·s35螺桿轉(zhuǎn)速r/min0200鎖模力/KN40拉桿間距/mm220×300模板行程/mm250最大模具厚度/mm250最小模具厚度/mm150模具定位孔直徑/mm80模具定位孔深度/mm10噴嘴球半徑/mmSR10噴嘴口孔徑/mm4頂出行程/mm70三、確定模具的基本結(jié)構(gòu)經(jīng)分析，該塑件成型時(shí)必須有側(cè)向外抽芯，可能適合的模具結(jié)構(gòu)有：方案一 單分型面注射模，主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后塑件連同流道凝料留在動(dòng)模一側(cè)；動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，用以頂出

5、塑件及澆注系統(tǒng)凝料。可能的澆口有：直接澆口、側(cè)澆口和潛伏式澆口等。該類模具采用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。方案二 雙分型面注射模，從不同的分型面分別取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料，與單分型面相比，增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又稱澆口板），中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉桿的限制，中間板與定模板坐定距離的分開，以便取出這兩板之間的流道內(nèi)的凝料，利于推桿將塑件脫出。該類模具采用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊早定模，或斜導(dǎo)柱、滑塊均在定模的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。脫模時(shí)還必須有順序脫模機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。該零件為玩具臺(tái)燈開關(guān)定位器，對(duì)外表面有一定的要求，可選用的澆

6、口有側(cè)澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口。其中側(cè)澆口開在圓弧面上，去除后對(duì)制品表有一定的影響，且需脫出后人工去除；潛伏式澆口開模頂出過程中塑件與澆口凝料自動(dòng)切斷，且表面質(zhì)量較好，但是澆口的制造較為復(fù)雜。重疊式澆口制造最為簡(jiǎn)單，去除澆口留下的痕跡在塑件的端面，不影響制品的外觀。綜上所述，選擇單分型面注射模，重疊式澆口，采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，推件板一次頂出。四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 確定型腔數(shù)目及配置 確定型腔數(shù)目的方法有：根據(jù)鎖模力確定、根據(jù)最大注射量確定、根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟(jì)性確定等。 該零件主要從經(jīng)濟(jì)性確定，試制或小批量生產(chǎn)時(shí)，宜采取單型腔或少型腔，大批量時(shí)采用多型腔，該產(chǎn)品為中量生產(chǎn)，因此采用一模兩

7、腔。 型腔的配置采用平衡澆注系統(tǒng)使型腔在同一時(shí)刻充滿。平衡澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是：從分流道到澆口或型腔，其形狀、長(zhǎng)度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件完全相同。2、 選擇分型面 模具閉合是型芯與型腔相接觸的的表面稱之為分型面。為了便于脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方，還要不影響制品的外觀。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面。3、確定澆注系統(tǒng)尺寸 澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利的充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆筑系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。（1）澆注系統(tǒng)的組成無論用于何種類型的注塑機(jī)模具，其澆筑系統(tǒng)一

8、般由四部分組成 主流道 指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口為止的一斷流道。它使塑料熔體首要經(jīng)過的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一條軸線。 分流道 支柱流道末端至澆口的整個(gè)通道。分流道的功能是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程。多型腔模具中分流道是為了分配物料，通常有一級(jí)分流道核二級(jí)分流道，甚至多級(jí)分流道組成。 澆口 指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對(duì)補(bǔ)縮具有控制作用。 冷料穴 通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端。其功用為“捕捉”和儲(chǔ)存熔料前鋒的冷料。冷料穴也經(jīng)常起拉鉤凝料的作用。（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 澆注系

9、統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)由壓降、流量和溫度分布的均衡布置。 盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時(shí)間。 澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣何補(bǔ)縮。 避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易于塑件分離或切除整修容易。熔合縫位置須合理安排，必要時(shí)配置冷料穴或溢料槽。盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量。澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口須有IT8以上精度。（3） 主流道 上端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5mm=ø4.5mm，R=噴嘴球半徑+2mm=12mm，下端直徑D=ø8mm，凹坑深度取4mm，出口端圓角過

10、度r=0.6mm。（4） 冷料穴 本模具采用帶球頭拉料桿冷料穴（5） 分流道 分流道長(zhǎng)度L=（12.5）D=20mm，分流道直徑D=ø8，高度h=4mm。（6） 澆口 澆口寬度b=2mm，h=1mm，L1=3mm，L2=1.8mm。（7） 定位環(huán)及澆口套 定位環(huán)直徑D=ø125mm，澆口套公稱直徑d=ø20mm。4、確定型芯、型腔的結(jié)構(gòu)及固定方式 1）、型芯、型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為便于熱處理、加工和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型腔采用整體鑲塊式結(jié)構(gòu)，型芯采用整體式。 2）、固定方式 型腔和型芯均通過套版用臺(tái)階方式固定于模板上。5、確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 1）、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式

11、 為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，采用帶頭導(dǎo)柱 2）、導(dǎo)柱的布置 為確保動(dòng)模和定模只按一方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱布置，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)6、確定頂出機(jī)構(gòu)類型 頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對(duì)頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的基本要求是一致的：使塑件在頂出過程中不會(huì)損壞變形；保證塑件在開模的過程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)；若塑件需要留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)只需一次動(dòng)作就能使塑件脫模。本模具選用推件板一次頂出機(jī)構(gòu)。（1）、復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 頂出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一步循環(huán)必須回到其初始位置。常用的

12、復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)。因本模具采用的是推件板推出機(jī)構(gòu)故不需重新設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵诤夏＿^程中推件板能在合模力作用下復(fù)位。（2）、頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 本模具采用導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。（3）、拉料桿 本模具采用帶球頭拉料桿，公稱直徑ø8。（4）、頂出距離 為了確保頂出時(shí)塑件能完全脫離動(dòng)模，頂出距離不小于60mm。7、排氣系統(tǒng) 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。該模具采用分型面、推桿與孔的配合間隙及側(cè)型芯運(yùn)動(dòng)間隙排氣即可，不必單獨(dú)考慮排氣方式。8、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 前面已確定

13、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱固定在定模上、滑塊固定在動(dòng)模上的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。（1）、抽芯距的計(jì)算 將活動(dòng)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離叫抽芯距。抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹大23mm。本模具采用的是推件板推出機(jī)構(gòu)故S=20+2=22mm。（2）、斜導(dǎo)柱的傾斜角 斜導(dǎo)柱的傾斜角通常取15°20°，一般不大于25°，這里取20°。（3）、斜導(dǎo)柱的直徑 考慮到抽拔力和傾斜角不大，這里工作部分直徑初步定為ø12mm。（4）、最小開模行程和斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度最小開模行程：H=Scot=22cot20°=60.44mm斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度：L2=

14、H/cos=64.32mm（5）、滑塊的設(shè)計(jì)滑塊與側(cè)型芯之間采用螺紋連接。滑塊的導(dǎo)滑形式：該模具采用整體導(dǎo)滑槽形式，導(dǎo)滑槽為“T形”，開設(shè)在型芯固定板上，滑塊與導(dǎo)滑槽之間的導(dǎo)滑部位采用H7/h7或H7/h8的間隙配合。為保證再次合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地插入斜滑塊中，抽芯動(dòng)作完成后斜滑塊必須有準(zhǔn)確的位置。該模具擬采用擋塊定位形式。圖3、滑塊結(jié)構(gòu)5、 成型零部件的相關(guān)計(jì)算 塑件的成型收縮率型腔工作尺寸制造偏差及磨損量均取平均值 取z=/3 x =3/4 s=0.0051、型腔尺寸計(jì)算 徑向尺寸：A1：110.3 A2：37.7 A3：12 A4：40 A5：30 A6：15.6 A7：6 A8：3.8

15、 A9：60.7 A= （1s)Asx A1 = （1+0.005)×110.3 3/4×0.5110.48 A2 =（1+0.005)×37.7 3/4×0.2637.69 A3 =（1+0.005)×12 3/4×0.1811.93 A4 =（1+0.005)×40 3/4×0.2839.99 A5 =（1+0.005)×30 3/4×0.2630.76 A6 =（1+0.005)×15.6 3/4×0.215.33 A7 =（1+0.005)×6 3/4

16、15;0.145.93 A8=（1+0.005)×3.8 3/4×0.143.71 A9 =（1+0.005)×60.7 3/4×0.3260.76深度尺寸：H1=11.3 H2=2 H3=9.3 H4=4 H5=3 H=（1s)Hs2/3 H1=（1+0.005)×11.3 2/3×0.18=11.24 H2=（1+0.005)×2 2/3×0.12=1.93 H3=（1+0.005)×9.3 2/3×0.16=9.24 H4=（1+0.005)×4 2/3×0.14=3.

17、93 H5=（1+0.005)×3 2/3×0.12=2.942、型芯尺寸計(jì)算 徑向尺寸：B1：36 B2：12 B3：8 B4：4B5：12 B6：2 B7：7.7 B8：9.1 B9：14 B10：R12.5 B11：30.8 B12：14.1 B=（1s)Bsx B1=（10.005)×363/4×0.26=36.38 B2=（10.005)×123/4×0.18=12.2 B3=（10.005)×83/4×0.16=8.16 B4=（10.005)×43/4×0.14=4.13 B5=（

18、10.005)×123/4×0.18=12.2 B6=（10.005)×23/4×0.12=2.1 B7=（10.005)×7.73/4×0.16=7.86 B8=（10.005)×9.13/4×0.16=9.27 B9=（10.005)×143/4×0.2=14.22 B10=（10.005)×12.53/4×0.18=12.7 B11=（10.005)×30.83/4×0.26=31.15 B12=（10.005)×14.13/4×

19、0.2=14.32 型芯高度尺寸：h1：2 h2：9.3 h3：1 h4：5.1H5：1.8 h6：3.4 h7：11.3 h8：52 h9：51 h10：29 h=（1s)hs2/3 h1=（10.005)×22/3×0.12=2.09 h2=（10.005)×9.32/3×0.16=9.45 h3=（10.005)×12/3×0.12=1.09 h4=（10.005)×5.12/3×0.14=5.22 h5=（10.005)×1.82/3×0.12=1.89 h6=（10.005)×

20、;3.42/3×0.14=3.51 h7=（10.005)×11.32/3×0.18=11.48 h8=（10.005)×522/3×0.32=52.47 h9=（10.005)×512/3×0.32=51.47 h10=（10.005)×292/3×0.24=29.33、 型芯之間中心距尺寸C1：28.11 C2：23 C3：47.43C=（1s)Cs±Z/2C1=（10.005)X28.11±0.04=28.25±0.04C2=（10.005)X23±0.04=

21、23.12±0.04C3=（10.005)X47.43±0.05=47.67±0.05六、模板尺寸計(jì)算與選擇根據(jù)型腔側(cè)壁厚度經(jīng)驗(yàn)公式 S=0.2L17=0.2×110.317=39mm 底板厚度 Sc=0.2×1217=19.4mm墊板厚度經(jīng)驗(yàn)公式 h=(0.130.15）b=0.15×110.316.5mm 取h=25mm 本模具采用鑲塊式凸凹模，模板的長(zhǎng)度、寬度選擇最少應(yīng)該保證型腔壁厚S。同時(shí)配合導(dǎo)柱、螺釘、限位釘?shù)鹊陌惭b。在滿足注塑機(jī)拉桿內(nèi)間距的范圍內(nèi)，盡量使模具的布排緊湊合理。所選各模板的尺寸如下面表：表二、模板尺寸表（）模板

22、寬度長(zhǎng)度高度材料定模座板3203002545鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模座板3203002545鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模板3002703545鋼，調(diào)質(zhì) 定模板3002703045鋼，調(diào)質(zhì)動(dòng)模墊板3002702545鋼，調(diào)質(zhì)支撐塊300538045鋼，調(diào)質(zhì)七、工藝與安裝參數(shù)校核 1、工藝參數(shù)校核 1）、注射量校核 為保證注射成型的正常進(jìn)行，塑料制品連同澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)超過注射機(jī)最大注射量的80%。 VVV 注射機(jī)最大注射容積V=48cm 注射機(jī)最小注射容積V=12cm 制品連同澆注系統(tǒng)凝料及飛邊容積V=15.39cm故上式成立，注射量選擇合適。 2）、鎖模力校核 模具鎖模力必須大于漲模力，才能防止分型面

23、上產(chǎn)生溢邊，保證制品在深度方向的尺寸精度 鎖模力的校核式：F鎖F=PA F鎖注射機(jī)的額定鎖模力（KN） A 制品和流道在分型面上的投影面積之和（cm） P 型腔內(nèi)熔體壓力，P=30MPa F鎖=40KN30×103×49×10-2×2=29.4KN 故上式成立，鎖模力選擇合適。 3）、最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機(jī)成型所需調(diào)用的注射壓力P0，即KP0 K安全系數(shù)，通常取1.251.4，這里取K=1.4 =180MPa1.4×100=140MPa上式成立，注射壓力選擇合適。2、 安裝參數(shù)校核 1）、模具厚度

24、校核 模具厚度，也稱模具閉合高度，必須滿足 注射機(jī)合模部件允許的最小模厚；注射機(jī)合模部件允許的最大模厚。150235250模具厚度校核合格。2） 、噴嘴尺寸 注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑R應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R吻合，以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。一般R比R大（12)mm R=12mmR=10mm 故合理 3）、定位圈尺寸 為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具上定位圈必須與注射機(jī)定模板上的定位孔呈叫松動(dòng)的間隙配合。 4)、螺孔尺寸 注射模具的動(dòng)模座板和定模座板上的螺孔尺寸應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板和定模板上的螺紋尺寸相適應(yīng)。3、 開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 因?yàn)楸灸＞邽閱畏中兔孀⑸淠＞?，則校核合格條件為HH1H2+510 H注射機(jī)動(dòng)模板開模行程；H1塑件推出距離；H2塑件高度，計(jì)算得25056+11.3+10=87.3所以，開模行程校核合格。綜上所述前面選擇的SZ60/40型注塑機(jī)符合要求。 八、繪制模具總裝配圖和零件圖 本模具的總裝配圖、零件圖如圖紙所示 本模具的工作原理；模具安裝在注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)定模板上，動(dòng)模部分固