塑料圆盒注射模设计说明书

1、塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书院 系 工学院 材料系班 级 模具设计141 学 号201434041016 姓 名 王 琼 指导老师 王春华 设计时间2016 .6 16 / 19塑料成型工艺及模具设计-课程设计任务书一、塑料件零件图 图1 壳体零件图 塑料制品名称：塑料圆盒 成型设备与设备： 塑料原料：ABS 收缩率：0.3%0.8% 生产批量：小批量生产二、设计工作量1、 电子说明书一份并打印。2、 塑料模具装配图1份，打印为A3或A2 或A4幅面。3、 凸模、凹模、上模座的零件图各一份，打印。4、 打印要求：所有零件及装配图均按标准图纸绘制，比例1：1，打印时可以缩打。图纸橫放，左

2、侧装订边。1.1.2塑件成型工艺分析2（1）塑料成型特性2（2）塑料件的结构工艺性2（3）塑件的生产批量3（4）关于注射机3（三）分型面选择及浇注系统的设计5（1）分型面的选择5（2）浇注系统的设计6（3）冷料穴的设计及计算6（四）成型零件的结构设计7（1）型腔的布局7（2）成型零件的结构7（3）推出机构的确定7（4）合模导向机构的设计7（5）排气系统的设计7（6）冷却系统的设计81冷却介质82冷却系统的简单计算83.型腔与型芯冷却水道的设置9（五）主要零部件的设计计算10（1）成型零件的成型尺寸计算10（2）模具型腔壁厚的确定11（3）模具型腔模板总体尺寸的确定11（4）标准模架的确定11(

3、六)塑料注射机有关参数的校核11（1）模具闭合高度的确定11（2）模具闭合高度的校核12（3）模具安装部分的校核12（4）注射量的校核12（5）锁模力的校核13（6）注射压力的校核13（7） 脱模推出机构的设计141.推出方式的确定142脱模力的计算14（8）校核推出机构作用在塑件上的单位压应力14（9）导向与定位机构的设计15烟台南山学院1.1.2塑件成型工艺分析（1）塑料成型特性塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯

4、乙烯。经过实际使用发现：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。ABS的成型特性为： 材料干燥温度在70-90，烘料时间3h-4h，待机生产烘料温度为10-20； 注塑成型温度即料筒温度在180-250，最后一段温度应低于较前一段温度15左右； 注塑成型时料在料筒的停留时间应不超过30分钟，超过30分钟易发黄、分解，应对料筒里的残余料进行空射几次，5次为宜；塑化时的压力应取中高压，速度应取中速偏上

5、，背压应取适当为宜；注射胶位段应采取多级段位控制，第一段射胶位要较小而速度要较慢为宜，因ABS料在成型时，易发生浇口位有气纹现象； ABS料的成型飞边系数为0.04mm,即大于0.04mm的间隙就会产生飞边；故模具排气尺寸要小于0.04mm；生产时模具分型面易产生料屑，应及时清理；模温在15-65范围内，生产大件产品时，定模模温应高于动模模温5为宜； 停机时要将料筒里的余料射空，最好能用PP（1.5KG）或PE(1.5KG)料清理镙杆一次为宜；开机前升温设定值，应低于正常生产温度的10左右，待实际温度度达到设定值再加升上去；（2）塑料件的结构工艺性塑件的尺寸精度分析。该塑件尺寸精度无特殊要求，

6、所有尺寸均为自由尺寸，可按MT3查取公差，其主要尺寸公差要求如下：表11塑件上主要尺寸按MT3级精度的公差要求mm塑件标注尺寸塑件尺寸公差内形尺寸内形尺寸外形尺寸塑件表面质量分析。该塑件表面没有提出特殊要求，通常，一般情况下表面要求光洁，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m,没有特殊要求时塑件内部表面粗糙度可取Ra=3.2m。塑件的结构工艺性分析。从图纸上分析，该塑件的外形基本上为回转体，侧壁有两个把手，ABS为硬塑料，不可强制脱模，在进行侧向抽芯结构时应注意此处的结构设计。综合来看，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求，在注射成型时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。（3）塑件

7、的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产，因此，在模具设计中，要提高塑件的生产效率，以便降低生产成本。（4）关于注射机计算塑件体积和质量。塑料的质量计算：查有关手册，取塑料ABS的密度为,所以塑件的质量为 图三浇注系统凝料体积的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算。V总=1.3nV塑=171.2。选用注射机根据总体积V=171.2，初步选取XS-ZY-250型螺杆式注射成型机。 XY-ZY-250型螺杆式注射成型机主要参数如下表2-2所示表2-2 螺杆式注射成型机主要参数项 目xs-zy250/180xs-zy250/160螺

8、杆直径/mm5050注射容量/cm3250250注射重量/g228228注射压力/mpa147127注射速率/(g.s-1)114134塑化能力/(kg.h-1)5555注射方式螺杆式螺杆式锁模力/kn18001600移模行程mm500350拉杆间距mm295373370370最大模厚mm350400最小模厚/mm200200合模方式液压肘杆顶出行程/mm90220顶出力/kn2830定位孔径/mm100100喷嘴移出量/mm2020喷嘴球半径/mm1818系统压力/mpa66.8电动机功率/kw2439加热功率/kw9.86.7外形尺寸(lwh)/(mmm)4.714.551.31.9重量/

9、t4.56确定型腔数目考虑到XS-ZY-250型螺杆式注射成型机的额定注射量为250，本塑件结构简单，单个塑件的体积为134，最多成型该塑件为1。 确定注射成型的工艺参数查有关资料，确定工艺参数如表3-3 表3-3注射成型的工艺参数工艺参数通用ABS耐热ABS阻燃ABS料筒温度后部中部前部180200210230200210190200220240200220170190200220190200喷嘴温度具温度注射压力MPa螺杆转速r min-118019050707090306019020060858512030601801905070601002050 （三）分型面选择及浇注系统的设计（1）

10、分型面的选择该塑件为圆盒，外形表面要求质量要求较高，在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺和飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧，便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图4： 图4 另外，为了提高自动化程度和生产效率，减少ABS的取向变形以及保证塑件表面质量，决定采用点浇口。（2）浇注系统的设计主流道设计。根据相关资料，查得XS-ZY-250型螺杆式注射成型机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径d0=4mm;喷嘴前端球面半径R0=18mm。根据模具主流道与喷嘴的关系可以得到：主流道进口端球面半径R=R0+(12)mm=19m

11、m，取R=19mm主流道进口端孔直径d=d0+0.5=4.5mm,取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，其斜度取3,同时为了使熔料顺利进入分流道，主流道大端圆角r=2mm,主流道大端直径d=16mm。 图5浇口套设计浇口套为标准件，选用1650 GB/T4169.192006浇口设计设计为直浇口（四）成型零件的结构设计（1）型腔的布局 因为塑件的外形是圆锥形的，各方向尺寸明确，壁厚均匀为0.3mm；另外，塑件结构简单，不需要外分型面，所以型腔的排列方式只有一种，即在模板中心。（2）成型零件的结构模具的型腔采用整体嵌入式型腔。可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修

12、理更换方便。模具的型芯采用整体装配式型芯，有利于机加工和热处理，便于型芯冷却和排气的实施。（3）推出机构的确定根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分，塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧，塑料（ABS）机械强度较大，不适合强制脱模，需要较大的脱模力，故采用推件板推出机构。（4）合模导向机构的设计导柱类型的选用 该塑件精度要求不高，可采用最为常见的导柱导向定位机构，在动模板、推件板、定模板使用4对导柱，导柱的长度要保证推件板推出塑件后不脱落，导柱应合理的分布在模具分型面的四周。导柱的配合精度 导柱、导套与模板之间部分采用H7/k6的间隙配合，导柱与导套间的滑动部分采

13、用H7/g6的间隙配合。材料采用T10A热处理后硬度为5055HRC。导套的设计材料与导柱相同的材料。（5）排气系统的设计因模具结构并不复杂，故此处可直接利用成型部件间的配合间隙排气。（6）冷却系统的设计1冷却介质ABS属中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为200和5080。所以，模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却。2冷却系统的简单计算1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量（1）塑料制品的体积（2）塑料制品的质量（3）塑件壁厚为3mm，查参考文献1表4-34得。取注射时间，脱模时间，则注射周期：。由此得每小时注射次数N=151次。（4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量

14、：。2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量查参考文献1表4-35可知ABS的单位热流量的范围在（310400）kJ/kg之间，取=390kJ/kg。3）计算冷却水的体积流量设冷却水道入水口的水温为22，出水口的水温为25，取水的密度，水的比热容c=4.187kJ/(kg)。则根据公式可得：4）确定冷却水路的直径d当时，查参考文献1表4-30可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径=8mm。5）冷却水在管内的流速小于最低流速，达不到湍流状态，所选管道直径太大，只能选d=8mm并且把模具进出口温差改为2，按上式计算得，基本上达到了湍流状态，满足冷却要求.6）求冷却管壁与水交界面的传

15、热膜系数因为平均水温为23.5，查参考文献1表4-31可得，则有：kJ（m2h）7)计算冷却水通道的导热总面积8）计算模具冷却水管的总长度9）冷却水路的根数 设每条水路的长度=250mm,则冷却水路的根数为虽然理论计算，所需冷却水路仅一条，但在实际生产应用中，这是不够的，将不能获得很好的冷却效果。本设计中采用动定模各两条冷却水道对型芯和凹模进行冷却。3.型腔与型芯冷却水道的设置（1）沿凹模边缘设置若干并联或串联的循环水路。如图6 图6（2）在小型芯垂直钻出主要冷却水道，并且在冷却孔加入一片隔片将其分隔成两个半圆流路，冷却水从主要冷却水道的一侧流到片一侧，再流回主要孔道。（五）主要零部件的设计计

16、算（1）成型零件的成型尺寸计算 该塑件的材料是一种收缩范围较小的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。前面查到ABS的收缩率为0.30.8，故平均收缩率为Scp(0.3+0.8)/2=0.550.0055 根据塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差=/4。 成型零件尺寸的计算如下：（1） 凹模径向尺寸的计算：上底面：下底面：（2） 凹模深度尺寸的计算：（3） 型芯径向尺寸的计算上底面：下底面： （4）型芯高度尺寸的计算（2）模具型腔壁厚的确定查【2】表6-27得，圆形凹模整体式侧壁厚：S=40mm,表6-28得，底部厚：B=12mm。（3）模具型腔模板总体尺寸的确定该模具型腔开口直径为115m

17、m，下底面直径为90mm，根据确定的型腔壁厚为40mm,综合以上数据，确定模板的总体尺寸为“250（B）250（L）120（H）”。（4）标准模架的确定本塑件采用直浇口的注射成型，根据模具结构形式，型腔数目，塑件尺寸，冷却水道的分布等因素，查有关资料，选择的标准模架型号为： 模架 DB 253114510063200 GB/T125552006(六)塑料注射机有关参数的校核（1）模具闭合高度的确定组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板为=25mm；型腔板为；推件板为=20mm；型芯固定板为B=25mm；支撑板为=25mm；垫块为C=63mm；动模座板为；垫板=20mm则该模具闭合高

18、度为：363（mm）（2）模具闭合高度的校核由于XSZY250型塑料机所允许的模具的最小厚度为250mm，最大模具厚度为500mm，可知该模具的闭合高度为H=363mm，满足的安装要求。（3）模具安装部分的校核模板的外形尺寸为250mm315mm,而注射成型机拉杆内间距为295373mm,故能满足安装要求。浇口套的球面半径为，满足要求。浇口套端直径，满足要求。（4）注射量的校核注射量的校核公式是 如前所诉，塑件及浇注系统的总体积为171.2，远小于注射机的理论注射量250，故满足要求。（5）锁模力的校核锁模力的校核公式为 式中F=1800KN1158KN,满足要求。（6）注射压力的校核注射压力的校核公式为： 结论：选取XSZY250型