1、XTU大學塑料成型工藝課程設計說明 書題目：塑料圓筒注塑模具設計專業：材料成型及控制工程班級：材料4班姓名：如風指導老師：肖哥時間：2010年3月2日引 言本說明書為塑料注塑模具設計說明書，是根據塑料模具手冊上的設計過程及相關工藝編寫的。本說明書 的類容包括：目錄、課程設計指導書、課程設計說明書、參考文獻等。編寫本說明書時，力求符合設計步驟，詳細說明了塑料注射模具的設計方法以及各種參數的具體計算方 法，如塑件的成型工藝、塑料脫模結構的設計。由于本人設計水平有限，在設計過程中難免有不足之處，敬請各位老師批評指正。頁腳內容1設計者：如風課程設計指導書一、 題目：塑料圓筒材料：ABS二、明確設計任務

2、，收集有關資料 ：1 了解設計的任務、內容、要求和步驟，指定設計方案2查閱、收集有關的設計參考資料3 了解所設計零件的用途、結構、性能，在整個產品中裝配關系、技術要求、生產批量4模具制造技能和設備條件及可采用的模具標準情況三、工藝性分析分析塑件的工藝性包括技術和經濟兩方面，在技術方面，根據產品圖紙，只要分析塑件的形狀特點、尺寸大 小、尺寸標注方法、精度要求、表面質量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經濟方面，主要根 據塑件的生產批量分析產品成本，闡明采用注射生產可取得的經濟效益。1塑件的形狀和尺寸:頁腳內容2塑件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同2塑件的尺寸精度和外觀要求：塑件的尺

3、寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結構型式及制造精度有關。3生產批量生產批量的大小，直接影響模具的結構型式，一般大批量生產可選用一模多腔來提高生產率；小批量 生產時，可采用單行腔模具等進行生產來降低模具的制作費用。4其他方面在對塑件進行工藝分析時，除了考慮上述因素外，還應分析塑件厚度、塑料成型性能及模塑生產常見 的制品缺陷問題對模塑工藝的影響。四、確定成型方案及模具型式：根據對塑件零件的形狀、尺寸、精度及表面質量的分析結果，確定所需的模塑成型方案，制品后加工、分型 面的選擇、行腔的數目和排列、成型零件的結構、澆注系統等。五、工藝計算和設計般應先進行計算。對于形狀復雜的不規則制品可估算估1注射

4、量計算：涉及到選擇注射機的規格型號, 計塑料的用量，及保證足夠的塑料用量為原則。2澆注系統設計計算：這是設計注射模的第一步，只有完成澆注系統的設計后才能估算型腔的壓力、注 射時間、校核鎖模力，從而進一步校核所選擇的注射機是否符合要求。澆注系統設計計算包括澆道布置、主 流道和分流道截面尺寸計算、澆注系統壓力降計算和型腔壓力校核。3成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向尺寸高度尺寸，其最大值直接關系到模具尺寸大小， 而工作尺寸的精度則直接影響制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺 寸均以最大尺寸作為公稱尺寸；進行工作尺寸計算式應考慮塑料的收縮率和模具壽命等因素。4

5、模具加熱冷卻系統計算：模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。冷卻系統計算包括冷卻時間和冷卻參數計算，冷卻參數包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數計算及冷卻誰流動狀態校核和冷卻水入口和出口處溫 差的校核。5注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設計完成后，還需校核選擇的注射機壓力盒鎖模力能否 滿足塑料成型要求，校核模具成型尺寸可否方便便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。六、進行模具結構設計1 確定凹模尺寸：先計算凹模厚度，再據厚度確定凹模周界尺寸，確定凹模周界尺寸是要注意：第一、澆 注系統的布置，特別是對于一模多腔的塑料模要仔細考慮模腔位置和澆道布置；第二、要考慮凹模上螺孔的 布置位置；第三、凹

6、模中心與模板幾何中心應重合；第四、凹模外形尺寸盡量按國家標準選取。2選擇模架并確定其他模具零件的主要參數；在確定模架結構形式和定模、動模板的尺寸后，可根據定模、動模板的尺寸，從塑料模國家標準GB/TB12555-1990和GB/T12556-1990中確定模架規格，待模架規格確定后即可確定主要塑模零件的規格參數。再查閱有關零件圖表，就可以畫裝配圖。頁腳內容3七、畫裝配圖1主視圖：繪制模具工作位置剖面圖2側視圖：繪制定模部分視圖3俯視圖和局部剖視圖等4列出零件明細表，注明材質和數量，凡標準件須注明規格5技術要求及說明，包括所選注射機設備型號，所選用的標準模架型號及模具閉合高度，模具間隙及其 他要

7、求。八、繪制各非標準零件圖零件圖上應注明全部尺寸、公差與配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料熱處理方法及其他要求九、編寫技術文件1編寫注射成型工藝卡片：根據塑料的成型特點，查閱相關資料，確定合理的注射成型工藝參數，并作 成工藝卡片。2編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝工程卡片3編寫設計說明書第一部分塑件分析第二部分材料工藝特性分析第三部分注射機的型號和規格初步選擇頁腳內容4第四部分澆注系統的設計第五部分分型面的選擇第六部分成型零件的設計第七部分模體的設計第八部分推出機構的設計第九部分導向、定位、回復機構的設計第十部分排氣系統和加熱冷卻系統的設計第一

8、分注射機的校核第十二部分參考資料塑料圓筒件（一模兩件）注塑模設計說明書一、塑件分析：1 .該塑件為一小尺寸圓筒件，形狀簡單；壁厚 t=1.5mm,壁厚內徑比（t/d）為1/60小于1/10,該塑件為薄 壁塑件，并且各處壁厚均勻。2 .該塑件表面粗糙度全部為 Ra0.8mm塑件各尺寸公差按 MT剛精度標注。3 .該塑件無側凹、側孔等，不需設計側抽芯裝置，相應模具結構簡單。頁腳內容5二、材料工藝特性分析：1加工性能分析：1）無定型塑料，吸濕性強，含水量應少于0.3%,必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間的預熱干燥。2）流動性中等，溢邊料 0.04mm左右。3）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫

9、，模溫。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料 溫為180230,注射壓力為 100140Mpa螺桿式注射機則取 160220C, 70100Mpa為宜。4）模具設計時應注意澆注系統，選擇好進料口的位置、形式。推力過大或機械加工時塑料表面呈現白色痕跡”（但在熱水中加熱可消失）。2成形條件分析：塑料名稱苯乙烯-丁二烯-丙烯睛共聚 物縮寫ABS注射成型機類型螺桿式.-3密度/g - cm1.03-1.07計算收縮率/%0.30.8預熱溫度/ C6075時間/h2-3料筒溫度/后段150170中段165180前段180200噴嘴溫度/ 170180模具溫度/ C50-80注射壓力/Mp

10、a60100成型時間/s注射時間2090頁腳內容6高壓時間0-5冷卻時間20120總周期50220后處理方法紅外線燈、烘箱溫度/ C70時間/h2-4二、初選注塑機:1注射量計算通過幾何估算得該塑件單件體積V塑=2V筒=2 6 (6.3/2 ) 2- 6 (6/2) 2X4+n X(6/2) 2X0.15cm34 3=31.65cm般澆注系統凝料體積 V澆占V塑的10%15%X V澆=15%W，則最小總體積為 V總=(1+15%)V塑,ABS的計算收縮率 s為0.30.8% ,取s=0.7%,可得 V 注=V總/ (1-s)=36.65cm 3所選注塑機的理論注射容量必須大于以上計算結果。SZ

11、-800/3200的注射機，其主要技術參數如2初選設備項目SZ-800/3200理論注射容量/cm3840螺桿直徑/mm67注射壓力/Mpa142.2鎖模力/kN3200根據ABS的成形條件、工藝性能及注射容量等，初選使用型號為 下表：頁腳內容7拉桿內間距/mm600X600移模行程/mm550模具厚度/mm600最小300鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑/mm160噴嘴球直徑/mmSR20四、澆注系統的設計1主流道的設計主流道通常采用半錐角為 1 2。的圓錐角，這里取 2 o澆口套材料為T8,直接壓入定模座板內(配合H7/n6)。主流道入口的凹坑球半徑 R應大于注射劑噴嘴球頭半徑 r,通常為R=

12、r+(0.51 ) mm,噴嘴球頭半徑 r=10mm取R=10.5mm凹坑球深度一般取35mm取5mm為了使凝料順利拔出，主流道的小段直徑D應稍大于注射機噴嘴直徑 d,通常為D=d+(0.51)mm,其中 d=4mm取 D=5mm2澆口設計根據塑件壁厚均勻，大批量生產的要求，選擇采用點澆口的形式進澆.其優點在于：可顯著提高熔體的剪切速率，是熔體黏度大為降低，有利于充模，這對于PE PS PP和ABS等對剪切速率敏感的熔體尤為有效。熔體經過點澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，黏度再次下降，使熔體流動性更好。有利于澆口與制品的自動分離，便于實現制品生產過程中的自動化。頁腳內容8澆口痕跡小，容易修

13、整。不適合厚壁或壁厚不均勻的制品成形，要求采用較高的注射壓力。為了取出流道凝料，必須采用雙分型面結構。3分流道設計和型腔布置分流道一般要求盡可能采用平衡式分流道，而且力求流道最短。為了便于流道凝料的脫出， 將分流道布置在定模一側，動模側不布置。采用梯形截面的分流道，且梯形長邊 D取7.5mm,高度h取5mm選用梯形截面分流道是因為它的效率高且加工比較簡單。五、分型面的選擇分型面是模具結構的基準面，它直接影響著成型塑件的質量、模具加工的工藝性以及注射成型的效率等。選擇分型面主要根據以下幾個原則：1分型面應該選擇在制品的最大截面處；2盡可能使制品留在動模一側；3有利于保證制品的尺寸精度；4有利于保

14、證制品的外觀質量；5盡可能滿足制品的使用要求；6有利于排氣；7有利于簡化模具結構，由于該模具采用點澆口，該模具必須采用雙分型面的模具結構。即，第一分型面在定模座板和定模板之間, 主要作用是便于流道凝料的順利取出；第二分型面即為了取出制品而設的主分型面，根據選取分型面的原則， 為了保證制品脫模時留在動模一側，并保證利于排氣，將分型面選為制品凹腔開口向的那面，分模時制品凹 腔朝向動模并留在動模上。六、成型零件設計將制品各尺寸公差按 MT5級精度標注在制品圖紙上，按所標尺寸進行計算。1成型零件尺寸計算1）型腔尺寸計算頁腳內容9型腔大端徑向尺寸計算公式為D=D(1+S)- ?廣01式中D一型腔徑向尺寸

15、，mmD 0塑件的徑向基本尺寸，mmS 一塑件的平均收縮率，%一塑件的尺寸偏差，mm一成型零件的制造偏差，按IT9級公差選取而精度要求不高的塑件(1/31/6) 選取可得D=63 X (1+0.7%)- ? X 0.46 +1/3 X 0.46。=63.10 如5。取拔模斜度31 = 1型腔深度尺寸的計算公式為H=H(1+S)-2/3 2式中H一型腔深度尺寸，mmH0塑件高度基本尺寸，mm其余符合與【1】同。同樣可得H=40 X (1+0.7%)-2/3 X 0.36+1/3 X 0.36 0=40.04 +0J202)型芯尺寸計算型芯小端徑向尺寸計算公式為d=d 0(1+S)+3/4 r-【

16、3】式中d 型芯的徑向尺寸，mmd。一塑件的徑向基本尺寸，mm;其余符號與【1】同。得d=60 X (1+0.7%)+3/4 X 0.46-1/3 X 0.46 =60.77 -0.15斜度 32=1 15頁腳內容10型芯高度的計算公式為h=h0（1+S）+2/3 /-4式中h 型芯的高度尺寸，mnph0一塑件的深度基本尺寸，mm其余符號與【1】同。得h=38.5 X （1+0.7%）+2/3 X 0.36-1/3 X 0.36 =39.01 -0.12以上各式均參見參考書2P107。2成型零件的結構設計該塑件內外形尺寸較小，且結構簡單，型腔采用整體式，其優點是強度和硬度都相對較高，且不易變形

17、，塑 件上不會產生拼模縫痕跡。型芯采用整體組合式，即將型芯鑲嵌在模板上固定的形式，采用 H7/h6的配合精度，將型芯嵌入后用螺栓在 背面固定。這種整體組合式多用于形狀比較簡單，即模框孔易于加工配合的模具中。便于修配和更換。3成型零件的力學計算 1）型腔側壁厚度S的計算取型腔壓力P=35Mpa。般從注射壓力的25%50選取），則,a.按強度條件計算圓形型腔側壁厚度的公式為【5】式中,S 一型腔側壁厚度，mm一型腔內半徑，r=63.10/2=31.55mm ;。一型腔材料的許用應力，MPa為淬硬鋼材的（r=156.8MPa；見參考書2P99式（5-2）。即，代入數值得 S=19.97mm b.按剛

18、度條件計算的公式為頁腳內容111.15【6】式中，h一型腔高度，mmE 一型腔材料的彈性模量,MPa 取 e=2.i x i05MPaB 型腔許用變形量，ABS等中粘度的材料B KAP【13】式中F一注射機的額定鎖模力（kN）;A 一制品和流道在分型面上的投影面積之和（cm）;P 一型腔的平均計算壓力（Mpa；K 安全系數，通常取 K=1.11.2 ;見參考書1P430式（2.9-6 ）。初選的設備時，K取1.2,頁腳內容16P=35Mpa(ABS)Z 2 n（6.3/2 ） 2+17 X 0.52 =62.34+8.5=70.84cm ;WJ KAP=1.2X70.84X35=2975.28kN即鎖模力F2976kN2開模行程校核所選注射機的鎖模方式為雙曲肘鎖模，其開模行程與模具厚度無關，其雙分型面注射模的開模行程校核式為Hl H+Hb+a+510 mm【14】式中H注射機動模板的開模行程（mm；Hi制品推出距離（mm；H2制品高度（m