注塑模-扁二極可裝拆ABS塑料插頭模具設(shè)計

1、扁二極可裝拆ABS塑料插頭模具設(shè)計說明書 塑料模具 課程設(shè)計說明書題目： 扁二極可裝拆ABS塑料插頭學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 目 錄一、 塑料成型工藝性分析 41、 塑料的分析 42、 ABS 的性能分析 53、 注射成型工藝及參數(shù) 5二、 模具的結(jié)構(gòu)形式 61、 分型面的確定 62、 型腔的數(shù)量和排布方式 63、 注射機(jī)型號的確定 7三、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 81、 主流道的設(shè)計 82、 分流道的設(shè)計 93、 澆口的設(shè)計 104、 冷料穴的設(shè)計 11四、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 111、 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 112、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 113、 成型零件的材料選用 124、 成型零件的工作

2、尺寸計算 125、 成型零件尺寸及動模墊塊厚度計算 14五、 模架的選擇 151、 模架的尺寸及類型 152、 各模架尺寸的確定 15六、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 16七、 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 161、 推出方式的確定 162、 脫模力的計算 16八、 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 171、 冷卻介質(zhì) 172、 冷卻系統(tǒng)簡單的計算 17九、 總裝配圖和零件圖 19扁二極可裝拆塑料插頭三維proe圖形扁二極可裝拆塑料插頭二維cad圖形一、 塑件成型工藝性分析1、 塑件的分析（1） 塑件的選材塑件“扁二極可裝拆塑料插頭”為殼體零件，常用成型殼體零件的材料有：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丙烯(PP)、聚氯乙

3、烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）。其性能比較如表。塑料品種使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)ABS小于70較好機(jī)械強(qiáng)度較高有一定耐磨性；耐熱性較差，吸水性較大成型性能好，成型前原料要干燥PP10-120較好耐寒性差，光氧化作用下易降解老化成型時收縮率大，成型性能較好，易產(chǎn)生變形等缺陷PVC-15-55不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，溶于甲苯等溶劑性能取決于成分成型性能較差，加工溫度范圍窄PC小于130，耐寒性好，脆化溫度-100有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、脂等透光率小，吸水性小，力學(xué)性能很好；耐磨性差熔融溫度高，熔體粘度大，成型前原料需干燥。粘度對溫度敏感，制品要進(jìn)行后處理綜合考慮：ABS具有無毒、無味、質(zhì)輕

4、（密度為1.02-1.08g/cm3），優(yōu)異的耐沖擊性、良好的低溫性能和耐化學(xué)藥品性、尺寸穩(wěn)定性好、表面光澤、易著色和涂裝性能，并且原料來源廣、價格較低、易于成型加工等綜合特點(diǎn)。因而成型塑件的材料定為ABS。（2） 塑件的尺寸和精度該塑件壁厚1mm，外形尺寸較小，壁厚整體均勻，且符合最小壁厚（0.75mm）的要求；塑件型腔較大，有通孔存在，通孔尺寸符合最小直徑要求；塑件內(nèi)腔有兩個加強(qiáng)筋，符合加強(qiáng)筋的推薦尺寸；另外，塑件的外形、內(nèi)腔均有倒圓角，其大小符合規(guī)定值（外形倒圓角半徑R=1.5T=1.5mm，內(nèi)腔倒圓角半徑R=0.5T=0.5mm）。該殼體主要用于連接插座與電器電線，對外形尺寸無特殊要求

5、。因而選擇標(biāo)注尺寸公差等級為MT4，未標(biāo)注尺寸公差等級為MT5。（3） 塑件表面質(zhì)量塑件為電器零件，對其表面、孔有一定的要求。取其表面粗糙度Ra=1.6m，內(nèi)腔粗糙度Ra=3.2m，孔內(nèi)表面Ra=1.6m。（4） 脫模斜度ABS為無定形塑料，收縮率為0.3-0.8，塑件壁厚均勻且小、形狀復(fù)雜，參考脫模斜度推薦值（凹模：35-1°30，型芯：30-40），取同一脫模斜度1°。2、 ABS的性能分析（1） 物理性能化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名稱：Acrylonitrile Butadiene Styrene密度：1.02-1.08g/cm3成型收縮率：0.3-0

6、.8%成型溫度：200-240干燥條件：70-85、3-4小時（2） 特點(diǎn)1） 綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好；2） 與有機(jī)玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；3） 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別；4） 流動性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好；（3） 成型性能1） 無定形料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥；表面要求光澤的塑件需長時間預(yù)熱干燥（溫度70-85、時間3-4h）； 2） 宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解(分解溫度為>270)。對精度較高的塑件，模溫宜取50-60；對高光澤、耐熱塑件，模溫宜取60-80；3）

7、 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ǎ?） 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。3、 注射成型工藝及參數(shù)（1） 注射成型過程淘-寶.店-鋪搜索：“兩個半學(xué)分”1） 注射前的準(zhǔn)備分析檢驗(yàn)成型物料ABS的質(zhì)量，對原料進(jìn)行色澤、顆粒大小、均勻度等外觀以及流動性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等工藝性能進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷原料的品種、規(guī)格、牌號等與要求的參數(shù)是否符合。對于ABS類吸水性較大的塑料，注射前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為70-85、時間3-4小時。2） 注射過程完整

8、的塑件注射過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模六個步驟。3） 塑件后處理處理介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60-75，處理時間為16-20s。（2） 注射成型參數(shù)干燥處理：溫度70-85、時間3-4h注射機(jī)料筒溫度：前部180-200、中部165-180、后部150-170螺桿轉(zhuǎn)速：30-60r/min噴嘴結(jié)構(gòu)：直通式模具溫度：60-80注射：壓力70-90MPa、時間3-5s保壓：壓力50-70MPa、時間15-30s降溫固化時間：15-30s成型周期：40-70s注射劑類型：螺桿式螺桿結(jié)構(gòu)形式：通用型二、 模具的結(jié)構(gòu)形式1、 分型面的位置確定根據(jù)塑件的形狀，確定分型面?zhèn)€數(shù)為單個；位置設(shè)在

9、塑件的最大輪廓處，即塑件的斷面位置，如圖所示。2、 型腔的數(shù)量和排布方式 本塑件的設(shè)計要求型腔為一模四腔?？晒┻x擇的分流道布局有“十”、“H”形兩種布局，由于“十”形具有排列緊湊、對稱平衡、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工等特點(diǎn)，因而選擇“十”形排列方式，如圖所示。3、 注射機(jī)型號的確定（1） 注射量的計算經(jīng)proe三維軟件分析可得：塑件體積 V塑=2.108×103 mm3=2.108 cm3ABS密度 =1.05 g/cm3塑件質(zhì)量 m=V塑 =2.21 g。（2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)凝料體積根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計，按照塑件體積的0.2-1倍估算，由于設(shè)計主流道、分流道較為長，較塑件相對

10、大，因而澆注系統(tǒng)凝料體積按塑件體積的0.5倍估算。故注射一次模具型腔塑料熔體的總體積為：V總=V塑(1+0.5)×4=2.21×(1+0.5)×4 g=13.26 g（3） 注射機(jī)的選擇以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號，按照公式：nV塑+V澆0.8V公，即有：V總/0.8=16.575cm3。根據(jù)計算，結(jié)合國產(chǎn)注射成型機(jī)的型號，初選注射量為30 cm3，注射機(jī)型號為XS-Z-30，其主要參數(shù)如下表。標(biāo)稱注射量p公30 cm3鎖模力F鎖2.5×105N螺桿直徑28mm模板尺寸250×280mm注射壓力119MPa噴嘴孔直徑4mm注射行程

11、170mm噴嘴球半徑12mm注射時間0.7s定位圈尺寸63.5mm（4） 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核1） 注射壓力校核查手冊可知，ABS所需的注射壓力為80-110MPa，取p0=85 MPa，該注塑機(jī)的公稱注射壓力p公=119MPa，注射壓力機(jī)安全系數(shù)k1=1.25-1.4，這里取k1=1.3，則：k1 p0=1.3×85=110.5<p公，因而注射機(jī)壓力合格。鎖模力校核2） 塑件在分型面上投影面積A塑則A塑=(1092.6×22)mm2=1080 mm2。3） 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆按照經(jīng)驗(yàn)，為每個塑件在分型面上投影面積A塑的0.2-0.5倍，本題按照0.3倍計

12、算。故A澆=0.3 A塑=324 mm2。4） 模具型腔的脹模力F脹查表可知，型腔的平均計算壓力p模為35MPa，鎖模力的安全系數(shù)為k2=1.1-1.2，取k2=1.2。由公式：F脹=p模(A塑+A澆)=35×(1080+324)N=4.9×104N，F(xiàn)脹k2=5.8×104N <F鎖，注射機(jī)鎖模力合格。三、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計1、 主流道的設(shè)計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道內(nèi)。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體

13、及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。（1） 主流道的尺寸主流道長度：小型模具主流道的長度L主應(yīng)盡量小于60mm，設(shè)計時從L尺寸規(guī)格中取L主=35.5mm主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴口徑+(0.5-1)mm=(4+1)mm=5mm主流道大端直徑：d=d+2L主tan=(5+2×35.5×tan1.5°)mm6.86mm主流道球面半徑：SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1-2)mm=(12+1)mm=13mm（2） 主流道的凝料體積V主= L主(R主2+r主2+R主r主)=3.14/3×42×(3.42+2.52+3.4

14、15;2.5)mm3=1157 mm3=1.16 cm3（3） 主流道當(dāng)量半徑R主= mm=2.95mm（4） 主流道澆口套形式由于主流道長度L主=35.5mm，為減小主流道塑料的浪費(fèi)、降低冷卻時間，采用縮短主流道的定位圈。定位圈入口尺寸取得50mm，以方便注射機(jī)噴嘴能順利的進(jìn)入；定位圈的固定用4×M4×22的圓柱頭內(nèi)六角螺栓；為增加定位圈的耐磨性，采用碳素工具鋼，熱處理淬火表面硬度為50-55HRC。2、 分流道的設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，開設(shè)在分流面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道時熔體進(jìn)入型腔的通道，可以通過優(yōu)化設(shè)置分流道的截面形狀、尺寸大小及方向，使塑料熔體

15、平衡穩(wěn)定充型，從而保證最佳的成型效果。淘-寶.店-鋪搜索：“兩個半學(xué)分”（1） 凝料體積分流道的總長度L分=4×30mm=120mm，分流道的截面積A分=24.48 mm2，故凝料體積V分=L分A分=120×24.48 mm3=2937.6 mm3=2.94cm3。（2） 校核剪切速度查表可知，注射機(jī)注射時間t=0.7s；分流道體積流量= cm3/s=7.2 cm3/s；剪切速度=3.4×102s-1。該分流道的剪切速度與澆口主流道與分流道的最佳剪切速度5×102 s-1-5×103 s-1相差不大，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速度合格。（3） 分流

16、道表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25m -2.5m即可，此處取Ra為1.6m；脫模斜度要求5°-10°，這里取脫模斜度為8°。3、 澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段短通道，其作用是使從分流道過來的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔；充滿型腔后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。塑件的設(shè)計要求側(cè)澆口，其尺寸設(shè)計如下。（1） 側(cè)澆口的尺寸1） 側(cè)澆口的深度根據(jù)側(cè)澆口的經(jīng)驗(yàn)計算公式，側(cè)澆口的深度h=nt=0.7×1mm=0.7mm，其中n表示塑料成型系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定，ABS塑料n=0.

17、7。但側(cè)澆口厚度推薦數(shù)據(jù)為1.2mm-1.4mm，故此處取值h=1.3mm。2） 側(cè)澆口的寬度側(cè)澆口的寬度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式mm=1.54mm，式中A表示凹模內(nèi)表面積，proe已統(tǒng)計出A=4358mm2。3） 側(cè)澆口的長度側(cè)澆口的長度L一般選用0.7mm-2.5mm，此處取L=1mm。（2） 側(cè)澆口剪切速度校核1） 澆口的當(dāng)量半徑由面積相等可知R澆2=bh，求的當(dāng)量半徑R澆=0.80mm2） 校核澆口的剪切速度注射時間t=0.7s；澆口的體積流量q澆=cm3/s=3.01 cm3/s；澆口的剪切速度s-1=6.18 ×103s-1。澆口的剪切速度處于澆口與分流道的最佳剪切速度5×

18、103 s-1-5×104 s-1之間，故澆口的剪切速度校驗(yàn)合格。（3） 主流道剪切速度校核主流道體積流量m3/s=17.9m3/s；主流道的剪切速度 s-1=7.32×10 s-1。主流道的剪切速度處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速度5×102 s-1-5×103 s-1，故主流道的剪切速度校驗(yàn)合格。4、 冷料穴的設(shè)計冷料穴一般位于主流道和分流道的末端，其作用是存放兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料和料流前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成各種缺陷。由于分流道和澆口的連接采用直通式，冷料穴應(yīng)設(shè)置在主流道的末端。由于Z形拉料桿具有冷料穴和拉料的作用，因而選擇Z形拉料

19、桿。四、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。為便于凹模的修整和更換，因而采用整體嵌入式凹模。2、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。由于該塑件存在較復(fù)雜的內(nèi)腔和圓筒形狀脫模的特殊性，因而設(shè)計為一個大凸模、兩個小型芯。各部分裝配起來，如圖所示。3、 成型零件的材料選用根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件需要足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用Cr

20、12MoV；因大型芯、小型芯與塑料磨損嚴(yán)重，因?yàn)檫x用同樣的材料。4、 成型零件工作尺寸計算由于塑件精度要求不是太大，成型零件工作尺寸計算選用平均尺寸法。（1） 凹模徑向尺寸凹模的徑向尺寸有：，。計算公式：，式中表示塑料的平均收縮率，ABS收縮率為0.3-0.8，平均收縮率=0.0055；x為隨塑件精度和尺寸變化的系數(shù)，一般在0.5-0.8之間；為塑件公差值；為凹模制造公差，對于中小塑件，。=（2） 凹模的深度尺寸凹模的深度尺寸有：，。計算公式：（3） 大型芯的徑向尺寸大型芯的徑向尺寸有：，計算公式：（4） 大型芯的深度尺寸大芯的深度尺寸有：，。計算公式：（5） 大型芯中心距尺寸大型芯中心距尺寸

21、有：。計算公式：（6） 定模小型芯的徑向尺寸定模小型芯的徑向尺寸有：。（7） 定模小型芯的深度尺寸定模小型芯的深度尺寸有：。5、 成型零件尺寸及動模墊塊厚度的計算（1） 凹模側(cè)壁厚度的計算根據(jù)設(shè)計的凹模深度較小，模架初選250mm×250mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，計算凹模側(cè)壁的厚度按照矩形凹模整體式的強(qiáng)度計算。=8/58=0.13<0.41，=mm=6.93mm。式中p表示模腔內(nèi)最大的熔體壓力，一般為30-50mPa,取值40mPa；p表示模具強(qiáng)度計算的許用應(yīng)力，一般中碳鋼取值160mPa。由于凹模結(jié)構(gòu)采用鑲嵌式、并且結(jié)構(gòu)較為簡單，凹模側(cè)壁單邊厚度為7mm和3mm。型腔采用十字形、對稱布

22、局，經(jīng)測量兩型腔的距離為7.07mm，滿足兩型腔之間的壁厚設(shè)計。由于設(shè)計的凹模型腔深度較小，因而滿足強(qiáng)度要求。（2） 動模墊板厚度的計算根據(jù)所選模架的尺寸250mm×250mm，墊塊之間的跨度為250mm-50mm 淘-寶.店-鋪搜索：“兩個半學(xué)分”式中t為塑件厚度，t=1mm E為塑料的彈性模量，查表的E=1800MPa；S為塑件成型的平均收縮率，S=0.0055；L為被包型芯的長度，L=7mm；f為塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，f=0.45；為脫模斜度，=1°；為泊松比，=0.3；K2是由、決定的無因次數(shù)，= ；A 為塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積，A=1093mm2。故（1） 小型芯脫模力圓形小型芯，塑件橫截面按圓形薄壁塑件計算，脫模力公式：故（2） 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力推出機(jī)構(gòu)作用塑件面積包括：推管A1=(62-42)mm2=37.68 mm2，推桿A2=312 mm2=9.42 mm2。推出機(jī)構(gòu)作用總面積A=37.68mm2+9.42mm2=47.1mm2推出應(yīng)力，推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位應(yīng)力合格。