塑料模具课程设计说明书LJ

1、北京化工大学塑料模具课程设计说明书题 目： 08 标准色板院 系：材料学院 班 级：高材 0907 指导老师：李晓林 学生姓名：李健学 号： 200921201时 间 :11/20/2012-12/20/2012北京化工大学目录一、课程设计内容二、塑件分析三、注射机的型号选择及校核四、型腔的数目及排布五、分型面的选择六、浇注系统的设计七、成型零件的结构设计及尺寸计算八、推出机构的设计九、模架的确定十、冷却系统的设计H、导向机构的设计十二、设计小结 十三、参考文献北京化工大学一、课程设计内容标准色板是用来测量颜色的计量器具。 标准色板可以校准测色仪 器，也可以作为目视评判颜色样品的标准。 本课设

2、要求设计材质为塑 料的 08型号标准色板，产量 10 万件/年。二、塑件分析2.1 塑件材料性能ABS（丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物）ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种 单体都具有不同特性： 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 光洁度及高强度。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 - 丙烯腈 的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS 的特性主要取 决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品 设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百

3、种不同品 质的 ABS 材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如 从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性 等。ABS 材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优 异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。注塑模工艺条件干燥处理： 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 80-90 下最少干燥 2 小时，使含水量小于 0.1%。北京化工大学2.2 成型工艺参数ABS的成型工艺参数如下：适用注射机类型：螺杆式；密度： 1.01 1.07 g/cm3 ；收缩 率：0.3 0.8 % ；预热温度： 80C° 85C°，预热时间 2

4、 3 h ； 料筒温度：后段 150C° 170C°，中段 165C° 180C°，前段 180C°200C°；喷嘴温度：170C° 180C°；模具温度：50C° 80C°；注射压力：60 100 MPa ； 成型时间：注射时间 20 90s ， 保压时间 0 5s ，冷却时间 20 120s 。三、注射机的型号选择及校核3.1 注射机的选择塑件体积计算： V=6.431 cm3 塑件质量计算： M=6.753g 考虑到设计为 2 腔，加上浇注系统的冷凝料，则总体积 V 总 3 为了保证正常的

5、注射成型，模具 每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，则V 公=V 总/0.8=20.900 cm3，查表初步选择 XS-ZY-60 型注射机。 XS-Z-60 型注射 机的主要参数如下：最大注射量 / cm360最大模具厚度/mm200螺杆直径 /mm38动定模板尺寸/mm330x340注射压力 /Mpa122最小模具厚度/mm70注射行程 /mm170喷嘴圆弧半径/mm12注射方式柱塞式最大开模行程/mm180锁模力/KN500喷嘴孔直径 /mm4北京化工大学3.2 注射机的校核最大注射量：(0.8-0.85 )V公V 总 已知 V 总=16.721 cm3 V 公 =60.0

6、00 cm3 故满足要求。注射压力：所选注射机的公称压力 P=122MP，a 塑件成型注射 压力为 P0=60-100MPa。通常要求 P>P0，此处取 70MPa。注射压力安全 系数 k=1.25-1.4 ，此处取 k=1.3 ，则 P0=1.3*70MPa=91MPa<P故, 注射 压力满足要求。锁模力：塑件在分型面上的投影面积 A=50*50 mm2=2500 mm2 浇注系统在分型面上的投影面积，此处取 A0=0.2*A=500 mm2，故总投 影面积 A总=3000 mm2。模具型腔内塑料熔体平均压力：一般为注射压 力的 0.3 0.65 倍，通常取 2040MPa。我们

7、这里选 P 型=30MPa。则 F=A总*P型=90kN。注射机的公称锁模力 F锁=500kN，锁模力安全系数 k 取 1.2 ，kF=108kN<F锁, 故锁模力满足要求。四、型腔的数目及排布对于形状较复杂、 薄厚不均匀的制品， 由于型腔模具难以使 各型腔的成型条件一致，故通常推荐型腔数目不超过个，塑 料件的精度为 5 级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产 效率的综合考虑，型腔数目初定为 2 腔，排布形式为矩形的平 衡布局。五、分型面的选择由于色板是薄板结构，分型面较好确定，此处取最大截面积 处即长 *宽的面积，分型面与合模方向平行。六、浇注系统的设计北京化工大学6.1. 主流道的

8、设计主流道的形状为圆锥形， 由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷 嘴反复接触，因此设计成可拆卸更换的浇口套。主流道的长度：一般由模具结构确定，对于小型模具 L 应尽量小 于 60mm，初选 50mm。主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（0.5-1 ）mm =5m。m 主流道大端直径： D=d + 2*L 主*tan （ /2 ）=8.5mm式中 =4° （锥角）主流道球面半径： SR=注射机喷嘴球头半径 +（1-2 ）mm=20+2=22m。m 球面的配合高度： h=3mm。主流道浇口套的形式： 主流道衬套为标准件可选购。 本设计中浇 口套采用碳素工具钢 T10A。6.2 分流道

9、的设计分流道的截面形状：采用梯形截面分流道截面尺寸： 设梯形的上底 B=4.5mm，底面圆角半径 R=1mm， 梯形高度 H=2B 3=3mm，设下底为 b，梯形截面的梯形斜度应在 5° -10 °范围内，取 b=4mm根. 据（B + b ） H2=3.14Rn2当量半径 Rn =2.02mm分流道长度：流过分流道塑料的质量V = 1. 05×14.952×2=31.399g <200g =0.2654W?L?式中 W流经分流道的塑料量， g L分流道长度， B梯形截面大底边宽度， n型腔数目 m塑件质量， g得出 L=（B0.2654）4

10、15;（1W2）=（4.5 0.2654）4×（131.3992）=83.83mm结合分流道常用长度，选取 55mm，则单向分流道长度 27.5mm。6.3 浇口的设计 为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。 侧浇口的深度： h = nT=0.8 ×5=3mm式中， t 是塑件壁厚，取 t=5mm；n 是塑料成型系数，取 n=0.8 。 结合参考文献推荐的侧浇口的厚度为 0.5mm-0.75mm，此处浇口深度 h 取 0.75mm。侧浇口的宽度： B=nA?/30=0.8×5540.4?/30= 1.98mm式中，A 为 凹模的内表面积； n 是塑

11、料成型系数，这里 n=0.8。 结合参考文献推荐的侧浇口的厚度为 1.5mm-2.0mm，此处浇口宽度 B北京化工大学取 2.0mm。侧浇口的长度：取侧浇口的长度为 0.75mm。6.4 冷料穴与拉料杆的设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上， 其作用主要是储存熔体前 锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。 选用 Z 型 拉料杆及冷料井，拉料杆选用直径为 9mm，检验： 5+2× 50× tan2 ° =8.49m9mm。其中 2°主流道半锥角， 5mm主, 流道小端直径， 50mm, 主流道长度。七、成型零件的结构设计及尺寸计算7.1 成

12、型零件的结构设计 凹模的结构设计： 凹模是成型制品的外表面的成型零件， 本设计 采用整体嵌入式凹模。凸模的结构设计： 凸模是成型制品的内表面的成型零件。 本设计 采用整体式型芯，设在动模部分。7.2 成型零件的工作尺寸计算ABS 塑件的平均收缩率为 S=(0.3%+0.8%) /2=0.55%，模具的制 造公差取 z3，模具允许磨损 c=0.02 。型腔径向尺寸计算：查表得径向尺寸的基轴制尺寸为500-0.74 mm，1 +0.25 +0.02则 DM D(1 s平)- ( Z C)0 Z =49.770 =50 -0.23 。平台部分尺寸计算： 查表得径向尺寸的基轴制尺寸为 30 -0.56

13、 mm， 则DM D(1 s平)- 1 (Z C)0 Z =29.78 0+0.19 =30-0.3 -0.22 mm2台阶部分尺寸计算： 查表得径向尺寸的基轴制尺寸为 200-0.44 mm, 则DM D(1 s平)- 1 (Z C)0 Z =19.94 0+0.08 mm =20+0.02 -0.06 mm。2 型腔深度尺寸计算：查表得对应的基轴制尺寸为 3.5 -0.24 mm,1 +0.08 -0.06 则 HM H(1 s平)- (Z)0 Z =3.36 0 =3.5 -0.14 mm。M 2 Z 0 孔的中心距至侧壁距离计算： L M L (1 s 平 )=6.40C4 2Z

14、77;0.12mm=6+0.16-0.08 mm八、推出机构的设计 采用推杆顶出机构，材料 45#钢，淬 火后表面可进行渗氮处理，渗氮深度为 0.080.15mm，心部硬度 4044HRC，表面 硬度 900HV。轴肩直径 10mm，轴肩厚度 3mm，推杆与型腔配合段长 28mm，精度 H7/f7 ，其余为间隙配合。回程杆装置采 用先行复位，以便在前一次顶出结束后推杆先行复位安装螺纹成型环北京化工大学为简化结构便于设计， 采用推杆弹簧复位机构， 弹簧安装在拉料杆和 靠近中央的两根推杆上， 动模板垫板与推杆固定板之间。 推杆位于成 型环处，使塑件受力均匀。九、模架的确定 根据凹模嵌件所在的平面尺

15、寸和型腔所占平面尺寸，选取 A 型200×250 模架。9.1 各模板尺寸的确定A 板尺寸 :A 板是定模型腔板，考虑到模板上还要开设冷却水道，故 A 板厚度取 35mm。B板尺寸 :B 板是型芯固定板，按模架标准板厚取 45mm。C 板尺寸:垫块=推出行程 +推板厚度 +推杆固定板厚度 +（5-10） mm（= 25+20+15+510）mm=65-70m，m初步选定 C 为 70mm。经上述尺 寸计算，模架尺寸确定为： A2020-35× 45×70 GB/T12555-2006。9.2 模架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。模具平面尺寸 20

16、0mm×200mm< 250mm× 280mm（拉杆间距），校核 合格。模具高度尺寸 235mm， 100mm<235mm<300mm（模具的最大厚度 和最小厚度）。模具的开模行程 S=H1+H2（+ 5-10 ）mm=25+70（+510）mm=100 105mm<220mm，校核合格。十、冷却系统的设计由于色板是小型薄板构件， 故可采用自然冷却以节约能源， 脱模 后采用自然风冷可快速降温。十一、导向机构的设计本模具所成型的塑件比较简单， 模具定位精度要求不是很高， 因 此可采用模架本身所带的定位机构。十二、设计小结 塑料工业是世界上增长速度最快的工业之一， 而模具工业是塑料 工业的基石。 通过塑料模具课程设计， 我们进一步了解了有关塑料