塑料模具設(shè)計(jì)完整題

1、塑料模具設(shè)計(jì)說明書題目：外蓋塑料模具設(shè)計(jì)姓名學(xué)號班級指導(dǎo)老師2014年6月18日塑料模具設(shè)計(jì)任務(wù)說明設(shè)計(jì)任務(wù)：外蓋：大批量生產(chǎn)；精度：MT5,材料PEA-AJ,每班分5組，每組人數(shù)57人，選一組長，每組選一設(shè)計(jì)任務(wù)，組長將設(shè)計(jì)任務(wù)劃分給組員，合作完成設(shè)計(jì)任務(wù).要求：(1)設(shè)計(jì)時(shí)間:6月9日6月22日(2)設(shè)計(jì)完成后提交設(shè)計(jì)說明書、模具總裝配圖(3)設(shè)計(jì)說明書打印或手寫，裝配圖電子版、打印版、手繪均可。成績構(gòu)成成員成員1成員2成員3成員4成員5工作量a%b%c%d%e%工作量由組長決定，成員1成績=總成績xa%目第一章塑件的工藝分析1。1任務(wù)要求1.2原料ABS的成型特性和工藝參數(shù)1。3塑件的結(jié)

2、構(gòu)工藝性第二章注射設(shè)備的選擇2。1注射成型工藝條件2。2選擇注射機(jī)第三章型腔布局與分型面的選擇3。1塑件的布局3.2分型面的選擇第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1主流道和定位圈的設(shè)計(jì)4。2分流道設(shè)計(jì)4。3澆口的設(shè)計(jì)4.4冷料穴的設(shè)計(jì)4.5排氣系統(tǒng)的分析第五章主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算5。1型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定5。2成型零件的成型尺寸第六章成型設(shè)備的校核6。1、注射成型機(jī)注射壓力校核6。2、注射量的校核6.3、鎖模力的校核第一章塑件的工藝分析1任務(wù)要求外蓋：大批量生產(chǎn)；精度：MT5,材料PE1。2原料PE的成型特性和工藝參數(shù)基本特性：聚乙烯材料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種.按聚合時(shí)采用的壓力不同可分為高壓、中壓

3、、低壓三種聚乙烯無毒、無味、呈乳白色，密度為0.91-0.96克/立方厘米，為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但與其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸，以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙烯耐水性很好，長期接觸水，其性能可保持不變。聚乙烯的透水性能差，而透氧氣、二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)發(fā)生老化而變脆.聚乙烯耐寒，在一60度時(shí)仍有較好的力學(xué)性能，-70度時(shí)仍有一定的柔軟性。主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩，以及能承載力不高的零件，如齒輪、

4、軸承等，高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、生活用保鮮膜、保鮮袋、食品盒、塑料瓶，以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。成型特點(diǎn)：聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮率差異較大。注射方向的收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，容易產(chǎn)生縮孔.成型時(shí)冷卻速度慢，必須充分冷卻，且要均勻冷卻。由于質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知該塑件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，塑件材料為PE。綜合分析，該塑件可采用注射成型加工，考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不太長的模具，同時(shí)模具造價(jià)要適當(dāng)控制.在注射成型生產(chǎn)時(shí)，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件比較容易成型的

5、.該塑件尺寸精度無特殊要求，尺寸均為自由尺寸，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表61,選MT§主要尺寸公差見下表外形尺寸20001.100-1.0076就64R1000.38內(nèi)部尺寸2000.44R1000.38中心距尺寸100±0.540±0。28該塑件為外蓋，則表面要求光滑，表面粗糙度可取Ra=0b6um,.塑件內(nèi)表面粗糙度可取Ra=3.2um。1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析(1)由圖可知，該塑件結(jié)構(gòu)簡單無須設(shè)置側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，壁厚均勻，圓角過度，符合最小壁厚要求。(2)為順利與脫模，脫模斜度設(shè)為30'。第二章注射設(shè)備的選擇2.1 注射成型工藝條件通過軟件三維造

6、型得盒蓋的體積為174o7cm3,根據(jù)簡明模具手冊可查由PE的密度為0。935g/cm3,則塑件的質(zhì)量W=W=163go根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)量塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)批量大，為了提高生產(chǎn)效率采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)2.2 選擇注射機(jī)由于塑件采用注射成型工藝,使用一模兩腔的分布方式，則可計(jì)算出一次注射成型過程中所用的塑料量W=2W+四=2X163gX(1+40%)=456。4g根據(jù)一次注射量分析,以及考慮塑料的品種、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,查簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊表3-4,初選XS-ZY-125型塑料成型注射機(jī)，注射機(jī)主要技術(shù)

7、參數(shù)如下表4SYS-30型注射成型機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)值最大注射量/g60注射壓力/MP122鎖模力/KN500模具最大厚度/mm200模具最小厚度/mm70最大開模行程/mm180噴嘴球半徑/mm12噴嘴孔直徑/mm4.0定位圈直徑/mm55第三章型腔布局與分型面設(shè)計(jì)3.1 塑件在型腔中的布局在保證澆注系統(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，盡可能使得模具型腔對稱、均衡、取件方便。由于，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無需測分型，則采用左右對稱分布在模板兩側(cè)，如圖所示圖2塑件的型腔分布3.2 分型面的選擇不論塑件的結(jié)構(gòu)如何，采用何種設(shè)計(jì)方法都必須首先確定分型面，模具結(jié)構(gòu)

8、很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件的外形的最大輪廓處該塑件為塑料殼，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4。1主流道和定位圈的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料穴等四個(gè)部分組成考慮到塑件的外觀要求高，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，PE對剪切速率較為敏感等情況，澆口采用方便加工修整、凝料去除容易且不會(huì)在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆

9、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的范圍，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖所示圖4澆注系統(tǒng)圖5澆口套定位圈主流道是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道，直接影響到填充時(shí)間及流動(dòng)速度。主流道太小，熔料流動(dòng)過程中冷卻面相對增大，熱量消耗大，注射壓力損失大，但主流道太大會(huì)造成塑料損耗大,冷卻時(shí)間長，發(fā)生旋渦及紊亂，要求機(jī)床可塑化能力增大。則必須選擇恰當(dāng)尺寸的流道.查簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊,由經(jīng)驗(yàn)公式，可計(jì)算出主流道是尺寸，如下主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=R+(12)mm,d=d+1mm,則主流道球面半徑取SR=12+2=14mm,主流道的小端直徑為d=4+1=5mm。為了便于將疑料從主流道中拔出

10、，將主流道設(shè)計(jì)出圓錐形，其斜度36。，主流道大段約為D=8mm,為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)R2的圓弧過渡；為補(bǔ)償在注射成型機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套變形，將澆口套的長度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0。04mm;澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R=3mm,以免淬火開裂和應(yīng)力集中。定位圈是用來安裝模具時(shí)作定位用的，查資料得到SYS30型注射成型機(jī)的定位圈直徑為55mm；一般定位圈高出定模座板表面510mm。4。2分流道的設(shè)計(jì)分流道是熔料從主流道注入型腔前的過渡部分，其作用是通過流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向注入型腔.分流道是形狀及尺寸應(yīng)滿足在相等截面積時(shí)其周長為最小的要求，從而可

11、減小熔料散熱面積和摩擦阻力.查簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊表411、4-12,選才iU截面的分流道，只切削加工在一塊模板上，加工容易實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大.查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表格得，PE的分流道推薦直徑為5-8mm,據(jù)此，該模具如圖6分流道設(shè)計(jì)4.3澆口設(shè)計(jì)澆口是流道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速弁封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。根據(jù)塑件的外形及外觀要求，型腔分布，選用側(cè)澆口方式，從塑件的底部進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。4。4冷料穴的設(shè)計(jì)采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴如圖所示，設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼有開模分型時(shí)將

12、凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)，稍作側(cè)向移動(dòng)凝料便可取出圖7冷料穴的設(shè)計(jì)4。5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)型腔內(nèi)氣體的來源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，必須考慮把這些氣體順序排出。一般來說，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，事先較難估計(jì)發(fā)生氣阻的準(zhǔn)確位置。所以，往往需要通過試模來確定其位置，然后再開排氣槽。排氣槽一般開設(shè)在型腔最后被充滿的地方。排氣的方式有利用模具零件配合間隙排氣和開設(shè)排氣槽排氣。排氣是塑件成型的需要，而引氣是塑件脫模的需要。對于大型深腔殼體類塑件，注射成型后，型腔內(nèi)氣體被排除，塑件表面與型芯表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模。若強(qiáng)制脫模，塑件會(huì)變形或損壞，因此

13、，必須引入氣體，即在塑件與型芯之間引入空氣，使塑件順利脫模.同時(shí)，在分型面處加工幾道淺槽，以便排氣。第五章主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算5。1型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理使其具備5055HRC的硬度.型腔設(shè)計(jì)：型腔采用整體式型腔，整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，使用中不易發(fā)生變形。型芯設(shè)計(jì)：型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦應(yīng)整體式型芯，可以節(jié)省貴重模具鋼，減少加工5.2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(jì)算，查有關(guān)手冊得PE的收縮率為1。5%3

14、.0%,故平均收縮率為Scp=(1.5%+3。0%)/2=2.25%。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取:類別模具零件名稱塑件尺寸/mm計(jì)算公式型芯或型腔的工作尺寸/mm型腔的計(jì)算型腔20001.76Lm(lslScp-)04203.1800591000100101.500.335000.64_3Hm(HsHsScp)0z450.650021R1000.38Lr(lrs1rsscp-)04R9.94o0.13型芯的計(jì)算型芯19001.76一3一Lm(lslsScp一)0s4195.6000.599001.0092.7800.33C0.644003一Hm(HsHsScp一)0z446.4900

15、.21R1000.383Lr(LrsLrsScp)04R0.2800.13cc0.4420020.7800.18孔距型孔中心距100±0。5Cm(CsCsScp):102。25此08340±0。2840.9此047第六章、成型設(shè)備的校核6.1、注射成型機(jī)注射壓力校核注射時(shí)螺桿施于熔融塑料單位面積上的壓力稱為注射壓力。設(shè)計(jì)模具時(shí)，成型塑件所需的實(shí)際壓力應(yīng)小于注射成型機(jī)所標(biāo)定的最大注射壓力，即P公P注式中P公一-注射成型機(jī)的最大注射壓力，MPa;P注一一成型塑件所需實(shí)際注射壓力，MPa,PE注射壓力值為40-130MPa.本例中，注射成型機(jī)的最大注射壓力P公=130MPa,滿足

16、上述公式要求，注射壓力足夠。6。2、注射量的校核在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式汁算MiNmsmi式中N型腔的數(shù)量；ms單個(gè)制品的質(zhì)量或體積，g或cm3；mi澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積，g或cm3;已知,N=2,ms=174.7cm3,經(jīng)估算mi=8。69cm3,貝UMi=358。09cm3。XSZ125注射成型機(jī)的額定注射量為m=630cm3,為了使注射成型過程穩(wěn)定可靠，應(yīng)有（0。10。8）m63504cm3因此，該注射成型機(jī)的注射量滿足模具的要求。6。3、鎖模力的校核鎖模力是指注射成型機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊

17、力.注射成型機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為F>kpA式中F注射成型機(jī)鎖模力，N,查表得XSZY125型注射成型機(jī)的鎖模力為1602000kN;A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積按塑件在分型面上投影面積0.2-005倍計(jì)算），m2,估算得本模具的A=28.5X103m2;p型腔內(nèi)熔體的壓力，MPa,查表得本塑件的p=40MPa;k一一壓力損耗系數(shù)，一般取1。11.2。計(jì)算得kpA=1.24010628.510-3=1368103NF=2000kN故注射成型機(jī)的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。完成后的模具裝配圖如下圖所示:參考文獻(xiàn)：1、沖壓塑料成型工藝與模具技術(shù)。M袁小江于丹主編。機(jī)械工業(yè)由版社，2012.102、簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊Mo北京輕工業(yè)出版社，20013