塑料模課程設(shè)計(jì)---連接座成型模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題: 連接座成型模具設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者: </p><p>　　專 業(yè): 材料成型及控

2、制工程 </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間: </p><p>　　指導(dǎo)老師: </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

3、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書····················1</p><p>　　編制塑件成型工藝卡 ········

4、·································2</p><p>

5、　　塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)··································

6、83;··3</p><p>　　2.1 ABS特性····························

7、83;·····················3</p><p>　　2.2 塑件原材料成型性能·········

8、;································3</p><p>　　2.3

9、 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析·························4</p><p>　　2.4 塑件成型方法確定··&#

10、183;····································

11、····4</p><p>　　3 塑件成型模具設(shè)計(jì)···························

12、;·················4</p><p>　　3.1 型腔的數(shù)量和布置·············&#

13、183;·····························4</p><p>　　3.2 選擇注塑機(jī)型號及其參數(shù)&#

14、183;····································

15、4</p><p>　　3.3 確定分型面·······························

16、··················6</p><p>　　3.4 澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)············&#

17、183;····························6</p><p>　　3.5 成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算·

18、3;····································&#

19、183;··8</p><p>　　3.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)····························&

20、#183;··················9</p><p>　　3.7 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇（示意圖）··········

21、83;··················9</p><p>　　3.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)············

22、·······························10</p><p>　　3.10 推出機(jī)構(gòu)

23、（脫模）設(shè)計(jì)···································

24、3;···11</p><p>　　3.11 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)···························&#

25、183;···················11</p><p>　　4 設(shè)計(jì)小結(jié)···········

26、3;····································&#

27、183;····11</p><p>　　5 參考文獻(xiàn)···························

28、;···························11</p><p>　　附錄（模具總裝圖和零件圖）···&

29、#183;································11</p><p>

30、　　“塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　課題設(shè)計(jì)名稱： 連接座 的注射模設(shè)計(jì)</p><p><b>　　塑件圖： </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　編制模塑成型工藝規(guī)程（即填寫“塑件成型工藝卡”）</p&g

31、t;<p>　　繪制塑件注射模總裝圖（A3圖紙1張）</p><p>　　繪制該模具凸模、凹模的零件圖各一套（A3圖紙多張）</p><p>　　編寫完善模具設(shè)計(jì)說明書（按A4打印紙裝訂）</p><p><b>　　1 塑件成型工藝卡</b></p><p><b>　　塑件成型工藝卡</

32、b></p><p>　　2 塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 ABS的特性</p><p>　?。?）化學(xué)和物理特性</p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三種化學(xué)單位合成，每種單體都有不同特性；丙烯腈有高強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性，抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工，高光潔及高強(qiáng)度

33、。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯—丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯膠分散相。這就決定了ABS材料的耐高溫性、抗沖擊性及易加工性等多種特性?？s水率為0.5%。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能，有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工且易著色，幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機(jī)化合物的影響。密度為1.08~1.2g/cm3使用溫度在－40~1

34、00℃，紫外線作用下容易氧化分解。</p><p><b>　　典型應(yīng)用范圍</b></p><p>　　水箱外殼、蓄電池槽、電機(jī)外殼、齒輪、把手等等。</p><p>　?。?） ABS注塑模工藝條件</p><p>　　干燥：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為80~90C下最少干燥2小時(shí)

35、。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。</p><p>　　熔化溫度：210~280℃，建議熔化溫度范圍在245℃左右。模具溫度：25~70℃，6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對于最優(yōu)的加工周期時(shí)間，冷卻腔道直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1.3d之內(nèi)（“d”是冷卻腔道的直徑）。注射壓力：60～100MPa，射速度：使用

36、高速注射。</p><p>　　2.2塑件原材料成型性能</p><p>　　1. 無定形料，其品種牌號很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。</p><p>　　2. 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。</p><p>　　3. 流動(dòng)性中等，溢邊料0.

37、04mm左右(流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯</p><p><b>　　、聚氯乙烯好)。</b></p><p>　　4. 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫(對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高)，料溫對物性影響較大、料溫過高易分解(分解溫度為250℃左右，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高塑件模溫宜取50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60～

38、80℃，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180～230℃，注射壓力為100～140Mpa，螺桿式注射機(jī)則取160～220℃，70～100MPa。</p><p>　　5. 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡(但</p><p>　　在熱水中加熱可消失)，脫模斜度

39、宜取2°以上。</p><p>　　2.3塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析</p><p>　?。?） 結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，零件總體為一個(gè)圓筒，側(cè)面有一個(gè)長寬為32 X 16的長方體，在長方體中間有一個(gè)直徑為6的圓，在底圓筒與長方體垂直的一側(cè)有一個(gè)通孔</p><p>　　(2) 尺寸精度：塑件的精度為5級，精度要求中等。</p>

40、<p>　?。?）表面質(zhì)量分析：零件的要求表面沒有缺陷、毛刺，表面要求光滑，最好自然形成圓角。 </p><p>　　2.4塑件成型方法確定</p><p>　　綜上所述，該塑件的結(jié)構(gòu)比較簡單，而且壁厚均勻，成型工藝性好，可以采用注射成方法生產(chǎn)。</p><p><b>　　3塑件成型模具設(shè)計(jì)</b></p>

41、<p>　　3.1型腔的數(shù)量和布置</p><p>　　該塑件的精度要求不高，屬小型塑件，且形狀簡單，又為中等批量生產(chǎn)，初定為一模一腔平衡的模具形式，其布置方式如下圖所示：為了保證塑件表面質(zhì)量要求，選擇輪輻式澆口成型，模具選用單分型面注射模。</p><p>　　3.2選擇注塑機(jī)型號及其參數(shù)</p><p><b>　?。?）注射量的計(jì)算&l

42、t;/b></p><p>　　通過Pro/E建模分析，塑件的體積 為13323㎜3，塑件的質(zhì)量: m1=14.65g此時(shí)流道凝料的體積未知，可按塑件質(zhì)量的0.6倍進(jìn)行估算，所以注射量為: </p><p><b>　?。?）鎖模力的計(jì)算</b></p><p>　　流道凝料(包括澆口)在分型面上的的投影面積A，在此時(shí)還是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)經(jīng)

43、驗(yàn)公式： ，（ 為每個(gè)塑件在分型面上的投影面積)，用 進(jìn)行估算： </p><p><b>　　，式中</b></p><p>　　查塑件所需的注射壓力60-100Mpa，而型腔的平均壓力是注射壓力的30%-65%，因塑件為薄壁塑件，且澆口為側(cè)澆口，其壓力損失比較大，所以取 大一些，則 </p><p>　　(3) 選擇注塑機(jī)：根據(jù)上面計(jì)算的

44、注射量和鎖模力，可選用國產(chǎn)XS-ZY-125螺桿式注射成型機(jī)，其有關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　(4) 射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><p><b>　　型腔數(shù)量的校核</b></p><p>　　由注射機(jī)的額定注射量校核模具的型腔數(shù)量：</p><p><b>　　型腔數(shù)目校核合格</b><

45、;/p><p>　　式中為Vj注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的體積</p><p>　　Vz為每個(gè)塑件的體積</p><p>　　Vg為注射機(jī)的額定注射量</p><p><b>　　注射壓力的校核 </b></p><p><b>　　注射壓力校核合格</b></p>&l

46、t;p>　　式中　K為注射壓力安全系數(shù)一般為1.25－1.4</p><p><b>　　鎖模力的校核</b></p><p>　　K 為鎖模力安全系數(shù)，一般取1.1—1.2</p><p>　　其它尺寸的校核只有待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。</p><p><b>　　3.3確定分型面<

47、/b></p><p>　　本塑件要求外側(cè)表面光滑，依據(jù)分型面的選擇原則，該塑件的分型面應(yīng)選如下A-A所示位置，這樣凹模型腔整體加工成型，塑件外表面光滑，且容易脫模。</p><p>　　3.4澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）主流道的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主流道尺

48、寸</b></p><p><b>　　主流道的小端直徑：</b></p><p>　　SR=噴嘴的兩面半徑+（1~2）=12+2=14mm</p><p>　　主流道錐角：?。恢髁鞯篱L度：取L=44mm；</p><p><b>　　主流道的大端直徑：</b></p>&

49、lt;p><b>　　主流道襯套的形式</b></p><p>　　由于主流道入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，極易損壞，對材料的要求比較高，因而主流道設(shè)計(jì)為澆口套，采用45鋼，熱處理為43HRC－48HRC，如下圖所示：</p><p>　　與之相配合的定位圈的結(jié)構(gòu)如下圖所示</p><p><b>　　分流道的設(shè)計(jì)</b&g

50、t;</p><p>　　分流道的布置：為了讓分流道要能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使凝料熔體盡快地分配到型腔，因此，采用如下圖所示衡式分流道結(jié)構(gòu)：</p><p>　　分流道的形狀和截面尺寸：</p><p>　　由于ABS的流動(dòng)性很好，因此選用加工性能比較好的U形截面流道，查表得d=5㎜，斜角 </p><p>　　分流道的表

51、面粗糙度：</p><p>　　流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般為0.8—1.6,在此取1.4，如上圖所示</p><p><b>　　澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于塑件的外觀表面質(zhì)量要求比較高，應(yīng)沒有明顯的燒口痕跡，因此采用點(diǎn)澆查表得其尺寸如圖所示：</p><p><b>　　注射行程

52、的校核</b></p><p>　　查XS-ZY-125注射注射行程為115，澆注系統(tǒng)的長度：</p><p>　　35+10=45<115mm ,成立。</p><p>　　3.5模具成型部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　分析塑件的結(jié)構(gòu)可知根據(jù)尺寸公差可知：塑件在徑向上的公差等級為MT5級(GB4458.5-84)，對于

53、此塑料此精度為中等。分析塑件的結(jié)構(gòu)可知?jiǎng)幽２糠植捎谜w式型芯結(jié)構(gòu)加工即可。</p><p>　　塑料收縮率范圍為：0.3-0.8%，所以平均收縮率為：</p><p><b>　　型芯</b></p><p>　　采用臺肩固定的形式，其下底面用模仁將其壓緊。</p><p><b>　　所以型芯尺寸為：<

54、;/b></p><p><b>　　型腔</b></p><p><b>　　型腔的尺寸為：</b></p><p><b>　　中心距</b></p><p><b>　　中心距尺寸為：</b></p><p>　　3.7

55、排氣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　此塑件為小型塑件，澆注口在塑件上方，為推件板推出，為了讓氣體順利排出，在分型面上開設(shè)排氣槽，</p><p>　　3.8模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件選擇</p><p>　　根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合模架標(biāo)準(zhǔn)架，選用結(jié)構(gòu) 形式為A4型，模架尺寸為200×180的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。</p><p>　　（1）與

56、型腔零件有關(guān)參數(shù)的校核</p><p><b>　　型邊緣距離的校核</b></p><p>　　校核合格。 為模腔材料的許用應(yīng)用力，查Cr12MoV 的許用應(yīng)力為245MPa</p><p><b>　　腔底板厚度的校核</b></p><p><b>　　校核合格。</b>

57、</p><p><b>　　模具閉合高度的校核</b></p><p>　　計(jì)算模具的閉合高度為：</p><p><b>　　模具的外形的校核：</b></p><p>　　本模具的外形的尺寸為： ，查XS－ZY－125注射機(jī)的模板的最大安裝尺寸為 ，故能滿足模的安裝要求。</p>

58、<p><b>　　開模行程的校核：</b></p><p>　　模具的行程為，查XS－ZY－125的最大開模行程為300mm>100mm,即能滿足注射機(jī)的開模要求。</p><p>　　3.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>

59、　　塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。</p><p>　　一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻

60、璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對模具進(jìn)行人工冷卻，以</p><p><b>　　2、冷卻時(shí)間的確定</b></p><p>　　在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)

61、度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式：</p><p>　　式中，a — 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）；</p><p>　　現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道ABS的TS=260℃，TM=80℃，TE=120℃，而塑件的厚度為2mm：</p><p>　　3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則&

62、lt;/p><p>　　①、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡</p><p>　　②、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。</p><p>　?、?、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。</p><p>　?、?、澆口處加強(qiáng)冷卻。</p><p>　　⑤、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。</p>

63、<p>　?、?、合理選擇冷卻水道的形式。</p><p>　?、摺⒑侠泶_定冷卻水管接頭位置。</p><p>　?、?、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。</p><p>　　⑨、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。</p><p>　　4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式</p><

64、;p>　　根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷 卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。</p><p>　　簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。</p><p><b>　　5、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算</b>

65、</p><p>　　由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查閱可得，ABS的單位質(zhì)量成型時(shí)放出的熱量為300KJ~400KJ/Kg。放出熱量為60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ</p><p>　　其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去。</p><p>　　3.10 推出機(jī)構(gòu)（脫模）</p><p>　　（1）推出機(jī)構(gòu)的形式確

66、定：</p><p>　　此塑件采用頂桿推出，推桿設(shè)計(jì)在塑件的臺階處，每個(gè)塑件由8根推桿推出，在臺階處圓形均布，共32根。其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。</p><p>　　（2）脫模力的計(jì)算：</p><p><b>　?。?）脫模力的校核</b></p><p><b>　　3.11導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</b>&l

67、t;/p><p>　　導(dǎo)柱選用模架本身的規(guī)格，但其長度與開模行程有關(guān)，必須另行設(shè)計(jì)選擇. 經(jīng)計(jì)算得查表取標(biāo)準(zhǔn)得到長導(dǎo)柱的長度取為100mm，導(dǎo)柱的長度取為90mm,</p><p>　　其相關(guān)的配合見裝配圖所示，與之相應(yīng)的導(dǎo)套選用模架自帶規(guī)格。</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)小結(jié) </b></p><p>　　

68、塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，它在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認(rèn)識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)的基本知識，掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，對塑料模有了一個(gè)更高的認(rèn)識。這對我們在今后的生產(chǎn)實(shí)踐工作中無疑是個(gè)很好的幫助，為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。 </p><p>　　塑料制品成型及模具的設(shè)計(jì)還是個(gè)很專

69、業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項(xiàng)技術(shù)光靠書本上的點(diǎn)點(diǎn)知識還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實(shí)際結(jié)合起來，這還需要我們到工廠里去實(shí)踐。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，高等教育出版社，</p><p&