塑料模具设计项目(端盖)

《塑料模具设计与制造》核心课程1项目1端盖注射模具设计与制造任务1-1:接受任务书（1）成型塑件任务书（2）模具设计任务书《塑料模具设计与制造》核心课程2图1成型塑件任务书技术要求1、材料：ABS2、产量：10万件3、未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT5。4、要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷。《塑料模具设计与制造》核心课程3图2模具设计任务书《塑料模具设计与制造》核心课程4任务1-2:塑件的工艺性（1）塑料品种：ABS颜色：白色基本特性：ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚合物，它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化烧焦，发出特殊的肉桂气味，无熔融滴落现象。《塑料模具设计与制造》核心课程5ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。成形特点：1、无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度、3小时。2、宜取高料温、高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件，模温宜取50《塑料模具设计与制造》核心课程6~60度，对高光泽、耐热塑件，模温宜60~80度。3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3~7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程7（2）塑件尺寸精度：此塑件有5个尺寸标注公差，分别是9.5+0.16、81+0.52、11-0.18、84-0.52、87-0.38，按标准GB/T14486-1993中9.5+0.16、81+0.52、11-0.18、84-0.52为MT3级精度，属于一般精度；87-0.38为MT2级精度，属于高精度，在模具设计和制造过程中应保证此尺寸精度要求；其余尺寸未注公差，按MT5级精度。表面质量：塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。结构工艺性：此塑件为回转体壳类零件，腔体深9.5mm。壁厚均匀1.5mm，大于最小壁厚要求。《塑料模具设计与制造》核心课程8总体尺寸φ87×11，属于小型塑件。侧壁无拔模斜度，由于高度较小，可以顺利脱模。塑件顶面内圆角R1.5，外圆角R3，可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。通过以上分析可知，此塑件可采用注射成形生产。又因产量为100,000件，属于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益。相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程9任务1-3:注射机的选择（1）计算塑件的体积、质量经UG软件测得塑件的体积V=9cm3，ABS的密度为1.02～1.05g/cm3，则质量M=9×1.05=9.45g。（2）确定模具型腔数量塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程10（3）选择注射机根据公式Vmax≥(n·Vs+Vj)/K式中Vmax——注射机的最大注射量（cm3）n——型腔数量Vs——塑件体积（cm3）Vj——浇注系统凝料体积（cm3）K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8已知n=2，Vs=9cm3，估计Vj=5cm3则Vmax≥（2×9+5）/0.8=28.8cm3查教材中表2-8，初步选择注射机XS-ZY-125。《塑料模具设计与制造》核心课程11明确注射机的规格参数：最大注射量125cm3注射压力120MPa最大开模行程300mm模板尺寸428mm×458mm锁模力900kN模具厚度最大300mm、最小200mm拉杆空间260mm×290mm喷嘴尺寸圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm定位孔直径φ100mm顶出形式两侧顶出，孔径φ22mm，孔距230mm相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程12（4）制定注射成形工艺参数查表1-3，ABS的注射成形工艺参数如下：温度（℃）喷嘴温度180～190料筒温度前段200～210，中段210～230，后段180～200模具温度50～70压力（MPa）注射压力70～90保压压力50～70《塑料模具设计与制造》核心课程13时间（S）注射时间3～5保压时间15～30冷却时间15～30成形周期40～70相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程14任务1-4:模具结构设计（1）分型面的选择首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在盒盖的下底面处，如图1所示。相关知识链接图3分型面《塑料模具设计与制造》核心课程15（2）型腔布局由于采用一模两腔模具结构，型腔间隔15mm布置。（3）确定模具总体结构类型由于塑件结构比较简单，且表面没有特殊要求，考虑到模具结构简单，优先采用两板模结构，即总体结构类型为单分型面注射模。相关知识链接图4型腔布局《塑料模具设计与制造》核心课程16（4）成型零件设计A.结构设计型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。型芯结构简单，选择通孔台肩式，其为最常用的方法。其结构形式见图5。型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为装拆方便，选通孔台肩式。其结构形式见图6。相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程17图5型芯结构形式图6型腔结构形式《塑料模具设计与制造》核心课程18B.工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知ABS的收缩率Smin=0.3%，Smax=0.8%，则其平均收缩率Scp=(Smin+Smax)/2=(0.3%+0.8%)/2=0.55%81+0.52型芯径向尺寸LM=(LS＋LSScp＋3Δ/4)－δz=(81＋81×0.55%+0.52×3/4)－(0.52/4)=81.84－0.13《塑料模具设计与制造》核心课程199.5+0.16型芯高度尺寸HM=(HS+HSScp+2Δ/3)－δz=(9.5+9.5×0.55%+2/3×0.16)－(0.16/4)=9.66－0.0484-0.52型腔径向尺寸HM=(HS+HSScp−3Δ/4)+δz=(84+84×0.55%−3/4×0.52)+(0.52/4)=84.07+0.1387-0.38型腔径向尺寸HM=(HS+HSScp−3Δ/4)+δz=(87+87×0.55%−3/4×0.38)+(0.38/4)=87.19+0.09《塑料模具设计与制造》核心课程2011-0.18型腔深度尺寸HM=(HS+HSScp−2Δ/3)+δz=(11+11×0.55%−2/3×0.18)+(0.18/4)=10.94+0.041.5、3尺寸未注公差，按简化公式LM=(LS＋LSScp)计算，制造公差取IT7级。型芯圆角R1.5LM=(LS＋LSScp)－δz=(1.5+1.5×0.55%)－0.01=1.51－0.01型腔圆角R3LM=(LS＋LSScp)+δz=(3+3×0.55%)+0.01=3.02+0.01《塑料模具设计与制造》核心课程21型腔深度1.5LM=(LS＋LSScp)+δz=(1.5+1.5×0.55%)+0.01=1.51+0.01相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程22C.型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式矩形型腔，查表3-21，已知矩形型腔内壁短边87mm，则型腔壁厚S1=13~14mm，模套壁厚S2=40~45mm。查表3-44，l/b=87/87=1.0则a`=0.3078，已知p=40MPa，b=87mm，[σ]=300MPa，带入公式t≥(a`p/[σ])0.5b=(0.3078×40/300)0.5×87=18mm相关知识链接《塑料模具设计与制造》核心课程23（5）选择标准模架此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。1）确定模架组合形式采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择A4型。2）计算型腔模板周界长度L=40＋14＋87＋15＋87＋14＋40=297宽度N=40＋14＋87＋14＋40=195《塑料模具设计与制造》核心课程24图7型腔模板周界《塑料模具设计与制造》核心课程253）选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，N=195最接近于标准尺寸200，则选200×L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=297的315。最终确定的模架规格为200×315。4）确定模板厚度A板定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=11＋18=29，选取标准中A板厚度HA=40mm。B板动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.5～1）型芯高度，型芯高度9.5mm，则B板厚度HB在4.75～9.5之间，标准化取HB=20mm。《塑料模具设计与制造》核心课程26C板垫块，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度＋推杆固定板厚度＋塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=16mm，塑件推出距离=型芯高度+（5～10）=9.5+5=14.5mm，则C板厚度=20＋16＋14.5=50.5，选标准Hc=50mm。5）选定模架模架标记：A4-200315-22-Z2GB/T12556.1-1990如图8所示。《塑料模具设计与制造》核心课程27图8标准模架《塑料模具设计与制造》核心课程286）检验模架与注射机的关系模具外形尺寸315×250＜拉杆空间260×290，适合。最大模具厚度300＞模具厚度212＞最小模具厚度200，合理。开模行程=9.5＋11＋10=30.5＜最大开合模行程300，合理。