塑料模具的大學(xué)本科方案設(shè)計(jì)書

1、塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目底板姓名：徐恩班 級(jí)：模具092學(xué) 號(hào)：44指導(dǎo)教師：李春玲 劉進(jìn)江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院、八,、刖言本次塑料模模具設(shè)計(jì)是為我們?cè)趯W(xué)完基礎(chǔ)理論課、 技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基 礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：一、綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)， 進(jìn)行一次塑料模模具 設(shè)計(jì)工作的實(shí)踐練習(xí)，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。二、鞏固與擴(kuò)充“塑料模模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握塑料模模具設(shè) 計(jì)的方法和步驟。掌握塑料模模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資 料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。三、由于設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，加之本人設(shè)計(jì)水平有限，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，

2、請(qǐng) 各位老師批評(píng)指正。徐恩目錄一塑件的材料及工藝分析 1二初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 3三確定分型面、型腔數(shù)目及分布 5四模架的初選擇 7五澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8六推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10七 成型零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 11八加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12九 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 13十裝配圖 1516感謝語(yǔ)塑件的材料及工藝分析制件名稱：底板材料制件表面粗糙度制件未注公差等級(jí)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求其它技術(shù)要求PE0.8 0.2 1 mMT6一模四件1. 塑件材料分析1）制件的材料：聚乙烯（PE）2）材料的性能：聚乙烯樹脂無(wú)毒、無(wú)味、呈白色或乳白色，柔軟、半透明的大理石狀粒料，為結(jié)晶型塑料。密度為0.190.96g/c m

3、時(shí)，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，且介電性能與溫度、濕度無(wú)關(guān)，是最理想的高頻絕緣材料。2. 塑件的結(jié)構(gòu)分析和表面質(zhì)量分析（1）結(jié)構(gòu)分析：最大界面長(zhǎng),寬相等為70mm高為10mm中間有12mm6mm的圓, 最大壁厚為10mm,最小壁厚為5mm精度全部為 MT6級(jí)。以上分析可見，該零件的尺寸精 度較低，加工可以保證。表面粗糙度為0.80.2um，加工容易實(shí)現(xiàn)。(2) 尺寸精度分析：未標(biāo)注的公差等級(jí)為MT5尺寸精度較低，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。軸類：2 _0.26叱.385爲(wèi)210_0.3870： .28孔類：-6

4、oO.32 -12oO.46 1o0.26中心距：22 _ 0.31(3) 表面質(zhì)量分析：該零件的表面粗糙度為0.8um0.2um，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。3. 塑件的成型工藝分析聚乙烯的成型收縮率范圍及收縮值大，易產(chǎn)生縮孔；在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大，方向性明顯，易產(chǎn)生變形、翹曲，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；應(yīng)控制模溫,保持冷卻均勻、穩(wěn)定；冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具要設(shè)有冷卻系統(tǒng)；流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感，宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度應(yīng)快，保壓充分。質(zhì)軟脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。綜合工藝性：機(jī)械性能良好，化學(xué)穩(wěn)定。最大壁厚為10mm壁厚差為5m

5、m比較均勻,有利于零件成型。表面粗糙度為0.80.2um。為有利于脫模，塑件拔模斜度為0.5 0。設(shè)計(jì)模具注意事項(xiàng)： 成型壓力較高，塑件上的脫模斜度稍大； 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì) 時(shí)因注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。結(jié)論：綜上分析可知該塑件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，尺寸精度較低，工藝性合理，不需要進(jìn)行修改，制件精度要求不高，對(duì)應(yīng)模具的零件尺寸加工易于保證， 注射機(jī)在工 藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。二初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格1.計(jì)算塑件的體積是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)經(jīng)UG計(jì)算塑件的體積為：v = 22.7cm32 計(jì)算塑料體積采用一模四腔V總塑料二4 V塑件1.4/ 80 %-

6、422.71.4/80%= 158 .9 cm3.模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注射時(shí)所需壓力和注射量初步選用注射機(jī)為SZ-200型注射機(jī)型號(hào)SZ-200螺桿直徑/mm42螺桿轉(zhuǎn)速/ (r/min )0 220理論注塑容量/ cm3200注塑壓力/MPa150注塑速率/(g/s)120塑化能力/(kg/h)70鎖模力/KN120拉桿間距(HX V) /355 X 385模板行程/mm305模具最小厚度/mm230模具最大厚度/mm400定位孔直徑/mm125定位孔深度/mm15噴嘴伸出量/mm20噴嘴球半徑/mm15頂出行程/mm90頂出力/KN22油泵電機(jī)功率/KW15加熱功率/K

7、W8.25機(jī)器質(zhì)量/t4.3外形尺寸 / (LX W H) / (mX mX m)4.0 X 1.4 X 1.94.塑料注射成型工藝參數(shù)的確定查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表2-2可知POM的成型工藝參數(shù)可作如下選擇:注射機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/ ( r.min -1)20 40噴嘴度成型直通式溫度/oc220230料筒溫度/oc前段230250中段240260后段230240模具溫度/°c80 100注射壓力/MPa80 120保壓壓力/MPa40 50注射時(shí)間Is05保壓時(shí)間Is20 80冷卻時(shí)間Is20 50成型周期Is50 140三 確定分型面、型腔數(shù)目及分布1.分型面選擇分型面的選

8、擇應(yīng)盡可能使型考慮分型面的原則：分型面應(yīng)選擇在型件外形最大輪廓處, 件在開模后留在推出機(jī)構(gòu)一側(cè)，便于塑件順利脫模。由該塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)有太大影響。由以上綜合考慮，分型面應(yīng)選為如下圖所示:2.確定型腔的排列方式本制件在注射時(shí)采用一模四件，即模具需要四個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的 復(fù)雜程度等因素宜采取如圖所示的型腔排列方式。這種排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于塑件的順利脫模，其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型后到另一端的熔料流程較長(zhǎng)，但因該塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)有太大的影響。ooO o0 oO JoPyxc O'©一oo四模架的初選擇X 20+2 X 70+40=220 伽X 20+2 X 7

9、0+40=220 伽250mnX 250mmS=20 伽 t=2S=40 伽模仁的長(zhǎng)度：L=2S+2A+t=2模仁的寬度：B=2S+2C+t=2模仁的周界尺寸圓整為選模架根據(jù)據(jù)模仁的周界尺寸選的模架為350 mmX 350 mm五澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1. 主流道設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 szy-3oo型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。噴嘴前孔徑為d 4mm噴嘴前端球面半徑SR, =15mm ；噴嘴前端球面半徑SR=SR + (12)mm及 d =4 (0.51)mm,取主流道球面半徑 SR=17mmJ、端直徑d=4.5mm.為了便于將凝料從 主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形其斜度為24，經(jīng)換算得主流道大端面直

10、徑D=6mm為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=2m m的圓弧過(guò)度。設(shè)置主流道襯套： 選用A型襯套，對(duì)于小型注射機(jī)，可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，襯套長(zhǎng)度與定模板配合部分的厚度一致。但主流道出口處的端面不得突出于分型面。襯套與定模板之間的配合采用過(guò)渡配合H7/m6。2 分流道設(shè)計(jì)：本塑件的形狀不太復(fù)雜，易于充滿型腔，故分流道的截面選用半圓形r=3mm分流道長(zhǎng)度L1設(shè)計(jì)為24mm.3 .澆口的設(shè)計(jì)：(1) 澆口的斷面形狀及尺寸：澆口的斷面形狀常采用圓形和矩形，根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，本制件采用截面為矩形的側(cè)澆口澆口厚度：h二0.5 2 mm ；該制件取0.6

11、mm ;澆口寬：b二5 10 h ；該制件取3mm澆口長(zhǎng)：L = 0.5 2 mm ；該制件取4mm(2) 澆口的形式及其特點(diǎn)：本制件采用側(cè)澆口。 側(cè)澆口的特點(diǎn)及應(yīng)用： 可根據(jù)塑件的形狀， 特點(diǎn)靈活地選擇塑件的某個(gè)邊緣進(jìn)料，一般開設(shè)在分型面上，它能方便地調(diào)整熔體充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。澆口的加工和去除均較方便。但側(cè)澆口的注射壓力損失大，熔料流速較高，保壓補(bǔ)縮作用小，成型殼類件時(shí)排氣困難，因而易形成熔接痕，缺料，縮孔等。所以其應(yīng)用為：側(cè)澆口能成型各種材料，各種形狀的塑件，應(yīng)用非常廣泛，且較適用于一模多件。4.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：由于本制件屬于小型零件，所以排氣時(shí)可直接從分型面和推出機(jī)構(gòu)的間隙

12、中排出。六推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于塑件比較小，所以采用頂桿推出。選用 12根頂桿。長(zhǎng)度為120mm，直徑為2mm 平衡分布在制件上，分布圖如圖6-1所示：拉料桿設(shè)計(jì)：選用 Z字形拉料桿，長(zhǎng)度為 115mm直徑為6mm如圖6- 2所示：圖6- 1圖6-23.40得聚七成型零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算本制件成型零件工作尺寸均采用平均法計(jì)算查模具設(shè)計(jì)參考資料匯編表PE的收縮率為Smin =0.5 °05ax =2.5°0故其的平均收縮率為SCp =(0.5002.500)/2 10000 =1.5%考慮到工廠模具制造現(xiàn)有條件模具制造公差取塑件的1/31/4 ,故這里取=1/4.：類 別查表后 尺寸

13、尺寸 轉(zhuǎn)化計(jì)算公式型腔或型芯 工作尺寸/ mm*6 ±0.16帕0032Lm=Ls+LsScp -%牌45.8500.082±0.132爲(wèi)3 +肓Lm =Ls +LsScp 也評(píng)41.83500.065型 腔 的 計(jì) 算帖2±0.23軻2畫46Lm=Ls+LsScp -%語(yǔ)412.45500.11508±0.19呼 8 _0.383 戀Lm =Ls +LsScp - A嚴(yán)47.83500.0951 ±0.131 七.26rHm=Hs+HsScp_§A語(yǔ)0.84200.0655±0.16505_0.32H m =Hs +HsS

14、cp |占詐4.82200.0810±0.1910°1 u_0.38rHm=Hs+HsScp_3A/9.89700.095型-H- 心 的 計(jì) 算5±0.165.32hm =(hs+hsScp +2/)25.32800.0806±0.16*600.32r_Im =ls +lsScp + 也誥46.3300.0870±0.64700/ U4.28Im =ls +lsScp +36詐472.0催.3208±0.19©808_0.38Im =ls +lsScpA/48.405.09513±0.2313046Im =ls

15、+lsScp的語(yǔ)41354 _0.115帖2±0.23*1200.46Im =Is+lsScp+3A詐412.525二15孔 心 距22 ±0.3122±0.31Cm -(Cs +Cs%) 土寸22.33 ±0.0375八加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 塑件的成型溫度為 80- 100度，模溫不是很高，為了使模具不要太復(fù)雜，可以控制其 他參數(shù)達(dá)到溫度要求，從而不需要加設(shè)加熱系統(tǒng)。2. 由于塑件的高度為 10mm,為了縮短塑件的成型周期。所以要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的裝置。 冷卻水道的直徑為 6mm九 注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)的校核1.模具的閉合高度根據(jù)支承與固定零件的設(shè)計(jì)提供的經(jīng)

16、驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)定模座板：H, =40 mm；定模板：H2 =60 m；動(dòng)模板 H3 =50 m；動(dòng)模座板：H4 =40 m。根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊：H5 =100 m。因而模具的閉合高度為H= h, + h2+h3 + h4 + h5=40+60+50+40+100=290 mSZ-200型注射機(jī)所允許模具的最小厚度Hmin =230 m,最大厚度H max = 400 m,即模具滿足Hmin ：H < H max的安裝條件。本模具的外形尺寸為 350 mx 350 mo SZ-200型注射機(jī)模板的最大安裝尺寸為620mX 520 m,故能滿足模具的安裝要求。2. 經(jīng)查資料

17、SZ-200型注射機(jī)的最大開模行程s=305 m,滿足推件要求。S > 比 + 日2+（5 10） m =40+97+10=147mH1 塑件脫模所需的推出距離（mmH 2 包括澆注系統(tǒng)高度在內(nèi)的制件的高度（ mm經(jīng)驗(yàn)正，SZY-300型注射機(jī)能夠滿足使用要求，故可采用。3. 最大注射量的校核由于澆注系統(tǒng)有凝料，可取塑件的30 0050 00，該制件取其中間值 40 °。澆注系統(tǒng)凝料及飛邊的體積為：V1 =22.7cm3 40% = 9.08cm3nV y KVp4 22.7cm39.08cm3 乞 0.8 VpVp - 99.88cm3型腔的數(shù)目Vp 公稱注射量V - 單個(gè)制

18、件的總體積K - 注射機(jī)最大注射量利用系數(shù) K 一般取 0.8V1 澆注系統(tǒng)凝料及飛邊的體積經(jīng)驗(yàn)正， SZ 200型注射機(jī)能夠滿足使用要求，故可采用。4、模具的外形尺寸為 350 mmX 350 mm 注射機(jī)的拉桿間距為 355 mmx 385 mm 經(jīng)驗(yàn)證模具的外形尺寸大于注射機(jī)的拉桿間距， 所以 SZ200 型注射機(jī)能夠滿足使用要 求，故可采用。十裝配圖nn1感謝語(yǔ)通過(guò)這一次的設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) , 使我受益非淺。這次設(shè)計(jì)在老師指 導(dǎo)和同學(xué)的幫助下， 使我對(duì)塑料模具的工作的整個(gè)工作有了進(jìn)一 步的了解， 知道模具的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)模具的基本的步驟。 怎樣 去選擇模具材料和設(shè)計(jì)時(shí)要注意的基本問(wèn)題，而且對(duì)UG的操作有了進(jìn)一步的了解，鞏固了我以前所學(xué)的的基礎(chǔ)知識(shí)。通