塑料圓盒注射模設(shè)計(jì)說明書

1、塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書院 系 工學(xué)院 材料系班 級(jí) 模具設(shè)計(jì)141 學(xué) 號(hào)201434041016 姓 名 王 瓊 指導(dǎo)老師 王春華 設(shè)計(jì)時(shí)間2016 .6 16 / 19塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、塑料件零件圖 圖1 殼體零件圖 塑料制品名稱：塑料圓盒 成型設(shè)備與設(shè)備： 塑料原料：ABS 收縮率：0.3%0.8% 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)二、設(shè)計(jì)工作量1、 電子說明書一份并打印。2、 塑料模具裝配圖1份，打印為A3或A2 或A4幅面。3、 凸模、凹模、上模座的零件圖各一份，打印。4、 打印要求：所有零件及裝配圖均按標(biāo)準(zhǔn)圖紙繪制，比例1：1，打印時(shí)可以縮打。圖紙橫放，左

2、側(cè)裝訂邊。1.1.2塑件成型工藝分析2（1）塑料成型特性2（2）塑料件的結(jié)構(gòu)工藝性2（3）塑件的生產(chǎn)批量3（4）關(guān)于注射機(jī)3（三）分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5（1）分型面的選擇5（2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6（3）冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算6（四）成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7（1）型腔的布局7（2）成型零件的結(jié)構(gòu)7（3）推出機(jī)構(gòu)的確定7（4）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7（5）排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7（6）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)81冷卻介質(zhì)82冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算83.型腔與型芯冷卻水道的設(shè)置9（五）主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算10（1）成型零件的成型尺寸計(jì)算10（2）模具型腔壁厚的確定11（3）模具型腔模板總體尺寸的確定11（4）標(biāo)準(zhǔn)模架的確定11(

3、六)塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核11（1）模具閉合高度的確定11（2）模具閉合高度的校核12（3）模具安裝部分的校核12（4）注射量的校核12（5）鎖模力的校核13（6）注射壓力的校核13（7） 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)141.推出方式的確定142脫模力的計(jì)算14（8）校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力14（9）導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)15煙臺(tái)南山學(xué)院1.1.2塑件成型工藝分析（1）塑料成型特性塑料ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯

4、乙烯。經(jīng)過實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蝕，遇硫酸就粉碎性破裂。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予ABS樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。ABS的成型特性為： 材料干燥溫度在70-90，烘料時(shí)間3h-4h，待機(jī)生產(chǎn)烘料溫度為10-20； 注塑成型溫度即料筒溫度在180-250，最后一段溫度應(yīng)低于較前一段溫度15左右； 注塑成型時(shí)料在料筒的停留時(shí)間應(yīng)不超過30分鐘，超過30分鐘易發(fā)黃、分解，應(yīng)對(duì)料筒里的殘余料進(jìn)行空射幾次，5次為宜；塑化時(shí)的壓力應(yīng)取中高壓，速度應(yīng)取中速偏上

5、，背壓應(yīng)取適當(dāng)為宜；注射膠位段應(yīng)采取多級(jí)段位控制，第一段射膠位要較小而速度要較慢為宜，因ABS料在成型時(shí)，易發(fā)生澆口位有氣紋現(xiàn)象； ABS料的成型飛邊系數(shù)為0.04mm,即大于0.04mm的間隙就會(huì)產(chǎn)生飛邊；故模具排氣尺寸要小于0.04mm；生產(chǎn)時(shí)模具分型面易產(chǎn)生料屑，應(yīng)及時(shí)清理；模溫在15-65范圍內(nèi)，生產(chǎn)大件產(chǎn)品時(shí)，定模模溫應(yīng)高于動(dòng)模模溫5為宜； 停機(jī)時(shí)要將料筒里的余料射空，最好能用PP（1.5KG）或PE(1.5KG)料清理鏍桿一次為宜；開機(jī)前升溫設(shè)定值，應(yīng)低于正常生產(chǎn)溫度的10左右，待實(shí)際溫度度達(dá)到設(shè)定值再加升上去；（2）塑料件的結(jié)構(gòu)工藝性塑件的尺寸精度分析。該塑件尺寸精度無特殊要求，

6、所有尺寸均為自由尺寸，可按MT3查取公差，其主要尺寸公差要求如下：表11塑件上主要尺寸按MT3級(jí)精度的公差要求mm塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差內(nèi)形尺寸內(nèi)形尺寸外形尺寸塑件表面質(zhì)量分析。該塑件表面沒有提出特殊要求，通常，一般情況下表面要求光潔，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m,沒有特殊要求時(shí)塑件內(nèi)部表面粗糙度可取Ra=3.2m。塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體，側(cè)壁有兩個(gè)把手，ABS為硬塑料，不可強(qiáng)制脫模，在進(jìn)行側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意此處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求，在注射成型時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。（3）塑件

7、的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，以便降低生產(chǎn)成本。（4）關(guān)于注射機(jī)計(jì)算塑件體積和質(zhì)量。塑料的質(zhì)量計(jì)算：查有關(guān)手冊(cè)，取塑料ABS的密度為,所以塑件的質(zhì)量為 圖三澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍1倍來估算。V總=1.3n V塑=171.2。選用注射機(jī)根據(jù)總體積V=171.2，初步選取XS-ZY-250型螺桿式注射成型機(jī)。 XY-ZY-250型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表2-2所示表2-2 螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)項(xiàng) 目xs-zy250/180xs-zy25

8、0/160螺桿直徑/mm5050注射容量/cm3250250注射重量/g228228注射壓力/mpa147127注射速率/(g.s-1)114134塑化能力/(kg.h-1)5555注射方式螺桿式螺桿式鎖模力/kn18001600移模行程mm500350拉桿間距mm295×373370×370最大模厚mm350400最小模厚/mm200200合模方式液壓肘桿頂出行程/mm90220頂出力/kn2830定位孔徑/mm100100噴嘴移出量/mm2020噴嘴球半徑/mm1818系統(tǒng)壓力/mpa66.8電動(dòng)機(jī)功率/kw2439加熱功率/kw9.86.7外形尺寸(l×w&

9、#215;h)/(m×m×m)4.7×1×4.55×1.3×1.9重量/t4.56確定型腔數(shù)目考慮到XS-ZY-250型螺桿式注射成型機(jī)的額定注射量為250，本塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單個(gè)塑件的體積為134，最多成型該塑件為1。 確定注射成型的工藝參數(shù)查有關(guān)資料，確定工藝參數(shù)如表3-3 表3-3注射成型的工藝參數(shù)工藝參數(shù)通用ABS耐熱ABS阻燃ABS料筒溫度后部中部前部180200210230200210190200220240200220170190200220190200噴嘴溫度具溫度注射壓力MPa螺桿轉(zhuǎn)速r · min-1180

10、19050707090306019020060858512030601801905070601002050 （三）分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）分型面的選擇該塑件為圓盒，外形表面要求質(zhì)量要求較高，在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺和飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖4： 圖4 另外，為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，減少ABS的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口。（2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)資料，查得XS-ZY-250型螺桿式注射成型機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸

11、為：噴嘴孔直徑d0=4mm;噴嘴前端球面半徑R0=18mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系可以得到：主流道進(jìn)口端球面半徑R=R0+(12)mm=19mm，取R=19mm主流道進(jìn)口端孔直徑d=d0+0.5=4.5mm,取d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取3º,同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，主流道大端圓角r=2mm,主流道大端直徑d=16mm。 圖5澆口套設(shè)計(jì)澆口套為標(biāo)準(zhǔn)件，選用16×50 GB/T4169.192006澆口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)為直澆口（四）成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）型腔的布局 因?yàn)樗芗耐庑问菆A錐形的，各方向尺寸明確，壁厚均勻?yàn)?.3mm

12、；另外，塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要外分型面，所以型腔的排列方式只有一種，即在模板中心。（2）成型零件的結(jié)構(gòu)模具的型腔采用整體嵌入式型腔?？晒?jié)省貴重模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便。模具的型芯采用整體裝配式型芯，有利于機(jī)加工和熱處理，便于型芯冷卻和排氣的實(shí)施。（3）推出機(jī)構(gòu)的確定根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔在定模部分，模具型芯在動(dòng)模部分，塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)，塑料（ABS）機(jī)械強(qiáng)度較大，不適合強(qiáng)制脫模，需要較大的脫模力，故采用推件板推出機(jī)構(gòu)。（4）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱類型的選用 該塑件精度要求不高，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動(dòng)模板、推件板、定模板使用4對(duì)導(dǎo)

13、柱，導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要保證推件板推出塑件后不脫落，導(dǎo)柱應(yīng)合理的分布在模具分型面的四周。導(dǎo)柱的配合精度 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間部分采用H7/k6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的滑動(dòng)部分采用H7/g6的間隙配合。材料采用T10A熱處理后硬度為5055HRC。導(dǎo)套的設(shè)計(jì)材料與導(dǎo)柱相同的材料。（5）排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因模具結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，故此處可直接利用成型部件間的配合間隙排氣。（6）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1冷卻介質(zhì)ABS屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200和5080。所以，模具溫度初步選定為50，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量（1）塑料制品的體積（2）塑料制品

14、的質(zhì)量（3）塑件壁厚為3mm，查參考文獻(xiàn)1表4-34得。取注射時(shí)間，脫模時(shí)間，則注射周期：。由此得每小時(shí)注射次數(shù)N=151次。（4）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：。2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量查參考文獻(xiàn)1表4-35可知ABS的單位熱流量的范圍在（310400）kJ/kg之間，取=390kJ/kg。3）計(jì)算冷卻水的體積流量設(shè)冷卻水道入水口的水溫為22，出水口的水溫為25，取水的密度，水的比熱容c=4.187kJ/(kg·)。則根據(jù)公式可得：4）確定冷卻水路的直徑d當(dāng)時(shí)，查參考文獻(xiàn)1表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑=8mm。5）冷卻水

15、在管內(nèi)的流速小于最低流速，達(dá)不到湍流狀態(tài)，所選管道直徑太大，只能選d=8mm并且把模具進(jìn)出口溫差改為2，按上式計(jì)算得，基本上達(dá)到了湍流狀態(tài)，滿足冷卻要求.6）求冷卻管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù)因?yàn)槠骄疁貫?3.5，查參考文獻(xiàn)1表4-31可得，則有：kJ（m2·h·）7)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積8）計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度9）冷卻水路的根數(shù) 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度=250mm,則冷卻水路的根數(shù)為雖然理論計(jì)算，所需冷卻水路僅一條，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，這是不夠的，將不能獲得很好的冷卻效果。本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)定模各兩條冷卻水道對(duì)型芯和凹模進(jìn)行冷卻。3.型腔與型芯冷卻水道的設(shè)置（1）沿凹模邊

16、緣設(shè)置若干并聯(lián)或串聯(lián)的循環(huán)水路。如圖6 圖6（2）在小型芯垂直鉆出主要冷卻水道，并且在冷卻孔加入一片隔片將其分隔成兩個(gè)半圓流路，冷卻水從主要冷卻水道的一側(cè)流到片一側(cè)，再流回主要孔道。（五）主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）成型零件的成型尺寸計(jì)算 該塑件的材料是一種收縮范圍較小的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面查到ABS的收縮率為0.30.8，故平均收縮率為Scp(0.3+0.8)/2=0.550.0055 根據(jù)塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差=/4。 成型零件尺寸的計(jì)算如下：（1） 凹模徑向尺寸的計(jì)算：上底面：下底面：（2） 凹模深度尺寸的計(jì)算：（3） 型芯徑向尺寸的計(jì)算上底面：下底面

17、： （4）型芯高度尺寸的計(jì)算（2）模具型腔壁厚的確定查【2】表6-27得，圓形凹模整體式側(cè)壁厚：S=40mm,表6-28得，底部厚：B=12mm。（3）模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔開口直徑為115mm，下底面直徑為90mm，根據(jù)確定的型腔壁厚為40mm,綜合以上數(shù)據(jù)，確定模板的總體尺寸為“250（B）×250（L）×120（H）”。（4）標(biāo)準(zhǔn)模架的確定本塑件采用直澆口的注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式，型腔數(shù)目，塑件尺寸，冷卻水道的分布等因素，查有關(guān)資料，選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為： 模架 DB 2531145×100×63200 GB/T125552006

18、(六)塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為=25mm；型腔板為；推件板為=20mm；型芯固定板為B=25mm；支撐板為=25mm；墊塊為C=63mm；動(dòng)模座板為；墊板=20mm則該模具閉合高度為：363（mm）（2）模具閉合高度的校核由于XSZY250型塑料機(jī)所允許的模具的最小厚度為250mm，最大模具厚度為500mm，可知該模具的閉合高度為H=363mm，滿足的安裝要求。（3）模具安裝部分的校核模板的外形尺寸為250mm×315mm,而注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距為295×373mm,故能滿足安裝要求。澆口套的球面半徑為，滿足要求。澆口套端直徑，滿足要求。（4）注射量的校核注射量的校核公式是 如前所訴，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為171.2，遠(yuǎn)小于注射機(jī)的理論注射量250，故滿足要求。（5）鎖模力的校核鎖模力的校核公式為 式中F=1800KN>1158KN,滿足要求。（6）注射壓力的校核注射壓力的校核公式為： 結(jié)論：選