塑料模异设计说明书实例

注塑模课程设计上海应用技术学院课程设计任务书课程名称塑料成型模具课程设计课程代码B702279设计题目旋钮注射模具设计题目序号8设计时间2015年11月16日——2015年11月20日系（院）机械工程学院专业材料成型及控制工程班级12102312一、课程设计任务（条件）、具体技术参数（指标）根据提供的塑料制品图样设计一中等复杂程度的塑料注射模具。1.塑料制品的材料、形状、尺寸精度要求及其它技术要求见塑料制品简图（另附）。2.绘制塑料制品零件图；要求结构合理、标注完善。3.确定塑料制品成型工艺参数；要求成型工艺合理、可行。4.绘制注射模总装图；要求模具总体结构合理，运动灵活可靠，满足塑料制品各项技术要求。5.绘制模具主要成型零件图；要求零件工艺性好，标注完善。二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求）1.塑料制品零件图（1张３＃图纸），符合国家机械制图标准。2.注射模具总装图（1张１＃图纸），符合国家机械制图标准和模具行业制图习惯。3.模具成型零件图（若干张３＃图纸），符合国家机械制图标准和模具行业制图习惯。4.课程设计说明书（1份，不少于15页），要求语言简洁通畅，图文并茂，格式规范（格式按学校毕业设计说明书要求）。三、课程设计工作进度计划：1.熟悉设计题目，查阅资料，绘制塑料制品零件图；（0.5天）2.拟定塑料制品成型工艺和模具结构设计方案；（1天）3.绘制模具装配图和相关的模具成型零件图；（2天）4.编写、装订设计说明书；（1天）5.答辩（质疑）。（0.5天）四、主要参考资料[1]伍先明等.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社，2006[2]王孝培.塑料成型工艺及模具简明手册.北京：机械工业出版社，2000[3]邓明.实用模具设计简明手册.北京：机械工业出版社，2006[4]杨占尧.注塑模具典型结构图例.北京：化学工业出版社，2005[5]王永平.注塑模具设计经验点评.北京：机械工业出版社，2005[6]冯炳尧，韩泰荣，蒋文森.模具设计与制造简明手册.（第二版），上海：上海科学技术出版社，1998[7]郑大中.模具结构图册.北京：机械工业出版社，1998[8]黄晓燕.塑料模典型结构100例.上海：上海科学技术出版社，2008指导教师（签名）：刘光明教研室主任（签名）：刘光明2015年11月16日2015年11月16日注塑模课程设计1旋钮注射模设计本程设计为塑料旋钮,如图1.3所示，塑件结构比较简单,塑料质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷,脱模斜度30′~1°;材料要求为PS,生产批量为大批量,塑件公差按模具设计要求进行转换。图1.3旋钮2塑件成型工艺性分析2.1塑件的分析2.1.2外形尺寸该塑件壁厚为2mm~3mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太长,塑件材料为热塑性塑料,流动性较好,适合于注射成型。2.1.3精度等级。塑件每个尺寸的公差不一样,任务书中已给定部分尺寸公差,未注公差的尺寸取公差为MT5。2.1.4脱模斜度。PS的成型性能良好,成型收缩率较小,参考文献[1]表2-10选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1°。注塑模课程设计2.2PS工程塑料的性能分析聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法而生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高，性脆等。PS为乳白色不透明颗粒。密度为1.05g/cm3,熔融温度l50℃~180℃,热分解温度300℃。溶于芳香烃,氯化烃,酮类(除尔酮外)和酯类。能耐许多矿物油,有机酸,碱,盐,低级醇及其水溶液,不耐沸水。ps是最便宜的工程塑料之一,和ABS、PC/ABS、PC相比,材料的光泽性比较差,综合性能也相对差_些。2.3Ps的注射成型过程及工艺参数2.3.1注射成型过程(l)成型前的准备。对ps的色泽、粒度和均匀度等进行检验,PS成型前须进行干燥'，处理温度60℃~80℃,干操时间2h。(2)注射过程。塑料在注射剂料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进人模具的型整成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。塑件的后处理(退大)。退火处理的方法为红外线、烘箱，处理温度为70°C。处理时间2~4h.2.3.2注射工艺参数注射机:螺杆式.螺杆转速为48r/min。料筒温度t/℃:前段170~190;中段170~l90.后段l40~160。模具温度t/℃:32~65。注射压力(p/MPa):60~110。成型时间(s):30(注射时问初取1.6,冷却时间取20.4,辅助时间取8)。3拟定模具的结构形式和初选注射机3.3分型面位置的确定注塑模课程设计通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上,其位置如图3.1所示。图3-1分型面的选择型腔数量和排位方式的确定3.3.1腔数量的确定。由于该塑件的精度要求不高塑件尺寸较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸，模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定位一模四腔结构形式。3.3.2型腔排列形式的确定。由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定见图3-1及其说明，故流到采用H形对称排列，使型腔进料平衡，如图6-3所示。注塑模课程设计图3.2流道的布置模具结构形式的初步确定，由以上分析可知，本模具设计为一模四腔，对称H型直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件版推出或推杆推出方式。浇注系统设计时，流到采用对称平衡式,浇口采用侧浇口,且开设在分型面上。因此,定模部分不需要単独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板。由上综合分析可确定采用大水口(或带推件版)的単分型面注射模。3.4注射机型号的确定3.4.1注射量的计算通过UG建模分析得塑件质量属性如图6-4所示。图3.3塑件质量体积塑件体积:3塑287.5Vcm塑件质量:41.4g=x1.055.287=ρV=m塑塑式中,ρ可根据参考文献[2]表9-6取305g/1.cm。注塑模课程设计3.4.2浇注系统疑料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍~1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算,故一次注人模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统的凝料和4个塑件体积之和)为3塑总27.49cm=535x26.x431.=3nV1.=V3.4.3选择注射机根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为3总27.49cm=V,由参考文献[l]式(4-18)3总公34.4cm=827.49/0.=8/0.V=V。根据以上的计算,初步选择公称注射量为360cm,注射机型号为XS-Z-60卧式注射机。3.4.4注射机的和关参数的校核(1)注射压力校核。査参考文献｛1｝表4-1可知,PS所需注射压力为80MPa~100MPa,这里取Po=190MPa,该注射机的公称注射压力122MPa=p公,注射压力安全系数为k1=1.25~1.4,这里取k1=1.3,则:公01p117MPa=x19031.=pK,所以,注射机注射压力合格。锁校力校核。件在分型面上的投影面积UG=A塑2550.086注系统在分型面上的投影面积A浇,即浇道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A浇数値,可以按照多型腔模具的统计分析来确定。A流是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2倍~0.5倍。由于本设计的流道较简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小些。这里取塑浇0.2A=A。③塑件和流注系统在分型面上总的投影面积,则2塑塑塑浇塑总2460.4mm=Xl.2A4=)0.2A+n(A=)A十n(A=A④模具型腔内的胀型力F胀,则66.010kN=2460.4X35=PA=F模总胀注塑模课程设计式中,p模是型腔的平均计算压力值。p模是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25MPa~40MPa。对于黏度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。HIPS属中等黏度的塑料且塑件有精度要求,故p模取35MPa。由表6-2可知该注射机的公称锁模力f锁=500kN,锁模力安全系数为K2=1.l~l.2这里取2K=1.2,则取锁胀胀2F79.21kN=1.2x66.01=2Fl.=FK.,所以注射机锁模力满足要求。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。4浇注系统的设计4.3主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为国锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直按影响到解体的流动速度和充模时间。.另外,由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。4.3.1主流道尺寸(1)主流道的长度一般由模具结构确定,对于小型模具L应尽量小于60mm,本次设计中初取50mm进行计算。(2)主流道小端直径d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~l)mm=3.5mm。(3)主流道大端直径D=d+2主Ltan(a/2)=6mm式中α约等于4°。(4)主流道球面半径SR=二注射机喷嘴球头平径+(1~2)mm=9+2=l1mm。(5)球面的配合高度h=3mm3.2.2主流道的授料体积322主主2主2主主634.2mm=l4/3x3.1.75)*4+2.25+(335=)π/3rR+r十(RL=V主流通当量半径2.375mm=/2）3+1.75（=Rn4.3.2主流道浇口套的形式注塑模课程设计主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。对材料的要求较严格,因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体,個.考虑上述因素通常仍然将其分开来设计,以便于拆卸更換。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素工具钢TIOA,热处理淬火表面硬度为50HRc~55HRc。如图4.1所示。定位圈的结构由总装图来确定。图4.14.4分流道的设计4.4.1分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道,如图4.2所示。图4.2注塑模课程设计4.4.2分流道的长度根据四个型腔的结构设计,分流道长度适中,如图4.2所示。4.4.3分流道的当量直径流过一级分流道塑料的质量60g11.1g=21.055.287=ρV=m塑但该塑件壁厚在2m~3m之间,按本书图2-3的经验曲线査得D`=4.1再根据单向分流道长度60mm由图2-5査得修正系数fl=l.05,则分流道直径经修正后为5mm≈4.264=FD'=DL4.4.4分流道的截面形状本设计采用梯形截面,其加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。4.4.5分流道界面尺寸设梯形的上底宽度为B=6mm(为了便于选择刀具),底面圆角的半径R=lmm,梯形高度取H=2B/3=4mm,设下底宽度为b,梯形面积应满足如下关系式。(B+b)H/2=πD²/4代值计算得,b=3.813mm,考虑到梯形底部圆弧对面积的减小及脱模斜度等因素,取f=4.5mm。通过计算梯形斜度α=l0.6°，基本符合要求,如图4.3所示。图4.34.4.6凝料体积分流道的长度为220mm=242.5)+7.5+(60=L分(2)分流道截面积2分2lmm=424.5+6=A注塑模课程设计凝料体积33分分07.43306621146ALV分cmmm4.4.7校核剪切速率（1）确定注射时间，查文献三表2-3,可取t=1（2）计算単边分流道通体积流量：3塑分分076.12t5.28821.5tV22/Vcmq1333分分分s10857.0x2.5x10x12.0763.3Rq3.3