固定安装板设计说明书

1、目 录设计任务书11工艺分析2 1.1材料分析2 1.2塑件的尺寸与公差2 1.2.1塑件的尺寸2 1.2.2塑件尺寸公差标准2 1.2塑件的表面质量2 1.3塑件的产品零件图32注塑机型号的初步选择33分型面设计44浇注系统设计54.1主流道设计54.2主流道衬套的固定64.3分流道的设计64.4浇口的设计75成型零件的设计95.1成型零件的结构设计95.1.1凹模结构设计95.1.2型芯结构设计105.2成型零件工作尺寸计算105.2.1凹模尺寸115.2.2型芯尺寸125.3模架的选用136脱模机构的设计的总体原则137 温度调节系统的设计137.1 模具冷却系统的设计147.2 模具加

2、热系统的设计158注射机工艺参数的校核158.1注射量158.2注射压力158.3锁模力158.4开模行程16后记17参考文献18I、专业课程设计题目： 固定安装板注塑模设计II、专业课程设计任务及设计技术要求：一、设计任务：1、绘制塑件产品零件图2、确定模具的型腔数3、选择注射机型号大小4、设计模具分型方案及结构形式5、设计模具的浇注系统并进行核算6、设计计算工作型腔的尺寸7、设计脱件机构水冷系统二、设计要求：1、绘制模具总装配图1张2、绘制工件零件图34张3、设计说明书要求约3000字III、专业课程设计进度：2015.12.18-12.23 绘制零件图、计算型腔数目、选择注射机和模架等；

3、2015.12.23-2015.12.28 绘制装配图、零件图等；2015.12.28-2015.12.31 写说明书；第 0 页1、工艺分析1.1材料分析聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。具有吸湿性小、流动性极好、冷却速率慢、收缩率范围大等成型特性。1.2塑件的尺寸与公差1.2.1塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：a) 取决于用户的使用要求。b) 受制于塑件的流动性。c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。

4、1.2.2塑件尺寸公差标准a) 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。b) 塑件结构的复杂程度。c) 模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。d) 成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。e) 成型设备的控制精度等。其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT7。1.2.3塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损

5、程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。1.3塑件的产品零件图1.4型腔的数目根据设计要求选择一模两腔2、注塑机的型号初步选择查文献2得PE塑料的密度为0.94-0.96g/cm,取中间值=0.95g/cm估算出制品体积V=24929.469.86所需熔体ABS塑料质量M=V*=9.86×0.959.37g制品的正面投影面积S=所需注射量£80%注射机最大注射量；注射压力；锁模压力1）注射量：该塑料制件单件重=4.685g浇注系统重量的计算可根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积： 粗略计算浇注系统的重量 总体积 总重量 满足注射

6、量 式中注塑机的额定注射量（cm3）V塑件与浇注系统凝料体积和（cm3） 2） 注射压力ABS塑料成型时的注射压力3）锁模力： 式中 P塑料成型时型腔压力； F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（mm²）根据以上计算初步选定注塑机为SZ-60/450，理论注射容量约为，锁模力为450kN，注射方式为螺杆式，有关技术参数如下：移模行程 220mm最大模具厚度 300mm最小模具厚度 100mm拉杆内间距 喷嘴球半径 SR20mm 喷嘴口直径径 3、分型面设计 在注塑中，用于取出塑件浇注系统，凝料的面通称为分型面。常见的取出塑件的分型面有开模方向垂直，也有采用开模方向垂直，也采用开模方

7、向一致的侧向分型面。分型面大都是平面，也有倾斜面，曲面或者台阶面。 分型面的选择不仅关系塑件的正常成型和脱模，而且涉及到模具结构与制造成本。在选择分型面时，应遵循以下原则：1. 分型面应选择在塑件的最大截面处，后则，可能会无法脱模和加工型腔。无塑件以何方位布置型腔，都应将化坐为首要原则。2尽可能的将塑件留在动模一侧，因为在动模一侧设置和制造脱模机构简单易行。3有利于保证塑件的尺寸精度。4有利于保证塑件的外观质量，分型面上的型腔壁面稍有间隙，熔体就会在塑件上产生飞边，飞边影响塑件的外观质量。因此在光滑平整表面或弧曲面。避免选择分型面。5考虑满足塑件的使用要求，注塑机在模型过程中，有一些很难避免的

8、工艺缺陷，如拔模斜度，分型面上的飞边以及顶杆与浇口痕迹。在分型面设计时，应从应用角度避免这些工艺缺陷影响塑件功能。6尽量减少塑件在合模平面上的投影面积。以减少所需要锁模力。 7长型薪应置于开模方向。当塑件在互相垂直方向都需设置型薪时，将转短的型薪置于侧抽薪方向，有利于减少抽拔距 8有利于排气，应将分型面置于熔体充模流动的末端 9应利于简化模具结构根据以上原则确定分型面位置 4、浇注系统设计 浇注系统设计是注塑模具设计中最重要的问题之一。浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道，它具有传质，传压和传热的功能。对塑件质量有决定性的影响，它的设计合理与否，影响着模具的整体

9、结构及其工艺操作的难易程度。 浇注系统的功能：浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处，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，浇注系统凝料易于制品分离或者切除。浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。4.1 主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，其设计要点：a) 主流道通常设计成圆锥形，其锥角可取，流道内壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。b) 为防止主流道与喷嘴处溢料，喷嘴与主流道对接处紧密对接，主流道对接

10、处应制成半球凹坑，其半径其小端直径球面凹坑深度。c) 为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端应呈圆角过渡，其圆角半径为r=。d) 在保证塑料良好的前提下，主流道长度L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定，一般取e) 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T10A，热处理淬火后硬度HRC。4.2主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为100mm，内径55mm。4.3 分流道设计a) 分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道

11、截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： （式1） （式2） 式中 D梯形大底边的宽度（mm） m塑件的重量（g） L分流道的长度（mm） H梯形的高度（mm）质量大约58.5g，分流道的长度预计设计成19mm长，且有2个型腔，所以取D为3mm=2 取H为2mmb) 分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长12mm。c) 分流道表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中

12、心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra要求并不低，一般取0.8m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。d) 分流道表面粗糙度分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。4.4浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大

13、，这里我们采用矩形侧浇口： 它一般开设在模具的分型面上，从塑件的边缘进料它具有截面形状简单、易于加工、便于试模后修正等优点，但是会在塑件的外表面留有浇口痕迹。a) 浇口位置的选择应遵循以下原则：（1）浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使起流程最短。（2）浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁部位，以便塑料顺利地流入。（3）避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型心或镶件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件变形。（4）尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不需要的部位。（5）浇口位置及其流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀地流入，并有利于型

14、腔内气体排出。（6）浇口位置应在制品最易清除的部位，同时，尽可能不影响制品的外观。 确定浇口形式及位置，其工作壁较薄，只有1mm，故采用采用测浇口形式设计，设计上图；浇口直径可根据经验公式计算；测浇口计算的经验公式 b测浇口的宽度mm A塑件外表面面积mm2h测浇口的厚度 t塑件壁厚mm b=3mm h=1.2 mm 侧向进料的测浇口如上图；一般侧浇口的厚度取 mm宽度取 mm 浇口的长度 mm 对于大型复杂的制件，侧浇口的厚度为（约为塑件厚度的倍），宽度为，浇口长度为。从这组经验数据可以看到，侧浇口宽度与厚度的比例大致是3:1取L=2.0mmb) 浇口位置的选用模具设计时，浇口的位置及尺寸要

15、求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，如图10所示。通常要考虑以下几项原则：² 尽量缩短流动距离。² 浇口应开设在塑件壁厚最大处。² 必须尽量减少熔接痕。² 应有利于型腔中气体排出。² 考虑分子定向影响。² 避免产生喷射和蠕动。² 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。² 注意对外观质量的影响。 进浇点c) 浇注系统

16、的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。d) 排气的设计排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另

17、外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。 适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。5成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆

18、和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。5.1成型零件的结构设计5.1.1凹模结构设计凹模是成型产品外形的主要部件。 其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法

19、而变化。 镶拼的组合方式的优点： 对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。如图所示： 型腔5.1.2型芯结构设计整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉

20、联接式，沉孔螺钉联接式。如图所示： 型芯5.2成型零件工作尺寸计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定：Ø 塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。Ø 模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不

21、断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。Ø 模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。Ø 塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算，这里取3%Ø 模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。5.2.1凹模尺寸 根据公式 ： LM

22、=L1M=53.34L2M=42.04根据公式 ： HM=HM=13.275.2.2型芯尺寸根据公式 ： M=l1m= = =l2m= = =根据公式 ： M=1M=7.315.3模架的选用根据GB/T 12555-2006初选250*250*255定模板厚度：A=30mm动模板厚度：B=35mm垫块厚度： C=70mm6脱模机构的设计6.1脱模机构设计的总体原则（1） 要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。（2） 正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应

23、靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。（3） 推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。（4） 推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。7 温度调节系统的设计在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有

24、尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。（1） 低的模具温度可降低塑件的收缩率。（2） 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。（3） 对结晶性聚合物，提高模具温度

25、可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。（4） 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。（5） 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度。总之，

26、要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：（1） 确定加热或是冷却；（2） 模温均一，塑件各部分同时冷却；（3） 采用低的模温，快速且大量通冷却水；温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。7.1 模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm.另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：1、 浇口处加强冷却；2、 冷却水孔到型腔表面的距离相等；3、 冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；4

27、、 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。5、 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。6、 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。7.2 模具加热系统的设计模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。8注射机工艺参数的校核8.1注射量塑件体积：V=9.37注射机理论注射容量：=78V<*80%=78*0.80=62.4,故符合要求。8.2注射压力所选注射机的须大于塑件所需的注射压力，聚乙烯的注射压力为5070MPa，注射机的注射压力为170MPa，符合要求。8.3锁模力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