塑料模具设计课程设计

i塑料模具课程设计说明书学生姓名：王志群学号：201231060113学院：材料科学与工程学院专业年级：高分子材料与工程题目：聚四氟乙烯垫圈的设计指导教师：晁敏设计时间：2015年06月聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计ii目录第一章压缩零件工艺性分析.............................................................11.1模塑方法的确定......................................................................11.2材料的确定和工艺性分析.......................................................11.2.1材料的选用.....................................................................11.2.2聚四氟乙烯塑料性能......................................................11.2.3聚四氟乙烯的成型加工特性..........................................21.2.4聚四氟乙烯塑料模塑工艺参数.......................................21.2.5塑件的结构工艺性.........................................................2第二章模具结构方案........................................................................42.1模具类型..................................................................................42.2模具结构分析..........................................................................42.2.1阴阳模闭合形式..............................................................42.2.2塑件加压方向的确定.....................................................62.3成型零件的设计......................................................................62.3.1阴模和模套.....................................................................62.3.2阳模的形式.....................................................................72.3.3阴阳模的配合和导向.....................................................82.4结构零件的设计......................................................................82.4.1导向零件........................................................................82.4.2承压板和承压环...........................................................102.4.3顶杆顶出机构...............................................................10聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计iii2.4.4固定板和垫板...............................................................112.4.5联接件螺纹...................................................................112.4.6手柄的设计...................................................................11第三章压制模设计的有关计算.......................................................123.1.1阴模尺寸计算................................................................123.1.2阳模尺寸计算................................................................133.1.3加料室高度H计算........................................................13第四章模具总装配图......................................................................14五型腔加工工艺图..........................................................................16第六章设计心得..............................................................................171第一章压缩零件工艺性分析1.1模塑方法的确定该塑件为聚四氟乙烯圆形笔筒,塑件结构简单,为有底的同心圆结构。整个塑件呈筒状，整个塑件高达63mm，大外径为77mm，小外径为38mm，壁厚为19.5mm，考虑到聚四氟乙烯独特的加工特性，为降低模具的加工制造成本，决定采用压制模生产。塑件俯视图和左视图如下图1-1图1-2所示：1.2材料的确定和工艺性分析1.2.1材料的选用塑料材料为聚四氟乙烯塑料。1.2.2聚四氟乙烯塑料性能聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，简写为teflon，是较柔软的白色结晶聚合物，表面手感滑腻，密度在2.14~2.30g/cm3之间，是现有作为塑料材料的聚合物中密度最大的品种。一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清图1-1图1-2聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计2洁水管内层的理想涂料。聚四氟乙烯不能燃烧，它的有氧指数高达95，对光作用稳定，也不受臭氧的作用，故耐大气老化性很突出。1.2.3聚四氟乙烯的成型加工特性（1）聚四氟乙烯从分子链结构看属于热塑性聚合物，但是由于分子链刚性大和分子量极高，致使熔融粘度极高，超过结晶转变温度327℃，所以不会出现熔融状态，温度升至380℃，粘度依旧高达1010Pa.s，因此聚四氟乙烯实际上仅只能出现凝胶状态，而不能出现熔融流动态，这就使聚四氟乙烯不能用一般热塑性塑料熔融加工方法加工，而只能采用类似于粉末冶金的方法加工；冷压成胚后再进行烧结。（2）聚四氟乙烯是结晶型聚合物，冷却速率对制品结晶度有影响，因为也就对制品性能有较大的影响。（3）聚四氟乙烯热导率小，需对加热速率的控制很重要，加热速率过快易造成部分材料过热分解。（4）聚四氟乙烯线膨胀系数大，胚料加热至烧结温度以及热解后的制品冷却至室温，尺寸的变化都较大，这是与一般材料所加工的不同，给工艺控制带了了特殊要求。1.2.4聚四氟乙烯塑料模塑工艺参数预压温度：室温预压时间：10～15min预压压力：50MPa烧结温度：375℃烧结时间：2h1.2.5塑件的结构工艺性（1）结构分析：从塑料俯视图和左视图可见，该制品整体结构比较简单，整体为圆筒形，采用压制成型工艺。聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计3（2）尺寸精度分析：因为圆形笔筒粗糙度要求较高，塑件表面不得有熔接痕、飞边、四周不得有翘曲、收缩、尺寸不稳定等缺陷、所以在标注公差尺寸的时候按照GB/T14486表格选择一般精度为MT4级。（3）孔的分析：塑件要求成型一个孔，压制模适用于成型带有细小嵌件的塑件。综上分析，采用压制模能够达到该塑件的工艺要求。聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计4第二章模具结构方案2.1模具类型模具分为移动式模具、固定式模具和半固定式模具三种。本设计采用目前国内广泛使用的固定式压制模，属于机内装卸的模具。它装固在机床上，且本身带有加热装置，整个生产过程即分模、装料、闭合、成型及成型后顶出塑料件等均在机床上进行，故通称固定式模具。固定式模具使用方便、生产效率高、劳动强度小、模具使用寿命长、，适用于产量大、尺寸大的塑件生产。缺点是结构复杂、造价高、且安装不方便。2.2模具结构分析2.2.1阴阳模闭合形式主要形式有敞开式、闭合式和半闭合式三种。(1)敞开式压模，没有特殊的加料室，模具型腔同时是加料室，模腔的总高度也就是塑件的高度，型腔的封闭仅在阴阳模闭合时形成，且阴阳模无配合部分。容易溢料，仅适用于压塑高度不大，外形简单、质量要求不高的塑件。敞开式压膜结构简单，主要由阴阳模两部分组成，其定位靠导柱得以保证。操作简单、制造成本低，对塑料形状无特殊要求，只需压缩率小。每次称料应稍过量，用以补偿在阳模的压力下溢出的料，对粉状和粒状的塑料压塑为适宜。(2)半闭合式压模，模具有加料室、挤压边，塑件有水平毛边。阳模与加料室间的配合间隙或溢料槽可以让多余的塑料溢出，溢料槽还可以排气体。阳模与聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计5加料室的单边配合间隙常取0.025~0.075mm。这种模具应用广泛，适用于各种压塑场合。由于有一定程度的溢料，故能获得较为紧密及高度上要求较为的塑件。顶出时不再损伤塑料外表面。缺点是对于流动性小的片状材料或纤维塑料的压塑会造成较厚的毛边。可以做成带有挤压边缘的特殊封闭面，来改善毛边现象。(3)闭合式模具，模具的加料室是模具型腔的延续部分。阳模成型塑件的内表面。阳模与加料室之间不存在挤压面，其配合间隙不宜过小，一般每侧约有0.07~0.08mm的间隙。因为没有挤压变，压塑时，压机压力全部传递到塑件型胚上，因此获得紧密的塑件。适用于压塑比容大的、流动性低的、粉状的和层状的塑料，也可成型某些形状比较复杂的塑件。毛边极薄且呈垂直状，容易去除。不适用于多型腔模具。本设计的压制模采用闭合式模具，加工精确，塑件紧密正好适合本产品的生产。闭合式模具设计时应注意以下几点：塑料加料量将直接影响塑件的厚度,稍不准确时会引起塑件高度尺寸很大的误差。模具的阳模和阴模配合较准确，装卸的时候需要十分注意。为防止阴模型腔及阳模壁的磨损，需要较好的模具材料。最好是退火后有较聚四氟乙烯垫圈的压制模课程设计6高硬度的材料。卸模需要顶出装置，否则塑件很难取出。闭合式模具一般不设置多型腔模，因为加料稍不均衡就会造成各型腔压力的不等会引起一些塑件欠压。2.2.2塑件加压方向的确定塑件在模内的加压方向。指的是压力机滑块或凸模向模腔施加压力的方向。加压方向对塑件质量、模具结构、脱模难易程度都有重要影响。加压方向的确定原则如下：有利于压力的传递。塑件在模内的加压方向应尽量与物料在模内的流动一致，并使压力传递距离尽量短，以减少压力的损失，并使塑件组织均匀。便于加料。确定塑件在模内的加压方向，应使加料操作方便.便于嵌件的安放和固定。确定塑件在模内的加压方向的时候应优先将嵌件安放在下模。有利于保证成型零件的强度，防止变形。对于从正反面都可