塑料仪表盖注射模设计说明书

————1题目:塑料仪表盖注射模设计说明书系别：机械工程系专业：模具设计与制造学号：设计：指导：二00七年元月————2目录一零件的工艺分析二模具结构设计三成型零部件四侧向分型与推出机构的设计五模具零件的加工六参考文献七心得体会————3一.零件的工艺分析1.塑件的有关分析结构特点：该塑件大体是一个2mm厚的壳体，由于该塑件较小，采用一模多腔比较合适。塑件的体积=2.8cm³塑件的密度=1.02~1.05kg/cm³塑件的重量=3g所用材料：丙烯腈——丁二烯——苯乙共聚物（ABS）工程材料2.ABS塑料基本特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm³。ABS有极好的抗冲压强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70°C左右，热变形温度为93°C左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。主要用途：ABS广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等。成型特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，ABS易————4吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60°C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在60～80°C。（具体参数见下页）3.产品工艺性与结构分析(1)尺寸的精度塑件的尺寸公差推荐值参考《模具设计与制造手册》的2-17，塑件的精度等级参考表2-18。表二：建议采用的精度作为一个娃哈哈瓶盖，其精度不必太高，故选用一般精度IT4。塑料制件公差参考教材《塑料成型工艺与模具设计》表3-8（SJ1372-78）。ABS的注射工艺参数注射类型螺杆式螺杆转速（r/min）30~60喷嘴形式直通式温度（℃）190~200料筒温度前段（℃）200~210中段（℃）210~230后段（℃）180~200模具温度（℃）50~80注射压力（MPa）70~120保压力（MPa）50~70注射时间（S）3~5保压时间（S）15~30冷却时间（S）15~30成型周期（S）40~70材料高精度一般精度低精度ABS345————5(2)表面粗糙度作为娃哈哈瓶盖，外观必须有较好的光泽度，其外观的好与差主要取决于模具型腔的表面粗糙程度。模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1~2级，塑件的表面粗糙度一般为Ra0.8之间,本产品取Ra0.8，则模具型腔的表面粗糙度Ra0.4。(3)斜度本产品制件的脱模斜度取推荐值，型腔：1030，，型芯：40(4)壁厚从提供的产品来看壁厚均匀，其值为2mm。(5)、成型零件的强度、刚度计算注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和校核是必不可少的。一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。因在设计时采用的是镶嵌式圆形型腔。因此，计算参考公式如下：侧壁：二.模具结构设计1.型腔数量以及尺寸计算和布局（1）型腔数量的确定。要点：既要保证最佳的生产经济性，技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料件最佳的技术经济性。1）塑料制作的批量和交货周期方面：该塑件是大批量生产的产品，交货周期要短，使用多型腔模具可提供独特的优越条件。2）质量控制要求方面：该塑件不属于高精度生产要求的产品，精度要求不高采用多型腔)12(mppcprt————6有较高的生产效率。3）塑料品种和其他方面：该塑件所用塑料为ABS工程塑料，流动性能好；浇口位置在靠近塑件边缘上，另外塑料尺寸小，形状简单。经过以上分析所得，总结出：采用一模八腔是最佳形式，具有最佳的经济性。凹凸模尺寸的计算：（1）型腔径向尺寸：Lm0=[(1+s)ls-X△]δ0=(1+0.006)×28-0.75×0.02]+0.020=28.153+0.020(2)型腔深度尺寸H+smo=[(1+s)Hs-X△]δ0=[(1+0.006)×15-0.75×0.38]+0.380=14.805+0.380(3)型芯径向尺寸L0-S=[(1+s)ls+X△]0-s=[(1+0.006)×24+0.75×0.28]0-0.28=24.3540-0.28L0-S=[(1+s)ls+X△]0-s=[(1+0.006)×2+0.75×0.16]0-0.16=2.1320-0.16(4)型芯高度尺寸hm=[(1+s)hs+X△]0-s=[(1+0.006)×13+0.75×0.38]0-0.38=13.3630-0.38hm=[(1+s)hs+X△]0-s=[(1+0.006)×6+0.75×0.38]0-0.38=6.3210-0.382.型腔的布局————7要点：型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。经分析确定的型腔布局为平衡式型腔布局：3.选用注射机（1）锁模力注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对形腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：F（nA1+A2）P=23511.3×90×80%=1692.8kN式中：F－注射机的额定锁模力（N）P－塑件熔体对形腔的成型压力（MPa）其大小一般是注射压力的80%。ABS的注射压力取90MPa。（2）注射量模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关,设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，由此有：m≥（nm1+m2）/80%=75/80%=93.75g————8式中：m－注射机允许的最大注射量（g）（3）开模行程S（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离，它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度，注射机最大开模行程Smax应大于开模行程S：Smax≥S=H1+H2+5～10=49+92+10=151mm式中：H1－推出距离（脱模距离）（mm)H2－包浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）根据以上计算和所用塑料的有关数据，选用注射机为：注射机的参数合模力（KN）250注射压力（MPa）119额定注射量（cm³）30最大开(合)模行程（mm）160拉杆空间（mm）235注射行程（mm）130模具厚度（mm）最大180最小60顶出行程（mm）100顶出力（KN）53喷嘴球面半径（mm）12喷嘴直径（mm）44.分型面分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；————9（3）保证塑件的精度要求；（4）满足塑件外观质量的要求；（5）便于模具的加工与制造；（6）对成型面积的影响；（7）排气的效果的考虑；（8）对侧向抽芯的影响。根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。方案一：双分型面的形式结构如以下示意图：选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。方案二：选用单分型面结构的示意图如下：、选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。从以上的两个方案进行比较，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，因为塑料件表面有外观质量要求，不允许留下痕迹，而且有较大的拔模角，分型面设在塑件中部不能顺利脱模。塑件开模后要留在动模上侧，以便于顶出脱模如果设计在塑件边缘上，则分型面就是一个曲面分型了。不利于模具的加工。方案二符合了模具的加工经济性，因此，本模具宜采用单分型面的形式，并且是曲线分型面。————10分型面设计如图：三.成型零部件1.动模（1）主型芯主型芯有整体式和组合式两种。整体式结构牢固但不便加工，消耗的模具钢多，所以采用通孔凸肩式型芯，加工方便。设计如图：（2）小型芯的结构塑件有两处凸起、四处倒勾式槽和一个圆孔，有必要用小型芯结构，都用台肩固定的形式，便于加工。设计如图：————112.定模定模的结构比较简单，所以采用了整体式凹模形式。牢固而不易产生变形，使产品表面不会有拼接线痕迹，这点符合产品的表面光洁度要求，有两处为便于加工，采用了拼式凹模，设计如图：3.排气系统利用凸肩式型芯与模板的配合间隙排气，间隙控制在0.03～0.05mm之间。4.浇注系统浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节，它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响，是模具设计者重视的技术问题。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：a)采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；————12b)浇注系统设计应有利于良好的排气；c)便于修整浇口以保证塑件外观质量；d)浇注系统应结合型腔布局同时考虑。从给出的塑料制件看，既要保证塑件的外观要求，又要考虑浇注系统设计的几项原则，因此：（1）主流道和浇口套的设计为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面粗糙度应为Ra0.4。由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所有模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，简称浇口套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为HRC53～57）。由于在浇口套的小端设计有分流道，必须要止转，所有浇口套设计成整体嵌入式，大端用螺丝坚固在定模固定板上。如图：d=注射机喷嘴直径+0.5=4.5mmSR=喷嘴球面半径+2=13mmh球面配合高度=4mmD取8.5mm2）分流道的设计分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失尽可能小，能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。————13在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式：圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较：圆形截面分流道的优点：在相同截面积的情况下，其比面积最小，它的流动性和传热性都好。圆形截面分流道的缺点：其的加工要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，其模具闭合后难以保证两半圆对准。梯形截面分流道的优点：容易加工，且塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用梯形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了梯形截面分流道的形式。查《模具设计与制造手册》P401表2-49常用分流道的尺寸推荐值：α=80；过度圆角R=1㎜；B