塑料模課程設計---連接座成型模具設計

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

2、制工程 </p><p>　　學 號: </p><p>　　設計時間: </p><p>　　指導老師: </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

3、塑料成型工藝與模具設計課程設計任務書····················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計··································

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、 塑件的結構和尺寸精度、表面質量分析·························4</p><p>　　2.4 塑件成型方法確定··&#

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

11、····4</p><p>　　3 塑件成型模具設計···························

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)選擇和設計············&#

17、183;····························6</p><p>　　3.5 成型部件的設計計算·

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

19、183;··8</p><p>　　3.6 排氣系統(tǒng)設計····························&

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

21、83;··················9</p><p>　　3.9 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計············

22、·······························10</p><p>　　3.10 推出機構

23、（脫模）設計···································

24、3;···11</p><p>　　3.11 導向機構設計···························&#

25、183;···················11</p><p>　　4 設計小結···········

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

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

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計”課程設計任務書</p><p>　　課題設計名稱： 連接座 的注射模設計</p><p><b>　　塑件圖： </b></p><p><b>　　設計內容：</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?？傃b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>　　編寫完善模具設計說明書（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計</p><p>　　2.1 ABS的特性</p><p>　?。?）化學和物理特性</p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三種化學單位合成，每種單體都有不同特性；丙烯腈有高強度，熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性，抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工，高光潔及高強度

33、。從形態(tài)上看，ABS是非結晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯—丙烯腈的連續(xù)相，另一個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有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(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>　　典型應用范圍</b></p><p>　　水箱外殼、蓄電池槽、電機外殼、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，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為80~90C下最少干燥2小時

35、。材料溫度應保證小于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。塑件冷卻溫度應當均勻以減小收縮率的差異。對于最優(yōu)的加工周期時間，冷卻腔道直徑應不小于8mm，并且距模具表面的距離應在1.3d之內（“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，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。</p><p>　　2. 吸濕性強，含水量應小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。</p><p>　　3. 流動性中等，溢邊料0.

37、04mm左右(流動性比聚苯乙烯，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℃，注射壓力應比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機時料溫為180～230℃，注射壓力為100～140Mpa，螺桿式注射機則取160～220℃，70～100MPa。</p><p>　　5. 模具設計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面呈現(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塑件的結構和尺寸精度、表面質量分析</p><p>　?。?） 結構分析：從零件圖上分析，零件總體為一個圓筒，側面有一個長寬為32 X 16的長方體，在長方體中間有一個直徑為6的圓，在底圓筒與長方體垂直的一側有一個通孔</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，該塑件的結構比較簡單，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塑件成型模具設計</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選擇注塑機型號及其參數(shù)</p><p><b>　　（1）注射量的計算&l

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

43、驗公式： ，（ 為每個塑件在分型面上的投影面積)，用 進行估算： </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：根據(jù)上面計算的

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，其有關參數(shù)如下：</p><p>　　(4) 射機有關參數(shù)的校核</p><p><b>　　型腔數(shù)量的校核</b></p><p>　　由注射機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為每個塑件的體積</p><p>　　Vg為注射機的額定注射量</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，結構尺寸確定以后才可進行。</p><p><b>　　3.3確定分型面<

47、/b></p><p>　　本塑件要求外側表面光滑，依據(jù)分型面的選擇原則，該塑件的分型面應選如下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)選擇和設計</p><p><b>　　（1）主流道的設計</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噴嘴反復接觸，極易損壞，對材料的要求比較高，因而主流道設計為澆口套，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構如下圖所示</p><p><b>　　分流道的設計</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構：</p><p>　　分流道的形狀和截面尺寸：</p><p>　　由于ABS的流動性很好，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>　　澆口的設計</b></p><p>　　由于塑件的外觀表面質量要求比較高，應沒有明顯的燒口痕跡，因此采用點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模具成型部件的設計計算</p><p>　　分析塑件的結構可知根據(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。分析塑件的結構可知動模部分采用整體式型芯結構加工即可。</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)設計</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，在分型面上開設排氣槽，</p><p>　　3.8模架的確定和標準件選擇</p><p>　　根據(jù)成型零件尺寸結合模架標準架，選用結構 形式為A4型，模架尺寸為200×180的標準模架，可符合要求。</p><p>　?。?）與

56、型腔零件有關參數(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用力，查Cr12MoV 的許用應力為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,即能滿足注射機的開模要求。</p><p>　　3.9溫度調節(jié)系統(tǒng)設計</p><p><b>　　1、冷卻系統(tǒng)設計</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、成型周期和塑件質量。所以，我們在模具上需要設置溫度調節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。</p><p>　　一般注射模內的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在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，提高塑件定型質量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻

60、璃等等，當塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設冷卻系統(tǒng)；當塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻，以</p><p><b>　　2、冷卻時間的確定</b></p><p>　　在注射過程中，塑件的冷卻時間，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止的這一段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定的強

61、度和剛度為準，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，固用此公式：</p><p>　　式中，a — 塑料熱擴散系數(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)設計原則&

62、lt;/p><p>　?、?、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡</p><p>　?、?、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>　　③、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。</p><p>　?、?、澆口處加強冷卻。</p><p>　?、?、應降低進水與出水的溫差。</p>

63、<p>　　⑥、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構發(fā)生干涉現(xiàn)象。</p><p>　?、?、冷卻水管進出接頭應埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞。</p><p>　　4、冷卻系統(tǒng)的結構形式</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，同時還可以互相配合，構成各種冷 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)的計算</b>

65、</p><p>　　由塑料成型工藝及模具設計查閱可得，ABS的單位質量成型時放出的熱量為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 推出機構（脫模）</p><p>　?。?）推出機構的形式確

66、定：</p><p>　　此塑件采用頂桿推出，推桿設計在塑件的臺階處，每個塑件由8根推桿推出，在臺階處圓形均布，共32根。其結構如裝配圖所示。</p><p>　　（2）脫模力的計算：</p><p><b>　?。?）脫模力的校核</b></p><p><b>　　3.11導向機構</b>&l

67、t;/p><p>　　導柱選用模架本身的規(guī)格，但其長度與開模行程有關，必須另行設計選擇. 經(jīng)計算得查表取標準得到長導柱的長度取為100mm，導柱的長度取為90mm,</p><p>　　其相關的配合見裝配圖所示，與之相應的導套選用模架自帶規(guī)格。</p><p><b>　　4 設計小結 </b></p><p>　　

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

69、業(yè)性、實踐性很強的技術，而它的主要內容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學好這項技術光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應該將理論與實際結合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。</p><p><b>　　5 參考文獻</b></p><p>　　1 屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設計，高等教育出版社，</p><p&