劉帥洋塑料模具課程設計說明書

1、塑料模具課程設計說明書 題 目：塑料模具設計 專 業(yè)：材料成型及控制工程 班 級：材成（卓越）121班 姓 名：劉帥洋 學 號：121402060814目 錄 第 一 部分 塑件分析 第 二 部分 型腔的數(shù)目決定及排布 第 三 部分 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 第 四 部分 分型面的選擇 第 五 部分 澆注系統(tǒng)的設計 第 六 部分 型零件的工作尺寸計算 第 七 部分 推出機構的設計 第 八 部分 模架的選用 第 九 部分 冷卻系統(tǒng)設計 第 十 部分 設計小結 第十一部分 參考資料 第一部分 塑件的分析材料分析：原料（PA66）的成型特性與工藝參數(shù)選用材料為PA66又稱尼龍66，俗稱尼龍雙6;

2、該原料為半透明或不透明乳白包或帶黃色顆粒狀結晶形聚合物，具有可塑性。密度（g/cm3） 110-114；拉伸強度(MPa) 60. 0-800；洛氏硬度118；熔點252；脆化溫度-30；熱分解溫度大于350；連續(xù)耐熱80-120；沖擊強度（kJ/m2） 60-100；靜彎曲強度(MPa) 1 00-120；馬丁耐熱() 50-60；彎曲彈性模量 (MPa) 20003000；體積電阻率（cm） 1.83×1015；平衡吸水率25%；介電常數(shù) 163。PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點。在產(chǎn)品設計時，一PA66的收縮率在1%2%之間。注塑模工藝條件 干燥處理：加工前的干燥處理是必須的

3、。濕度應小于0.04%，建議干燥條件為 90110，24小時。 熔化溫度： 230300。 模具溫度：50100。連續(xù)工作為70左右。熱變形溫度為93左右。 注射壓力：取決于塑件。 注射速度：盡可能地高。 第 二 部分 型腔數(shù)目的決定及排布1、型腔數(shù)目的確定：對于高精度制品，由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，塑料件的精度為一般精度，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4腔，排布形式為矩形的平衡布局。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，因此在設計注射模具時應該對注射機有關技術規(guī)范進行必要的了解，以便設計出

4、符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。從模具設計角度考慮，需要了解注射機的主要技術規(guī)范。在設計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關“注射機使用說明書”上標明的技術規(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（或模具）實際需要的注射量和注射壓力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鎖模力、模板行程以及注塑量一一進行校核。 1.1最大注塑量的校核注塑機的最大注塑量應大于制品的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足：0

5、.8 V機 V塑V澆式中 V機 注塑機的最大注塑量，40cm3 V塑塑件的體積，該產(chǎn)品V塑6.35cm3 V澆澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆1.2cm3 故 0.8V機>（6.35×4+1.2）=26.6cm3 故滿足要求 1.2鎖模力校核 為了保證注射成型，注射機的注射壓力要大于注射時需要的壓力。查表得PA66的注射壓力為75-125Mpa 取100Mpa查閱塑料模設計手冊的國產(chǎn)注射機技規(guī)范及特性，可以選擇SZ-40/25SZ-40/25 型注射機的主要參數(shù)如下表所示主要技術參數(shù)項目參數(shù)數(shù)值主要技術參數(shù)項目參數(shù)數(shù)值理論注射量/ cm3 40最大模具厚度/mm220螺桿直徑/mm30

6、頂出行程/mm 55注射壓力/Mpa200最小模具厚度/mm130頂出力/kN6.7噴嘴伸出量/mm20注射方式自鎖式最大開模行程/mm230鎖模力/KN250噴嘴球直徑/mm10鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力，當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。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即： F鎖pA式中 p熔融型料在型腔內的壓力， A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計算A=738mm3F鎖注塑機的額定鎖模力。 故 F鎖pA=200Mpa×738 mm3 =147.6KN 選定的注塑機的壓力為250KN，滿足要求。 1.3 開模

7、行程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模板的最大行程S。所需開模行程為：S機H = H1 + H2 +（510）=50+20+10=80 mm S機注塑機最大開模行程，230mm; H1脫模距離，50mm； H2塑件高度，20mm;滿足條件 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。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，我們常見的形式有如下五種：水平

8、分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、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 、應有利于側面分型和抽芯 、應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（如同心度等）d）、有利于排氣 綜合上述分型面選擇為水平分型面。第 五 部分 澆注系統(tǒng)的設計1、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

9、普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。2、澆注系統(tǒng)各部件設計2.1主流道設計：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，其主要設計點為： 主流道圓錐角=2o6o，對流動性差的塑件可取3 o6o，取錐角為3o 。 內壁粗糙度為Ra0.63m。主流道大端呈圓角，半徑r=13mm，取r=3以減小料流轉向過渡時的阻力。 查注塑機得噴嘴前端孔徑d1=3 ,噴嘴前端球面半徑SR1=10 SR=SR1+(12) d=d1+(0.51)得主流道球面半徑SR=12 ,前端孔徑d=4,計算的大端直徑D=8對小型模具可將主流道襯套與

10、定位圈設計成整體式。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間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強度為5256HRC。2.2澆口的設計：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。 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%，計算得點澆口截面積為一，截面形狀常為矩形，澆口長度為0.52mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4

11、m。澆口的結構形式很多，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側澆口。 澆口位置的選擇直接影響到制品的質量問題，所以我們在開設澆口時應注意以下幾點：澆口應開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。澆口應設在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。澆口的位置選擇應有利于型腔中氣體的排除。澆口的位置應選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應設在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設置澆口。第 六 部分 成型零件的工作尺寸計算 1.型腔型芯的尺寸設計該塑件的成型零件尺寸計算

12、時均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來進行計算。查有關模具設計手冊得PA66的收縮率為s=1%2%,故平均收縮率為=(1+2)%=1.5%。根據(jù)塑件尺寸要求，模具的制造取型腔和型芯工作尺寸計算如下:(單位：mm)DS=25 DM=(1+SCP)DS=25.38DS=16 DM=(1+SCP)DS=16.24DS=6 DM=(1+SCP)DS=6.09DS=24 DM=(1+SCP)DS=24.36DS=30 DM=(1+SCP)DS=30.45HS=20 DM=(1+SCP)DS=20.30HS=4 DM=(1+SCP)DS=4.06 第 七 部分 推出機構的設計 8.1推出

13、方式的確定據(jù)脫模推出機構的經(jīng)驗確定法確定，此模具的設計采用推桿推出機構。8.2推桿方式的一般原則的確定 8.2.1推桿位置設計的一般原則平衡布置原則保證美觀原則效果最佳原則位置最佳原則安全第一原則 8.2.2推桿大小設計的一般原則（1）因為下列理由，推桿外徑應盡量取較大值：防止應承受注射壓力而彎曲；防止因推出阻力而彎曲、磨損，甚至斷裂；防止制品推出時變形，頂白。（2）在不影響制品推出和位置足夠時，應盡量采用相同型號及相同大小的推桿，以方便推桿采購和模具上推桿孔的加工。（3）推出零件和模具型芯的配合為間隙配合，配合公差為H7/f7，配合長度1020mm。 8.2.3推桿數(shù)量設計的一般原則 推桿的

14、數(shù)量往往取決于經(jīng)驗。一般情況下，推桿數(shù)量越多，推出效果就越好，但不必要的推桿會提高模具的制作成本。因此在保證制品能可靠推出的情況下，應盡可能減少推桿的數(shù)量。但對于經(jīng)驗不足的工程師，筆者建議在不影響外觀及澆口布置的情況下，推桿寧多勿少。 本模具采用推桿推出，推桿選用d=3標準推桿推出距離d=20mm第 八 部分 模架的選用以模具型腔的大小和進料方式，本模具選用側澆口模架系列。尺寸為W×L=150×150第 九 部分 冷卻系統(tǒng)的設計1、冷卻系統(tǒng)設計塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質量。所以，我們在模具上需要設置溫度調節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要

15、求。一般注射模內的塑料熔體溫度為200左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設冷卻系統(tǒng)；當塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻，以2、冷卻系統(tǒng)設計原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強冷卻。、應降低進水與出水的溫差。

16、、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進出接頭應埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞。3、冷卻系統(tǒng)的結構形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。第 十 部分 設計小結塑料工業(yè)是當今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設計，讓我們更多的了解有關塑料模具設計的基本知識，更進一步掌握了一些關于塑料模具設計的步驟和方法，對塑料模有了一個更高