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塑料模具设计任务书8专业：材料科学与工程班级：材料082班姓名：王权设计题目：盖塑件图：塑件技术要求：材料：abs生产批量：10万件塑件精度：一般精度等级。设计内容：进行相关计算和零部件设计。绘制注射模具装配图。绘制非标准模具零件图（至少画2个零件图）。编写设计说明书。指导教师：一、塑件的工艺性分析1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑件具有高强度，良好的耐水、耐油性，其介电性能与温度和频率无关，使优良的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料具有很好的加工性，成型容易，收缩率较小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性较大，易使成型后制件上产生气泡，银丝、斑纹等缺陷，因此应注意注塑前对原料的干燥。另外，在成型时应采用较高的成型温度和注射压力，以提高熔料的流动性，减小收缩率。（2）塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析（a）结构分析：从零件图上分析，该零件总体形状为矩形，四个边角有圆弧过渡，该零件结构简单。（b）尺寸精度分析：一般精度等级。（c）表层质量分析：该零件没有特别的表面质量要求，因此表面要求易于实现。综上分析，可以看出，注塑时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2.计算塑件的体积和重量计算塑件的体积：用体积分割法求得V=50×60×3+17×（30+36）×3.14/2-4×3×3×3.14×3=10422.42=10.42计算塑件的质量：根据设计手册查得ABS的密度为ρ=1.0g/,故塑件的质量为：W=Vρ=10.42×1.0=10.42g经计算塑件体积和质量，根据手册，采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和设备等情况，初选用注塑机XS—Z—30型。1.3.塑件注塑工艺参数的确定查相关文献资料，ABS塑料的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度选用200℃；中段温度选用220℃；前段温度选用240℃；喷嘴温度：选用200℃；注塑压力：选用100Mpa（相当于注塑机表压35kgf）;3mm3cm3cm1t2t3t注塑时间：选用15s；保压：选用72Mpa(相当于注塑机表压25kgf);保压时间：选用10s；冷却时间：选用15s。1.4.塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为XS-ZY-125查材料知：标称注射量：192cm3螺杆直径/cmФ42mm注射容量/克：125克注射压力/105Pa：1500Mpa锁模力10kN：90kN最大注射面积/㎝:320㎝2模具厚度/mm：200～300mm模板行程/mm:300mm喷嘴球半径：12mm孔半径：4mm定位孔直径/㎜10006.00推出两侧孔径/mm22mm孔距/mm230mm二、注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择﹑模具型腔数目的确定﹑型腔的排列方式﹑冷却水道布局﹑浇口位置设置﹑模具工作零件的结构设计﹑侧向分型与抽芯机构的设计﹑推出机构的设计等内容。2.1分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为端盖，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示：图2-1如图2-1所示取A-A向为分型面，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单。图2-2如图2-2所示取A-A向为分型面，抽芯在定模，抽芯机构复杂，应当避免定模抽芯。从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法，有利于模具成型。2.2确定型腔的数目及排列方式2.2.1模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；2.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=（F/PC）/A－B/A其中：F注塑机的锁模力NPC型腔内的平均压力MPaA每个制件在分型面上的面积（㎜2）B流道和浇道在分型面上的投影面积（㎜2）B在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.2～0.5），常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为25～40MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2（个）2.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目N2N2=（G－C）/V其中：G注射机的公称注塑量（㎜3）V单个制件体积（㎜3）C流道和浇口的总体积（㎜3）生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.2～1倍，现取C=0.6则N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=192/10.42×0.375=7.1（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可以选取的个数是2，4，6，8，10个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模四个两腔的方案，即N=82.2.2型腔的排列方式图2-2-2-1本塑件在注塑时采用一模两腔,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取如图2-2-2-1所示的型腔排列方式。采用2-2-2-1的型腔排列方式的缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较大，但因本塑件较小，故对成型没有太大影响。2.3浇注系统设计2.3.1主流道设计根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径：d0=Ф4mm喷嘴前端球面半径：R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（1～2）mmD=d0+(0.5～1)mm取主流道的球面半径：R=13mm取主流道的小端直径d=Ф4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取1～3度经换算得主流道大端直径D=Ф8.5mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。2.3.2分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单，ABS的流动性好，冲型能力比较好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根据主流道大端直径D=Ф8.5mm，则梯形可选用上底为b=5.5mm,高为h=8mm的截面。截面形状为U型，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。要减少传热损失，又希望流道的面积小。因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。U型实质上是一种双梯形流道截面。效率为0.195D分流道的尺寸：ABS分流道直径/mm3.8---7.5选取6mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取1.25—2.5Raμm，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。有利于保温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。2.3.3浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排气。故采用截面为矩形的侧浇口，查表初选尺寸为（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm,试模时修正.2.3.4排气结构的设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于端盖注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。（ABS塑料的最小不溢料间隙为0.03mm，间隙较小，再加上ABS的流动性较好，也不宜开排气槽.2.3.5主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的硬度为53～57HRC，主流道衬套和定模的配合形式为H7/m6的过渡配合。2.5推出机构设计图2-5-1如图2-5-1所示模具开模后,塑件包紧动模型心的力并不大,适当考虑脱模斜度,采用顶杆并不会将塑件顶变形,且模具结构简单.2.6成型零件结构设计2.6.1凹模的设计本副模具采用整体式凹模结构，由于制件结构简单，模具牢固，不易变形，制件没拼界逢，适用用于本制件的模具。如图所示：型腔型芯尺寸计算材料选用T8A,硬度在50HRC以上.根据分流道与浇口的设计要求，分流道与浇口设在凹模型腔上其结构见上图所示。三、注塑模具的有关设计图见附表模具装配说明装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，用型腔和型芯之间垫片或工艺定位器保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.05——0.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。