塑料模具设计与制造说明书

1、塑料模具设计说明书设计题目:专业：模具设计与制造成员：朱 志 2009624005 赖桂勇 2009624012 李明星 2009624014 吴福华 2009624015指导老师:李顺军 2010年12月20日 1 / 26模具综合实训任务书 设计题目： 零件图： （1） 零件材料：ABS材料（2） 生产批量：大批量（3） 未标注公差：按IT6级取实训内容：（1）使用CAD/CAM软件（如Pro/E,UG等三维设计软件）绘制产品三绘图一张（2）根据零件特征，进行工艺设计（3）模具总体结构设计，绘制二维模具装配图（4）所有非标准模具零件的二维工程图和三维图；尺寸、公差标注正确，技术要求正确，技

2、术要求完全（5）设计说明书一份）2 / 26指导老师： 教研室主任：目录第一章 零件工艺性分析 1.1 材料性能和成型特性1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量的分析1.3 塑件尺寸精度的分析1.4 表面质量的分析第二章 注塑机的选用2.1 塑件的体积重量2.2 初选注射机2.3 型腔数的确定2.4 确定型腔的分布方式第三章 模具设计的有关计算3.1 成型零件的结构设计3.2 型腔型芯和侧抽芯工作尺寸的计算3.3 侧抽芯相关尺寸的确定3.4 型腔侧壁厚度和底板厚度的计算第四章 模具结构设计4.1 分型面的确定4.2 浇注系统的形式和浇口的设计4.3 脱模机构的设计与计算4.4 排气系统的设计4

3、.5 推出机构的设计4.6 侧向分型与抽芯机构的设计4.7 合模导向机构的设计3 / 26第五章 模具总体尺寸的确定，选择模架5.1 选择模架5.2 模具总体尺寸的确定第六章 注塑机的参数校核6.1 工艺参数的校核6.2 安装参数的校核第七章 工作零件加工工艺过程编制第八章 模具设计与制造技术性、经济性分析参考文献 一塑件的工艺性分析1塑件的原材料分析，如图所示：塑件品种结构特征使用温度化学稳定性性能特点成型特点ABS热塑性塑料线性结构非结构性小于70度较好比较稳定机械强度较好有一定的耐磨性但耐热性差吸水性强成型性能好，成型前要干燥结论该塑料有良好的工艺性能，适宜注塑成型，成型前要干燥处理。

4、2.塑件的尺寸精度分析：该塑件有5个重要尺寸，按照MT3级设计 都属于中等精度等级，在模具设计和制造的过程中要严格的保证这5个尺寸精度要求，确保零件的适用性。其余的不作要求，可按照MT4或MT5来做即可。 3.塑件的表面质量分析：该塑件是一个USB外壳，对其表面质量的要求很高，要求美观无斑点无融接痕，表面质量要求达到Ra0.81.6，塑件的内部保证套的进去即可除了上述的要求外，粗糙度在Ra1.63.2就行了。 4. 塑件结构工艺性分析： 此塑件为壳类零件，总体尺寸不大不小，塑件的成型工艺性较好。分上下两部分：下部分为正方形，厚度为2mm，且四角有固定螺孔，因为有四个尖角，所以成型他的模具工作零

5、件要用线切割成型才可以。板上还有4个加强筋。凸台要求光洁度高且美观。上面是一个杯状壳体。厚度为3 mm，搞为25 mm，有5度的斜度。在加工过程中要求轮廓要清晰。4 / 26 二.成型设备的选择与模具工艺参数的编制1.计算塑件的体积：根据UG里的质量分析可以直接得到塑件的体积为：V1=66051.4 浇注系统的体积：V2=1680 所以一次注射的体积为：V=V1+V2=67731.4 2计算塑件的质量： 根据ABS的密度是1.05/，又公式M=V.p可计算得 塑件的质量：M1=V1*p=703 g 塑件与浇注系统的总质量：M=V*p=711.18 g3.选用注射机： 根据塑件的形状及尺寸大小，

6、取一模四腔的模具结构。在书中找到相应的成型设备，选取螺杆式注射成型机：XSZY-125. 4.塑件的注射成型工艺参数如表2所示，实模时，可根据情况适当的调整；模塑成型工艺如表3所示。 表二 ABS塑件的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：80-85时间： 2-3h成型时间S注射时间：1.8 保压时间：2-7冷却时间：50-150 总时间：60-160料筒温度后段：150-170中段：165-180前段：180-220螺杆转速r/min 10-140喷嘴温度170-180后处理方法：红外线 烘箱温度：80时间h：2-4模具温度50-80注射压力 150 表三 USB外壳模塑工

7、艺卡十堰职业技术学院后座注射工艺卡片资料编号寝室学生制作共 页第 页零件名称后座材料牌号 ABS设备型号XS-ZS-22装配图号材料定额 每模件数 25 / 26零件图号单位质量711.18 g工装号 材料 干燥 设备 岷山DB-2温度80-85时间2-3h 料筒温度后段150-170中段165-180前段180-220喷嘴170-180 模具温度50-80时间注射 1.8保压 2-7冷却 50-150压力注射压力 150 背压MP后处理温度 烘箱：80 时间 定额辅助时间2-4 h单件检验编制校对审核 组长 教导老师 涂文斌 赵明炯 三模具结构方案的确定1分型面的选择 分型面应该选择在外围的

8、最大处，且尽量取在料流末端，利于排气，而且保证塑件的表面质量，分型面如图所示：6 / 262.型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件的尺寸相对适中，可以采用一模4腔，型腔布置在模具的中间，有利于排气和模具的质量平衡，但该塑件有2个鈎，需要用到斜顶杆，3.浇注系统的设计模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：R=R0+（1-2）=5+2=7 mm； 模具浇口套主流道小端半径d与喷嘴出口直径d0的关系为：d=d0+0.5=4.5 mm； 流道是圆形，锥度是3度; 分流道是半圆形，半径为R=3;浇口用下浇方式，从塑件的上边边流入，如图：4.型芯型腔的确定 考虑到模具的工艺性，型腔和型

9、芯都采用组合式。结构如下：5.推出方式的选择 次模具的型芯在动模，开模后，塑件由于有斜顶杆，留在动模。根据素间的特点，可选择用推杆推出机构。6.模架的制作。 模架如图所示，采用一模4腔。采用斜顶杆。模架选用大水口类型的，所以选用“HASCO-E296*396”其含义是： 296*396-模架的长和宽分别是296mm和396mm.46- 上模板厚46mm27-动模板厚2mm 四成形零件的尺寸计算工件尺寸如图所示：将图中的尺寸分为两类：一类是在第一步中，自己设计的尺寸公差，也就是在工件上精度相对较高，在进行着一类的计算时，既要考虑到收缩量，又要考虑到磨具的摩擦，按照平均值方法计算出这一类的尺寸，这

10、可以有效地保证模具的精度和寿命，图表如下：·类型塑件的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp计算结果7 / 26型芯径向尺寸/M=(/S+/S* Scp+0.75*) =（12+12*0.006+0.75*0.12)Z:IT6级精度Scp=0.6/M=(/S+/S* Scp+0.75*) =（15+15*0.006+0.75*0.12)/M=(/S+/S* Scp+0.75*) =（45.5+45.5*0.006+0.75*0.22)型腔径向尺寸LM=(Ls+Ls* Scp-0.75*) =（70+70*0.006-0.75*0.26）Z:IT7级精度Scp=0.6注：1. 塑件见的公差

11、，塑件上未标注的公差按MT5级制造。2. 模具制造公差Z一般取(1/31/4) ,考虑到模具的加工制造精度，在此，Z取IT6-IT7级精度。3. 当Z取降级加工精度，其公差则大于(1/31/4) 时，Z取(1/31/4) 。第二类尺寸是没有标注的尺寸，它的要求相对没有第一类的要求高。在实际生产过程中，为了计算方便，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩率，公差还是按照经济制造精度取，如下表： 类型塑件上的尺寸 计算公式制造公差Z收缩率Scp 计算结果型芯尺寸5.5/M=(/S+/S* Scp)Z/2Z:IT7级精度Scp=0.65.5330.00651.5 51.8050.01522.0120.

12、0054 4.0240.006 型腔尺寸28Lm=(Ls+Ls* Scp)Z:IT7级精度Scp=0.6 R33.0185 5.0320 54Lm=(Ls+Ls* Scp) Z/2Z:IT7级精度Scp=0.654.3240.0158 / 26 五注塑机的有关参数的考核XSZY-125注塑机的主要参数如表： 标称注射量-192定位孔直径55mm最大开模行程300mm喷嘴球头直径12mm最大开模高度300mm喷嘴孔直径4mm最小开模高度200mm中心顶干直径50mm模板最大安装尺寸42mm8*428mm顶出行程0110mm1.注射量的校对上述塑件鱼浇注系统的总体积为V=67731.4=67.73

13、14小于主注射机的标称注射量192 所以符合。2.模具的闭合高度的校核由装配图可知模具的闭合高度：H闭=230mm最小的装模高度Hmin=200mm 最大装模高度Hmax=300mm，能够满足Hmin H闭Hmax的安装条件 3.模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为：250*350，注射机的模板最大安装尺寸为428mm458mm，故能满足要求。 模具定位圈的直为80mm =注射机定位孔直径80mm符合安装要求； 浇口套的球面半径为7mm>喷嘴球面半径6mm符合。 浇口套小端径孔径4.5mm>喷嘴孔直径4，符合要求。4.模具开模行程校核如图所示，模具的开模行程S模=塑件的高度+浇注系

14、统的高度+顶件的高度+（510）=25+70+40+8=142mm 注射机的最大开模行程S=300mm>S摸=142mm. 5.顶出部分的校核 模具上顶件杆孔直径为60 >注射模的中心顶杆50mm 注射机的最大顶出距离 158mm >模具模具上所需要的最小顶出距离25mm9 / 26 7.模具工件图及模具零件制造工艺 25斜导柱224型腔223浇口套固定螺钉222浇口套121固定圈120固定螺钉 619定模座118型腔固定板117型芯固定板116垫板215支撑板114垫块213动模座112固定螺钉411固定杆610导销49拉料杆18推杆87推板16推杆固定板15弹簧44型芯2

15、3斜滑槽22斜滑块 21斜挡块2序号名称尺寸 材料数量后座十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号10 / 262.型芯零件图及其工艺 型芯十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料 T10A件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号材料：T10 序号工序名称工序内容1 备料毛坯130*50的圆料2 热处理 退火3数控车床1. 车两端面见平。2. 车小圆保证尺寸及斜度。3. 车令一端，保证尺寸。4数控铣床1 铣4的3个凸台2 铣5的4个

16、凸台5钻床1钻 6的4个穿孔6 热处理低温淬火+低温回火 HBS 58-627 磨 修正尺寸3.型腔的图及其工艺 型腔十堰职业技术学院11 / 26版本处数项目签名日期项目签名日期材料 T10A件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号材料：T10 序号工序名称工序内容1 备料毛坯尺寸为130*130*502 热处理 退火3数控铣床1. 铣6个平面见尺寸。2. 铣R12的2个圆角3. 钻16的孔并扩成17.5的孔高度为3mm4. 铣变长为75mm深为5mm的凹槽4电火花1 加工中间的斜凹坑。2 加工4个加强筋槽3 加工流道5 热处理低温淬火+低温回

17、火 HBS 58-626 磨 修正尺寸4. 斜滑块零件图及其工艺支撑板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 45件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺12 / 26审核比准共 页 第 页 装配 件号 材料：45钢 硬度：HRC40-48序号工序名称工序内容1 备料尺寸为；90*60*502 数控铣1.铣各个面保证尺寸铣成79.5*50*452.铣20度的斜面3.铣底板4.重固定，铣凸台.3 钻床钻15度的斜孔.4 钳工修正尺寸5 热处理淬火+高温回火5.型芯固定板零图及工艺型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 45件 号设计涂文斌标

18、准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号材料45钢 硬度：HRC42-50序号工序名称工序内容1备料 尺寸为360*100*302数控铣 铣材料的6面保证尺寸铣侧面凹槽 钻6和10的通孔 钻12.5的孔，将上面的扩成15.7的孔4热处理 淬火+高温回火5钳工 修正孔及尺寸6.定模座零图及工艺13 / 26型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 45件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号14 / 26材料：45钢 硬度：HRC40-48序号工序名称工序内容1 备料尺寸为；360*320*30

19、2 数控铣1.铣各个面保证尺寸2.铣反面的凹槽3.铣中心孔57.5mm及50.5mm3 钻床钻M16的6个孔.4个M10的销孔在凹槽处钻M10.5mm的孔见尺寸钻中心孔17.5mm4 钳工修正尺寸5 热处理淬火+高温回火7.斜挡块零图及工艺15 / 26斜挡块十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 45件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号材料：45钢 硬度：HRC40-48序号工序名称工序内容1 备料尺寸为；100*80*402 数控铣1.铣宽保证尺寸2.铣33的2个面3 线切割 切出外形4 钻床钻15mm的孔扩21的孔10m

20、m深5 钳工修正尺寸6 热处理淬火+高温回火8.拉料杆的图及其工艺型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期 材料 45件 号设计涂文斌标准化签名日期数量 比例件 号校对工艺审核比准共 页 第 页 装配 件号材料 T8A 硬度HRC45-50序号工序名称工序内容16 / 261备料备料标准顶杆12*1502线切割线切割切出图中零件塑料模作业 第二份17 / 26塑料模具设计与制造如图1所示：塑件是个后座，材料是ABS，批量生产。主要分析塑件的工艺性能，设计其模具编制模具零件的工艺性。 一塑件的工艺性分析18 / 26 1塑件的原材料分析，如图所示：塑件品种结构特征使用温度化学稳

21、定性性能特点成型特点ABS热塑性塑料线性结构非结构性小于70度较好比较稳定机械强度较好有一定的耐磨性但耐热性差吸水性强成型性能好，成型前要干燥结论该塑料有良好的工艺性能，适宜注塑成型，成型前要干燥处理。2.塑件的尺寸精度分析：该塑件有3个重要尺寸，按照MT3级设计 都属于中等精度等级，在模具设计和制造的过程中要严格的保证这3个尺寸精度要求，未注公差要求的自由尺寸，采用标准中的8级精度。 3.塑件的表面质量分析：该塑件是一个后座，要求制件表面无斑点，条纹，凹痕，起泡，变色等缺陷，以及有好的表面光泽度，表面质量要求达到Ra1.6，塑件的内部无粗糙度要求。4. 塑件结构工艺性分析： 此塑件为壳类零件

22、，最大尺寸70mm总体尺寸不大，塑件的成型性能良好。分上下两部分：下部分为正方形，厚度为2mm，四角有固定螺孔，因为有四个青角，所以成型他的模具工作零件要用线切割成型。板上还有4个加强筋。凸台要求光洁度高且美观。上面是一个杯状壳体。厚度为3 mm，搞为25 mm，有5度的斜度。在加工过程中要求轮廓要清晰成型它的可用点火花加工成型。 二成型设备的选择与模具工艺参数的编制1.计算塑件的体积：根据UG里的质量分析可以直接得到塑件的体积为：V1=33025.7 浇注系统的体积：V2=1680 所以一次注射的体积为：V=V1+V2=34705.7 =34705.7 2计算塑件的质量： 根据ABS的密度是

23、1.05/，又公式M=V.p可计算得 塑件的质量：M1=V1*p=346 g 塑件与浇注系统的总质量：M=V*p=364 g3.选用注射机：19 / 26 根据塑件的形状及尺寸大小，取一模一腔的模具结构。初步选取螺杆式注射成型机：HS120AV. 4.塑件的注射成型工艺参数如表2所示，实模时，可根据情况适当的调整；模塑成型工艺如表3所示。表二ABS塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：8085时间：23h成型时间S注射时间：1.51.75，保压时间：05冷却时间：20120总周期： 22125料筒温度前段：180200中段：165175后段：150170螺杆转速30喷嘴

24、温度170180后处理方法： 红外线，烘箱温度： 70时间h：24模具温度5080注射压力Mpa60100表三 后座模塑工艺卡十堰职业技术学院后座注射工艺卡片资料编号寝室学生制作共 页第 页零件名称后座材料牌号 ABS设备型号HS120AV装配图号材料定额 每模件数1零件图号单位质量711.18 g工装号 材料 干燥 设备岷山DB-2温度80-85时间2-3h 料筒温度后段150-170中段165-180前段180-220喷嘴170-180 模具温度50-80时间注射 1.8保压 2-7冷却 50-15020 / 26压力注射压力70100 背压MPa后处理温度 烘箱：80 时间 定额辅助时间

25、2-4 h单件检验编制校对审核 组长 教导老师 赵明炯 三模具结构方案的确定1分型面的选择 分型面应该选择在苏娟截面的最大处，且尽量取在料流末端，利于排气，而且保证塑件的表面质量，分型面如图所示： 该塑件的尺寸相对适中，可以采用一模一腔，型腔布置在模具的中间，有利于排气和模具的质量平衡，但该塑件有一个侧孔，需要用到侧抽心。3.浇注系统的设计模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：R=R0+（1-2）=3+2=5 mm； 模具浇口套主流道小端半径d与喷嘴出口直径d0的关系为：d=d0+0.5=3.5 mm； 流道是半锥形，锥度是3度; 采用点交口从零件的上放流入。4.型芯型腔

26、的确定 考虑到模具的工艺性，型芯采用整体式，型腔采用组合式。5.推出方式的选择 此模具的型芯在动模，开模后，塑件由于有侧抽芯，留在动模。根据素间的特点，可选择用推杆推出机构。6.模架的制作。 模架如图所示，采用一模两腔。采用滑块侧向抽芯。模架选用大水口类型的，所以选用“FUTABA-SB 25*35 40 30 80”，其含义是： 25*20-模架的长和宽分别是250mm和200mm.30- 定模板厚30mm30- 动模板厚30mm75- 垫块厚75mm21 / 26四成形零件的尺寸计算工件尺寸如图所示：一类是在第一步中，自己设计的尺寸公差，也就是在工件上精度相对较高，在进行着一类的计算时，既

27、要考虑到收缩量，又要考虑到磨具的摩擦，按照平均值方法计算出这一类的尺寸，这可以有效地保证模具的精度和寿命，图表如下：·类型塑件的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp计算结果型芯径向尺寸/M=(/S+/S* Scp+0.75*) Z:IT6级精度Scp=0.61216 4551518型腔径向尺寸LM=(Ls+Ls* Scp-0.75*) Z:IT7级精度Scp=0.6注：4. 塑件见的公差，塑件上未标注的公差按MT5级制造。5. 模具制造公差Z一般取(1/31/4) ,考虑到模具的加工制造精度，在此，Z取IT6-IT7级精度。6. 当Z取降级加工精度，其公差则大于(1/31/4) 时，Z取(1/31/4) 。第二类尺寸是没有标注的尺寸，它的要求相对没有第一类的要求高。在实际生产过程中，为了计算方便，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩率，公差还是按照经济制造精度取，如下表： 类型塑件上的尺寸 计算公式制造公差Z