模具課程設(shè)計(jì)--塑料注射模具設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　模具課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要，塑料工業(yè)得到了飛速發(fā)展。塑料制品在機(jī)械、電子、航空和日常生活當(dāng)中等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。目前，中國(guó)的塑料工業(yè)的總體水平與其他先進(jìn)的國(guó)家相比還有一定的差距，還需要大力推進(jìn)此學(xué)科

2、及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)塑料工業(yè)亟需的專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。</p><p>　　本說明書為塑料注射模具設(shè)計(jì)說明書，是根據(jù)塑料模具手冊(cè)上的設(shè)計(jì)過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、課程設(shè)計(jì)說明書、參考文獻(xiàn)等。</p><p>　　編寫本說明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3、</p><p>　　本說明書在編寫過程中，和同學(xué)們一起商討擬定，同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)表謝意。</p><p>　　由于本小組人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課題設(shè)計(jì)</b></p

4、><p><b>　　塑件工藝分析</b></p><p>　　材料的選擇及成型性能分析</p><p>　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性能分析</p><p><b>　　塑件的體積和質(zhì)量</b></p><p>　　三、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 型

5、腔數(shù)量及排列方式</p><p><b>　　2. 選擇注射機(jī)</b></p><p><b>　　3. 確定分型面</b></p><p>　　4．澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5. 推出機(jī)構(gòu)</b></p><p><b&

6、gt;　　6. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　7. 成型零件設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算</p><p><b>　　8. 選擇模架</b></p><p>　　9. 模具與注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核</p><p>　　10. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p><b>　　四、模具的工作過

7、程</b></p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　一、課題設(shè)計(jì)</b></p><p>　　某企業(yè)設(shè)計(jì)的一種牙具盒的上蓋，材料是用ABS工程塑料制成，現(xiàn)在要為牙具的上蓋設(shè)計(jì)注射模具。上蓋的外形及工程圖如下圖所示：</p><p><b>

8、　　圖1：上蓋的外形</b></p><p><b>　　圖2：上蓋的三視圖</b></p><p>　　尺寸精度IT6，壁厚1mm，脫模斜度2°，塑料顏色是淺黃色的，生產(chǎn)批量：適度生產(chǎn)。</p><p><b>　　二、塑件工藝分析</b></p><p>　　1、材料的選擇

9、及成型性能分析</p><p>　　ABS是炳烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。ABS外觀為粒狀或粉狀，呈淺象牙色，不透明但成型的塑料件有較好的光澤。它無毒、無味，密度為1.02~~1.05.ABS具有較高的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降；有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性、耐水性、耐油性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS具有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，且

10、易著色。ABS幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機(jī)化合物的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中.ABS的熱變形溫度為93℃,脆化溫度為-27℃,使用的溫度范圍為-40---+100℃,ABS的耐候性差，在紫外線作用下容易氧化降解，會(huì)導(dǎo)致制件變硬變脆。</p><p>　　ABS具有良好的成型和綜合力學(xué)性能，因此用途廣泛，可用來制造水箱外殼、管道、儀表殼、齒輪、汽車殼板、玩具、家用電器及家具等。</p><p

11、>　　2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性能分析</p><p>　　牙具盒是一種很常見的室內(nèi)生活用品，使用的范圍比較小，但是作用比較大，使用起來方便，而且便于攜帶，不受陽光的直接照射，ABS具有良好的抗腐蝕性和力學(xué)性能，有一定的抗沖擊能力，著色特征給人以清新的視覺享受。因此使用ABS材料制造是很合適的。</p><p>　　3、塑件的體積和質(zhì)量</p><p>　　計(jì)算塑件的

12、重量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)，塑件的體積V1=22.34 cm3</p><p>　　查得ABS的密度為1.01kg/ cm3</p><p>　　質(zhì)量可求得M=22.34*1.01=22.5634kg?！ㄊ?）</p><p>　　根據(jù)上述的式1可知，選取的注射機(jī)初步為XS-Z-30型號(hào)的注射機(jī)。</p><p&g

13、t;<b>　　三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、型腔數(shù)量及排列方式</p><p>　　根據(jù)模具設(shè)計(jì)的要求模具采用一模一腔，塑件為適量生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單，重量輕，但是外形較大，所以采用單腔模具。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　2、選擇注射

14、機(jī)</b></p><p>　　XS-Z-30型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表所示：</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　3、確定分型面</b></p><p>　　塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，并且保證塑件順利脫模和精度要求。塑件的分型面選擇如圖3所示

15、。</p><p>　　4、澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)遵循如下基本原則：</p><p>　?、倭私馑芰系某尚涡阅?lt;/p><p>　　②盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕</p><p>　　③有利于型腔中氣體的排出</p><p>　?、芊乐剐托镜淖冃魏颓都奈灰?lt

16、;/p><p>　?、荼M量采用較短的流程充滿型腔</p><p><b>　　1）主流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主流道在模具使用過程當(dāng)中一般都垂直于分型面，主流道常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模

17、時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。如圖4所示： </p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　……………………………….(式2)</p><p><b>　　2）主流道襯套形式</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是較小模具，主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T

18、8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53—57HRC。主流道澆口套及其固定形式。為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和定位圈設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取35，錐度為，襯套如圖5，材料用鋼。熱處理淬火后，表面硬度為。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　主流道凝料體積：</b></p><p&g

19、t;　　……………….（式3）</p><p><b>　　主流道球面半徑為：</b></p><p>　　…………………（式4）</p><p><b>　　3）澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)塑件特征看塑件屬于壁薄零件，需要快速注射成型，為了便于使?jié)沧⒛吓c塑件自動(dòng)脫落，因此采用點(diǎn)澆

20、口，一般點(diǎn)澆口直徑，綜合考慮取澆口尺寸為1mm。澆口截面形狀如下圖6：</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　澆口剪切速率的校核</b></p><p>　　由點(diǎn)澆口經(jīng)驗(yàn)公式得：</p><p>　　…………………………………(式5)</p><p

21、><b>　　4）排氣系統(tǒng)</b></p><p>　　當(dāng)塑料熔體填充模具型腔是，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程當(dāng)中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及填充不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問題</p><

22、p>　　該模具是小型模具，排氣量不大，但分型面較大，型芯之間存在間隙，可直接利用間隙排氣，因此本設(shè)計(jì)不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。</p><p><b>　　5、推出機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見的一種形式。推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引

23、起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。</p><p>　　根據(jù)模具設(shè)計(jì)要求，采用頂桿推出機(jī)構(gòu)，頂桿同時(shí)也做型芯使用，頂桿的長(zhǎng)度由將塑件頂出型芯的高度確定。如下圖7：</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　尺寸計(jì)算</b></p>

24、;<p>　　L≥s+H+h+(8—10)mm</p><p><b>　　6、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)模具的大小和形狀，可確定該模具使用4個(gè)導(dǎo)柱，其布置為等直徑、不對(duì)稱布置，應(yīng)該采用帶頭直導(dǎo)柱，如下圖所示，帶頭導(dǎo)柱是常用結(jié)構(gòu)分兩段，近頭段為在模板中的安裝段，標(biāo)準(zhǔn)采用H7/m6配合，遠(yuǎn)頭段為滑動(dòng)段，其與導(dǎo)套的配合為H7/f6、如圖8：&

25、lt;/p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　7、成型零件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了便于模具安裝，增加模具的精度，減小切削加工量，由于制作形狀分析確定，所設(shè)計(jì)的凸凹模都采用整體式的，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。</p><p><b&g

26、t;　　圖9.凸模結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　圖10.凹模結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　8、選擇模架</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模板、定模座板、動(dòng)模板、動(dòng)模支撐板、墊塊、動(dòng)模座板、推桿固定板、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、及復(fù)位桿等組成。另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)澆口模架、帶推

27、件板推出的模架等。</p><p>　　模架按可分為基本型和派生型。適用的模板尺寸為B（寬）×L（長(zhǎng)）≤560mm×900mm</p><p>　　基本型組合 它是以直接澆口為主基本型組合 </p><p>　　推板推出機(jī)構(gòu) 定模兩板，動(dòng)模一板式（A1型）</p><p><b>　　圖11</b&

28、gt;</p><p>　　9、模具與注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核</p><p><b>　?、僮畲笞⑸淞啃：?lt;/b></p><p>　　一次注射成型所用塑料量最好為注射機(jī)最大注射量的80%。過小會(huì)造成塑件產(chǎn)品缺料、制品疏松而強(qiáng)度降低等缺陷，過大會(huì)造成塑料在料筒中停留時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)發(fā)生分解變質(zhì)。校核公式：KV。≥V=nV1+V2………………………………

29、………………………..（公式6）</p><p>　　V。——注射機(jī)最大注射容量</p><p>　　V1——單個(gè)制品的體積；K——最大注射量系數(shù)，一般取K=0.8</p><p>　　V——包括制品、澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi)的總體積</p><p>　　n——型腔數(shù)；V2——澆注系統(tǒng)的體積</p><p>　　KV。=0.

30、8*30=24 cm3……………………………………………………(式7)</p><p>　　V=1*22.34+0.5=22.8 cm3…………………………………………………(式8)</p><p>　　有上述公式7、8可知，最大注射量是符合要求的</p><p><b>　?、阪i模力的校核</b></p><p>　　

31、注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即：</p><p>　　F?！輕*A……………………………………（式9）</p><p>　　F?！⑸錂C(jī)最大鎖模力</p><p>　　P——模內(nèi)平均壓力；</p><p>　　A——制品與澆注系統(tǒng)在分型面投影面積之和。</p><

32、;p>　　模內(nèi)平均壓力如下表：</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　所以鎖模力是符合要求的。</p><p><b>　?、坶_模行程校核</b></p><p>　　注射機(jī)開模最大行程是有限的，從模具中取出塑料制品的開模距離必須小于注射機(jī)的開模距離，雙分型面的注射模開

33、模行程需增加取出澆注系統(tǒng)凝料時(shí)定模座板與中間板的分開距離a，按下式校核：</p><p>　　S≥H1+H2+a+(5—10)mm………………………(式10)</p><p>　　S=160≥60+60+25+（5—10）</p><p>　　因此開模行程是符合要求的。</p><p>　　10、.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><

34、p>　　冷卻水回路布置的基本原則</p><p>　?、爬鋮s水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大</p><p>　?、评鋮s水道到型腔表面距離適當(dāng)</p><p>　?、抢鋮s水道應(yīng)暢通無阻</p><p>　?、壤鋮s水道應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位</p><p>　　塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、

35、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。</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(duì)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。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。<

36、/p><p>　　模具冷卻在型腔、型芯的合理部位，設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制溫度，冷卻水采用室溫冷水，水孔邊離型腔的距離一般保持，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率較低，水孔直徑一般在以上，水孔管路應(yīng)暢通無阻，水孔通過鑲塊密封嚴(yán)實(shí)，冷卻水路采用直通循環(huán)式，如圖：</p><p><b>　　圖12</b></p><p>&

37、lt;b>　　四、模具的工作過程</b></p><p>　　1、 模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：</p><p>　　對(duì)塑料進(jìn)行烘干，并裝入料斗中</p><p>　　清理模具型芯，型腔，病噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷?lt;/p><p><b>　　合模，鎖緊模具。</b>

38、;</p><p>　　對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。</p><p>　　注射過程包括充模，保壓，倒流，冷卻，和脫模。</p><p><b>　　2、 脫模過程：</b></p><p>　　開模時(shí)，合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，彈簧定距拉桿在預(yù)壓彈簧的作用下推動(dòng)中間板后退，一定距離后受到定距螺栓的限制中間板停止后

39、移，同時(shí)將主流道凝料拉出主流道。模具動(dòng)模部分繼續(xù)后移一定距離后推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在頂桿的作用下將塑件從型芯上推出，然后將澆注系統(tǒng)凝料取出。最后要對(duì)塑件進(jìn)行后處理。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《塑料成型工藝模具設(shè)計(jì)》…………………………………………于保敏</p><p>　　2.《塑料模具課程設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)