塑料课程设计说明书

塑料成型工艺及模具设计

课程设计说明书

题 目： 锁盖 班 级： 模具081班 姓 名： 王美霞 学 号： 081304125 指导老师： 于智宏 提交日期： 2011年3月18日

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前 言

本说明书为锁盖注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。

本说明书在编写过程中，得到老师和同学们的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。

由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。

设计者：王美霞

2011年3月

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目 录

第 一 部分 产品的说明···························4 第 二 部分 塑件分析 ···························5 第 三 部分第 四 部分第 五 部分第 六 部分第 七 部分第 八 部分第 九 部分第 十 部分第十一部分第十二部分第十三部分

注射机的型号和规格选择及校核·········6 型腔的数目决定及排布·················9 分型面的选择 ·······················10 浇注系统的设计·······················11 成型零件的工作尺寸计算及结构形式·····15 导柱导向机构的设置···················18 推出机构的设计·······················19 温度调节系统的设置···················20 模具的动作过程·······················22 设计小结·····························23 参考文献·····························24

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第 一 部分 设计任务书

图一 零件实体图

由于对制品的精度无太大的要求，因此根据国标GB/T14486-1993的规定可得制品的公差等级为MT6。

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。任务要求设计为一模两腔。

在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。

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第 二 部分 塑件的分析

材料：黑色酚醛塑料（PF）

一、工艺条件

注射机类型：柱塞式 螺杆转速：40~80r·min-1 喷嘴温度：90~100℃ 模具温度160~169℃ 注射时间：2~10s 成型周期45~120s 成型压力：7~42MPa 料筒前端温度：70~100℃ 料筒后端温度：40~50℃ 注射压力：98~147MPa 保压时间：3~15s 成型收缩率：0.006%

背压：0~0.49MPa 硬化时间：15~50s 成型温度：146~180℃ 二、成型特性

1、刚性好，变形小，耐热耐磨，无定形料,吸湿性小,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体 3、成型温度范围小，必须严格控制料温

4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除

5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬

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第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核

注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实?V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。

由分析，可得塑料锁盖件的体积为8.5cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—Z—60。以下为其技术规格

注射容量：60cm3 注射行程：180mm 合模力为500kN 注射方式：柱塞式 合模方式：液压-机械 模具高度：200~300mm 喷嘴圆弧半径：12mm 拉杆空间：190×300mm 螺杆直径：38mm 注射压力：122MPa 注射时间：2.9s 最大成型面积：130cm2 最大注射面积：130cm2 最大开模行程180mm 喷嘴孔直径为4mm 液压泵流量：70、12L.min-1 第6页 共24页

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液压泵压力：6.5Mpa 加热功率：2.7kW 机器外形尺寸：3160×850×1550mm

电动机功率：11kW 动、定模固定板尺寸：330×440mm 2、注射压力的校核

该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，通常要求P> P0。我们这里选130MPa。

3、锁模力的校核

锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：

F锁 ? F胀 = A 分 × P型

F锁—注射机的额定锁模力（N）；

P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=40MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）

由UG分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2

∴ F锁 ? F胀 = A 分 × P型

= 80×200×30=4.8×105（N）

而锁模力为500KN，大于480KN，符合要求。

4、开模行程与推出机构的校核

开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

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（1）、当开模行程与模具厚度无关时

这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： ① 对单分型面注射模，所需开模行程H为：

S ? H = H1 + H2 + （5～10） mm

式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度） （mm）； H2—包括浇注系统在内的塑高度 （mm）； S —注射机移动板最大行程 （mm）； H —所需要开模行程 （mm）。 而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：

H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

② 对双分型面注射模，所需开模行程为：

S机 ? H = H1 + H2 + a +（5～10）mm

式中，a—中间板与定模的分开距离 （mm）。 （2）、推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

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第 四 部分 分型面的选择

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：

分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：

1）、便于塑件脱模：

①、 在开模时尽量使塑件留在动模内 ② 、应有利于侧面分型和抽芯 ③、应合理安排塑件在型腔中的方位； 2）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏

3）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等） 4）、有利于排气 5）、尽量使模具加工方便

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第 五 部分 型腔数目的决定及排布

1、型腔数目的确定：

为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：

模具费用为XM?nC1?C0（元）， 注塑成型费用为Xs?N(yt60)（元），

总成型加工费用为X?XM?XS，即

X?N(yt60n)?nC1?C0

为使总的成型加工费用最少，即令

N(yt60)(?dxdn2＝0，则有 ：

1n)?C1?0所以n＝

Nyt60C1。

对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lbbf.html