塑料成型工艺与模具设计说明书

广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书11目录第一章塑料成型工艺性分析......................................31.1塑件分析...................................................................................................31.2注射成型过程及工艺参数.......................................................................4第二章拟定模具结构形式.......................................................................52.1分型面位置的确定...................................................................................52.2确定型腔数量和排列方式......................................................................62.3模具结构形式的确定...............................................................................7第三章注射机型号的确定.......................................................................73.1所需注射量的计算...................................................................................73.2注射机型号的选定...................................................................................83.3型腔数量及注射机有关工艺参数校核...................................................8第四章浇注系统的形式和浇口的设计............................114.1主流道的设计.........................................................................................114.2冷料穴的设计.........................................................................................134.3分流道的设计.........................................................................................144.4浇口的设计.............................................................................................154.5浇注系统的平衡.....................................................................................16第五章成型零件的结构设计和计算..................................................165.1定模部分的型芯与型腔.........................................................................165.2动模部分的型芯.....................................................................................195.3成型零件的强度及支撑板厚度校核.....................................................20广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书22第六章模架的确定和标准件的选用..............................21第七章导向机构的设计..........................................22第八章脱模推出机构的设计.....................................24第九章排气系统的设计..........................................25第十章温度调节系统的设计.....................................2510.1冷却系统...............................................................................................2510.2加热系统................................................................................................27设计总结.........................................................27参考文献.........................................................28广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书33第一章塑料成型工艺性分析1.1塑件分析该塑件为塑料套，如图1-1所示，图1-1塑件零件图图1-2塑件三维图分析该塑料可知，本塑料套为阶级圆筒直壁塑件，中间为一台阶，而且有一个17的圆环，周边是四个加强筋。该塑件为塑料套,所用材料为PS(聚苯乙烯),无颜色要求,生产批量为中批量。由塑件图分析可知,精度未注,采用一般经济级精度6级。所用塑料为聚苯乙烯,该塑料流动性好,注射充型流动平稳,塑件外设置有脱模斜度,脱模斜度为30′-1°广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书441.2注射成型过程及工艺参数1）PS材料介绍聚苯乙烯（PS）是一种热塑性树脂，由于其价格低廉且易加工成型，因此得以广泛应用。聚苯乙烯有均聚物（透明粒料）或增韧接枝共聚物或与弹性体的共混体（抗冲击聚苯乙烯IPS）形式。聚苯乙烯共聚物在物理性能和热性能上比均聚物有所提高。这几类聚苯乙烯有多种品级，如标准IPS和标准透明品级、抗环境应力开裂品级（ESCR）、耐紫外线级。阻燃级、耐磨级、制轻质制件的高挠性品级、可发泡品级、超初级以及低残余挥发分品级等。聚苯乙烯树脂用于制造日常生活中的一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等。聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度1.05g/3cm，也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。热性能：最高工作温度为60～80℃。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为70～80℃，脆化温度为-30℃，PS在高真空和330～380℃下剧烈降解。1)PS成型特性无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形.。可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件。脱模斜度大，顶出均匀。塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。1.吸水性极小，成型前可不干燥。模温30-60度，料温140-200度。2.性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。3.流动性较好，应注意模具间隙，防止缩孔、飞边。4.宜采用高料温、高模温、底注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形，但料温过高，容易出现银丝，料温底或脱模剂多则透明性差。5.可采用各种形式的浇口，脱模斜度宜大，顶出力均匀，以防开裂。6.塑件壁厚均匀，最好不带嵌件，各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书552)注射工艺参数表1-1PS注射工艺参数注射成型机类型柱塞式料筒温度后段140~160℃中段——前段170~190℃喷嘴温度160~170℃模具温度20~60℃喷嘴形式直通式注射压力60~100Mpa保压力30~40MPa注射时间0~3s成型周期40~90s保压时间15~40s冷却时间15~60s注：源自参考文献[1]中的表4.1第二章拟定模具结构形式2.1分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应该考虑成型时分型面的形状数量，否则就无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面选择是否合理，对塑件质量工艺，操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。1)分型面的选择原则[1]：(1)分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模;(2)分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除和修整;(3)分型面的选择应保证塑件尺寸精度;(4)分型面选择应有利于排气;(5)分型面选择应便于模具零件的加工;(6)分型面选择应考虑注射机的规格2)分型面的选择方案(1)分型面选择方案Ⅰ。分型面与开模方向垂直，位置选在直径为33的端面如图2-1所示，动模上的型芯凸出，开模后，塑件包紧型芯，留于动模，然后采用脱广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书66模板将塑件推出，整个塑件成型精度较高，模具也比较简单。图2-1分型面形式与位置1动模部分2分型面3定模部分(2)分型面选择方案Ⅱ。分型面与开模方向垂直，位置选在直径为30与22的相交处如图2-2所示，30和22分别在动模和定模内成型，这将由于合模误差不利于保证其同轴度要求。采用圆筒形推杆将塑件推出，整个塑件成型精度较方案Ⅰ低，模具也较方案Ⅰ复杂。图2-2分型面形式与位置1定模部分2分型面3动模部分综上所述，分型面选择方案Ⅰ，模具结构相对简单，塑件成型精度可靠，因此采用方案Ⅰ。2.2确定型腔数量和排列方式该塑件为小型塑件，精度要求不高，又是中等批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模四腔的模具形式。如图2-3所示。广西工学院鹿山学院塑料模具设计课程设计说明书77图2-3型腔的排列2.3模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模四腔，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上确定模具结构形式为A4型带推件板的单分型面注射模。第三章注射机型号的确定3.1所需注射量的计算1)塑件质量、体积计算对于该设计，提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型用SolidEdge建模分析得：塑件体积V1＝6.09cm3塑件质量m1=V1×ρ＝6.09×1.05＝6.4(g)2)浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料体积为312616.146.04cmVV3)该模具一次注射所需塑料PS体积3210216.42616.1409.644cmVVV质量)(