塑料件成型模具设计

课程设计说明书题目塑料件5成型模具设计学院：化学化工学院专业：高分子材料班级：0801学号：200806190134学生姓名：谭丽导师姓名：张利君孙小刚完成日期：2011-5-9——2011-5-15目录一.塑件工艺分析······················1二．成型设备的选择与模塑工艺参数的确定·················2三模具结构方案及尺寸的确定·····················3四．注射机有关工艺参数的校核····················10五．编写工作零件机械加工工艺··············11六．设计小结·························12七.参考文献························13一．塑件工艺分析1原材料分析ABS为热塑性塑料，化学稳定性较好，机械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差。ABS吸水性较大，塑件上的脱模斜度易稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响较小，总的成型性能很好。表1ABS主要技术指标密度吸水率（24h）收缩率熔点抗拉强度抗弯强度硬度HB1.02～1.160.2～0.40.4～0.7130～16050Mpa80Mpa9.7R1212、塑件的结构、精度、质量分析该塑件为长方形结构壳体零件，腔体深10mm，壁厚2mm，整体尺寸不大不小，成型工艺行较好。零件上有R0.5、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４为未注公差，按IT14级分别为R0.50+0.25、R20+0.25R30+0.25、R40+0.25,其余尺寸分别为IT13级或IT14级，精度比较低，成型工艺性较好。塑件质量没有较高的要求，表面光度Ra1.6um，内部粗糙度为Ra3.2um，凸模拔模斜度1°，成型工艺性较好。二．成型设备的选择与模塑工艺参数的确定1、确定制品的成型方法、型腔数。根据塑件所用材料和批量，成型该零件采用注射成型方法来成型。根据塑件外形尺寸（56×20）的大小,取一模两件。2、计算制品的体积、质量及制品的正面投影面积塑件体积：V1=2.88cm3,浇注系统体积V2=0.654cm3。一次浇注所用塑料总体积V=2.88×2+0.654=6.414cm3。塑件质量：查《塑料制品成型及模具设计》ABS的密度取1.1×10-6塑件的质量M1=2.88×1.1=3.168g一次浇注所用塑料总的质量M=6414×1.1×10-3=7.0554g正面投影面积11.2cm2所需锁模力：1120×30×2=67.2KN3、预选注射机的型号卧室注射机机身低，利于操作和维修；机身因重心较低，故较稳重；成型后的制品可利用其自身自动落下，容易实现全自动操作。所以选卧室注射机。每次的实际需要的塑料体积为6.414cm3，初步选用SZ-60/450型注射机，理论注射量为7.8cm3。4、拟定制品成型工艺参数注射机类型：螺杆式预热和干燥：温度（℃）80～85时间（h）2～3料筒温度（℃）：前端：180～200中断：165～180后段：150～170喷嘴温度（℃）：170～180模具温度（℃）：50～80注射压力（Mpa）：60～100成型时间（S）：注射时间：20～90高压时间：0～5冷却时间：20～120总周期：50～220螺杆转速：30（r/min）三．模具结构方案及尺寸的确定1、选择制品发的分型面分型面的形式和位置会影响到模具加工、排气、脱模、塑料的表面质量及工艺操作。选择分型面时一般应遵循一下几项原则：（1）分型面应选在塑料外形最大轮廓处。（2）便于塑料顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（3）保证塑件的精度要求。（4）满足塑件的外观质量要求。（5）便于模具加工制造。（6）应合理安排塑件在型腔中的位置。（7）有利于排气。2、型腔布置考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费因素，定位一模两腔。由于选择的是一模两腔，故采用直线对称排列。3、浇注系统普通浇注系统一般有直流道、浇口、冷料穴四部分组成。再设计浇注系统时应考虑到塑件质量、塑件大小及形状，壁厚，技术要求等因素、型腔布局设计。另外还有考虑去除、修整进料口方便，同时不影响塑件外表美观、防止喷嘴端部的冷料注入型腔影响塑件质量、注射机安装模板的大小等等。主流道：注射机的喷嘴直径为4mm，注射机的喷嘴头球半径为20mm。主流道衬套的球面半径应比注射机的喷嘴头球面半径大1～2mm，主流道小端直径应该比注射机的喷嘴直径为5mm。流道为圆锥形，其锥度为3°。分流道：分流道取半圆形，D=6mm。浇口：采用侧浇口，从塑件上端两边圆形孔进料。冷料穴：采用到锥头形拉料杆和冷料穴。4、溢流、排气系统的设计根据该制品的形状与浇注系统，不设溢流槽。利用型芯与固定板和分型面的间隙进行排气。5、选择脱模方式该模具的型芯在动模一侧，开模后塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件壳体的特点，采用推板退出形式。这样退出平稳，有效地保证了塑件退出后的质量，模具结构也比较的简单。设置六根Φ6的推杆推出板，中间一根Φ7的拉料杆。脱模行程大于10mm。脱模力F=p*A*cosa*（f-tana）/（1+fsinacosa）=10*5502.76*2*cos1（0.5-tan1）/（1+0.5sin1cos1）=52.7KN式中p=10MpaA=2*（10*37-2π*2）*10+2*12*1+π*5*2*3+π*9*2*2=5502.76f=0.56、成型零件工件尺寸的计算参考《塑件制品成型及模具设计》（材料的收缩率=0.6％）得：该塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收缩率方法计算。1.型腔或型芯的径向尺寸计算型腔的径向尺寸：1M=[1s（1+s）+3/4Δ]-δz0型芯的高度尺寸计算：hM=[1s（1+s）+2/3Δ]-δz型腔的径向尺寸计算：LM=[1s（1+s）-3/4Δ]-δz型腔的高度尺寸计算HM=[hs（1+s）-2/3Δ]-δz中心距尺寸：LM=[1s（1+s）]+-δz式中Ls、Hs、1s、hs为名义尺寸Δ为塑件的公差δz=1/3～1/4Δ为模具的制造公差（1）型芯径向尺寸有170+0.52、370+0.62、100+0.36，高度尺寸有100+0.36lM1=[17*（1+0.006）+0.75*0.52]0-0.13=2.20-0.13lM2=[37*（1+0.006）+0.75*0.62]0-0.16=37.650-0.16lM3=[10*（1+0.006）+0.75*0.36]0-0.12=10.350-0.12hM=[10*（1+0.006）+2/3*0.36]0-0.1=10.330-0.1（2）型芯径向尺寸有200-0.62、560-0.62，高度尺寸有100-3.6Lm1=[20*（1+0.006）-0.75*0.52]0.130=19.770.130Lm2=[56*（1+0.006）-0.75*0.62]0.160=55.880160hM=[10*（1+0.006）-2/3*0.36]0.10=9.820.107、模具主要零件的结构和尺寸设计1.型芯和型腔板的结构和尺寸确定根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式型芯，型腔板（定模板）采用整体式，型腔壁厚，参考《塑件制品成型及模具设计》得：表2型腔壁厚预算侧壁厚度底板厚度按刚性条件计算按强度条件计算按刚性条件计算按强度条件计算S（cph4/E[δ]）1/3S≥[3h²p（1+wa）/[δ]]1/2hs≥(ClpL4/E[δ])1/3hs≥L2[p/2[δ]（1+β）]1/2S≥0.56mmS≥6.6mmhs≥2.1mmhs≥3mm式中E=2.1*105Mpap=30MpaL1=46mmL2=20mm[δ]=0.05mm[σ]=245Mpaа=0.75β=1.74C=0.0006w=0.235C1=0.021h=10mm考虑到型腔的强度、刚性和装螺钉。销子、导柱导套和开冷却水道孔的位置，参考塑料模具设计手册，取型腔160*160*32的规格。大小型芯、定模板采用预硬钢3Cr2Mo。2、其他零件的尺寸（mm）推件板：160*160*16动模板：160*160*20支撑板：160*160*32垫板：160*160*50推杆固定杆：160*160*12.5推板：160*94*16定模坐板：200*160*20动模座板：200*160*20用Φ16的导柱，Φ55的定位圈模具和模高度:20+32+16+20+32+50+20=190mm8、模具调温系统的设置一般注射模具内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠的冷却定型并快速脱模，挺高塑件的质量和生产效率。该模具在型腔上开一个直通水道。四．注射机有关工艺参数的校核结构类型：卧式注射机可行注射机类型：螺杆式（螺杆直径：30mm）能满足工件成型需要可行注射量：理论注射量7.8cm3工件成型需要的6.414cm3可行注射压力：170Mpa工件成型需要的60~100可行螺杆转速：14~200（r/min）在工件成型需要的30（r/min）可行合模力450KN工件成型需要的锁模力52.7KN可行拉杆内向距：280*350模座外尺寸260*160移模行程：220mm工件成型需要的行程2.5*10+（5~10）=35mm可行最大模具厚度：300mm模具合模高度190mm可行最小模具厚度：100mm模具合模高度190mm可行最大成型面积：360cm2工件成型面积11.2cm2可行推出方式：中间推出面积定位孔直径：φ55mm喷嘴球半径：20mm喷嘴口直径：φ3.5mm以上几项校核条件都符合要求，所以初选注射机（SZ-60/450)可行。五．编写工作零件机械加工工艺选用标准模板。标准模板已调质，并且已有了螺钉孔，装上了导套。表3动模板机械加工工艺规程卡定模板机械加工工艺规程卡材料3Cr2Mo预硬钢：35~45HRC序号工序名称工序内容1备料标准定模板，以备好加工基准2数控铣在数控铣床上校准，用中心钻钻出两个销钉孔的引导孔3钳工①钻孔用麻花钻将销钉孔钻穿留0.3mm的铰孔余量铰孔铰销钉孔到要求，用塞规检验4粗铣粗铣型腔，留0.3mm精铣余量5精铣精铣型腔，留0.05mm的打磨余量6钳工①划线钻2-φ8水道孔到要求攻丝攻水孔端口M1螺纹孔到要求打磨型腔表面到粗糙度要求7检验按图纸检验六．设计小结在此特别感谢老师的热心指导！历时一周的课程设计实训专周即将告一段落，在这短短的一周时间中，我们将前期所学的知识全部加以整合，深刻的体会到听懂和掌握有本质的区别，也切切实实的体会到了理论与实践的差距。没有完美的个人，却有完美的团队！一周的实训深刻的体会到了团结就是力量。我们组自发的课后小组一起学习，一起画图度周末，组员之间相互讨论，相互帮助，尽管有时我们会为了一个步骤争的面红耳赤，但我们收获了多种方法，发现了捷径。以至于最后我们小组提前一天多的时间完成了所有任务。一个人的力量是微小的，一个人的努力也是不够的，这是一个团队合作的作业，每个人在小组内都扮演着不同的角色，正是因为我们大家共同努力互帮互助，才让我们能够很顺利的完成专周的学习任务。我们相信我们的努力终会有收获，我们相信天道酬勤，只要我们努力了为之付出了，一定能从中收获到成功的喜悦！七.参考文献：《塑料模设计及制造》机械工业出版社李学锋主编《注塑模设计实训教程》机械工业出版社张苗根、李军主编《机械制造技术》科学出版社王晓霞主编《塑料模具设计》机械工业出版社申树义、高济主编