毕业论文---塑料模具设计说明书

1、塑料模具设计说明书产品工艺性分析图1:塑件图1、材料性能ABS为热塑性材料，密度1.031.07g/cm3,抗拉强度 3050MPa抗弯强度4176MPa,拉伸弹性模量15872277MPa,弯曲弹性模量13802690MPa收缩率 0.3%0.8%,常取0.5%。该材料综合性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成 型，耐热和耐腐蚀性能也比较好，并有良好的耐寒性。2、成型特性及条件（1） 其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量应小于0.3%。 对表面要求光泽的零件，塑料在成型前更应进行长时间预热干燥。（2）流动性中等，溢边值0.04mm。（3）塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度

2、过高易分解（分解温度为 250C）。成型时宜采用较高的加热温度（模温 5080C ）和较高的注射压力(柱塞式注射机：料温180230C，注射压力100140MPa；螺杆式注 射机：温度为160220C，注射压力70100MPa。)3、结构工艺性(1) 该塑件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最少壁厚1mm,注射成型 时应不会发生填充不足现象。(2) 该塑件在一侧水平方向上有孔，注射模应采用侧抽芯机构。4、塑件注塑成型工艺参数料筒温度：控制在ABS的粘流温度和热分解温度之间，这里后段取 200C, 中段180 C,前段取160C。喷嘴温度：一般应在180C190C之间，这里取180C。注射压力：

3、一般应在 60100MPa，这里取100MPa。型腔压力：60MPa ;充模时间：4s； 保压压力：60MPa。保压时间：10s；冷却时间：15s ;模具温度：50E 70C。5、零件体积及质量估算(这里采用Pro/E模型分析功能见图2)(1) 单个塑件 体积V=5131.68mm,质量 M=5.39go(2) 两个塑件及浇注系统凝料总体积V总=15.39cm3，总质量M总=16.16g图2、Pro/E体积分析二、初选注射（塑）机的型号和规格从实际注射量应在额定注射量的20%- 80%之间考虑，初选额定注射量在60cm3以上的型号为：SA60/40的注射机；该设备的技术参数如下表一、SZ60/

4、40主要技术参数结构形式卧式理论注射量/cm 360螺杆直径/mm30注射压力/MPa180注射速率/g s 170塑化能力/g s 135螺杆转速r/min 10 200锁模力/KN40拉杆间距/mm220X 300模板行程/mm250最大模具厚度/mm250最小模具厚度/mm150模具定位孔直径/mm80模具定位孔深度/mm10喷嘴球半径/mmSR10喷嘴口孔径/mm4顶出行程/mm70三、确定模具的基本结构经分析，该塑件成型时必须有侧向外抽芯，可能适合的模具结构有：方案一 单分型面注射模， 主流道设在定模一侧， 分流道设在分型面上， 开模 后塑件连同流道凝料留在动模一侧； 动模上设有顶出

5、机构， 用以顶出塑件及浇注 系统凝料。可能的浇口有：直接浇口、侧浇口和潜伏式浇口等。该类模具采用的 侧向抽芯机构，一般是斜导柱抽芯机构。方案二 双分型面注射模， 从不同的分型面分别取出塑件和浇注系统凝料， 与 单分型面相比，增加了一个可移动的中间板（又称浇口板） ，中间板适用于采用 点浇口进料的单型腔或多型腔模具。 在开模时由于定距拉杆的限制， 中间板与定 模板坐定距离的分开， 以便取出这两板之间的流道内的凝料， 利于推杆将塑件脱 出。该类模具采用的侧向抽芯机构，一般是斜导柱在动模，滑块早定模，或斜导 柱、滑块均在定模的斜导柱抽芯机构。 脱模时还必须有顺序脱模机构， 模具结构 复杂。该零件为玩

6、具台灯开关定位器， 对外表面有一定的要求， 可选用的浇口有侧 浇口、重叠式浇口和潜伏式浇口。 其中侧浇口开在圆弧面上， 去除后对制品表有 一定的影响， 且需脱出后人工去除； 潜伏式浇口开模顶出过程中塑件与浇口凝料 自动切断， 且表面质量较好， 但是浇口的制造较为复杂。 重叠式浇口制造最为简 单，去除浇口留下的痕迹在塑件的端面，不影响制品的外观。综上所述，选择单分型面注射模，重叠式浇口，采用斜导柱抽芯机构，推件 板一次顶出。四、模具结构设计1、确定型腔数目及配置确定型腔数目的方法有：根据锁模力确定、根据最大注射量确定、根据塑件精度确定和经济性确定等。该零件主要从经济性确定，试制或小批量生产时，宜

7、采取单型腔或少型腔， 大批量时采用多型腔，该产品为中量生产，因此采用一模两腔。型腔的配置采用平衡浇注系统使型腔在同一时刻充满。平衡浇注系统的特点 是：从分流道到浇口或型腔，其形状、长度尺寸、圆角、模壁的冷却条件完全相 同。2、选择分型面 模具闭合是型芯与型腔相接触的的表面称之为分型面。为 了便于脱模， 分型面的位置应设在塑件断面尺寸最大的地方， 还要不影响制品的 外观。根据该塑件的结构特征，选定水平分型面。3、确定浇注系统尺寸浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰， 内在质量优良的塑料制件。 因此要求充模过程快 而有序， 压力损失小热量散失少， 排气条件好， 浇筑

8、系统凝料易于与制品分离或 切除。（1）浇注系统的组成无论用于何种类型的注塑机模具，其浇筑系统一般由四部分组成 主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。 它使塑料 熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。 分流道 支柱流道末端至浇口的整个通道。 分流道的功能是使熔体过渡和 转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。 多型腔模具中分流道是为了分配物 料，通常有一级分流道核二级分流道，甚至多级分流道组成。 浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。 它的功能是 使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。 冷料穴 通常设置在主流道和分流道转

9、弯处的末端。 其功用为 “捕捉”和 储存熔料前锋的冷料。冷料穴也经常起拉钩凝料的作用。（2）浇注系统设计原则 浇注系统与塑件一起在分型面上，应由压降、流量和温度分布的均衡布 尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间。 浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇形流动，并有利 于排气何补缩。 避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移。 浇注系统凝料脱出方便可靠，易于塑件分离或切除整修容易。 熔合缝位置须合理安排，必要时配置冷料穴或溢料槽。 尽量减少浇注系统的用料量。 浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有 IT8以上精度。(3) 主流道上端直径4=注射机喷嘴直径+0.5mm

10、?4.5mm R= 贲嘴球半径+2mm=12mmF端直径D=?8mm凹坑深度取4mm出口端圆角过度r=0.6mmo( 4) 冷料穴 本模具采用带球头拉料杆冷料穴(5) 分流道 分流道长度L= (12.5) D=20mm分流道直径D=?8高度h=4mm(6) 浇口浇口宽度 b=2mm h=1mm L1=3mm，L2=1.8mm。(7) 定位环及浇口套 定位环直径D=?125mm浇口套公称直径d=?20mm4、确定型芯、型腔的结构及固定方式1)、型芯、型腔的结构设计为便于热处理、加工和节约优质模具钢，型腔采用整体镶块式结构，型芯采用整体式。2 )、固定方式 型腔和型芯均通过套版用台阶方式固定于模板

11、上。5、 确定导向机构采用导柱导向机构1) 、导柱结构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济 效益，采用带头导柱2) 、导柱的布置 为确保动模和定模只按一方向合模，采用等直径导柱 的不对称布置，导柱设在动模一侧6、 确定顶出机构类型顶出机构的结构因塑件的脱模要求的不同而有所 变化，但对顶出机构所应达到的基本要求是一致的： 使塑件在顶出过程中不会损 坏变形；保证塑件在开模的过程中留在设置有顶出机构的动模内； 若塑件需要留 在定模内， 则要在定模上设置顶出机构。 其中，一次顶出机构是最常用的顶出机 构，此机构只需一次动作就能使塑件脱模。本模具选用推件板一次顶出机构。 (1)、复位装置设计

12、 顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为了进行下一步 循环必须回到其初始位置。常用的复位机构有弹簧复位机构和复位杆复位机构。 因本模具采用的是推件板推出机构故不需重新设计复位机构， 因为在合模过程中 推件板能在合模力作用下复位。( 2)、顶出机构的导向 本模具采用导套导向机构。( 3)、拉料杆 本模具采用带球头拉料杆，公称直径 ?8。(4) 、顶出距离为了确保顶出时塑件能完全脱离动模，顶出距离不小于60mm7、排气系统从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统的设计相当重要。该模具采用分型面、推杆与孔的配合间隙及侧型芯运

13、动间隙排气 即可，不必单独考虑排气方式。8侧向分型与抽芯机构的设计前面已确定侧抽芯机构为斜导柱固定在定模上、滑块固定在动模上的斜导柱抽芯机构。(1) 、抽芯距的计算将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫抽芯距。抽芯距通常比侧孔或侧凹大23mm。本模具采用的是推件板推出机构故S=20+2=22mm。(2) 、斜导柱的倾斜角a斜导柱的倾斜角通常取15° 20°，一般不大于 25°,这里取20°。(3) 、斜导柱的直径考虑到抽拔力和倾斜角不大，这里工作部分直径初步定为？12mm(4) 、最小开模行程和斜导柱工作部分长度最小开模行程：H=Sco

14、ta =22cot20 ° =60.44mm斜导柱工作部分长度：L2=H/cos a =64.32mm(5) 、滑块的设计 滑块与侧型芯之间采用螺纹连接。 滑块的导滑形式：该模具采用整体导滑槽形式，导滑槽为“T形”开设在型芯固定板上，滑块与导滑槽之间的导滑部位采用 H7/h7或H7/h8的间隙配合。 为保证再次合模时斜导柱能准确地插入斜滑块中，抽芯动作完成后斜滑块 必须有准确的位置。该模具拟采用挡块定位形式。五、成型零部件的相关计算 塑件的成型收缩率型腔工作尺寸制造偏差及磨损量均取平均值 取 8/3 x =3/4 s=0.0051、型腔尺寸计算径向尺寸：A1: 1 10.3 00.5

15、0 A2A5 ： 3000.26 A6 ： 15.6 00.2 A7 (1 + s)As x 8 8(1+0.005) X110.3 3/4(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005)(1+0.005) (1+0.005)X3.8 3/4 X0.140(1+0.005) X 60.7 3/4 X 0.32深度尺寸： H1=11.300.18H2=200.1240 0.28A mA1 =：37.7：600.1400.26A8A3 ：3.8 0.141 20 0.18 A4 ：A9 ： 60.7 00.32A2 =A3 =A4 =A5 =A6 =A7

16、=A8=A9 =H5=300.12H=H1=H2=H3=H4=H5=X 37.7X 12X 40X 30X 0.5 3/4 X 0.263/43/43/4X 0.18 X 0.28 X 0.26 0.1700.0900.060.170_37.6900.0911.9300.06_ 39.99 00.09_30.7600.09_ 15.33 00.070.0503.71 00.0500.10_60.7600.10H3=9.300.16H4=400.14=110.480 0.0900.09 0 3/4 X 0.200.07X 6 3/4 X 0.14 00.05 = 5.930.05 _X 15.6

17、（1s）Hs2/3 （1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）（1+0.005）X11.3 2/3 X0.1800.06=11.2400.06 2/3 X0.1200.04=1.9300.04 2/3 X0.1600.05=9.2400.05 2/3 X0.1400.05=3.9300.05 2/3 X0.1200.04=2.9400.04X 9.32、型芯尺寸计算 径向尺寸： B1：B5：1200.18B11：30.8B6 ：20.260.120B12 ： 36。0.26B2 : 12B7 ： 7.7 00.16 B8 ： 9.1 14.1 00.2000.18

18、B3 ： 8 00.16B4 ： 400.1400.16 B9 ：1400.20 B10：R12.500.18B=(1 + s)Bs xA 8 zB1=(1+0.005)X36+3/4X0.2600.09=36.3800.09B2=(1+0.005)X12+3/4X0.18 00.06 =1 2.2 0 0.06B3=(1+0.005)X8+3/4X0.16 00.05=8.1600.05B4=(1+0.005)X4+3/4X0.14 00.05=4.1300.05B5=(1+0.005)X12+3/4X0.18 00.06 =1 2.2 0 0.060B6=(1 + 0.005) X 2+

19、3/4 X 0.12 °o.q4=2.1 °o.o4B7=( 1 + 0.005) X 7.7 + 3/4 X 0.16 °o.°5=7.86 °o.°5B8=(1+0.005)X9.1+3/4X0.1600.05=9.2700.05B9=(1+0.005)X14+3/4X0.200.07=14.2200.07B10=(1+0.005)X12.5+3/4X0.1800.06=12.700.06B11=(1+0.005)X30.8+3/4X0.2600.09=31.1500.09B12=(1+0.005)X14.1+3/4X0.200.

20、07=14.3200.07H5：1.8型芯高度尺寸： h1：200.12h2 ：9.3 00.16h30.1200.14h6 ：3.4 0h7 ：11.30.1800.32h8 ：5200.12100.12h45.10.1400.320.24h9 ：51 0h10 ：29 0h= (1 + s)hs 2/3 szh1=(1+0.005)X2+2/3X0.1200.04=2.0900.04h2=(1+0.005)X9.3+2/3X0.1600.05=9.4500.05h3=(1+0.005)X1+2/3X0.1200.04=1.0900.04 h4=(1+0.005)X5.1+2/3X0.140

21、0.05=5.2200.05 h5=(1+0.005)X1.8+2/3X0.1200.04=1.8900.04 h6=(1+0.005)X3.4+2/3X0.1400.05=3.51 00.05 h7=(1+0.005)X11.3+2/3X0.1800.06=11.4800.06 h8= ( 1 + 0.005) X 52+2/3 X 0.3200.11=52.47 00.11 h9=(1+0.005)X51+2/3X0.3200.11=51.4700.11 h10=(1+0.005)X29+2/3X0.2400.08=29.300.083、型芯之间中心距尺寸C1：28.110.240C2 ：

22、2300.22C3 ：47.430.280C= ( 1 + s)Csz/2C1=(1+0.005)X28.11 ±0.04=28.25±0.04C2=(1+0.005)X23±0.04=23.12±0.04C3=( 1+ 0.005)X47.43 ± 0.05=47.67 ± 0.05六、模板尺寸计算与选择根据型腔侧壁厚度经验公式S=0.2L + 17=0.2 X 110.3 + 17=39mm底板厚度Sc=0.2X 12+ 17=19.4mm垫板厚度经验公式 h=(0.13 0.15) b=0.15 X 110.3 16.5mm 取

23、 h=25mm本模具采用镶块式凸凹模，模板的长度、宽度选择最少应该保证型腔壁 厚S。同时配合导柱、螺钉、限位钉等的安装。在满足注塑机拉杆内间距的范围 内，尽量使模具的布排紧凑合理。所选各模板的尺寸如下面表：表二、模板尺寸表(伽)模板宽度长度高度材料定模座板3203002545钢，调质动模座板3203002545钢，调质动模板3002703545钢，调质定模板3002703045钢，调质动模垫板3002702545钢，调质支撑块300538045钢，调质七、工艺与安装参数校核1 、工艺参数校核1 ）、注射量校核 为保证注射成型的正常进行， 塑料制品连同浇注系统凝料 及飞边在内的质量一般不应超过注

24、射机最大注射量的 80%。V min V V总 V Vmax注射机最大注射容积 Vmax =48cm3 注射机最小注射容积 Vmin =12cm3制品连同浇注系统凝料及飞边容积 V总=15.39cm3 故上式成立，注射量选择合适。2 ）、锁模力校核 模具锁模力必须大于涨模力， 才能防止分型面上产生溢边， 保证制品在深度方向的尺寸精度锁模力的校核式：F锁F=PAF锁注射机的额定锁模力（ KN）A制品和流道在分型面上的投影面积之和（cm2 ）P型腔内熔体压力， P=30MPaF锁=40KN>30X 103X 49X 10-2 X 2=29.4KN故上式成立，锁模力选择合适。3 ）、最大注射压

25、力校核 注射机的额定注射压力即为它的最高压力 Pmax，应该大于注射机成型所需调用的注射压力Po,即PmaxK' P0K'安全系数，通常取1.251.4,这里取K ' =1.4P,ax=180MPa> 1.4X 100=140MPa 上式成立，注射压力选择合适。2、安装参数校核1 ）、模具厚度校核模具厚度 Hm ，也称模具闭合高度，必须满足maxHmin 注射机合模部件允许的最小模厚;Hmax 注射机合模部件允许的最大模厚。150 mmW 235 mmW 250 mm模具厚度校核合格2）、喷嘴尺寸注射机喷嘴头部的球面半径 R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，

26、以避免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般R2比R1大（12）mmR2=12mm> R-i =10mm故合理3 )、定位圈尺寸为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具上定位圈必须与注射机定模板上的定位孔呈叫松动的间隙配合。4) 、螺孔尺寸注射模具的动模座板和定模座板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺纹尺寸相适应。3、开模行程和推出机构的校核因为本模具为单分型面注射模具，则校核合格条件为H>Hi + H2+510 mmH注射机动模板开模行程；H 1 塑件推出距离；H 2 塑件高度，计算得25056+11.3+10 mm =87.3 m所以，开模行程校核合格。综上所述前面选择的 SZ60/40 型注塑机符合要求。八、绘制模具总装配图和零件图本模具的总装配图、零件图如图纸所示本模具的工作原理；模具安装在注射机上，