塑料模具毕业设计说明书

1§1—1塑料分析常用塑料塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。常用的塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯睛丁二烯—苯乙烯树脂(ABS)、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚酰氨（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸脂（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇脂（PETP）、聚四氟乙烯（PTFE）、酚醛塑料（PF）、氨基塑料。模具设计时要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件要求大批量生产、精度一般。根据其用途产品要求材料热稳定好，表面光洁，无毒，ABS材料完全满足这些要求，因此本产品采用ABS材料比较适合。ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能，在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要地位，特别是稍微大点的箱体结构以及受力元件，需要电镀的装饰件更是离不开这种塑料。这里对ABS塑料注塑工艺分析如下：（1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面的色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.3%以下，注塑前的干燥条件是：干冬季节在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃以下，干燥4～8小时如制件要达到特别良好的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达8～16h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这种料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。2（2）注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在融化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度.（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反应而使熔融粘度增大，注塑更困难，塑件的机械性能也下降了。所以ABS的注塑温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等方法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，将造成降解和碳化。既然偏高温作对ABS可能带来问题，故有必要对料通各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS的适用炉温也不同。如柱塞式绩，炉温维持在180～230℃；螺杆机，炉温维持在160～220℃。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微笑变化都将在制件上反映出来。温度变化越大将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。（3）注射压力ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射时采用较高的注射压力。当然并非所有的ABS制件都要施加高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力锅小，塑料收缩率大，与型腔表面脱离接触的机会较大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。（4）注射速度ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易燃焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。（5）模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也较高。一般调节模温为75～85℃，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80℃，动定模温度要求50～60℃。在注射较大的、构型复杂的、薄壁的制件时，应考虑专3门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的稳定，在制件取出后可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。（6）料量控制一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽，色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。本设计综合ABS的性能和现状及将来的发展方向，考虑到ABS的成型工艺将通过查阅各方面资料设计出一套制造方便、结构合理的模具。§1—2产品结构分析从图1.1可看出这个产品类似于三通管的形状，两处螺纹，中部一处修饰花纹，大多为圆弧过度，该产品最适合对半开的侧向分型，这样大大简化了模具结构，另加侧向抽芯。产品结构相对简单，有几处竖直边需设计脱模斜度，一般脱模斜度取1。。图1.1§1—3产品经济分析随着社会的污染越来越严重，人们对自来水的信用度大打折扣。大都4数人都对饮水机有很大的兴趣。因此饮水机在全球的市场非常大，而且由于ABS材料的发展前景很好。该产品可以大量生产。第二章模具设计§2—1模具型腔数目的确定注射模有一模一腔也有一模多腔。其数目的确定要从以下几个方面考虑：产品的尺寸及结构的复杂性塑件的尺寸精度—型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔体在模具内流动不均所致。制造难度—多腔模比单腔模的难度大。制造成本—多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。从塑单件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。注塑成型的生产效益。从表面上看，多腔模比单腔模高的多，单多腔模所使用的注射极大，每一注射循环期长而维持费用高该产品由于需要侧向分型并且有侧抽，也就是三侧抽。这几个条件完全约束了型腔的数目，该产品的模具最多只能设计成一模两腔，这样就是天、地、左、右四个方向运动。§2—2分型面的设计选择分型面的原则1.应选在塑件外形最大轮廓处2.应有利于塑件脱模3.应保证塑件的质量4.应有利于排气5.应便于模具的加工制造56.应有利于侧向分型和抽芯7.应尽量减小脱模斜度给塑件大小端尺寸带来的差异8.应考虑注射机的技术参数对于高度较大的塑件，为了取出塑件所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。在实际设计中，对于某一塑件，以上分型面原则有时可能发生矛盾同，不能全部符合，应根据实际情况，以满足主要要求为宜。此模具的分型面如图2.1图2.1从图中可以看出该模具采用侧向分型和抽芯。§2—3型腔布局对于多型腔模具，由于型腔模具的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每一个型腔，从而使各个6型腔的塑件内在质量均一稳定。型腔在模板上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列以及复合排列等在设计时应注意以下几点：1、尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证制件质量的均一和稳定。2、型腔的布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。3、尽可能使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。4、型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽然有利于浇注系统的平衡，但加工困难。在一般情况下，常用直线形排列和H或O形排列。该产品的摆放如总装图所示，制件的中心应相距60MM，因为制件的半为10MM，这样制件与制件之间就只有40MM，这样司筒就不会与顶棍孔干涉，而顶棍孔的规格一般有两种35或40。§2—4模具材料的选用塑料模具钢的具有以下特点。1.塑料模具用钢涵盖广泛，从普通钢材到专用刚才动有。这在塑料模具初期更加明显，如今已日趋正规和高级。专门用钢已自成体系，模具用钢的化学成分和合金工具钢的基本相同，但其冶金质量更高，加工精良，对热处理有利。2.塑料模具钢性能要求严格，热处理难度大。3.为避免模具零件在强韧化过程中的变形或其他热处理问题，模具钢以预硬化形式供应市场已较普遍。4.以石化产品为原料的塑料制品，某些度不同的腐蚀性，所以耐蚀钢应用也较多。5.配合预硬化钢、非调质刚的应用，易切削性也是塑料模具钢的特点。我国过去无专用的塑料模具钢，一般塑料模具用正火的45和40Cr经调质后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出来的塑料产品外观质量较差，而且模具使用寿命低；精密塑料模具及硬度高塑料模具采用CrWMo、Cr12MoV等合金工具钢制造，不仅机械加工性能差，而且难以加工复杂的型腔，更无法解决热处理变形问题。由此，国内对专用塑料模具用钢进行了研制，并获得了一定的进展。我国已有了自己的专用模具钢系列，目前已纳入国家标准的有两种，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo，纳入行业标准的已有20多种，7已在生产中推广应用十多种新型塑料模具钢，初步形成了我国塑料模具用钢体系。1.2.近期塑料模具用钢开发应用的动向1.发展易加工、抛光性好的材料随着光盘、磁盘、棱镜等精密件的生产，对易加工镜面钢的要求增加。这种钢含非金属杂质少，金相组织细致均一，没有纤维方向性。它是塑料模具钢材的主要发展方向。2.耐蚀钢模具在长期运转和保持过程中，容易生锈受蚀，而且近来随着塑料成型中添加各种成分，模具更容易受蚀。因此要求提高母材机体的耐腐蚀性能，开发了一些耐蚀不锈钢材。3.马氏体时效合金钢这种刚才具有足够的力学性能和突出的工艺性能，特别是有较高的强度、韧度、耐磨性、低的热膨胀系数，是制造注塑模的好钢材，但是价格贵。4.硬质合金主要用于制作寿命要求很高，制件生产批量大的模具。§2—5浇注系统的设计浇注系统是指塑料溶体从注射喷嘴出来后，到达型腔之前在模具中所流经的通道。其作用是将溶体从喷嘴平稳地引进型腔，并在溶体充模和固化定型过程中，将注射压力和保压力充分传到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制品。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统。浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴4个部分组成。其设计原则1、适应塑料的工艺性；2、排气良好；3、流程应尽量短；4、防止型芯变形和嵌件位移；5、整修应尽量方便；6、防止塑件变形翘曲；7、浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量小；8、浇注系统的位置应尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。主流道设计主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的塑胶通道，是溶料注入模具最先经过的一段空间，其形状、大小会直接影响塑胶的流动速度和注塑时间。主流道的形式有：垂直式图2.2、倾斜式图2.3。8图2.2图2.3这套模具没有特殊的要求所以选用了垂直式SBB类型的。a主流道设计成圆锥形，其锥角可取1°～6°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm，且加工时应沿道轴向抛光。b主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大1～2mm；球面凹坑深度3～5mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.5～1mm；一般d=2.5～5mm。c主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=1～3mm。d主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。e主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度53～57HRC。分流道的设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注系统时，应设置分流道。此模具采用的是潜伏的侧浇口那分流道应设计成如图2.49图2.4分流道的截面形式有很多圆形、梯形、U形、半圆形。这些流道都各有优缺点。1＞设计要点a分流道长度应保证形腔合理布局，并有足够强度，在去除流道凝料方便的前提下尽量取短，流道过长则使塑料流动阻力大，压力损失大，塑料易过早硬化，并使模具外行及料把增大，不利于填充型腔。一般分流道的长度为主浇口大端直径的1～2.5倍。b多型腔时，各型腔的分流道距离应尽量一致，分流道截面应等于或大于各浇口截面之和。c分流道应平直。尽量避免弯曲拐角，转动方向处应圆滑平稳。d分流道的断面形状及尺寸的大小，应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料工艺特性、注塑速率、分流道长度等因素确定。断面过小，会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长，塑件常出现缺料、波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑