塑料积木塑料模具课程设计说明书

1、 XXXX大学塑料模具设计与制造课程设计说明书2013年11月塑料模具设计与制造课程设计任务书专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 2010级2班设计题目：塑料积木塑件如图1： 图1塑件技术要求：1、材料：PE2、生产批量：大批量生产3、未注公差：MT7目 录一、 序言5二、 塑件工艺性分析61.材料性能62.聚乙烯的成型工艺性分析6三、 塑件成型工艺方案的拟订8四、 注塑机的选择91.零件体积及质量估算92.初选注射成型机的型号和规格93.注射成型机相关校核10五、 成型零部件工作尺寸计算12六、 模具类型及结构形式的选用、设计131.分型面的选择132浇注系统的组成143.确定型腔、型芯

2、的结构和固定方式154.确定顶出机构类型155.确定导向机构 本模具采用导柱导向机构156.排气机构167.温度控制方式16七、 模具零件制造工艺的编制17八、 参考资料18序 言我国塑料模具发展迅速，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。塑料模具已形成巨大的产业链，我国塑料模具在高新技术驱动和支柱产业需求的推动下。涉及从上游的原材料工业和加工，检测设备到下游的机械、汽车、家电、电子通信、建筑材料等几大应用产业。塑料模具加快集群化发展，目前，我国模具行业地域特点明显：主要集中在东南沿海地区。通过这次塑料模具课程设计，更深入了解有关塑料模具设计的基本知识，进一步掌握关于塑料模具设计的步骤和

3、方法。在实践中逐步积累塑料模具产业知识。为今后的生产实践工作中打下坚实基础。本说明书为塑料积木注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到徐斌老师和同学的大力支持和帮助，在此谨表谢意。由于设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。二、 塑件工艺性分析1、 材料性能聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是一种热塑性树脂，密度约0.920g/cm3，熔点130145，易燃、氧指数为17.4，

4、吸水率小于0.01%，不溶于水，微溶于烃类、甲苯等。是一种呈无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，能耐大多数酸碱的侵蚀，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，采用不同的生产方法可得不同密度(0.910.96g/cm3）的产物，常分为LDPE树脂、LLDPE树脂、HDPE树脂三种。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法加工。聚乙烯膜透明，并随结晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。2、 聚乙烯的成型工艺性分析工艺特点 ：聚乙烯的热稳定性好，熔融塑化温度范围比较宽，在对生产工艺进行温度控制的过程中，即使出

5、现一些温度波动，也不会影响熔体的注射成型质量。耐热氧化性能差，树脂中应适量加些抗氧化剂。1) 原料的选择应用聚乙烯制品注塑成型用原料，应选择熔体流动速率（MFR)在（l10)g/10min范围内的树脂。如果原料的含水量超过0.1%，应对原料进行干燥处理，在7080温度范围内干燥处理l2h后，即可投人注塑机中生产。2) 生产工艺参数选择 塑化注射温度聚乙烯树脂在机筒内的塑化温度控制：低密度聚乙烯为160220,高密度聚乙烯为180250。比较适宜的塑化温度范围为：低密度聚乙烯机筒的进料段140160，蟹化段170210，均化段170220，喷嘴温度150L70 ；高密度聚乙烯机筒的加料段1401

6、60，塑化段180220，均化段180190，喷嘴温度150180。 熔体的注射压力聚乙烯熔融料的注射压力一般控制在1OOMPa以下。 成型模具温度聚乙烯制品用成型模具温度一般控制在3070之间。取较适宜的成型模具温度为：低密度聚乙烯成型，取35 55;高密度聚乙烯成型，取60 70。 聚乙烯制品成型周期聚乙烯制品生产成型周期中，主要注意注射和冷却(即制品冷却固化定型）时间选择；保压时间由熔料流道形状和制品壁厚大小决定。制品收缩率控制聚乙烯制品注塑成型后，收缩率一般为1.5%3%，制品越厚收缩率越大，收缩量在6h内最大，占总收缩量的90%，24h内基本定型。设计模具时应注意事项流动性乙烯流动性

7、好，溢边值取0.03mm注意事项² 应采用使冷却速度均匀的冷却方式² 最好采用螺杆类型的注塑机² 成型收缩率：料流方向为2.75，垂直方向为2.0三、塑件成型工艺方案的拟订零件壁厚均匀，所有壁厚均大于塑件最小壁厚0.60m，注射成型时不会发生填充不足的现象。产品为大批量生产，采用一模两腔注射成型。该零件结构较为简单，采用单分型面注射模，型腔在凹模上：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内的凝料一起留在动模一侧，动模上设有顶出机构，用于顶出塑件和流道内的凝料。可能浇口形式有：直接浇口，侧浇口，重叠式浇口和潜伏式浇口等。该零件表面要求较为光滑，可

8、采用重叠式浇口，潜伏式浇口。潜伏式浇口去除浇口痕迹留在制件内侧，对外观没有影响，但浇口制造较为复杂。重叠式浇口制造更为简单，去除浇口留下的痕迹在制品端面，不影响制品外观。综上所述，选择单分型面注射模，重叠式浇口推杆顶出结构。四、 注塑机的选择1.零件体积及质量估算采用UG分析功能进行零件体积及质量的估算。 单个塑件。体积V= 4.47cm³ ，质量m=4.19g两个塑件和浇注系统凝料。总体积=11.92cm³，质量=11.21g2.初选注射成型机的型号和规格从实际注射量应在额定注射量的20%80%考虑，初选额定注射量在 200以上的卧式注射成型机SZ-200/120。设备的

9、技术规范见表4-1。注射装置一次注射量/200螺杆直径/42注射压力/MPa150螺杆转速/0-220喷嘴孔直径/4喷嘴球半径R/15喷嘴移动距离/20 合模装置锁模力/kN1200拉杆内间距/355x385拉杆间距（HxV）/xmm355x385模板行程/305模具厚度/230400其他顶出行程/90顶出力/kN22定位圈尺寸/125表4-13.注射成型机相关校核注射压力的校核、校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力。锁模力的校核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胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须

10、大于该胀型力。即： = × P 式4-1注射机的额定锁模力（N）； P模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；P=k k是压力系数， 是注射压力，P通常取2040MPa。选取P =30MPa。塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）由UG分析测量，可得制件投影面积为1800mm2 = × P = 2400×30=7.2×（N）而锁模力为1200KN，大于72KN，符合要求。开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校

11、核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。开模行程与模具厚度无关主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。对单分型面注射模，所需开模行程H为：S H = + + （510） mm 式4-2制品脱模距离（mm）包括浇注系统在内的制品高度 （mm）；S 注射机最大开模行程 （mm）通过资料可得出：H = 25+30+10=65 （mm）。SH，符合要求五、成型零部件工作尺寸计算该零件为塑料积木，材料为PE，收缩率1.5%3%，所有尺寸均为自由尺寸，按MT7查取

12、公差。平均收缩率。模具制造.公差。塑件积木的标注尺寸和尺寸公差表5-1塑件标注尺寸塑件尺寸公差（按MT7精度）外形尺寸22830 19.5内部尺寸28218中心距尺寸15 表5-1型腔和型芯的尺寸表5-2型芯尺寸型 腔 尺寸 中心距尺寸 表5-2=/3 平均收缩率s=2.25% 六、模具类型及结构形式的选择1.分型面的选择分型面的选择原则： 、便于塑件脱模：、 在开模时尽量使塑件留在动模内 、应有利于侧面分型和抽芯、应合理安排塑件在型腔中的方位；、考虑和保证塑件的外观不遭损坏、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）、有利于排气、尽量使模具加工方便2浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流

13、道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：、主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。上端直径d=注射机喷嘴直径+0.5mm=4.5mmR=喷嘴球半径+1mm=16mm 下端直径 D=8mm、冷料穴的设计采用的Z形冷料穴，其结构如图2：C = D = 8mm 图2、分流道的设计 分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。A分流道的截面形状：通常

14、分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面 图3 B分流道的尺寸：分流道宽度同主流道直径，高度h=4mmL=（12.5）D = 10mm、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。考虑该零件的外观要求，采用重叠式浇口，浇口宽度b=2mm，长度，面粗糙度Ra不低于0.4m。 、定位环及浇口套： 根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位环直径为55mm，浇口套公称直径为20mm。3.确定型腔、型芯的结构和固定方式 、型腔、型芯的结构设计。为了便于热处理和节约优质模具钢，型腔采用

15、整体镶块式结构，型芯采用整体镶块式。 、固定方式。型腔和型芯通过套板用台阶式固定。4.确定顶出机构类型 制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同。但应达到的基本要求是一致：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。本模具采用推杆一次顶出机构 、推杆数量及结构形式。每个制品设置9根推杆，共18根，推杆头部为阶梯结构，与塑件形状吻合，为增加其刚度，采用阶梯推杆，尾部直径为4.5mm。 、复位装置设计。顶出机构完成塑件的定出动作后，为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机构，因弹簧复位机构不可靠，所以此处

16、采用复位杆复位。 、顶出机构的导向。顶出机构的导向装置可选用顶板导柱和导套导向，导柱、导套公称直径为15mm。 、拉料杆。采用公称值为8mm的Z形拉料杆。 、顶出距离。为保证顶出时塑件能完全脱离动模，顶出距离不小于15mm。5.确定导向机构 本模具采用导柱导向机构 、导柱结构形式 便于加工导柱导套安装孔，使用有肩导柱 、导柱布置 为保证动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱的不对称布置。为保护型芯不受损伤，导柱设在动模一侧。 6.排气机构 因为该零件为小型零件，一模两腔，所以利用分型面及推杆之间的缝隙排气即可。7.温度控制方式 因塑料的加热温度对塑料的质量影响较大，温度过高易于分解，成型时控制模温在5080C，布置冷却水管。冷却水管直径为8mm，冷却回路形式：型腔和型芯一样采用单一矩形回路。七、模具零件制造工艺的编制模塑工艺卡应包括模塑成型工艺过程及适宜的工艺参数（温度、压力、时间），成型设备等。塑料成型工艺卡表7-1 塑料成型工艺卡片资料编号01车间 共 1 页第 1 页零件名称塑料积木材料牌号PE 设备型号SZ-200装配图号 材料定额 每模件数2零件图号 单件重量4.19g 工装号零件草图材料干燥设备鼓风干燥箱温度/60时间/h2料筒温度（）后段/150-170中段/200-220前段/200-21