注塑課程設(shè)計

塑料外殼注射模設(shè)計1.1設(shè)計任務(wù)書塑料制品名稱：塑料外殼成型方法與設(shè)備：塑料原料：ABS收縮率：0.4%?0.7%生產(chǎn)批量：大批量塑件圖：2塑件成型工藝分析（1）塑件成型特性ABS塑料也可以稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用性能和工藝性能。ABS塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，特別是抗沖擊強(qiáng)度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性和耐油性、化學(xué)穩(wěn)定性。不透明，無毒，無味，成型塑件的表面有較好的光澤。其缺點是耐熱性不高，耐氣候性較差，在紫外線的作用下易變硬、發(fā)脆。塑件材料成型性能使用ABS注射成型塑件時。由于熔體黏度高，所需要的注射成型壓力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度；另外熔體黏度高，使ABS塑件易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常條件下，ABS塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。（2）此塑件上9個尺寸沒有精度要求，為自由尺寸，可按MT5級塑料件精度查取公差值。（3）表面質(zhì)量分析該塑件是某儀表外殼，要求外表美觀，無斑點，無熔接痕，表面粗糙度可取Ra1.6，而塑件內(nèi)部沒有較高的粗糙度要求。（4）塑件結(jié)構(gòu)工藝分析此塑件外形為方形殼類零件，頂部為半圓形，上面分布有六個直徑為18的通孔。內(nèi)部掏空，平均厚度為4mm。（5）結(jié)論該塑件可以成型，根據(jù)儀表外殼塑件的結(jié)構(gòu)和一模一件的特點選用直澆口，從塑件的上表面進(jìn)料，采用推件板推出，型腔數(shù)為一模一腔。1.3成型設(shè)備計算塑件的體積根據(jù)零件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積為：V1=150220mm3，澆注系統(tǒng)的體積：V2=1860mm3.一次注射所需的塑料總體積為：V=V1+V2=152080mm3計算塑件的質(zhì)量查手冊（常用塑件性能）取密度p=1.01g/cm3塑件的質(zhì)量：M1=V1xp=151.7g塑件與澆注系統(tǒng)的質(zhì)量：M=VXp=153.6g選擇注射機(jī)根據(jù)塑件的形狀，取一模一件的模具結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)有的成型設(shè)備，初步選取XS-ZY-250O3.選擇塑件注射成型工藝參數(shù)見表，試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。0CABS塑料的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度：80?85oC時間：2?3h成型時間S注射時間：20?90保壓時間：0?5冷卻時間：20?120總周期：50?220料筒溫度（0C）后段：150?170中段：165?180前段：180?200螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）30噴嘴溫度（0C）170?180后處理方法：紅外線、烘箱溫度0C：70時間（h）：2?模具溫度（0C）50?80注射壓力（MP）60?100淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院車間零件名稱裝配圖號零件圖號模具教研室

外殼儀表外殼注射工藝卡外殼注塑工藝卡片材料牌號材料定額單件質(zhì)量ABS153.6g后處理溫度0C時間h烘箱：70材料干燥料筒溫度資料編號

共頁

設(shè)備型號

每模件數(shù)

工裝號

設(shè)備

溫度0C

時間h

后段0C

中段0C

前段0C

噴嘴0C模具溫度0C時間壓力時間定額檢驗編制校對審核組長第頁

XS-ZY-3501件XS-ZY-350注射s保壓s冷卻s注射壓力MP80?85

2?3

150?170

165?180

180?200

170?18050?8020?90

0?520?12060?100背壓MP輔助min單件min車間主任檢驗組長1.4分型面的選擇（1）如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：a）保證塑料制品能夠脫模這是一個首要原則，因為我們設(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。b）使型腔深度最淺模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1）目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產(chǎn)周期，同時增加生產(chǎn)成本。2）模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。3）型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。c）使塑件外形美觀，容易清理盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面會留下痕跡。d）盡量避免側(cè)向抽芯塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用.e）使分型面容易加工分型面精度是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。g）使側(cè)向抽芯盡量短抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度。h）有利于排氣對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。（3）成型方案的列出方案一（1）分型面：A-A為第一分型面；B-B為第二分型面（2）型腔布置：采用一模一腔；（3）澆注系統(tǒng)：從中心進(jìn)澆；（4）排氣：分型面排氣；（5）模溫調(diào)節(jié)：冷卻水冷卻；（6）脫模機(jī)構(gòu)：推板脫模，推B-B面。

方案二分型面：如圖，A-A為第一分型面；B-B為第二分型面;型腔布置:，采用一模一腔；澆注系統(tǒng)：從中心進(jìn)澆；排氣：分型面排氣；模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；脫模機(jī)構(gòu)：推板推出，推A-A面。(1)(2)(3)(4)(5)(6)1.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過程中充模和補(bǔ)料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。主流道設(shè)計主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm，常?、?-8mm，視制品大小及補(bǔ)料要求決定。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜過大，一般取2°?6°。根據(jù)手冊查的XS-ZY-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴球頭半徑：R=18mm0噴嘴孔直徑：4mm根據(jù)模具與噴嘴的關(guān)系：R=R0+(1?2)=20d=d0+(0.5?1)=52.分流道設(shè)計從便于加工方面考慮，采用半圓形的分流道，查教材表2-9可知流道直徑為4.8?9.5mm，取流道半徑2.5mm。2.分流道設(shè)計3.澆口設(shè)計澆口的形式眾多，通常都有中心澆口、邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。鑒于零件的具體結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)澆口。對于設(shè)計的外殼零件，由于其形狀較大，屬于大批量生產(chǎn)。故宜直澆口。故在安排型腔時，最好采用一模一腔的形式且型心型腔位于模具中間，以方便節(jié)約產(chǎn)品的成本，簡化機(jī)構(gòu)。澆口形狀為矩形，厚度為0.5mm，寬度2mm。設(shè)計的外殼注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布如圖。1.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸計算。該塑件的成型零件尺寸按平均值法計算。查有關(guān)于冊得ABS的收縮率為0.4%?0.7%,故平均收縮率為Scp=（0.4+0.7）%/2=0.55%。一類尺寸是沒有標(biāo)注公差的，它是塑件次要的、要求比較低的尺寸，在實際生產(chǎn)過程中，為了簡化計算，這類尺寸在計算時往往只加上它的收縮量，公差則按模具的經(jīng)濟(jì)制造精度取得。這類尺寸的計算見表2-4塑件上無公差要求的成型零件工作尺寸計算類型塑件上的尺寸計算公式制造公差0z收縮率Scp%計算結(jié)果型腔尺寸R10(Ls+LsScp-2/3A)+a0△z：MT5級9.87+。?。?90

4精度Scp%=0.55%3.86+0?。80200199.93+Q5909089.32但2930高度及深度尺寸50(Hs+HsScp-2/3A)+50△z：MT5級精度Scp%=0.55%49.1+0.2102019.82+0.150中心距尺寸100(Cs+CsScp)±O/2△z：MT5級精度Scp%=0.55%100.55±0.173535.2±0.09型芯尺寸18(ls+lsScp+3/4A)0-5△z：MT5級精度Scp%=0.55%18.380-0.15結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔采用整體式結(jié)構(gòu)，型芯采用整體嵌入式。1.7推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)分為：1、一次推出機(jī)構(gòu)2、二次推出機(jī)構(gòu)一次推出機(jī)構(gòu)分為：1、推桿推出機(jī)構(gòu)2、推件板推出機(jī)構(gòu)3、活動鑲件及凹模推出機(jī)構(gòu)4、多元推出機(jī)構(gòu)5、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位二次推出機(jī)構(gòu)分為：1、單推板二次推出機(jī)構(gòu)2、雙推板二次推出機(jī)構(gòu)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，頂部有六個通孔，可以選擇推桿推出機(jī)構(gòu)或者推件板推出機(jī)構(gòu)，該塑件屬于殼體塑料，表面要求比較高，不允許有推桿痕跡，故只能采用推件板推出機(jī)構(gòu)。推件板又稱卸料板。推件板推出機(jī)構(gòu)是利用推件板的推出運(yùn)動，從固定型芯上推出鑄件的機(jī)構(gòu)。其特點與推管推出機(jī)構(gòu)相似。推件板推出機(jī)構(gòu)適用于鑄件面積大、壁薄而輪廓簡單的深腔鑄件。一、推件板推出機(jī)構(gòu)的組成它主要由推件板、動模鑲塊、推件板推桿、推板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等零件組成。推出力通過推板、推件板推桿作用到推件板上將壓鑄件從型芯上推出。所示為常用的兩種推件板推出機(jī)構(gòu)，推出形式易堆積殘屑，整塊推+件板，推出后推件板底面與動模分開一段距離，清理方便，有利排氣，應(yīng)用較廣。二、推件板推出機(jī)構(gòu)設(shè)計要點為：推出壓鑄件時動模鑲塊推出距離L不得大于動模鑲塊與動模固定型芯接合面長度的2/3,以使模具在復(fù)位時保持穩(wěn)定。推件板推桿可以設(shè)在模具分型面的水平投影面內(nèi)，也可以設(shè)在水平投影面外，視具體情況而定。型芯與推件板(動模鑲塊)間的配合一般在H7/e8?H7/d8之間。若型芯直徑較大，與推件板配合段可做成1°?3。的斜度，以減少推出阻力。推出力的計算可由下式計算f一摩擦系數(shù)，一般取f=0.15~1.0F正一塑件收縮產(chǎn)生對型芯的正壓力，NF脫一脫模力，Na一脫模斜度，一般取1~2F正=PAP一因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的單位正壓力，一般取P=12~20MPa,薄壁件取小值，厚壁件取大值MPa；A一塑件包緊型芯的側(cè)面積。F正=PA=15x10440=156600NF脫=「正cosa(f-tana)/(1+fsinacosa)=145890.9N1.8模架及結(jié)構(gòu)零件壁厚的計算塑件的尺寸為200x90，根據(jù)表2-13可得型腔的壁厚為55,所以凹模板的尺寸為320x210.模架的選擇標(biāo)準(zhǔn)模架一經(jīng)選擇，可以在市場上購買。根據(jù)上述分析，依據(jù)澆口和推出結(jié)構(gòu)特點確定模架的類型，該模具結(jié)構(gòu)是直澆口和推件板推出機(jī)構(gòu)。所以該模具選擇B型點直口模架。再根據(jù)型腔模板周界尺寸(寬x長)，選擇模板的系列，依據(jù)定模板、動模板、和墊塊的厚度確定模板的規(guī)格。因此，該模具選擇標(biāo)準(zhǔn)模板350x400(mm)外殼注射模具裝配圖如圖所示：結(jié)構(gòu)零件見圖紙1.9溫控系統(tǒng)在注塑成型中，模具的溫度直接影響到制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不同。一般注射到模具內(nèi)的塑料熔體的溫度為200。C左右，熔體固化成為塑件后，從60。C左右的模具中脫模，溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫(一般低于80。C)的塑料，僅需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可，因為通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。對于要求較高模具(80□120oC)的塑料，若模具較大，模具散熱面積廣，有時僅靠注入高溫塑料來加熱模具是不夠的，因此需要設(shè)置回執(zhí)裝置。有些塑件的物理性能，外觀和尺寸精度的要求很高，對模具的溫度要求十分嚴(yán)格，為此要設(shè)計專門的模溫調(diào)節(jié)器，對模具的各部分的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制[6]溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響表現(xiàn)在：變形、尺寸精度、力學(xué)性能、表面質(zhì)量等。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，而且還容易造成溢料和粘模。模具溫度過低，熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的波浪紋等缺陷。當(dāng)模具溫度不均勻時，型芯和型腔溫差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會影響塑件的開關(guān)和尺寸精度。綜上所述，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計是一項比較繁瑣的工作，也尤其重要。注射模冷卻模具使注射進(jìn)入的熱塑料成型為所要的制品。為了能夠頂出，制品必須能夠承受頂出力，且不發(fā)生變形。正因為如此，頂出時塑料溫度必須比注射時的要低，但不必完全冷下來。設(shè)計者應(yīng)知道成型周期相當(dāng)大的部分，有時可占到成型周期的80%，要用于冷卻。因而對于生產(chǎn)率要求較高的模具，將這種“損失”時間控制到最小是絕對必要的。然而，在設(shè)計模具冷卻系統(tǒng)時，還有很多其他因素必須考慮。影響模具冷卻的因素：從“入口”到“出口”，冷卻介質(zhì)的溫升（T）；從“入口”到“出口”，冷卻介質(zhì)的流量，冷卻介質(zhì)的化學(xué)成分；模具零件的導(dǎo)熱率;從注射到頂出，塑料的溫差；流道系統(tǒng)（尺寸，布局）；流道類型（熱流道或冷流道）；與成型制品直接接觸部件內(nèi)的冷卻管道（尺寸，布局）；模板中的冷卻管道的尺寸和布局；進(jìn)出軟管的尺寸和數(shù)量。冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，因為水的傳熱系數(shù)大、熱容量大、成本低，所以用冷卻水較多。即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。由于制品平均壁厚為6mm左右，制品尺寸較大，確定水孔的直徑為10mm，且型芯開設(shè)冷卻水槽。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較困難。而且這套模具采用一模一腔，總熱量不大，型心中開設(shè)冷卻水槽已足夠。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定冷水水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。2.0模具校核XS—ZY—250注射機(jī)的主要參數(shù)型號項目xs-zy350/250螺桿直徑/mm55注射容量/cm3250注射重量/g320注射壓力/mpa107注射速率/（g.s-1）145塑化能力/（kg.h-1）70注射方式螺桿式鎖模力/kn2500移模行程/mm260拉桿間距/mm290X368最大模厚/mm400最小模厚/mm170合模方式肘桿頂出行程/mm240頂出力/kn35定位孔徑/mm125噴嘴移出量/mm20噴嘴球半徑/mm18系統(tǒng)壓力/mpa6電動機(jī)功率/kw24加熱功率/kw10外形尺寸(lXwXh)/(mXmXm)4.7X4X1.8重量/t7注射量的校核如前所示，塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=239460mm3=239.5cm3，小于注射機(jī)的標(biāo)稱注射量50cm3。模具閉合高度的校核組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為：H4=45mm；型腔板為：A=80mm；推件板為：H3=35mm；型芯固定板為：B=30mm；在支承板為：H2=45；墊塊為：C=100mm；動模座板為：H1=30mm。則該模具閉合高度為：H=H4+A+H3+B+H2+C+H1=45+80+35+30+45+100+30=365mm由于XS—ZY—250注射機(jī)所允許的模具最小厚度為Hmin=170mm；模具最大厚度為Hmax=365mm。因計算得模具閉合高度H=400mm，所以模具閉合高度滿足Hmin^H^Hmaxo模具安裝部分的校核該模具的外形最大部分尺寸為350x240mm,XS—ZY—250注射機(jī)模板最大安裝尺寸為400x260mm，故能滿足模具安裝的要求。模具開模行程的校核開模行程也稱為合模行程，指模具開合過程中動模座板的移動距離，用符號S表示。XS—ZY—250注射機(jī)的最大開模行程為Smax=260mm，為了使塑件成型后能夠順利脫模，并結(jié)合該模具的分型特點，確定該模具的開模行程S應(yīng)滿足下式要求：Smax=H1+H2+a+(5?10)mm=30+45+50+8=133mm其中H1—塑件所用的脫模距離；H2一塑件高度；a—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。因Smax=260mm>153mm，故該機(jī)的開模行程滿足要求。注射量的校核在一個注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計算：Mi=Nms+mj式中N一型腔的數(shù)量；ms一單個制品的質(zhì)量或體積，g或cm3；mj—澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積，g或cm3；已知