塑料模具的大学本科方案设计书

1、题目：底板姓名：徐恩班级：模具 092学号：44指导教师：李春玲刘进江西工业工程职业技术学院前言本次塑料模模具设计是为我们在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：一、综合运用本专业所学课程的理论和生产实践知识，进行一次塑料模模具设计工作的实践练习，从而培养和提高学生独立工作的能力。二、巩固与扩充“塑料模模具设计”等课程所学的内容，掌握塑料模模具设计的方法和步骤。掌握塑料模模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。三、由于设计时间仓促，加之本人设计水平有限，缺点和错误在所难免，请各位老师批评指正。徐恩2011.05.

2、27目录13578101112131516一 塑件的材料及工艺分析底板制件名称 :底板材料制件表面粗糙度制件未注公差等级模具结构设计要求其它技术要求PE0.8 0.2mMT6一模四件1 塑件材料分析1）制件的材料：聚乙烯（PE）2）材料的性能：聚乙烯树脂无毒、无味、呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，为结晶型塑料。密度为0.190.96g/cm3 时，有一定的机械强度，但和其他塑料相比机械强度低，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，具有良好的化学稳定性，且介电性能与温度、湿度无关，是最理想的高频绝缘材料。2 塑件的结构分析和表面质量分析（ 1）结构分析 : 最大界面长 , 宽相等为 70

3、mm,高为 10mm，中间有 12mm， 6mm的圆，最大壁厚为 10mm, 最小壁厚为 5mm，精度全部为 MT6级。以上分析可见，该零件的尺寸精度较低，加工可以保证。表面粗糙度为0.80.2um ，加工容易实现。1（ 2）尺寸精度分析：未标注的公差等级为MT5，尺寸精度较低，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。轴类：200 .26800.38500.321000 .387001.281300.46孔类：600.321200.46100.26中心距 ： 220.31（ 3）表面质量分析：该零件的表面粗糙度为0.8um 0.2um ，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。3 塑件的成型工艺

4、分析聚乙烯的成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔； 在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大， 方向性明显， 易产生变形、 翘曲，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；应控制模温，保持冷却均匀、稳定；冷却速度慢，必须充分冷却，模具要设有冷却系统；流动性好且对压力变化敏感，宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分。质软脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。综合工艺性：机械性能良好，化学稳定。最大壁厚为10mm，壁厚差为5mm，比较均匀，有利于零件成型。表面粗糙度为0.80.2um 。为有利于脱模，塑件拔模斜度为0.5 o 。设计模具注意事项： 成型压力较高， 塑件上的脱模斜度稍大； 易产生熔接痕，模具

5、设计时因注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。结论：综上分析可知该塑件的结构较简单，尺寸精度较低，工艺性合理，不需要进行修改，制件精度要求不高， 对应模具的零件尺寸加工易于保证，注射机在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2二 初选注射机的型号和规格1. 计算塑件的体积是为了选用注射机及确定型腔数经 UG计算塑件的体积为：v22.7cm32计算塑料体积采用一模四腔V 总塑料4V塑件 1.4 / 80 %422 .71.4/80%158 .9 cm 33. 模具采用一模四件的结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和注射量初步选用注射机为SZ- 200型注射机型号SZ-200螺杆直径

6、 /mm42螺杆转速 / （r/min ）0 220理论注塑容量 / cm3200注塑压力 /MPa150注塑速率 /(g/s)120塑化能力 /(kg/h)70锁模力 /KN120拉杆间距（ H V） /355385模板行程 /mm305模具最小厚度 /mm230模具最大厚度 /mm400定位孔直径 /mm125定位孔深度 /mm15喷嘴伸出量 /mm20喷嘴球半径 /mm15顶出行程 /mm90顶出力 /KN22油泵电机功率 /KW15加热功率 /KW8.25机器质量 /t4.3外形尺寸 / （LWH）/ （mmm）4.0 1.4 1.934. 塑料注射成型工艺参数的确定查塑料成型工艺与模

7、具设计表2-2可知 POM的成型工艺参数可作如下选择：注射机类型螺杆式螺杆转速 / （ r.min-1 ）2040喷嘴度成型直通式o220230温度/ C前段 230 250料筒温度 / oc中段 240 260后段 230 240模具温度 / oc80 100注射压力 /MPa80 120保压压力 /MPa4050注射时间 /s05保压时间 /s2080冷却时间 /s2050成型周期 /s50 1404三 确定分型面、型腔数目及分布1. 分型面选择考虑分型面的原则： 分型面应选择在型件外形最大轮廓处， 分型面的选择应尽可能使型件在开模后留在推出机构一侧，便于塑件顺利脱模。由该塑件较小，故对成

8、型没有太大影响。由以上综合考虑，分型面应选为如下图所示：2. 确定型腔的排列方式本制件在注射时采用一模四件，即模具需要四个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素宜采取如图所示的型腔排列方式。这种排列方式的最大优点是便于塑件的顺利脱模， 其缺点是熔料进入型后到另一端的熔料流程较长，但因该塑件较小，故对成型没有太大的影响。56四 模架的初选择S=20 t=2S=40模仁的长度：L=2S+2A+t=2 20+2 70+40=220 模仁的宽度：B=2S+2C+t=2 20+2 70+40=220 模仁的周界尺寸圆整为250mm 250mm选模架根据据模仁的周界尺寸选的模架为350 350

9、7五 浇注系统的设计1. 主流道设计：根据设计手册查得SZY-300 型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前孔径为d14mm喷嘴前 端 球 面 半 径 SR15mm ； 喷 嘴 前 端 球 面 半 径 SRSR(1 2)mm 及11d d1 (0.5 1)mm，取主流道球面半径 SR=17mm,小端直径 d=4.5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出, 将主流道设计成圆锥形其斜度为2 4 ，经换算得主流道大端面直径D=6mm为.了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=2mm的圆弧过度。设置主流道衬套：选用 A 型衬套， 对于小型注射机，可将主流道衬套与定位环设计成一个整体，衬套长度与定模板配

10、合部分的厚度一致。但主流道出口处的端面不得突出于分型面。衬套与定模板之间的配合采用过渡配合H7/m6。2分流道设计：本塑件的形状不太复杂，易于充满型腔，故分流道的截面选用半圆形r=3mm，分流道长度L1 设计为 24mm.3浇口的设计：（ 1）浇口的断面形状及尺寸：浇口的断面形状常采用圆形和矩形，根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，本制件采用截面为矩形的侧浇口.浇口厚度： h0.5 2 mm ； 该制件取 0.6mm ;浇口宽： b5 10 h ；该制件取 3mm浇口长： L0 . 5 2 mm ；该制件取 4mm（）浇口的形式及其特点：本制件采用侧浇口。侧浇口的特点及应用：可根据塑件的形状，

11、特点灵活地选择塑件的某个边缘进料， 一般开设在分型面上， 它能方便地调整熔体充模时的剪切速率和浇口封闭时间。浇口的加工和去除均较方便。但侧浇口的注射压力损失大，熔料流速较高， 保压补缩作用小，成型壳类件时排气困难，因而易形成熔接痕，缺料，缩孔等。所以其应用为：侧浇口能成型各种材料，各种形状的塑件，应用非常广泛，且较适用于一模多件。4. 排气系统的设计： 由于本制件属于小型零件，所以排气时可直接从分型面和推出机构8的间隙中排出。9六 推出机构的设计由于塑件比较小，所以采用顶杆推出。选用12 根顶杆。长度为120mm ，直径为2mm，平衡分布在制件上，分布图如图6 1 所示：拉料杆设计：选用Z 字

12、形拉料杆，长度为115mm 直径为 6mm。如图 6 2 所示：图 61图 6210七 成型零件的设计及计算本制件成型零件工作尺寸均采用平均法计算查模具设计参考资料汇编表3.40 得聚PE的 收 缩 率 为Smin0.5 0 0Smax2.5 0 0 故 其 的 平 均 收 缩 率 为 ：Scp(0.5 0 02.5 00 ) / 2 1000 01.5% 考虑到工厂模具制造现有条件模具制造公差取塑件的 1/3 1/4 ，故这里取类查表后尺寸别尺寸转化Z 1/ 4计算公式型腔或型芯工作尺寸 / 60.1620.13型120.23腔的8 0.19计1 0.13算5 0.1610 0.195 0.

13、16型6 0.16芯 70 0.64的计算8 0.19 13 0.23120.23600 .3220 0.26120 0.46800 .38100.2650 0.32100 0.3850 0.32600 .327001 .28800 .38130 0.46120 0.46L m LsLsScp30z4L m LsLsScp30z4L m LsLsScp30z4L m LsLsScp30z4H m H sH s Scp2 0z3H m H sH s Scp2 0z3H m H sH s Scp2 0z3hm(h S hS SCP2 / 3 ) 0 zl m l sl sScp30z4l m l

14、sl sScp30z4l m l sl sScp30z4l m l sl sScp30z4l m l sl sScp30z45.850 0.081.8350 0.06512.45500.1157.83500. 0950.84200. 0654.82200. 089. 89700. 0955. 32800. 086.330 0.0872. 010 0.328.40500.09513.540 0.11512.52500.115孔心22 0.3122 0.31 C m (C s C s Scp )z22.33 0.03752距11八 加热与冷却系统设计1. 塑件的成型温度为 80100 度，模温不是

15、很高， 为了使模具不要太复杂， 可以控制其他参数达到温度要求，从而不需要加设加热系统。2. 由于塑件的高度为 10mm, 为了缩短塑件的成型周期。所以要设计冷却系统的装置。冷却水道的直径为 6mm。12九 注射机的有关参数的校核1. 模具的闭合高度根据支承与固定零件的设计提供的经验数据，设定模座板：H 140 ；定模板: H 260 ；动模板H 350 ；动模座板：H 440 。根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块：H 5100 。因而模具的闭合高度为H= H1+H2+H3+H4+H5=40+60+50+40+100=290 SZ-200 型注射机所允许模具的最小厚度H min230 ，最

16、大厚度 H max400 ，即模具满足 H min HH max 的安装条件。本模具的外形尺寸为 350 350 。 SZ-200型注射机模板的最大安装尺寸为620 520 ，故能满足模具的安装要求。2. 经查资料 SZ-200型注射机的最大开模行程s=305 , 满足推件要求。S H 1 + H 2 +(5 10) =40+97+10=147 H 1 塑件脱模所需的推出距离（mm）H 2 包括浇注系统高度在内的制件的高度（mm）经验正， SZY-300 型注射机能够满足使用要求，故可采用。3. 最大注射量的校核由于浇注系统有凝料 , 可取塑件的 30 005000 ，该制件取其中间值 40

17、00浇注系统凝料及飞边的体积为：V1 22.7cm340% 9.08cm3nV V1KV p4 22.7cm39.08cm30.8 V pVp99.88cm3n -型腔的数目13Vp 公称注射量V -单个制件的总体积K -注射机最大注射量利用系数K 一般取 0.8V1 浇注系统凝料及飞边的体积经验正， SZ 200 型注射机能够满足使用要求，故可采用。4、模具的外形尺寸为350 mm 350 mm注射机的拉杆间距为355 mm385 mm经验证模具的外形尺寸大于注射机的拉杆间距，所以 SZ 200 型注射机能够满足使用要求，故可采用。14十 装配图15感谢语通过这一次的设计实训, 使我受益非浅。这次设计在老师指导和同学的帮助下， 使我对塑料模具的工作的整个工作有了进一步的了解， 知道模具的基本结构和设计模具的基本的步骤。怎样去选择模具材料和设计时要注意的基本问题，而且对 UG的操作有了进一步的了解，巩固了我以前所学的的基础知识。通过这段时