储油杯塑模设计说明书

-1-XX职业技术学院[储油杯塑模设计]专业：模具设计与制造班级：学生姓名：指导教师：完成时间：2011年7月6号-1-绪论1塑料成型模具在加工工业中的地位塑料成型所用的模具称为熟料成型模，是用于成型熟料制件的模具，它是型腔模的一种类型。目前，熟料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域，因此，对塑料模具生产不断向前发展起着推动作用。现代塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。其中，塑料成型模具的质量最为关键。要求塑料模具能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造简易、成本低廉。模具是决定最终产品性能、规格、形状机尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型制件质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定性环节。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的应用快速上升，模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响日益重要。2塑料模具的现状从塑料模具的发展状况看，中国的模具产品的10大类46个小类中，塑料模具占模具总量的40％左右。如今，塑料在家电、汽车、电子、电器、通讯等产品中得到迅速而广泛的应用，在此进程中，塑料模具在整个模具产业中的比重将占到半壁江山，塑料模具在进出口中的比重更高达50～60％。据专家预测分析，今年进口模具依然以与汽车和家电配套大型的注塑模具、为集成电路配套的塑封模具、为电子信息产业和机械包装配套的多层、多腔、多材质、多色、精密度高的塑料模具为主；与此同时，中低档塑料模具出口将上升30％左右。中国模具进口主要来源于日本、中国台湾、韩国等，出口货源和进口目的地以广东、上海、北京、江苏居多，而中国塑料模具出口目的地比较分散，主要是输往中国香港地区，其中不少为转口贸易。3塑料成型模具的发展趋势目前为止，我国在塑料模的制造精度、模具标准化程度、制造周期、模具寿命以及塑-2-料成型设备的自动化程度和精度等方面已经有了长足的进步。从塑料成型模具的设计理论、设计实践和制造技术出发，实践与制造大致有以下几个方面的发展趋势。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。-3-目录第一章塑件工艺性分析1.1塑件原材料分析1.2塑件的尺寸精度、表面质量分析1.3塑件的结构工艺分析1.4确定成型设备选择与模具工艺规程编制1.5塑件的注射工艺参数的确定第二章注射模的结构设计2.1分型面的选择2.2型腔数目的确定及型腔布局2.3浇注系统的设计2.4型芯、型腔结构的确定2.5冷料穴和拉料杆的设计2.6推出机构的选择2.7分模导向定位机构的设计2.8标准模架的确定2.9冷却系统的设计-4-第三章主要零部件的设计计算3.1成型零件工作尺寸计算3.2模具型腔壁厚的确定第四章成型设备的校核计算4.1模具闭合高度的确定和校核4.2锁模力的校核4.3模具安装部分的校核4.4模具开合模行程的校核4.5注射机注射量的校核-5-第一章塑件工艺性分析注射模具设计零件名称：储油杯（如图1-1所示）生产批量：大批量材料：ABS1）塑件表面无明显缺陷2）未注公差取MT5级精度要求设计按钮模具图1-1按钮塑件图第一章塑件工艺性分析-6-塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺分析，其具体分析如下。1.1塑件原材料分析见表1-1。表1-1塑件的原材料分析材料：ABS密度：1.02~1.16/（kg*dm-3）ABS是一种非结晶性材料，其原材料综合机械性能好，但耐热性较差，吸水性较大，化学稳定性较好；成型特点：成型性能好，成型前要干燥，易产生熔接痕，浇口处外观不好；模具设计时分流道及浇口截面要大，需注意浇口的位置，防止熔接痕，在成型时的脱模斜度大于2，收缩率去大于0.5%。ABS塑料特点：1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。-7-1.2塑件的尺寸精度、表面质量分析1.2.1塑件的尺寸精度分析该塑件无公差尺寸，属于一般精度要求，其他尺寸均为未标注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差，表1-2所列的为塑件的主要尺寸的公差（单位均为mm）。表1-2塑件主要尺寸的公差要求部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差外型尺寸Ø54内形尺寸Ø4615.015.0-R4Ø5010.5Ø54R1.31.2.2塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra1.6µm,而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。1.3塑件的结构工艺分析具体分析如下：(1)从图纸上分析，该塑件基本上为回转体，该塑件外圆周均匀分布12个R4的半圆形凹花纹，在花纹与大端接触处设计脱模容易，且飞边去除容易，设计合理。(2)该塑件另一端端部有R1.3mm的圆弧过渡，侧面有R4mm的球面凹陷，便于人手触摸，设计合理。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。1.4确定成型设备选择与模具工艺规程编制(1)计算塑件的体积V=11790.65mm3（通过UG计算）。(2)计算塑件的质量计算塑件的质量为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得ρ=1.1g/cm3。所以，塑件的质量为：（1）W=ρv=11790.65x1.1x10-3=12.9g根据塑件形状及尺寸采用一模四件的模具结构；考虑外形尺寸，对塑件及材料的分析第一章塑件工艺性分析-8-及注塑时所需的压力情况，参考模具设计手册出初选柱塞式注射机：XS-ZY-125。该注塑机的参数如表1-3所示：表1-3注塑机的参数额定注射量/cm³192螺杆直径/mm42注射压力/Mpa150注射行程/mm160注射方式柱塞式锁模力/KN900最大成型面积/cm³360最大开合模行程/mm300模具最大厚度/mm300模具最小厚度/mm200喷嘴圆弧半径/mm14喷嘴孔直径/mm4动定模固定板尺寸/mm拉杆空间/mm260x360合模方式液压-机械顶出方式中心顶出1.5塑件的注射工艺参数的确定1.5.1ABS注射成型工艺参数ABS注射成型工艺参数见表1-4，试模时，可根据实际情况做适当调整。表1-4ABS工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t：60～75成型时间/s注射时间2～5时间s:2保压时间5～10料筒温度t/℃前段150～170冷却时间5～15中段180～190总周期15～30后段200～210螺杆转速n/(r/min)50喷嘴温度t/℃180～190后处理方法红外线灯，烤箱模具温度t/℃50～70温度t/℃70注射压力p/Mpa60～100时间/h0.3～11.5.2塑件的结构工艺性分析储油杯模塑工艺卡见表1-5。-9-表1-5储油杯模塑工艺卡（厂名）塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共页第页零件名称储油杯材料牌号PS设备型号XS-ZY-125装配图号AN00-00材料定额大批量每模件数2件零件图号单件质量12.9g工装号材料干燥设备温度t/℃60～75时间/S2料筒温度喷嘴/℃180～190前段/℃150～170中段/℃180～190后段/℃200～210模具温度/℃32～65时间注射/s2～5保压/s5～10冷却/s5～15压力注射压力Mpa60～100背压Mpa后处理温度/℃鼓风烤箱70时间定额辅助时间/h0.3-1单件检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师第二章注射模的结构设计-10-第二章注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及型腔的排列，浇注系统设计，型芯型腔结构的确定，推件方式，侧抽芯机构设计，模具结构零件设计等内容。2.1分型面的选择根据塑件制品分型面的设计与选择原则，分型面应该设计在零件截面最大的部位，且不影响零件的外观。若采用如图2-1（a）所示的分型方法A-A水平分型，箭头朝向代表动模的位置；由于塑件凹槽包紧力的存在，塑件可能留在定模，为了使塑件脱模，必须设计定模退出机构，这使得不本来看上去很简单的模具结构变得复杂起来，模具的设计成本也相应提高；若采用图2-1（b）所示的分型方法，A-A水平分型塑件，塑件就包紧在动模型芯一侧，因而留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选择该方法为模具设计的分型方案。（a）(b)-11-图2-1分型面-13-2.2型腔数目的确定及型腔布局（1）若采用一模一腔，由于此零件的外型尺寸很小，模架相对于这个模具显得特别大，这样就会造成设备资源的浪费，且不适合大批量生产。（2）若采用一模多件，生产效率高，资源的利用率也高，这里选用的是一模两腔矩形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。2.3浇注系统的设计2.3.1主流道的设计根据手册查得XS-ZY-125型注射机喷的有关尺寸如下：喷嘴半径：R1=14mm；喷嘴孔直径：d1=Ø4mm；根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R1+(1～2)mm；d=d1+(0.5～1)mm取主流道球面半径：R=15mm；取主流道的小端直径：d=Ø4.5mm；为了让主流道凝料能顺利地从浇口套中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2°～6°,经估算得主流道大端直径D=10.25mm，同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=1～3mm的圆弧过渡，取r=3mm。2.3.2分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度，注射速率的因素有关。第二章注塑模的结构设计-14-该塑件的体积比较小，形状也不复杂，本设计采用U型断面分流道，切削加工在动模上，加工容易实现，且比表面积不大，热量损失和阻力损失不太大，查相关经验表格得U型分流道截面半径R=3mm，h=4mm。2.3.3浇口的设计（1）浇口形式的选择：由于该塑件外观要求、质量要求较高，浇口的位置和大小以不影响该塑件的外观质量为前提，同时也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，以确定分型面的位置。综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该模具采用品平衡侧浇口形式。因为形式所得到的型腔零件加工简单，且浇口容易去除，不影响制品的使用性能和外观质量，容易保证每个型腔内塑件尺寸。（2）进料位置的选择：根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式进料位置设计在侧面端部。2.4型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上在加工，有较高的刚度和强度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体时型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较小，最大只有Ø54mm，且形状简单。若采用拼块组合式型腔，比较麻烦，需要至少12块拼块组成。所以，型腔采用整体式结