塑料成型工艺与注射模具设计大连理工大学出版社XXXX第

学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务一塑件尺寸精度选用和结构工艺分析一、任务引入塑料电器盖制件的零件图及效果图如图14-1、图14-2所示。图14-1塑料电器盖零件图●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●技术要求：1.塑件不允许有裂纹，变形缺陷，表面不允许有进胶点；2.拔模斜度为2°；3.材料为ABS；4.批量：50万件学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务一塑件尺寸精度选用和结构工艺分析●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●二、塑件的尺寸精度与结构分析（一）塑料制品的尺寸、精度和表面质量由该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按国家标准的MT5选取公差，一般的成型加工能够满足其要求；该塑件表面没有特殊要求，一般情况下要求外表面光洁，表面粗糙度可以取到Ra=0.8μm。塑件内部表面粗糙度一般不作要求，可取Ra=3.2μm，便于确定模具零件表面粗糙度。塑件尺寸精度的选取，见表14-1。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务一塑件尺寸精度选用和结构工艺分析●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务一塑件尺寸精度选用和结构工艺分析●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●（二）塑件的结构工艺分析（1）壁厚、圆角分析：该塑件形状简单，过渡无尖角存在，壁厚均匀，符合最小壁厚要求。（2）孔分析：该塑料件顶端有直径φ12、φ15mm的沉孔，符合最小孔径要求。（3）脱模斜度分析：零件图纸注明脱模斜度为2度，有利于制作脱模。（4）结构分析：零件有侧孔与倒扣，为减小模具成本、简化模具结构、方便制造与维修，侧孔与倒扣处采用斜顶抽芯机构。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务二塑件成型工艺参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●一、拟定塑件成型工艺方案由图纸技术要求可知该塑件产量50万件，生产类型属中批量生产，塑件材料为ABS。ABS料是一种综合性能优良的在工程中广泛应用的新型塑料。由丙烯腈，丁乙烯，苯乙烯共聚而成的非结晶型的高聚物具有良好的综合力学性能，能够满足塑料容器的要求。密度为1.02~1.05g/cm,它既有聚苯乙烯的光泽和成型加工性能，又有聚丙烯腈的刚性，耐曲性和优良的机械强度，同时还发挥了橡胶组分所具有的优良的抗冲击强度，ABS有坚韧、硬质、刚性的特征，电性能良好，耐药品、耐磨，尺寸稳定，易着色。可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法成型。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务二塑件成型工艺参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●根据该零件的结构与材料类型，宜采用注射成型的方法。注射成型ABS时，制件能够达到的表面粗糙度Ra0.025～1.6m，完全能够满足制件的要求，模具精度要求不高，也容易保证。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务二塑件成型工艺参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●二、确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和ABS的成型性能，查有关资料初步确定注射成型工艺参数，见表14-2所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务三初选塑件成型设备、记录参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●一、计算塑件体积和质量经UG软件分析测量可得，产品的体积为V件＝9.78cm3。查塑料模具设计手册，可知ABS材料在常温下的密度为ρ=1.05g/cm3。根据m=ρv，计算得出m=9.78×1.05g=10.269g，即为单个塑件的重量。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务三初选塑件成型设备、记录参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●二、根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目该塑件的顶面有两个沉孔，侧壁有两个方孔，生产批量为中批量生产，考虑到模具结构复杂程度较高和提高生产效率，拟采用一模两件的模具结构，型腔平衡布置，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务三初选塑件成型设备、记录参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●三、初选成型设备浇注系统凝料和废料一般按“塑件注射量×系数K”估算，K取20%～60%计算。上式中，由于零件相对较小，按60%估算。由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，由此可计算:学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务三初选塑件成型设备、记录参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●根据公称注射量V公＝39.12cm3，查阅设计手册得知ABS须选用螺杆式注射成型机，可初选SZ-60/450型注射机、记录技术参数，见表14-3。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务三初选塑件成型设备、记录参数●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●一、分型面的选择选择分型面时，须综合考虑以下各项因素。（1）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（2）保证塑件的精度要求。（3）满足塑件的外观质量要求。（4）便于模具加工制造。（5）对成型面积的影响。（6）对排气效果的影响。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。分型面平直，加工比较方便，浇注系统可以放置在定动模之间加工也比较方便，分型面的选择如图14-3所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●二、型腔数量的确定与排列形式该塑件为罩盖形结构，有抽芯及倒扣特征，精度要求不高，为提高生产效率，生产该塑件的模具拟采用一模两腔的单分型面、斜滑块抽芯注射模具结构，型腔的布局为中心对称布局，排列方法如图14-4所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●三、浇注系统的设计注射模具的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到开腔为止流动的通道，一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴等几部分组成，如图14-5所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●（1）主流道的设计主流道一般位于模具中心线上，它与注射机喷嘴的轴线重合，以利于浇注系统的对称布置，ABS的黏度不大，并且此塑料件的尺寸也不大，主流道的截面尺寸设计要小一些，横截面形状为圆形，为了便于流出凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，参照表6-2以及图6-16可选取锥度=2°、内壁粗糙度Ra0.8m，小端直径取Φ=3mm。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，也称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，主流道衬套可选用T10A钢，淬火53～57HRC，如图14-6所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●（2）分流道设计由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，分流道的内表面粗糙度Ra一般取1.6μm左右既可。分流道在分型面上的布置应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；一方面流程尽量短，锁模力平衡。模具可采用潜伏式浇口，流道采用平衡对称式布置，选用截面形状为直径6mm的圆形分流道较适合。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●（3）浇口的设计由于塑件外表面为外观面不允许有进胶点，不能使用侧浇口、直接浇口，故采用潜伏式浇口，如图14-7所示。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●（4）冷料穴的设计为方便推出浇注系统凝料，可采用如图14-8所示冷料穴。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务四确定分型面、型腔排列方式●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●四、排溢系统设计该塑件利用两个斜滑块推出，装配间隙能够通过自然排溢将气体排出，通过浇注系统主流道和分流道末端的冷料穴结构也能够满足其排气要求，因此不需要单独设计排气装置。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务五成型零件的结构设计●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●一般来讲，模具成型零件的尺寸精度要比塑件尺寸精度高，表面粗糙度要比塑件表面粗糙度低一级才能满足塑件精度要求。塑件的分型面较简单，只有一个主分型面因此，模具成型零件的结构也比较简单。凹模设计：由于塑件上方有两个台阶孔，可采用两个圆柱镶嵌式型腔，型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。该塑件尺寸较小，周边圆角无尖角、死角，型腔容易加工，同时也方便冷却水道的制作。凸模设计：由于塑件尺寸较小，型面简单、周边圆角无尖角、死角，可采用整体式型芯，容易加工，也方便冷却水道的加工。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务五成型零件的结构设计●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●一、成型零件结构设计中小塑件内模尺寸的确定，一般长宽尺寸L内模×W内模＝[L型腔+（15~30mm）]×[W型腔+（15~30mm）]，取整数以方便下料与加工。该塑件内模长宽尺寸L×W取L×W＝190mm×130mm；一般高度方向取最小厚度20~30mm（视结构和冷却方式适当调整）。此外取值如图14-9所示。动模内模与定模内模的尺寸为130x190mm。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务五成型零件的结构设计●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●型腔的刚度和强度计算：在注射成型过程中，型腔受到很多力的作用，如塑料熔体的压力、合模力等，在这些力的作用下，型腔将产生内应力及变形，如果型腔侧壁和底部厚度不够，当型腔中产生的应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等，可见模具对强度和刚度都有要求。选用P20塑料模具专用钢的材料，来满足模具的强度和刚度等方面的要求。学习情境十四塑料电器盖注射成型模具设计实例任务