塑料圆形盒设计

1、塑 料 模 课 程 设 计圆形盒塑料模设计塑料模设计零件名称：圆形塑件材料： ABS制造零件图：如下图材料：ABS一、对塑料制作进行分析1、塑料的力学物理化学性能能、成型工艺性能该塑件形状比较简单，为一不封闭的空心，圆形体，需设置抽芯机构和型芯，尺寸较大，壁厚均匀。另外，塑件的原材料是ABS，这是一种微黄、无味、无毒、外观似聚乙烯的塑料，但比聚乙烯更透明更轻。密度反为1.021.05g/cm3 。 2、塑件尺寸精度（表面粗糙度）根据我国目前塑件的成型水平，塑件的尺寸公差可依据SJ137278塑料制件公差数值标准确定，查塑料成型工艺与模具设计表3-8和表3-9取一般精度IT4。根据塑件外观要求和

2、批量生产的需要，塑件的表面粗糙度取Ra0.63um。3、塑件形状，计算塑件体积质量因本塑件外形为空心，圆柱体，因此易用圆柱体的体积公式求得其实际体积。由零件图的标注尺寸和圆柱体体积公式可得，R2×高=×302×30=84780 mm3R12×高=×282×28=68929.28mm3V=84780-68929.28=15850.72 mm312圆体积R2×2=52×2=235.5mm3V=15850.72 -235.5=15615.22mm3V=15615.22/0.8=19519.025 mm3因为是一模两腔，所

3、以V=2V=39038.05 mm3塑料的密度为1.03g/ cm3，因此可得塑件的质量m，即m =V =15.6×1.03 =16.068g4、确定塑料注射工艺参数根据塑料成型工艺与模具设计表4-1查得，ABS的注射工艺参数如下：注射机类型：螺杆式喷嘴 形式 直通式 温度（） 180190 前段 200210料筒温度（） 中段 210230 后段 180200模具温度（） 5070注射压力（MPa） 7090保压力（MPa） 5070注射时间（S） 35保压时间（S） 1530冷却时间（S） 1530成型周期（S） 4070二、确定塑件在注射模中的位置1、确定型腔数量根据生产批量和

4、零件分析并考虑，成型时模具受力均衡等因素，决定采用一模两腔。2、选择分型面选择分型面一般应遵循以下几项基本原则：（1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处（2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模（3）保证塑件的精度要求（4）满足塑件的外观质量要求（5）便于模具加工制造（6）对成型面积的影响（7）对排气效果的影响（8）对侧向抽芯的影响由于本塑件需设置侧向抽芯，为保证侧向型芯的放置容易及抽芯机构的动作顺利，应以清高的侧向凹孔作为抽芯方向；此外，据本塑件图分析可知，本模具需设置分型面。3、确定主流道主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度，压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，

5、对材料的要求较强，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更损的主流道衬套式，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如下8A、T10A等，热处理要求谇火5357HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可是能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。据本模具的特点，其主流道设计如下：d=注射机喷嘴直径+（0.51）= 4+1= 5mmSR=喷嘴球面半径+（12）=12+1=13mmh=4mm=40L=60mm2 O2D=d+2tan4o2=5+2×60×tan=9.2mm4、确定分流道在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道未端与浇口之

6、间这一段塑料熔体的流动通道。由于此塑件采用圆形截面分流，圆形截面的流道总是比任何其他形状截面的流道更可取。5、浇口的确定浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。根据本塑件的特点，选用直接浇口，熔体直接同主流道进入型腔，流动阻力小，速度快，补缩时间长，注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大残余应力，导致塑件变形，浇口痕迹明显，大多数用于注射成型厚壁长流程深型塑件及高粘度塑料，如聚砜等，多用于单型腔模具。查塑料成型工艺与模具设计表6-15可知直接浇口的外形如下图6、冷料穴的设计由于本模具系用直接即可满足要求，因此不再设置冷料穴。7、计算一次所需的注射量，根据注射量初选注射机型号由经验公式

7、可得一次所需的注射量V1 =1.3×塑件体积V =1.3×15.86 =20.618cm3注射机额定注射量=（1.52）×塑件所需注射量 =（1.52）×15.86 =23.7931.72cm3因为是一模两腔，注射量=47.58-63.44 cm3由以上计算，查塑料成型工艺与模具设计表5.1，初选注射机型号为XSZS125，其部分参数如下额定注射量（cm3） 125螺杆直径（mm） 42注射压力（MPa） 120注射行程（mm） 115注射方式 螺杆式合模力（KN） 900最大成型面积（cm2） 320最大开（合）模行程（mm） 300模具最大厚度（mm

8、） 300模具最小厚度（mm） 200动定模固定板尺寸（mm） 428×458三、确定注射量的结构、绘制注射模总装图草图1、确定型腔、开芯结构及固定方式，确定型腔模板、支承板厚度入式，因凹模带有凸肩，从下面嵌入凹模固定板，再用垫板螺钉紧固。主型芯系用组合式的能孔凸肩式，凸模用台肩和模板连接，再用垫板螺钉紧固，连接牢固。此型腔为圆形型腔，由塑料成型工艺与模具设表5-19及模具实际成型尺寸计算可确定型腔模板厚度为13mm。查塑料成型工艺与模具设计表5-19，可确定此圆形型腔的模套壁厚S2=35mm。由本模具的特点和实际设计计算可确定支承板厚度为35mm。2、计算成型零件的工作尺寸塑料的平

9、均收缩率S = (Smax-Smin)/2×100%0.8-0.32= ×100%=0.25%<1> 模具的制造公差按IT7选，则型腔径向尺寸，根据公式（LM）0+z=（1+S）Ls0.75 0+z即60mm：LM=（1+0.25%）×600.75×0.56 0+0.4 =61.360+0.4 mm 同理 30mm： LM=29.7250+0.28 mm<2> 型腔深度尺寸，根据公式（HM）0+z=（1+S）Hs2/3 0+z即2mm： HM=（1+0.25%）×22/3×0.53 0+0.07 =(2.005

10、0.353) 0+0.07 =1.652 0+0.07mm同时 28mm ： HM=27.720+0。22mm 58mm ： HM=57.80+0。22mm<3> 型芯径向尺寸，根据公式 （lM）0-z=(1+S)ls0.75 0-z即10mm：lM=（1+0.25%）×100.75×1.060-0.13 =(10.025+0.795) 0-0.13 =10.820-0.13mm同理 58mm：lM=58.940-0.08mm 28mm：lM=28.8650-0.13mm <4> 型芯高度尺寸，根据公式（hM）0-z=（1+S）hs+2/3 0-z即

11、2 mm：hM=（1+0.25%）×2+2/3×0.53 0-0.07 =（3.017+0.187）0-0.07 =3.2040-0.07mm同理 58mm： hM=58.498 0-0.07mm28mm： hM=28.423 0-0.22mm3、确定导向机构肩导柱，这种结构是导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固途孔直径相等，两孔可同时加工，确保同轴度的要求。材料选用20钢经渗碳谇火处理，硬功夫度为5055HRC，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8um，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4um。数量设置4个，采用等直径对称布置，设置在动横一侧。导柱固定端与模板之间采用H

12、7/m6过渡配合，导柱的导向部分采用H7/f7间隙配合。导套选用带头导套，且装配时两个相互配合，共设置8个。这种导套精度较高，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。导套的材料选用铜合金耐磨材料制造，硬度低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度为Ra0.8um。导套用推板和型腔板上下挤压的形式固定，选用H7/m6配合镶入模板。4、确定推出机构形式与结构及复位机构根据生产的需要，本模具选用机动推出机构，它是利用进射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。推出机构的设计原则如下：（1）推出机构应尽量设计在动模一侧（2）保证塑件不因推出而变形损坏

13、（3）机构简单动作可靠（4）良好的塑件外观（5）合模时的正确复位由本塑件的外形特点及符合推出机构设计原则的要求，本模具选用推件板推出机构，它是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整个周边端面上进行推出，优点是作用面积大，推出力大而均匀，运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。本模具选用的是推件板推出机构，由于推杆端面与推件板接触，可以起到复位杆的作用，故在推件板推出机构中，不再另行设置复位杆。5、确定侧抽芯机构形式与结构，计算抽芯力，计算斜导柱直径总长。根据生产需要选用机动侧向分型与抽芯机构，这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率高。据本塑件四面有扎的特点，选用斜导柱侧

14、向分型与抽芯机构，设置四个斜导柱，四个滑块。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑，动作安全可靠，加工制造方便。斜导柱工作端的端部设计成锥台形，材料选用T8碳素工具钢，热处理要求硬度HRC55，表面粗糙度Ra0.8um，斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。斜导柱的倾斜角又取200即可满足要求，由此可得抽芯力Fc，查塑料成型工艺与模具设计可得，C周长=2R=31.4 mm=0.0314 m侧抽芯高度h=10 mm =0.01 m包紧力p=1.2×107pa u=0.1FC=0.0314×0.01×1.2×107(0.1×cos1-sin

15、1)=0.301KN根据斜导柱倾斜角又和抽芯力Fc的取值，查塑料成型工艺与模具设计查表10.1得最大斜曲力Fw=1.0KN由本塑件的外形可知与抽芯矩S对应的开横距H的长度为36mm，而Hw=(1/2)H=18mm，由以上关系，再查塑料成型工艺与模具设计表10.2得斜导柱的直径d为10mm。由本塑件图可知斜导柱水平段长=型腔板厚度+定模板厚度-（23）mm抽芯距SSin斜段长=L工作+（510）mm6Sin15而L工作= = =24mmL总长度=d2/2tg+h/cos+/2 tg+s/sin+10=55 mmh=模座厚度+凹模厚度 =13+20 =33 mmL总1=7.5×0.267

16、9+33/0.965+5×0.268+12+10 =68 mm 6、加热、冷却装置的位置、形式当注射成型工艺要求模具温度在80以上时，模具中必须设置加热装置，模具加热的方法很多，可用热水、热油、蒸汽和电加热等。据本模具的特点，注射塑料之前对模具进行喷灯加热即可满足要求。本塑件的材料为ABS，共粘度低，流动性好，因为成型工艺要求模温都不太离，所以可选用常温水对模具进行冷却。冷却系统的设计原则如下：（1）冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大（2）冷却水道至型腔表面距离庆尽量相符（3）浇口处加强冷却（4）冷却水道出，入口温差应尽量小（5）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置此外，冷却水道的设计还

17、必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生深接痕，降低塑件强度，冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为10mm左右（不小于8mm）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等。7、确定嵌件的安放、固定形式由于此塑件是通过斜导柱抽芯机构完成的抽芯，所以无需设置嵌件即可满足要求。8、确定排气槽形状、尺寸当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑体上形成气泡，接缝，表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气

18、体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。本模具属中型模具，模具的型腔简单，可利用推杆，活动型芯以及固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间障为0.030.05mm。四、校核注身模与注射机的有关参数和尺寸1、注射量的校核根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大清高射量（额定注射量）的80%，由此有：Nm1+m280%mm注射机允许的最大注射量（g或cm3）；n型腔数量；m1单个塑件的质量或体积（g或cm3）m2浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）由以往计算可知n=2nm1+m280%m1=16.585cm3所以，m =24.5cm3而所选注射机XSZY125的

19、额定注射量为125 cm3，因此符合要求。2、锁模力的校核注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：（nA1+A2）PFn型腔数量；A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）；A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）；P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）其大小一般是注射压力的80%；F注射机的额定锁模力。由塑件图的尺寸可计算A1=r2=3.14×（60/2）2 =2826mm2由于A2与A1重合，所以不再计算由

20、塑料成型工艺与模具设计查得所选注射机的注射压力f=120MPa注射机的额定锁模力F=900KN所以由以上计算可知，1×3017.54×120×80%×1/1000=289.68KNF=900KN因此所选注射机的锁模力符合要求。3、模具厚度的校核由生产经验和型腔结构可知，模具厚度取257mm即可满足使用要求。由塑料成型工艺与模具设计查得所选注射机的模具厚度为300200mm，因此所设计的模具厚度符合要求。4、开模行程的校核参考塑料成型工艺与模具设计并结合本模具的特点，可确定开模行程为H1=28mm H2=30+50=80 mm8Sin10o S=H1+H2+（510）+（ +8） =28+80+10