塑料模電器蓋課程設(shè)計說明書

1、000000000000000 電器蓋塑料模課程設(shè)計專業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué) 號：00000000姓名：HC指導(dǎo)老師：000000 2014年12月目錄（一）設(shè)計任務(wù)書.3（二）設(shè)計與分析.4第一章 塑件成型工藝分析. .41.1 塑件分析. . 41.2 ABS的性能分析. .51.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù). 6第二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定. .72.1分型面的確定. .72.2型腔數(shù)量和排列方式的確定. .82.3注射機(jī)型號的確定. . . 9第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計. .113.1主流道設(shè)計. . . . .113.2分流道設(shè)計. . . . .133.3澆口的設(shè)計. . . .

2、 .153.4校核主流道的剪切速率. .173.5冷料穴的設(shè)計與計算. . .17第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及算.174.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計. . .174.2成型零件鋼材的選用. . .194.3成型零件工作尺寸的計算. .194.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算.22第五章 模架的確定. . .225.1各模板尺寸的確定. . . 225.2模架各尺寸的校核. . .23第六章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計. .236.1冷卻介質(zhì). . . . .236.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算. . . 236.3凹凸模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計. . .25第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計.267.1推出方式的確定. . . .26

3、7.2脫模力的計算. . . .26（三）參考文獻(xiàn). . . . 28（一）設(shè)計任務(wù)書第19題 電器蓋，結(jié)構(gòu)如圖所示。大批量生產(chǎn)，精度：MT5。材料PE。（二）設(shè)計與分析 第一章 塑件成型工藝分析1.1 塑件分析、外形尺寸分析 該塑件壁厚為3mm以及5mm，其外形尺寸不大，同時塑料熔體流程不太長；有臺階，但不影響模具制造，適合于注塑成型，如下圖所示。、精度等級分析 塑件的精度等級為MT5，屬于較低精度的塑件，未注公差尺寸均是按此等級來取的。、脫模斜度 ABS屬無定型材料，成型收縮率較小，為（0.40.7）%，按照表1-1選擇型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。表1-1 常用塑料的脫模斜度

4、塑料名稱脫模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚25452045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35403050聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚甲醛 351°303040熱固性的塑料2540205012 ABS的性能分析 使用性能 ABS塑料綜合性能良好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。 成型性能無定型塑料 其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。吸濕性強(qiáng) 該塑料含水量小于0.3（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件

5、硬要求長時間預(yù)熱。流動性中等 溢邊料0.04mm左右。模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈白色痕跡。1.2.3 ABS的主要性能指標(biāo)見表1-2。表1-2 ABS的性能指標(biāo) 1.021.08屈服密度/Mp50比體積/cm3.g-10.860.98拉伸強(qiáng)度/Mp38吸水率(%)0.20.4拉深彈性模量/Mp1.4×103熔點/130160抗彎強(qiáng)度/Mp80計算收縮率(%)0.40.7抗壓強(qiáng)度/Mp53比熱容/J.(kg.)-11470彎曲彈性模量/Mp1.4×1031.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型過程1、成型前的準(zhǔn)備

6、 對ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。2、注射過程 塑料原料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。3、塑件的后處理 處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度6075，處理時間為1620s。 注射工藝參數(shù) 1、注射機(jī)：螺旋式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min。2、料筒溫度（）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200。3、噴嘴溫度（）：170180。4、模具溫度（）：5080。5、注射壓力（Mpa）：60100。6、成型時間（s）：30s（注射時間取1.

7、61s，冷卻時間20.4,輔助時間8s）。第二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定2.1 分型面的確定分型面的形式分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關(guān)，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。分型面的選擇原則1、符合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面位置應(yīng)設(shè)在脫模方向最大的投影邊緣部位；2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面；3、確保塑件留在動模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；4、確保塑件質(zhì)量；5、應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡單，盡量避免定?；瑝K；6、滿足模具的鎖緊

8、要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面；另外，分型面是曲面的，應(yīng)加斜面鎖緊；7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模；本設(shè)計分型面的選擇通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，同時根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖2-1所示。 圖2-12.2型腔數(shù)量和排列方式的確定型腔數(shù)量的確定該塑件采用的精度是MT5，屬于較低精度，且生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，故可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一摸兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式。型腔排列

9、形式的確定1、型腔排列的一般原則（1） 流動長度要適當(dāng)，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進(jìn)料要平衡，還要使型腔壓力平衡；（2） 排位應(yīng)保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；（3） 排位應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)等的空間要求；（4） 為了使模具達(dá)到較好的冷卻效果，排位應(yīng)注意螺釘、推桿對冷卻水孔的影響，預(yù)留冷卻水空的位置；（5） 排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長寬比例要始適中，同時也要考慮注射機(jī)的要求。2、型腔排列形式的確定綜合考慮上述排列原則及加工難度、經(jīng)濟(jì)性、效率、成本等因素，又由于本設(shè)計選擇的是一摸兩腔，故采用直線式對稱排列。模具結(jié)構(gòu)形式的確定由以上的分析可知，本模具

10、設(shè)計為一模兩腔結(jié)構(gòu)，對稱直線排列型腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)采用脫模版的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模版。由上述綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面的注射模。2.3注射機(jī)型號的確定注射量的計算1、塑件的體積2、塑件質(zhì)量的計算澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估計雖然設(shè)計之前難以確定澆注系統(tǒng)凝料的準(zhǔn)確數(shù)值，單可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.21倍來估算。由于本次采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)凝料按塑件體積的0.3倍來估算。故，一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為：注塑機(jī)的

11、選擇根據(jù)計算得出一次注塑模具型腔的塑料總體積，并結(jié)合參【1】式4-18有：V總/0.8=58.02/0.8=72.53cm3。根據(jù)以上計算，初步選定公稱注射量為100cm3，根據(jù)參【2】表5-1，選注設(shè)機(jī)型號為SZ-100/60立式注射機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)見表2-1。表2-1注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)理論注射量/cm100移模行程/mm260螺桿直徑/mm35最大模具厚度/mm340注射壓力/Mpa150最小模具厚度/mm170注射速率/g.s-185鎖模形式雙曲肘塑化能力/ g.s-140模具定位孔直徑/mm螺桿轉(zhuǎn)速/r.min-10200噴嘴球半徑/mm12鎖模力/KN600噴嘴口徑/mm3拉桿內(nèi)

12、間距/mm440340注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核1、注射壓力校核查參【1】表4-1知，ABS所需注射壓力為80110Mpa,在這里取，該注射機(jī)的公稱壓力，注射壓力安全系數(shù)，這里取，則： < ,所以，注射機(jī)壓力合格。2、鎖模力校核（1）塑件在分型面上的投影面積A塑：（2）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆 ：即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積。按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定，即A澆是每個塑件在分型面上的投影面積的0.20.5倍。由于本次設(shè)計流道簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一點，這里取。（3）塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積：（4）模具型腔內(nèi)的脹形力F脹：式中是型

13、腔的平均壓力值，通常取注射壓力的20%40%，大致范圍為2540Mpa。對于粘度較大的塑料制品應(yīng)取大值，ABS塑料屬于中等粘度的塑件，故取35Mpa。查表2-1，可得該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖=600KN，鎖模力的安全系數(shù)為，這里取1.2，則，所以，注射機(jī)鎖模力合格。第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.1主流道設(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)入分流道或型腔中。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，由于其與高溫熔體及注射機(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。主流道尺寸1、

14、主流道長度小型模具，本次設(shè)計中初取50mm進(jìn)行設(shè)計。2、主流道小端直徑3、主流道大端直徑，式中。4、主流道球面半徑按設(shè)計手冊取15mm。5、球面的配合高度取h = 3mm。主流道的凝料體積主流道當(dāng)量半徑主流道澆口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對材料要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為5055HRC，如圖3-1所示。 圖3-13.2 分流道設(shè)計分流道設(shè)

15、計原則1、塑料流經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度損失要小；2、分流道的固化時間應(yīng)稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓；保3、證塑料迅速而均勻地進(jìn)入各型腔；4、分流道的長度應(yīng)盡可能短，其容積要??；5、要便于加工和刀具選擇。分流道的布置形式根據(jù)上面的設(shè)計原則，考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式中的單排式分流道。分流道相應(yīng)參數(shù)的確定1、分流道的長度由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時分流道設(shè)計課適當(dāng)選小一些。單邊分流道長度取。2、分流道的當(dāng)量直徑因為塑件的質(zhì)量1，根據(jù)參【1】式4-16得，分流道當(dāng)

16、量直徑為：3、分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U型、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計在分型面上。綜合考慮各方面的因素，本設(shè)計決定采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失和流動主力均不大。4、分流道截面尺寸設(shè)梯形下底寬度為，底面圓角的半徑，并根據(jù)參【1】表4-6設(shè)梯形高度，則該梯形的截面積為： 再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為3.2mm的圓面積相等，可得，即可得：，則設(shè)下底梯形的上底約為5mm，如圖3-2所示。 圖3-25、凝料體積計算（1）分流道長度。（2）分流道截面積。（3）凝料體積。6、分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道便面粗糙度要求不是很低，一般在Ra

17、1.252.5即可，此處取。另外，脫模斜度一般在5°10°之間，這里取脫模斜度為8°。校核剪切速率1、確定注射時間：查參【1】表4-8，可取。2、計算分流道體積流量：3、由參【1】式4-20可得剪切速率該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×1025×103之間，所以么分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。3.3澆口的設(shè)計該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。側(cè)澆口尺寸的確定

18、1、計算側(cè)澆口深度根據(jù)參【1】表4-10可得，側(cè)澆口的深度h計算公式為： 式中，t是塑件厚度，這里t = 3mm ；n是塑料成型系數(shù)，對于ABS，其成型系數(shù)n = 0.7mm 。在工廠進(jìn)行設(shè)計時，澆口深度常常先取小值，以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參【1】表4-9中推薦的ABS澆口厚度為1.21.4mm，故此處澆口深度h取1.3mm 。2、計算澆口的寬度根據(jù)參【1】表4-10，可得側(cè)澆口的寬度B計算公式為： 式中，n是塑料成型系數(shù)，對于ABS，其成型系數(shù)n = 0.7mm ；A是凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件外表面積）。計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)參【1】表4-10，可得側(cè)澆口的長度一般選

19、用0.72.5mm，這里取。側(cè)澆口剪切速率的校核1、計算澆口的當(dāng)量直徑由面積相等可得，由此可得矩形澆口的當(dāng)量半徑2、校核澆口的剪切速率（1）確定注射時間：查參【1】表4-8，可??；（2）計算澆口的體積流量： 。（3）計算澆口的剪切速率 由參【1】式4-20可得：該矩形澆口的剪切速率處于澆口于分流道的最佳剪切速率5×1035×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。3.4校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道體積、分流道體積（澆口的體積太小可以忽略不計）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。1、計算主流道的體積流量2、計算主流道的剪切

20、速率 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。3.5冷料穴的設(shè)計與計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入熔體型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計僅有主流道冷料穴。若該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模版推出塑件，故采用于Z型拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對Z型頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種形式。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計采用整體式凹

21、模，如圖4-1所示。 圖4-1 凹模嵌件 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。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，因塑件包緊力較大，故設(shè)在動模部分，如圖4-2所示。 圖4-2 大型芯模嵌件4.2成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件需具有足夠的耐磨性和良好的抗疲勞性能，又因為該塑件為大批量生成，所以凹模材料選用40Cr.對于大型芯而言由于開模時與塑件磨損嚴(yán)重，因此剛才選用高合金工具鋼Cr12MoV。而對于成型兩小孔的型芯而言，型芯較小，但包緊力較大，型芯需散發(fā)的熱量比較多，磨損也比較嚴(yán)重，因此也采用Cr12MoV。4.3成型零件工作尺寸

22、的計算采用參【1】表4.15中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照精度MT5查表得出的公差計算。查表得出的公差標(biāo)注如圖4-3圖4-3凹模徑向尺寸的計算塑件外部徑向部分尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差。式中，是塑件的平均收縮率，查參【1】表1-2可得ABS得收縮率為0.3%0.8%，其平均收縮率；是系數(shù)，查參【1】表4-15可知一般在0.50.8之間，此處?。环謩e是塑件上相應(yīng)尺寸的按相應(yīng)精度差的的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)的尺寸制造公差，對于小中型塑件取（下同）。凹模深度尺寸的計算塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸，相應(yīng)的；塑件高度的另一高度尺寸，相應(yīng)的；

23、式中是系數(shù)，查參【1】表4-15可知一般在0.50.8之間，此處取型芯徑向尺寸的計算動模型芯徑向尺寸的計算塑件外部徑向部分尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的塑件制造公差；定模小型芯徑向尺寸的計算，相應(yīng)的塑件制造公差。式中，是系數(shù)，查參【1】表4-15可知一般在0.50.8之間，此處取。型芯高度尺寸的計算1、成型塑件內(nèi)腔大截面型芯高度塑件尺寸轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的式中是模具尺寸計算系數(shù)，查參【1】表4-15可知一般在0.50.8之間，此處取。2、成型塑件小截面型芯高度塑件尺寸轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的式中是模具尺寸計算系數(shù)，查參【1】表4-15可知一般在0.50.8之間，此處取。成型孔間距的計算 塑件型芯及凹模的成型尺寸的標(biāo)注如

24、圖4-3 圖4-34.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算凹模側(cè)壁厚度的計算凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置第五章 模架的確定5.1各模板尺寸的確定1、定模型腔板尺寸塑件高度為35mm,凹模深度為35mm,又考慮到模板上還要開設(shè)水道，還需留出足夠的距離，故該板厚度取50mm。2、型芯固定板尺寸按模架標(biāo)準(zhǔn)，板厚取32mm。3、墊塊尺寸根據(jù)墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（510）mm =35+12.5+16+（510）mm =68.573.5mm，初步選定為80mm。經(jīng)過上述尺寸的計算，模架板面尺寸為200mm×315mm，模架結(jié)構(gòu)形式為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架。

25、其外形尺寸：寬×長×高=200mm×315mm×264mm。如圖5-1所示。5.2模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)的參數(shù)來校核模具設(shè)計的尺寸。1、模具平面尺寸200mm×315mm440mm×340mm,校核合格。2、模具高度尺寸264mm，170mm264mm340mm，校核合格。3、模具的開模行程 因此，可知校核合格。第六章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計6.1冷卻介質(zhì)ABS屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別是200和5080.所以模具溫度初步選定位50，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。6.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W1、塑料制品的體積2、塑件制品的質(zhì)量3、塑件壁厚為3mm，查參【1