《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書樣例

1、PAGE 連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱橢圓瓶蓋注射模具設(shè)計(jì)院 系機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)模具07-2班學(xué) 號(hào)起止日期指導(dǎo)教師 2009 年 6 月 15 日目 錄一、塑件成型工藝卡二、塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)塑件原材料特性分析塑件原材料成型性能分析塑件成型方法確定選擇注塑機(jī)型號(hào)及其參數(shù) 三、塑件成型模具設(shè)計(jì) 型腔的數(shù)量和布置 確定分型面?zhèn)认虺樾緳C(jī)構(gòu)澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)（脫模）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇四、模具設(shè)計(jì)心得體會(huì)五、參考文獻(xiàn)一、塑件成型工藝卡塑 件 名 稱橢圓瓶蓋塑件草圖材 料 牌 號(hào)ABS單 件 重 量4.16g成型設(shè)備型

2、號(hào)SZ60/450每 模 件 數(shù)8成型工藝參數(shù)材料干燥干燥設(shè)備名稱烘箱溫度 /8085時(shí)間 /h23成型過程料筒溫度后段 /150170中段 /165180前段 /180200噴嘴 /170180模具溫度 /5080時(shí)間注射 /s2090保壓 /s05冷卻 /s20120壓力注射 /MPa70100保壓 /MPa70100后 處 理溫度 /70時(shí)間 /min24編制日期審核日期設(shè)計(jì)計(jì)算和說明塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)塑件原材料特性 ABS是三元共聚物，因此兼有三種元素的共同性能，使其具有“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”的材料。ABS樹脂具有較高沖擊韌性和力學(xué)強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及電性能良好，易于成形和機(jī)械

3、加工等特點(diǎn)。此外，表面還可鍍鉻，成為塑料涂金屬的一種常用材料. 塑件原材料成型性能吸濕性強(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)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右(流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫(對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高)，料溫對(duì)物性影響較大、料溫過高易分解(分解溫度為250左右，比聚苯乙烯易分解)，對(duì)要求精度較高塑件模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180230，注射壓力為100140Mpa，螺桿式注射機(jī)則

4、取160220，70100MPa模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機(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)，脫模斜度宜取2以上塑件成型方法確定：塑件用注射機(jī)成型選擇注塑機(jī)型號(hào)及其參數(shù)注射量的計(jì)算通過計(jì)算或Pro/E建模分析，塑件質(zhì)量,塑件體積。流道疑料的質(zhì)量還是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6被來估算。從上述分析中確定為一模八腔，所以澆注系統(tǒng)疑料體積為。該模具一次注射所需塑料ABS如下體積：質(zhì)量：塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的設(shè)計(jì)計(jì)算和說明計(jì)算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積為，在

5、模具設(shè)計(jì)前還是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)多型腔的統(tǒng)計(jì)分析，是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.20.5倍，因此可用0.35來進(jìn)行估算，所以 =7464.42 （=691.15）= (=35)選擇注射機(jī)根據(jù)每一周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值個(gè)選用SZ60/450臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見下圖SZ60/450注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容量78鎖模力/KN450螺桿直徑/mm30拉桿內(nèi)間距/mm注射壓力/MPa170移模行程/mm220注射速率/(g/s)60最大模厚/mm300塑化能力/(g/s)5.6最小模厚/mm100螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14200定位孔直徑/mm55噴嘴球半徑/mm20噴嘴孔直徑/m

6、m3.5鎖模方式雙曲肘注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n 設(shè)計(jì)計(jì)算和說明型腔數(shù)校核合格。 式中 k: 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; M: 注射機(jī)的額定塑化量（5.6g/s）; t: 成型周期，取30s。注射機(jī)壓力的校核，而=170Mpa注射壓力的校核合格。式中取1.3, 取130MPA。鎖模力的校核而F=450KN，鎖模力校核合格。塑件成型模具設(shè)計(jì) 型腔的數(shù)量和布置該塑件精度要求不高，又是大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費(fèi)用和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些，定為一模八腔的模具形式。排列方式為兩個(gè)H行排列（如下圖所示），流道采用平衡式，澆口采用潛伏式或

7、側(cè)澆口式。 確定分型面 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選在瓶蓋的底平面。如下圖 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 由于該模具不涉及到側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，所以無需進(jìn)行此機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算和說明主流道尺寸 根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）=3.5+0.5=4mm 主流道球半徑為 SR=噴嘴球面半徑+（12）=20+2=22mm主流道襯道形式為了便于加工和縮短主流道長度，襯道和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長度取60mm，約等于定模板+定模固定板的厚度。襯道如下圖，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC。主流道凝料體積分流道設(shè)計(jì) 分流道布置形

8、式 分流道應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個(gè)型腔，因此，采用平衡式分流道。如下圖分流道長度 第一分流道: =42mm 第二分流道：=30mm 設(shè)計(jì)計(jì)算和說明第三分流道：=10mm分流道截面的形狀及尺寸 為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分 型面上定模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝比較好的梯形截面。梯形截面對(duì)塑料熔體及流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來確定尺寸，既 mm注:上式的適用范圍,既塑件厚度在3mm以下,質(zhì)量小于200g,且B的計(jì)算結(jié)果在3.2mm9.5mm,范圍內(nèi)才合理.由于B=3不在范圍之內(nèi),所以需自行設(shè)計(jì).取B=4mm

9、取H=3mm梯形斜角通常取 ,在此取;底部圓角R=1mm3mm取R=1mm;由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部分的塑件熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想,因而分流道的內(nèi)表面粗糙度值不能太低,一般取=1.6。分流道截面形狀如下圖分流道凝料體積分流道長度:L= =284mm分流道面積: 凝料體積: 澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)外部特征,外表面質(zhì)量要求比較高,應(yīng)看不到明顯的澆口痕跡,因此采用潛伏式澆口,在開模時(shí)澆口自行剪斷,幾乎看不到澆口的痕跡.且澆口位置設(shè)在塑件橢圓柱外表面上。潛伏式澆口的形狀如下圖(尺寸由查表所得)設(shè)計(jì)計(jì)算和說明冷料穴的設(shè)計(jì)主流道冷料穴采用Z字形拉料桿形式的冷料穴,是最常用的一種冷料穴.拉

10、料桿頭部的側(cè)凹能將主流道凝料鉤住,開模時(shí)留在動(dòng)模一側(cè)。如下圖分流道冷料穴在分流道端部加長5mm作分流道冷料穴。成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算凹模 根據(jù)塑件形狀分析采用整體式凹模，整體式凹模是由整塊材料加工制成的，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，成型的塑件表面無鑲拼接縫的痕跡。結(jié)構(gòu)如下圖型芯型芯是由兩部分組成的，其中主型芯為整體式（包括動(dòng)模板），螺紋型芯為推出機(jī)構(gòu)的一部分，由于塑件內(nèi)部有螺紋設(shè)計(jì)計(jì)算和說明得進(jìn)行手動(dòng)脫模。結(jié)構(gòu)如下圖成型零件工作尺寸的計(jì)算塑件尺寸公差按SJ1372-78標(biāo)準(zhǔn)中的5級(jí)精度選取。由ABS的收縮率為（0.4%0.7%）可得出ABS的平均收縮率型腔尺寸計(jì)算公式為： 其中為塑件外徑尺寸；為塑件高度尺寸

11、；為修正系數(shù)（取）；為塑件公差值；為制造公差（取）。設(shè)計(jì)計(jì)算和說明主型芯尺寸計(jì)算公式為： 其中為塑件內(nèi)徑尺寸；為塑件孔深尺寸；為修正系數(shù)（?。?；為塑件公差值；為制造公差（?。Ｂ菁y型芯尺寸 計(jì)算公式為：大徑 小徑其中，分別為塑件內(nèi)螺紋大徑，小徑基本尺寸；為塑件螺紋中徑公差；為螺紋型芯中徑制造公差，值可取。 設(shè)計(jì)計(jì)算和說明成型零件強(qiáng)度及支承板厚度計(jì)算型腔側(cè)壁厚度（按整體式距型凹模計(jì)算）式中：p為型腔壓力； h為凹模型腔的深度；查表的=0.727；為材料的許用應(yīng)力。型腔底版厚度 式中：b為凹模型腔的內(nèi)孔短邊；查表得=0.4872。支承板的厚度 在選定模架后，選取標(biāo)準(zhǔn)的支撐板尺寸為。排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 瓶

12、蓋成型型腔體積比較小，約為，注射時(shí)間短，采用的潛伏式澆口向型腔頂部傾斜，塑料熔體是從上往下進(jìn)行填充，所以型腔頂部不會(huì)造成憋氣現(xiàn)象，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件之間的軸向間隙向外排出，所以不需另進(jìn)行設(shè)計(jì)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設(shè)為冷卻水的體積流量 式中：為單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量，按每分鐘注射2次，即； 為單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量；為冷卻水的密度； 為冷卻水的比熱容； 為冷卻水出口溫度； 為冷卻水入口溫度。設(shè)計(jì)計(jì)算和說明冷卻管道直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查表得。冷卻水在管道內(nèi)的流速大于最底流速，直徑大少符合要求

13、。冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 冷卻管道的總傳熱面積 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù) 推出機(jī)構(gòu)（脫模）推出機(jī)構(gòu)主要由推桿和活動(dòng)螺紋型芯組成，兩者用螺釘將其固定。由于塑件內(nèi)有螺紋，得用手動(dòng)脫模。所以在啟模后推桿將其相連的活動(dòng)螺紋型芯（包括塑件）一起推出到一定位置，在進(jìn)行手動(dòng)推模。然后推出機(jī)構(gòu)在型腔回位之前通過彈簧的力矩提前復(fù)位，防止型芯與型腔發(fā)生碰撞導(dǎo)致模具表面變粗糙及變形。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由于在所選的模架當(dāng)中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以標(biāo)準(zhǔn)化，所以在此不作另外設(shè)計(jì)。 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇根據(jù)型腔的布局可看出，整體式型腔最小尺寸為，又根據(jù)型腔側(cè)壁最小厚度為10，再考慮到導(dǎo)柱，到套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置等各方面問題

14、，確定選用模架序號(hào)為5號(hào)，（200L=200250）。如下圖所示設(shè)計(jì)計(jì)算和說明各模板尺寸的確定A板尺寸由于型腔所示整體式，所以A板就為型腔，通過計(jì)算型腔高度及型腔頂部厚度之后確定取A板厚度為。B板尺寸B板通過模架標(biāo)準(zhǔn)尺寸選取厚度為。C支撐板尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸為。D墊塊尺寸墊塊=推出行程+塑件高度+（510）=25+25+（510）=（5560），通過計(jì)算墊塊D厚度取。 模具平面尺寸200250 250280（拉桿間距），合格； 開模高度為200，100 200 300合格；開模行程為（5560）200（注射機(jī)開模行程），合格。所以本模具所選注射機(jī)完全滿足使用要求。模具設(shè)計(jì)心得體會(huì) 通過對(duì)本次的注射模設(shè)計(jì)，從中了解了設(shè)計(jì)一套注射模的整個(gè)流程，其中的難點(diǎn)，重點(diǎn)已明確在哪個(gè)部分。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中有很多數(shù)據(jù)需要查表，對(duì)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)使用很廣泛。在整套模具中部分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求對(duì)書本基礎(chǔ)知識(shí)的掌握；部分在相應(yīng)的繪圖軟件上已標(biāo)準(zhǔn)化，可以在上面進(jìn)行參考選取標(biāo)準(zhǔn)件或選取后進(jìn)行修改。 總之，由于本次是初次設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)手冊(cè)等質(zhì)料不完全具備等原因，以致在部分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上有一定的難度，但對(duì)整個(gè)注射模設(shè)