楊冠楠殼類零件設(shè)計

1、- 10 -塑料模具設(shè)計說明書設(shè)計題目：殼類零件目錄1、任務(wù)說明書.12、塑件的工藝分析.12.1塑件的原料分析.12.2塑件的分析.12.3材料的成型性能.13、塑件工藝參數(shù)的確定.13.1初選注塑機.13.2注塑機相關(guān)參數(shù)的校核.24、成型零件的結(jié)構(gòu)及計算.3 4.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計.34.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計.35、澆注系統(tǒng)的設(shè)計.4 5.1主流道的設(shè)計.4 5.2分流道的設(shè)計.5 5.3澆口的設(shè)計.55.4冷料穴的設(shè)計及計算.66、模具裝配總圖.7一、任務(wù)書：設(shè)計題目：殼類零件塑件圖：塑件技術(shù)要求：材料： ABS塑料生產(chǎn)批量：小批量(大批量)塑件精度： IT12 （一般精度）設(shè)計內(nèi)容：進行相

2、關(guān)計算和零部件設(shè)計。繪制注射模具裝配圖。繪制非標(biāo)準(zhǔn)模具零件圖（至少畫2個零件圖）。編寫設(shè)計說明書。指導(dǎo)教師： 二、塑件的工藝性分析（一）、資料分析1.塑件成型特性（1）本次設(shè)計采用的材料為：ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬

3、，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代表苯乙烯（2）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成型特性為： 1.ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。 2.ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比P

4、A及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。 3.ABS的熱變形溫度為93118，制品經(jīng)退火處理后還可提高10左右。ABS在-40時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100的溫度范圍內(nèi)使用。 4.ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。（3）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖紙上看，該塑件的外形為四方殼，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。由于該塑件無側(cè)孔和內(nèi)凸，所以不用考慮側(cè)向分型抽芯裝置。 為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè)1°2°的拔模斜度。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。3.塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生

5、產(chǎn)類型是小批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計中要提高塑件的生產(chǎn)率，采用多型腔、自動脫模模 具，以便降低生產(chǎn)成本。4.初選注射機（1）計算塑件體積和重量V=3000.0 mm³塑件的質(zhì)量計算：查有關(guān)手冊，取ABS的密度為=1.05g/cm³,所以塑件的質(zhì)量為M=V×=3000×1.05 g/cm³=3150.00g。（2）確定型腔數(shù)量由于塑件的內(nèi)孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔數(shù)目，決定采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。（3）確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點和ABS的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的

6、注射成型工藝參數(shù)，見下表： 塑件的注射成型工藝參數(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8090成型時間/s注射時間35時間2h保壓時間1530料筒溫度/后段180200冷卻時間1530中段210230總周期4070前170190螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）3060噴嘴溫度/180190后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度/6080溫度/70注射壓力/MPa7090時間/h24（4）確定模具溫度及冷卻方式ABS為非結(jié)晶型塑料，流動性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡量可能降低模溫，以縮短冷卻時間，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。（5）確定成型設(shè)

7、備由于塑件采用注射成型加工，使用一模兩腔分布，因此可計算出一次注射成型過程所用塑料量為：W=2w+w廢料=2×3150+3150×20%=6930.00g。根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、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)計手冊，初選SZY-300型螺桿式注射機。記錄下SZY-300型柱塞式注射機的主要技術(shù)參數(shù)，見下表： SZY-300型柱塞式注射機的主要技術(shù)參數(shù)序號主要技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/cm³3202注射壓力/MPa1503鎖模力/kN15004動、定模模板最大安裝尺寸/（mm×mm）620x5

8、205最大模具厚度/mm3556最小模具厚度/mm2857最大開模行程/mm3408噴嘴前端球面半徑/mm129噴嘴孔直徑/mm410定位圈直徑/mm1252.2注射機相關(guān)參數(shù)的校核（1）最大注射量的校核 實際要求注射量為162 cm，小于該注射機的最大注射量為320 cm的80%（320×80%=256 cm）。（2）注射壓力的校核 有上述查得資料知ABS所需的注射壓力為60100mPa，取K為1.4，則100×1.4=140mPa<P公（150mPa）（3）鎖模力的校核塑件在分型面的投影面積： 經(jīng)計算A塑=60*40-*10*10=2086.00mm2澆注系統(tǒng)在分

9、型面的投影面積：A澆是每個塑件在分型面上的投影面積A塑的0.20.5倍。A澆=0.2A塑則總得投影面積為A總=N(A塑+A澆)=N（A塑+0.2A塑）=4×1.2A塑=4×1.2×2086.00=10012.8mm2模具型腔內(nèi)的脹型力F脹，則：F脹=A總P模=10012.8×50=500.64KN注：P模是型腔的平均計算壓力值。P模通常取注射壓力的20%40%，所以大致范圍在30Mpa60Mpa，因為材質(zhì)是ABS，根據(jù)其黏度和制品的精度要求，我們選擇P模為50MPA。由表可知該注射機的公稱鎖模力為F鎖=1600KN，鎖模力安全系數(shù)為K2=1.11.2,這

10、里選擇K2×F脹=1.2×F脹=1.2×500.64=600.77KNF鎖，所以注射機鎖模力滿足要求。2.安裝尺寸的校核 本模具采用的型號為A2020-30x70x80(GB/T12555-2006) 的標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸為300 mm×300 mm，模具閉合高度H=170mm. 查資料得SZY-300型注射機動、定模模板最大安裝尺寸為520 mm×620mm，允許模具的最小厚度Hmin=265mm,最大厚度Hmax=355mm，即模具的外形尺寸不超過注射機動、定模模板最大安裝尺寸，模具閉合高度滿足HminHHmax的安裝條件，故該模具滿

11、足SZY-300型螺桿式注射機的安裝要求。3.推出機構(gòu)校核 各種型號注射劑推出機構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等各不相同，設(shè)計模具時，必須了解注射劑推出桿的直徑，推出形式，最大推出距離及雙推中心桿距等，以確保模具推出機構(gòu)與注射機的推出機構(gòu)相適應(yīng)。4.開模行程的校核注射機的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，本模具為單分型面注射模具，SZY-300型螺桿式注射機的最大開模行程與模厚無關(guān)，校核關(guān)系為S>H1+H2+(510)試中S-注射機的最大開模行程，查參考設(shè)計手冊得XS-Z-60型柱塞式注射機的開模行程S=340mm； H1-塑件脫模所需的推出距離，該塑件的脫模

12、推出距離為60mm H2-塑件的高度（不包括澆注系統(tǒng)高度），該塑件的高度為25mm；計算得 H1+H2+(510)=60+25+10=95<S=340mm三、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1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。通常是整體式和組合式兩種類型。這里采用整體式型芯。 四、主要零部件的設(shè)計計算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法計算，查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為0.4%0.7%，故平均收縮率Scp=（0.4+0.7）%/2=0.5%，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取z =1/4，成型零件尺寸計算見下表類別模具零件名稱塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔計算型腔的

13、徑向尺寸60Lm+z =（1+ ）lz-0.75 0+z60.164040.45型腔的深度尺寸25lm+z =（1+ +）HZ-0.5 0+z24.032.模具型腔壁厚的確定塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強度和剛度，本模具的凹模采用的是整體嵌入式，因此采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法查表9-26，依據(jù)短邊長度b=60mm查參考手冊得該型腔側(cè)壁厚厚度S為30mm和型腔底板厚度T為8.7mm。3.推出機構(gòu)的設(shè)計采用推管推出機構(gòu)，由于該塑件的脫模力不是太大，推管的布置空間足夠，所以無須用繁瑣的計算方法確定推管的尺寸大小，可以根據(jù)經(jīng)驗選取d=4 mm的國際推管，注意保證推出距離略大于型芯的突出長

14、度23mm，即推出距離大于17 mm。4.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、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項因素，估算型腔模板的概略尺寸，查表8-7選取標(biāo)準(zhǔn)模板的尺寸為300x300mmx30mm，選用：A30x30-30x70x80(GB/T12555-2006)。 五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成?？紤]到塑件的外觀要求較高，以及一模兩腔的布置、ABS對剪切速率較為敏感等因素，澆口采用分便加工修整、凝料去除容易且不會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，模具制造成本比較容易控制在合理

15、的范圍內(nèi)澆注系統(tǒng)的設(shè)計如圖所示。（1）主流道和定位圈的設(shè)計主流道與注射機的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計成獨立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計，如圖; SZY-300型注射機與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SR=12mm，噴嘴孔直徑d=4mm，定位圈直徑為125mm。為保證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=14mm（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中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為2°4°定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得SZY-300型柱塞式注射機的定位圈直徑為125 mm，一般定位圈高出定模座板表面510 mm.（2）計算側(cè)澆口的寬度，根據(jù)側(cè)澆口寬度公式B=可得。B=0.95mm1.0mm 式中，n為塑料成型系數(shù)，AB