六角盒蓋塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

1、1 設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)根據(jù)六角盒蓋塑件設(shè)計(jì)其制造模具，塑件圖11所示。圖表 塑件要求圖2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1.塑件的幾何形狀分析 熟讀塑件的圖樣，在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀，復(fù)雜的塑件可通過(guò)計(jì)算機(jī)三維建?；蛳鹌つ嘀颇５仁侄螏妥±斫馄鋷缀伍_(kāi)關(guān)人。六角盒蓋的三維圖如圖如圖21所示。 、 圖 21 六角盒蓋三維圖2塑料材料的成型特性分析塑件的材料采用工程塑料ABS,屬熱塑性塑料，是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯組成的三不共聚物.由于丙烯腈的腈基極性較強(qiáng),所以沖擊強(qiáng)度,拉伸強(qiáng)度及塑料件的表面硬度較好. ABS樹(shù)脂為淺黃色粒狀或珠狀樹(shù)脂, 為非結(jié)晶型聚合物，熔融溫度217-237,熱分解溫度為250以上,

2、無(wú)毒,無(wú)味,具有優(yōu)良的綜合物理-力學(xué)性能,優(yōu)異的低溫抗沖擊性能,尺寸穩(wěn)定性,電性能,耐磨性,抗化學(xué)藥品性,染色性,成型加工和機(jī)械加工較好. ABS樹(shù)脂耐水,無(wú)機(jī)鹽,堿和酸類(lèi),不溶于大部分酸類(lèi)溶劑,而容易溶于醛酮,脂和某些氯化氫中.ABS樹(shù)脂熱變形溫度較低,不透明,可燃,耐侯性較差，在紫外線作用下易發(fā)硬變脆。成型特點(diǎn)1) ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜取2以上。2) 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；3) 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。4) 在正常的

3、成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在6080度。5) 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。6) 流動(dòng)性中等，溢邊料0.04 mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。7) 比熱容較低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固較快,成型周期短,可在柱塞式或螺桿式臥式注射機(jī)上成形.3.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）塑件的尺寸精度分析該塑件所有尺寸均沒(méi)有標(biāo)注尺寸公差，可視為自由尺寸，由設(shè)計(jì)要求按MT7查取公差。下表所列為塑件主要尺寸的公差要求。部位尺寸尺寸公

4、差孔間距尺寸35171550孔尺寸614外形尺寸2107（2）塑件的表面質(zhì)量分析該塑件表面沒(méi)有很高的要求，在一般情況下，要求塑件光潔，不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，表面粗糙度為Rs，對(duì)外表面可以取3.2m；對(duì)內(nèi)表面的Rs可以取1.6m。（3）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖紙上看，該塑件外形為六角盒蓋，圓角過(guò)渡，壁厚均勻。塑件型腔長(zhǎng)寬中等，深度較淺，有尺寸不等的孔，分別是6、14.盒蓋周身有圓角R7過(guò)渡。拔模斜度為2.可以采用注塑成型加工。4塑件的生產(chǎn)批量塑件的生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)注塑模具的結(jié)構(gòu)、注塑模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注塑模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注塑模具壽命問(wèn)

5、題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。如果小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易的注塑模具，以降低注塑模具的成本。該模具雖未給出具體批量要求，但根據(jù)具體情況可知塑件為大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)要適當(dāng)控制。5.初選注塑機(jī)（1）計(jì)算塑件體積或重量通過(guò)三維造型可獲得六角盒蓋的體積V= 8.06 厘米3。ABS的密度為1.03 g/cm3,所以塑件質(zhì)量W=1.03*8.06=8.3g 。（2）型腔數(shù)目確定的卻定考慮到塑件尺寸，模具尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素，定位一模兩腔。由于選擇的是一模兩腔，

6、故采用直線對(duì)稱排列。（3）確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和ABS的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見(jiàn)下表。表格 ABS成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度 8090C成型時(shí)間注射時(shí)間35 s時(shí)間 2h保壓時(shí)間1530s料筒溫度/C后180200冷卻時(shí)間1530s中21023 0成型周期4070s前200210螺桿轉(zhuǎn)速(t/min)3060噴嘴溫度/C180190C后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度/C5070溫度/C70注射壓力/MP7090時(shí)間/h24（4）確定模具溫度及冷卻方式ABS為非結(jié)晶型塑料，流動(dòng)性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)

7、盡可能降低模溫，以縮短時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在6080度。（5）確定成型設(shè)備由于塑件采用注塑成型加工，使用一模兩腔分布，因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所用塑料為：W2w+w廢料2*8.3+8.3*0.218.26g。根據(jù)上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選SZ125630型螺桿式注射機(jī)（經(jīng)后面注射機(jī)的校核，SZ125630型螺桿式注射機(jī)能滿足鎖模力、安裝尺寸與開(kāi)模行程等各項(xiàng)要求，故最終選定SZ125630型螺桿式注射機(jī)）。記錄下SZ125630型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)

8、參數(shù)，見(jiàn)下表。表格 SZ125630主要參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)數(shù)值1額定注射量cm31252鎖模力/KN6303注射壓力/MP1204最大注射面積/ cm23205動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/mm*mm370*3206最大模具厚度/mm3007最小模具厚度/mm1508模板最大行程/mm2709噴嘴前端球面半徑/mm1510噴嘴孔直徑/mm411定位圈直徑/mm125 3 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1分型面的選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑件能順利分型，分型面應(yīng)首先考慮選擇在外形最大輪廓處。如下圖所示，在滿足下圖的

9、三個(gè)方案中，方案A的塑件開(kāi)模后留在定模一側(cè)，塑件不易取出，頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜；方案B會(huì)產(chǎn)生影響塑件外觀的飛邊，且飛邊不易清除；方案C不但保證了塑件取出方便，且毛刺飛邊的清除也比較容易，因此選擇方案C。圖表 分型面選擇圖2.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個(gè)部分組成?？紤]到塑件有外觀要求，外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模兩腔的布置、ABS對(duì)剪切速率較為敏感等因素，澆口設(shè)計(jì)采用方便加工修整、凝料去除容易且不會(huì)在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模，模具成本容易控制在合理的范圍內(nèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖所示。（1） 主流道與定位圈的設(shè)計(jì) 主流道與注射機(jī)的高溫噴

10、嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)過(guò)處理提高硬度，定位圈與澆口套分開(kāi)設(shè)計(jì)， 查資料得到SZ125630型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SR。=15mm，噴嘴孔直徑d。=4mm，定位圈直徑為125mm。為保障模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR= SR。+（12），d=d。+0.5。因此，取主流道球面半徑SR=16mm(取標(biāo)準(zhǔn)值)，主流道的小端直徑d=4.5mm。 為了便于將凝料從主流道拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為24，取4度。計(jì)算其大端直徑約為8.5；同時(shí)為了使溶料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)R2的圓弧

11、過(guò)渡。 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的，查資料得SYZ-300型螺桿式注射機(jī)的定位圈直徑為125；一般定位圈高出定模座板表面510.由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。（2） 分流道的設(shè)計(jì)分流道的截面形狀有圓形、半圓形、梯形、U形、正方形、正六邊形等。從增大傳熱面積考慮，截面最好采用正方形；從減少散熱面積考慮，截面最好采用圓形；從壓力損失上考慮，截面亦最好采用圓形。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)多數(shù)塑料來(lái)說(shuō)，分流道在56mm以下時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較大，但直徑在8mm以上時(shí)，對(duì)流動(dòng)性的影響不大。常用塑料的分流道直徑可參考表塑料品種分流道直徑/mm塑料品種分流道直徑/

12、mmABS、AS聚甲醛丙烯酸酯耐沖擊丙烯酸脂尼龍6聚酸碳酯4.89.53.29.58.09.58.012.71.69.54.89.5聚丙烯聚乙烯聚苯醚聚苯乙烯聚氯乙烯4.89.51.69.56.49.53.29.53.29.5分流道的表面不要求很光滑，粗糙度一般達(dá)Ra3.21.6即可，因?yàn)榉至鞯赖谋砻嫔圆还饣湍苁谷哿系睦鋮s皮層固定，有利于保溫。 分流道有時(shí)只開(kāi)設(shè)在動(dòng)?；蚨２糠郑袝r(shí)則動(dòng)模、定模都能開(kāi)設(shè)分流道，這取決于模具結(jié)構(gòu)、塑料特性及加工能力。動(dòng)定模都開(kāi)設(shè)分流道時(shí)，對(duì)塑料流動(dòng)有利，多用于流動(dòng)性較差的塑料，但要求模具加工精度較高，對(duì)中性強(qiáng)。一般的分流道多設(shè)在模具的一邊。有時(shí)要加設(shè)分流道拉料

13、桿或頂出桿，以便流道料的脫模。 分流道的布局取決于型腔的布局，型腔于分流道的布置原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，鎖模力應(yīng)力求平衡，布置形式應(yīng)力求平衡進(jìn)料。（但也有非平衡式進(jìn)料的） 根據(jù)以上的結(jié)果，考慮到型腔的布局、澆口的位置，本模具分流道的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖。采用半圓形截面分流道，平衡進(jìn)料。由于塑料ABS的流動(dòng)性中等，分流道的直徑取8mm。（3）澆口的設(shè)計(jì) 澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則：a) 澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使起流程最短。b) 澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬暢、厚壁部位，以便塑料順利地流入。c) 避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁、型心或鑲件，使塑

14、料能盡快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件變形。d) 盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不需要的部位。e) 澆口位置及其流入方向，應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí)，能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體排出。f) 澆口位置應(yīng)在制品最易清除的部位，同時(shí)，盡可能不影響制品的外觀。 側(cè)澆口厚度一般取11.4，寬度為（310）a，長(zhǎng)度為0.7-2。根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖所示的側(cè)澆口。（4）冷料穴的設(shè)計(jì) 采用倒錐形冷料穴，如圖，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開(kāi)模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)，稍做側(cè)向移動(dòng)便可取出凝料的作用。4 模具設(shè)計(jì)方案論證

15、1型腔布置 對(duì)于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。本塑件的模具采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。2成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程塑料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)該進(jìn)行熱處理以使其具備5055HRC硬度。（1）凹模（型腔）設(shè)計(jì) 采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮的。 注意：

16、凹模鑲塊的尺寸大小設(shè)計(jì)除了要考慮壁厚的剛度和強(qiáng)度校核外，還要留有足夠的冷卻水道位置。（2）凸模（型芯）設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上，成型14、6孔的小型芯裝在大型芯上，方便型芯的制作安裝、塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷卻水道的排布。3導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于塑件基本對(duì)稱且無(wú)單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位，另外采用中托絲來(lái)導(dǎo)正回針。 注意：導(dǎo)柱要比主型芯高出68.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)六角形塑料蓋的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔在定模一側(cè)，模具型芯在動(dòng)模一側(cè)。塑件成型開(kāi)模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。其推出機(jī)

17、構(gòu)可采用推件板或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。而推桿推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，受力不均。所以采用推件板推出機(jī)構(gòu)。為了避免推件板孔的內(nèi)表面與型芯圓柱面的摩擦，導(dǎo)致型芯擦傷，將推件板的內(nèi)孔與型芯成型面以下的配合段做成單邊斜度510度的錐面，該錐面不僅有效避免了擦傷，且能準(zhǔn)確定位推件板，避免了該處的飛邊溢料。5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該塑件采用大批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率；因此，該模具的凹模冷卻是在定模上開(kāi)出冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻型腔；而型芯的冷卻則采用內(nèi)部加裝銅管?chē)娏骼鋮s的主式，其進(jìn)水孔開(kāi)在支撐板上，冷卻通路的設(shè)計(jì)如圖： 型芯冷卻圖

18、型腔冷卻圖5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸均按平均值計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)要求ABS的收縮率為0.5，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取，成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)下表。圖表 塑件尺寸圖表格 成型零件尺寸計(jì)算類(lèi)別塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔尺寸型腔高度型芯尺寸型芯高度中心距2.模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，本模具的凹模采用的是整體嵌人式，在此可用采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定型腔側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T。當(dāng)遇到模具為一出一個(gè)產(chǎn)品時(shí)。確定內(nèi)模仁大?。寒a(chǎn)品最邊緣到模仁邊w=20-50mm,小產(chǎn)品取小值，大產(chǎn)品取大值。則（模仁長(zhǎng)）=

19、2w+A,W（模仁寬）2w+L,所得的值最后需取整數(shù)。最好后面取.即最后位數(shù)小于去掉取，大于加上取.根據(jù)型腔分布情況：W20，L4*20+2*64208，W=20*2+64=104.對(duì)于確定前模仁厚度：h25-70mm,則（前模仁厚）h+B(前模仁最高點(diǎn)),值小產(chǎn)品取小值，大產(chǎn)品取大值。所得到的值最后如確定模仁長(zhǎng)寬一樣取整數(shù)。考慮到塑件高度及冷卻水道的安排：H10+2535.固型腔板的尺寸為L(zhǎng)*W*H:208*104*35標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮本塑件采用一模兩腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔的壁厚要求、塑件的尺寸大小、冷卻水道的布置多項(xiàng)因素，估算型腔模板的概略尺寸，選取龍記標(biāo)準(zhǔn)模架BI2

20、030A35B30C70.6 成型設(shè)備的校核計(jì)算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H125；型腔板為H235；推件板為H320；型芯固定板為H430；支撐板為H530；墊鐵為H670；動(dòng)模座板為H725；則模具的閉合高度為HH1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=25+35+20+30+30+70+25=235mm2.注射量的校核（略）3.鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為 FKPA式中F注射機(jī)鎖模力，查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄表8得SZ125-630形螺桿式注射機(jī)的鎖模力為630KN； K壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2； P型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30MPa； A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具。計(jì)算得故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。4.安裝尺寸的校核 本模具采用的是型號(hào)為龍記標(biāo)準(zhǔn)模架BI2030A35B30C70，模具的外形尺寸為200*300，模具閉合高度為H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=235mm,查資料得SZ125-630型注射機(jī)動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸為320*370，允許模具的最小厚度H=150，最大厚度H=300，即模具的外