塑料模课程设计1连接座成型模具设计讲解

1、目录塑料成型工艺与模具设计课程设计任务书 11编制塑件成型工艺卡 22塑件成型工艺分析与设计32.1 ABS 特性32.2 塑件原材料成型性能32.3 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析42.4 塑件成型方法确定43 塑件成型模具设计43.1 型腔的数量和布置43.2 选择注塑机型号及其参数43.3 确定分型面63.4 浇注系统选择和设计63.5 成型部件的设计计算83.6 排气系统设计93.7 模架的确定和标准件选择（示意图）93.9 温度调节系统设计103.10 推出机构（脱模）设计113.11 导向机构设计114 设计小结115 参考文献1111附录（模具总装图和零件图）塑料成型工艺与模

2、具设计”课程设计任务书课题设计名称：连接座的注射模设计塑件图：塑件名称连接座材料ABS厚度3工件精 度5设计内容：1、编制模塑成型工艺规程（即填写 塑件成型工艺卡”2、绘制塑件注射模总装图（A3图纸1张）3、绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3图纸多张）4、编写完善模具设计说明书（按 A4打印纸装订）1塑件成型工艺卡塑件成型工艺卡塑件名称塑件草图材料牌号ABS单件重量25.9g成型设备型号XS-ZY-125每模件数材料干燥干燥设备名称烘箱温度/C8090时间/h23成型过程料筒温度后段/C150170中段/C165180前段/C180220喷嘴/C170180模具温度/C5080时间注射/

3、s2090保压/s05冷却/s20120压力注射/MPa60100保压/MPa后处理温度/C70时间/min120240成型工艺参数编制日期审核日期2塑件成型工艺分析与设计2.1 ABS的特性(1) 化学和物理特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特 性；丙烯腈有高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯 乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看， ABS是非结晶性材料。三种单体的 聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯 一丙烯腈的连续相，另一个是聚丁 二烯胶分散相。这就决定了 ABS材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性

4、。 缩水率为0.5%。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、 化学稳定性和电气性能，有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工且易着色，几乎 不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响。密度为1.081.2g/cm3使用温度在40100C，紫外线作用下容易氧化分解。(2) 典型应用范围水箱外壳、蓄电池槽、电机外壳、齿轮、把手等等。(3) ABS注塑模工艺条件干燥：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为 8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于 0.1%。熔化温度：210280C，建议熔化温度范围在245E左右。模具温度：2570°C, 6

5、mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却 腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内(“c是冷却腔道的直 径)。注射压力：60100MPa,射速度：使用高速注射。2.2塑件原材料成型性能1. 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2. 吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥3. 流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯 、聚氯乙烯好

6、）。4. 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温 （对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树 脂,料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250C左右， 比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模温宜取 5060C,要求光泽及耐热型料 宜取6080C,注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180 230r，注射压力为100140Mpa，螺杆式注射机则取 160220C，70100MPa。5. 模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕， 应注意选择浇口位置、 形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现 “白色”痕迹 （但 在热水中加热可消失 ），

7、脱模斜度宜取 2°以上。2.3 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析（1）结构分析：从零件图上分析， 零件总体为一个圆筒， 侧面有一个长宽为 32 X 16 的长方体，在长方体中间有一个直径为 6 的圆，在底圆筒与长方体垂直的一侧有 一个通孔（2）尺寸精度： 塑件的精度为 5级，精度要求中等。（3）表面质量分析 ：零件的要求表面没有缺陷、毛刺，表面要求光滑，最好自 然形成圆角。2.4塑件成型方法确定 综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采 用注射成方法生产。3 塑件成型模具设计3.1型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高， 属小型塑件， 且形状简单， 又为中等

8、批量生产， 初定为一模一腔平衡的模具形式， 其布置方式如下图所示： 为了保证塑件表面 质量要求，选择轮辐式浇口成型，模具选用单分型面注射模。3.2 选择注塑机型号及其参数（1）注射量的计算通过Pro/E建模分析，塑件的体积 错误！未找到引用源。为13323伽3,塑 件的质量：m1=14.65g此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算， 所以注射量为:m = (1 + 0.6) X n X m = (1 + 0.6) X 2 X 14.65 = 46+88g, V = (1 + 0,6) X n X V! = (1 + 0.6) X 2 X 13323 = 42633.6mm和(2

9、) 锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积 A，在此时还是个未知数，根据经验公式：错误！未找到引用源。，(错误！未找到引用源。为每个塑 件在分型面上的投影面积)，用错误！未找到引用源。进行估算：A = nA】+ 绥=nA1 + 0.35A1 = 1.3SA1 = 135 X 2 X 1077.2 = 2908.44mm2弋中 Aq = 7T X (亍)一n X (亍)+32% 16 ttX ()=1077.2mm2查塑件所需的注射压力60-100Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的 30%-65%, 因塑件为薄壁塑件，且浇口为侧浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则错误！未找

10、到引用源。错误！未找到引用源(3) 选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-ZY-125螺杆式注射成型机，其有关参数如下:标称注射量/ cm60模板的最大厚度/mm300:螺杆直径/mm :42模板的最小厚度/mm200 :合模力/N900000模板尺寸428错误！未找到引用源。458注射压力 /MPa120拉杆空间/mm260错误！ 未找到引用源。290注射行程/mm115合模方式液压机械螺杆转速/(r/mm)43电机功率/KW22模板最大行程/mm300定位圈尺寸/mm100喷嘴球半径/mm注射方式12螺杆式喷嘴孔直径/mm 最大成型面积/错误！ 未找到引用源。12320

11、定位圈尺寸/mm100注射时间/s1.6(4) 射机有关参数的校核 型腔数量的校核VjVz0.5x42-0.6X13,3231.9 > 1由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量:13.323型腔数目校核合格式中为Vj注系统凝料和飞边所需的体积Vz为每个塑件的体积Vg为注射机的额定注射量注射压力的校核P. > kfp = 1.3 X 90 = 117 < lWMpa注射压力校核合格式中 K为注射压力安全系数一般为1.25- 1.4 锁模力的校核P赴> k P蚤=1.3X90 = 117 < l20MPa锁模力校核合格"F > KAP = 1,2 X

12、2908.44 X 54 = 188467N < 1500000N-'K为锁模力安全系数，一般取1.1 1.2其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。3.3确定分型面本塑件要求外侧表面光滑，依据分型面的选择原则，该塑件的分型面应选如 下A-A所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件外表面光滑，且容易脱模。3.4浇注系统选择和设计(1) 主流道的设计主流道尺寸主流道的小端直径:&二界咱餐殖£0.5 -A.i二丄二 dm$只=喷嘴的两面半径+ (12) =12+2=14mm主流道锥角：取一；汀；主流道长度：取L=44mm;主流道的大端直径:D= d

13、+ 2Ltan 箋 6.5mmr主流道衬套的形式由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触， 极易损坏，对材料的要求比较高， 因而主流道设计为浇口套，采用 45钢，热处理为43HRC 48HRC，如下图 所示：A-U与之相配合的定位圈的结构如下图所示(2) 分流道的设计分流道的布置：为了让分流道要能满足良好的压力传递和保持理想的填充状 态，使凝料熔体尽快地分配到型腔，因此，采用如下图所示衡式分流道结 构：分流道的形状和截面尺寸：由于ABS的流动性很好，因此选用加工性能比较好的 U形截面流道，查表 得d=5伽，斜角错误！未找到引用源。分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般为0.8

14、1.6,在此取1.4,如上图 所示(3) 浇口的设计由于塑件的外观表面质量要求比较高， 应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇 查表得其尺寸如图所示：(4) 注射行程的校核查XS-ZY-125注射注射行程为115,浇注系统的长度： 35+10=45<115mm 成立。3.5模具成型部件的设计计算分析塑件的结构可知根据尺寸公差可知：塑件在径向上的公差等级为MT5级(GB4458.5-84)，对于此塑料此精度为中等。分析塑件的结构可知动模部分 采用整体式型芯结构加工即可。塑料收缩率范围为：0.3-0.8%，所以平均收缩率为：S = Sm2X SmjR X 100% = 0 80 3 X 100%

15、 = 05962 2由于塑件尺寸为= 02B_J2mm 屯=020_厶站mm ,d3 =Dt = 034_3SmmF D2 = 026_JL35mmJ 塑件的高度査公差表得 hx = 19_°320mmf h2 = 46_Q30miri> h3 = 3_J2mm, H1 = 22暑卫mm,侧 孑L h4 =R = 5_® zzmm,厚度 D = 3%-2mm ,中心距 尺寸为C = 33 ± 0,15mm,由于尺寸精度为中等，故分别取制适偏差为尺寸公差13, 磨扌贯偏差为尺寸公差】& BP；耳=扑x=0.75 +1J6(1) 型芯采用台肩固定的形式，

16、其下底面用模仁将其压紧。所以型芯尺寸为：mmg = (1 + s)1b + 0.75 X 0.2= 28.29_1673d2 = (1 + S)1B + OJS X OAS_S = 20.21_gR(5mm *禺d3 = (1 + S)1H + 075 X 0.2 m 6,18_Q O7mm'h = (1+ S)he + Ok75 X 0.32_aS=. = 19.36-mmBh二=(1 + S)hE + 0.75 X 0.30= 46.456点过inni*i3h3 = (1 + S)hs + 0.75 X 02= 3.17_J067mm-h4 = (1 + S)hs + 0.75 X

17、 0.24 &4 = 8.22 oemm-3D = (1 + S)hB + 0,7S X 02= 3,17.minps(2) 型腔型腔的尺寸为：H D辭Di = (1 + S)Ls- 0.75 x 038 丁 = 3339 +°13mm-'Dz = (1 + S)La 0.7S X Q3S 丁 = 25.87 +12mm. +h2 = (.1 + ?)LS 一 075 X 03 : = 46.005 *B.2h； = (1 + S)Lfl 一 0.75 X 0.2 " = 2.87 牲"mm“H； = (1 + S)Lt - 0.75 X 0.32

18、 J" = 21.87(3) 中心距中心距尺寸为：C = (1 + 5)Ca ± = 33.17 土 O.OSmm3-3.7排气的系统设计此塑件为小型塑件，浇注口在塑件上方，为推件板推出，为了让气体顺利排 出，在分型面上开设排气槽，3.8模架的确定和标准件选择根据成型零件尺寸结合模架标准架，选用结构形式为A4型，模架尺寸为200X180的标准模架，可符合要求。"I（1）与型腔零件有关参数的校核a）型边缘距离的校核校核合格。错误！未找到引用源。为模腔材料的许用应用力，查Cr12MoV的许用应力为245MPab）腔底板厚度的校核=6.91mm < 63 46 =

19、 17mm校核合格。c）模具闭合高度的校核计算模具的闭合高度为：H =+ H: + H3 4-H斗 + H? = 25 + 石苗 + + 20 专 32 +80 + 25 WSImnw查 XS ZY 125 得Hraft = 300mm, Hmin = 200mm ,即模具满足 Hma, > h > Hmtn的安装要求d）模具的外形的校核：本模具的外形的尺寸为：错误！未找到引用源。，查XS ZY 125注射 机的模板的最大安装尺寸为 错误！未找到引用源。，故能满足模的安装要 求。e）开模行程的校核：模具的行程为：一<：> ="兀-二二 ' 玄，查XS

20、ZY 125 的最大开模行程为300mm>100mm,即能满足注射机的开模要求。3.9温度调节系统设计1、冷却系统设计rfn塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和 塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要 求。一般注射模内的塑料熔体温度为 200 C左右，而塑件从模具型腔中取出时其 温度在60C以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷 却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。 对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件 是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或

21、者可利用自然冷却 不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以2、冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可 以开模取出塑件时止的这一段时间。 这一时间标准常以制品已充分固化定型 而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期 的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：4二血土 尹?卜71 a JT Te-Tm式中，a 塑料热扩散系数 （m2/s）;S 制品壁厚 （mm）；现我们根据已知条件知道 ABS的TS=260C, TM=80 C, TE=120C，而塑 件的厚度为2mm：7T >2,4x1071

22、 120-80二 4s*3、冷却系统设计原则 、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡 、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。 、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。 、浇口处加强冷却。 、应降低进水与出水的温差。 、合理选择冷却水道的形式。 、合理确定冷却水管接头位置。 、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。 、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏4、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、 多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种 冷 却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔， 并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。5、冷却系统的计算由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为 300KJ400KJ/Kg。放出热量为 60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。3.10推出机构（脱模）（1）推出机构的形式确定：此塑件采用顶杆推出，推杆设计在塑件的台阶处，每个塑件由8根推杆推出， 在台阶