盖塑料模具设计

1、盖塑料模具设计盖塑料模具设计盖塑料模具设计塑料模具设计与制造项目报告系别：机电工程学院专业：模具设计与制造班号：学生姓名：学生学号：设计题目：盖注塑模具设计指导教师：设计地址：SC201起迄日期：目录一、项目引入.错误！不决义书签。二、项目实行.错误！不决义书签。任务（一）、塑件成型工艺的分析.错误！不决义书签。1、塑件的原资料分析.错误！不决义书签。2、塑件的结构工艺性分析.错误！不决义书签。任务（二）、注射机的选择.错误！不决义书签。1、初选注射机型号.错误！不决义书签。2、初选注射成型工艺参数.错误！不决义书签。3、计算塑件的体积和质量.错误！不决义书签。4、确立模具型腔数目.错误！不决

2、义书签。任务（三）、模具结构的设计.错误！不决义书签。1、分型面的选择.错误！不决义书签。2、型腔的布局.错误！不决义书签。3、浇注系统的设计.错误！不决义书签。4、排气和引气系统的设计.错误！不决义书签。5、成型零件设计.错误！不决义书签。6、型腔侧壁和底板厚度计算.错误！不决义书签。7、冷却系统设计.错误！不决义书签。8、模架的选择.错误！不决义书签。任务（四）、注射机的校核.错误！不决义书签。1、最大注射量.错误！不决义书签。2、注射压力.错误！不决义书签。3、锁模力.错误！不决义书签。4、安装部分尺寸.错误！不决义书签。5、开模行程.错误！不决义书签。6、推出机构.错误！不决义书签。任

3、务（五）、装置图和零件图的绘制.错误！不决义书签。1、装置图.错误！不决义书签。2、零件图.错误！不决义书签。零件名称:盖生产批量:中小批量资料:酚醛压塑料4010未注公差按MT4级精度塑件立体图形:一、塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包含:塑件的原资料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的工艺性分析,其详尽分析以下:1、塑件的原资料分析:结构特色使用温度化学稳固性性能特色成型特色塑料品种酚醛压塑料非结晶态树小于有较优异的耐不透明,具熔融温度高4010属于热脂,不透明85-110,脆化学试剂性,有优异的(超出250塑性塑料化温度未不耐浓的氧化综合物理时才出现分-18性酸及醛、酮、力学性

4、能,解),熔体粘酯、氧化烃等耐热、耐度不太高,流腐、耐磨及动性中等(溢优异的抗边值为蠕变性,介0.04mm),与电性能好,流动性和压吸水性较力相关,对压强力更敏感,冷却速度较快,成型缩短小结论:熔融温度较高,熔体黏度中等,一般采纳螺杆注射机成型,模具温度可控制在60-80吸湿性强,含水量应小于0.3,一定充分干燥易发生熔接熔接痕,应注意选择进料口地址形式,中专心过大或机械加工时塑件表面表现“白色印迹”(但在热水中加热可消逝),脱模斜度应取2以上2、塑件的结构工艺性分析:从图纸上分析,该塑件的外形为辗转体,壁厚均匀,都为3.5mm,且符合最小壁厚要求.塑件型腔较大,有尺寸不等的孔,如:36-3.

5、5、6-16,它们均符合最小孔径要求.在塑件侧壁有四个5mm的孔,所以成型后塑件不易拿出,需要考虑侧抽装置.3、塑件的尺寸精度分析:该塑件的未注公差按MT5级公差要求,其余公差要求按制件的制件图所示公差要求塑件的外形尺寸:内形尺寸:孔尺寸:空心距尺寸:4、塑件表面质量分析：该塑件为工业用圆盖塑料,对其表面质量没有什么高的要求,粗糙度可取Ra3.2um,塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求,所之内表面面的粗糙度都3取Ra3.2um.结论:该塑件可采纳注射成型加工,且加工性能较好,但成型今后需要设置侧抽芯机构才能将塑件顺利脱出.二、成型设备选择与模塑工艺规程编制1、计算塑件的体积:+2、注塑机的初

6、步选择塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积()表示时,塑件体积(包含浇注系统)应小于注塑机的注塑容量,其关系是:式中-塑件与浇注系统的体积()注射机注射容量()0.8-最大注射容量利用系数依据塑件的原资料分析,查相关手册得知该塑件的原资料所需的注射压力为60-100,因为塑件的尺寸较大,型芯许多,所以选择较大的注射压力.模具所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按下式:式中-塑件成型是所需的压力()-所选注射机的额定注射压力()模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式以下:式中-模具型腔压力,取45MPa-塑件与浇注系统在分型面上

7、的投影面积()注射机额定锁模力(N)再依据塑件形状及尺寸采纳一模一件的模具结构,由以上数据,相关资料初选螺杆式注塑机:XS-ZY-250.它的注射容量为250,注塑压力为130MPa,锁模力为1800KN,均满足以上条件.3、塑件模塑成型工艺参数的确定ABS注射成型工艺参数见下表,试模时,可依据实质状况作适合调整规格工艺参数规格工艺参数预热和干燥温度t/:80-95注射时间0-5时间/h:4-5成型时间/s保压时间15-30后段150-170冷却时间15-30料筒温度t/中段165-180总周期40-70前段180-20030-60螺杆转速n/()喷嘴温度t/170-180方法红外线灯烘箱模具

8、温度t/50-80后办理温度t/70注射压力p/Mpa60-100时间/h2-44、填写模塑工艺卡成都电子机械高等专科学圆盖注射成型工艺卡片资料编号校车间共页第页零件名称圆盖资料牌号ABS设备型号XS-ZY-250装置图号资料定额每模件数1件零件图号单件质量138g工装号设备零件草图资料干燥温度/80-95时间/h4-5后段/150-170料筒温度中段/165-180(见第1页)前段/180-200喷嘴/170-180模具温度/50-80注射/s0-5时间保压/s15-30冷却/s15-30注射压力/60-100压力背压/后办理温度/烘箱70时间定额辅助/min时间/h2-4单件/min检验编

9、制校队审查组长车间主任检验组长主管工程师三、注射模的结构设计注射模结构设计主要包含:分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的摆列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构的设计、模具结构零件设计等内容.1、分型面的选择该塑件为工业用圆盖塑料,对其表面质量没有什么高的要求,只要求外径没有明显的斑点及熔接痕.在选择分型面时,依据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后可以顺利拿出制件,有以下几种方案:其一,选塑件大端台阶处作为分型面,如图(a)所示;选择这类方案,塑件留定模,这样增添了塑件的脱模难度,也许增添辅助机构,先实行侧抽再分型使塑件留动模,这就增添了模具结构的复杂程

10、度;亦也许采纳型腔分成四瓣式,但这样也加大了模具的制造难度.其二,将塑件大端向上,如图b所示,采纳这类方案,塑件留定模,但定模板需加工一个深3.5mm的型腔.其三,选塑件大端底平面作为分型面,如图c所示,采纳这类方案,也会出现第一种方案的弊端,塑件留在定模等.其四,以大端底平面为分型面,大端向上,如图(d)所示,塑件留动模,塑件的脱模简单实现,且模具的加工相对以上方案简单,方便.所以,经过对以上几种分型面的考虑以及塑件的外观的要求,选择大端底平面作为分型面的(d)方案较适合.2、型腔数目的确定及型腔的摆列因为该塑件采纳一模一件成型,所以,型腔部署在模具的中间.这样也有益于浇注系统的摆列和模具的

11、均衡.3、浇注系统的设计(1)主流道设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最初流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，所以，一定使熔体的温度降和压力损失最小。依据手册查得XS-ZY-250型注射机喷嘴的相关尺寸:喷嘴球半径:R=18mm喷嘴孔直径:d=4mma、主流道尺寸主流道平常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为，流道表面粗糙度，小端直径比注射机喷嘴直径大0.51mm。现取锥角a=4mm，小端直径比喷嘴直径大。浇口套一般采纳碳素工具钢资料制造，热办理淬火硬度

12、5055HRC。因为小端的前面是球面，其深度为(现取为)，注射机喷嘴的球面在该地址与模具接触而且贴合，所以要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大。浇口套与模板间配合采纳的过渡配合主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为5mm。b、主流道衬套的形式主流道小端进口处与注射机喷嘴屡次接触，属易损件，对资料要求较严，因此模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的采纳优良钢材单独进行加工和热办理。常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种(以下图为后者)，因为注射机的喷嘴球半径为18mm，所以浇口套的为R22mm。C、

13、主流道衬套的固定因为采纳的为分开式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外径为125mm，内径35.5mm。详尽固定形式以以下图所示：分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等要素有关.该塑件的体积比较大但形状其实不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采纳多点进料的方式,缩短分流道的长度,有益于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑,采纳截面形状为半圆形的分流道.查相关的手册,选择R=4mm.因为分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中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其实不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面略

14、不圆滑，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必定的速度差，以保证熔体流动时拥有适合的剪切速率和剪切热。(3)浇口设计浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采纳限制性浇口。限制性浇口一方面经过截面积的忽然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提升剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改进塑料熔体进入型腔时的流动特征，调理浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填补时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防范塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分其余作用。浇口形式的选择因为该塑件外观质量要求不高,浇口的地址和大小还是要不可以太影响

15、塑件的外观,同时,也应该尽量使模具结构简单.依据对塑件结构的分析及已确立的分型面的地址,可选的浇口形式有几种方案,以下:盘形浇口特色:主要用于圆筒形制品或中间有孔的制品,它可使进料均匀,在整个圆周长进料的流速大体同样,空气简单序次排出,同时防范了侧浇口的型芯对面的熔接痕,但是浇口凝料去除困难,需要切削加工或冲切法去除.点浇口特色:点浇口是一种断面尺寸很小的浇口,当物料经过时产生很高的剪切速率,这对于表观粘度随剪切速率变化而明显变化的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体是适适用的.点浇口在开模时简单自行切断,而且在塑件上留下的残痕极小,不简单觉察,故无需修剪浇口的工序.点浇口的另一个长处是,它很简单向模

16、腔多点进料,浇口地址选择灵巧,对于单腔模和多腔模均适用.所以点浇口能实现模具自动化生产,生产效率高.但是本模具点浇口需开设在型芯内部，型芯高度较高，点浇口长造成塑料压力消耗大，影响塑料顺利充模，所以本模具不适适用点浇口.轮辐式浇口特色:它是中心浇口的一种变异形式.采纳几股料进入型腔,缩短流程,去除浇口时较方便,浇口的回头料较少,模具结构简单,但有浇口印迹.综合以上,对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较,因为塑件的尺寸及表面精度要求不高,从模具的制造及结构考虑,确立成型该塑件的模具采纳轮辐式浇口的形式.b、浇口地址的选择模具设计时，浇口的地址及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步更正浇口尺

17、寸，无论采纳何种浇口，其开设地址对塑件成型性能及质量影响很大，所以合理选择浇口的开设地址是提升质量的重要环节，同时浇口地址的不一样还影响模具结构。总之要使塑件拥有优异的性能与表面，必定要认真考虑浇口地址的选择，平常要考虑以下几项原则：尽量缩短流动距离。浇口应开设在塑件壁厚最大处。一定尽量减少熔接痕。应有益于型腔中气体排出。考虑分子定向影响。防范产生发射和蠕动。浇口处防范曲折和受冲击载荷。注意对外观质量的影响。依据本塑件的特色，综合考虑以上几项原则，进浇点如上图(轮辐式浇口)所示，进浇点的分流道开型芯台阶上。4、型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采纳整体式或整体嵌入式结构.整体式型腔是直接在一整块

18、资料上加工而成的凹模即为整体式凹模(如上图a),其特色是坚固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝印迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较简单,塑件形状复杂时,整体式凹模的加工工艺性较差,需要采纳电火花、电铸等特别加工手段,制作周期较长且花费较高,零件尺寸较大时加工和热办理都较困难,耗费名贵模具钢多.整体式结构适用于形状简单的中小型塑件.整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式(如上图b),再嵌入模具的模板内,它在单腔和多腔模具中均可应用.这类凹模结构的好处是:a、加工单个型腔的凹模方便,同时零件的热办理变形比在一块资料上制作多个型腔的小.b、节约名贵钢材.依据工作性质,凹模和

19、固定板可分别采纳不一样的资料制作.C、易于维更正换.采纳镶嵌式安装形式便于更换无效了的凹模,儿不影响生产进行.d、各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期.依据该塑件的外形分析,模具的动、定模都是由凸、凹模构成,因为塑件的大部分拐角都有圆弧过分,所认为便于模具的加工和减少熔接痕,把凸凹模作为整体式.因为该塑件尺寸较大,最大可达166mm,形状虽不复杂,如采纳整体式型腔,加工后,对于一块大的板来说热办理变形较大,且浪费名贵资料,所以采纳整体嵌入式凹模.而各小型芯采纳镶拼式,并采纳台阶固定方式安装在模具的各个部位上.5、推件方式的选择依据塑件的形状特色,模具的侧抽芯机构及大部分型芯在动模部分.开模后,塑

20、件留在动模的型腔内,并包裹着中间的型芯,其推出机构可选择推杆推出和推板推出,若采纳推板推出只好推外头部分,而中间的型芯抱紧部分没有推件力,且塑件上有圆弧过分,推件板制造困难;推杆推出简单,推出安稳靠谱,固然推出时会在塑件上留下顶出印迹,但作为工业用的圆盖表面质量没什么要求.从以上分析得出:该塑件可采纳推杆推出机构,推杆的地址设置以下:6、侧抽机构该塑件侧壁上有四个5mm的孔,它垂直于脱模方向,阻截成型后塑件从模具中零落.所以,成型侧壁四小孔的型芯一定做成活动的型芯,即设置侧向抽芯机构.该塑件能考虑的抽芯机构有斜滑块抽芯机构和滑块、斜销抽芯机构.依据塑件的结构分析,若采纳斜滑块抽芯机构需将型腔分

21、为四瓣,而且得将型腔与型芯分开,这使得结构不合理,应选择滑块、斜销抽芯机构.四、注射模设计尺寸计算1、成型零件尺寸计算该塑件的成型零件尺寸均按均匀值法计算.查相关手册得Q=0.40.7,故均匀缩短率为=(0.4+0.7)/2=0.55ABS的缩短率为;依据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取塑件公差的1/4,即已知条件:均匀缩短率为=0.0055,模具模具的制造公差取型腔及型芯工作尺寸类零件塑件尺寸计算公式别图号件23动模镶件型腔的计算件30定模镶件型件24、芯27、29的件25计算件22侧型芯孔心距2、抽芯机构零件设计与计算抽芯距的计算此中:h为侧孔深度,(23)mm为抽芯安全系数.斜导柱设计

22、a、斜导柱的结构见以下图所示,斜导柱的断面为圆形,其固定形式与合模导柱近似的台肩固定,不过因为倾斜安装而台肩轴被削去一部分.斜导柱导向部分可以做成半球型或锥台形,但应注意锥台的斜角须大于斜导柱的倾斜角,以防范斜导柱工作长度部分已离开滑块的孔以后,斜导柱头部仍对滑块有驱动作用.b、斜导柱倾角a确立斜导柱的倾角a是决定斜导柱抽芯机构工作实效的一个重要的要素.a的大小关系到模具所需开模力的大小及斜导柱所受曲折力的大小,相关系到斜导柱的工作长度、抽芯距及开模距离长短.a的取值一般在1520间,依据塑件的侧抽孔的深度,即抽芯距的大小,因为抽芯距较小为6mm,所以可取较小的倾角,取a为17c、斜导柱直径的

23、确定斜导柱主要承受曲折力,而对斜导柱的直径的确定一般按经验来取,因为塑件的侧抽型芯孔较小,侧抽力不大,所以取斜导柱的直径为16mm.滑块与导滑槽的设计a、侧型芯与滑块的连接形式依据塑件的形式分析,侧型芯与滑块应做成组合式,而后装置在一起,这样可以节约优良钢材,且加工及维更正换方便.为了保证型芯的强度和固定方便,将型芯嵌入滑块内的部分加粗,再用销钉固定.侧型芯与滑块的链接形式以下:b、滑块的导滑形式依据模具型芯的大小,以及各自的使用状况,滑块与导滑槽的常用配合形式各不同样,总的要求是在抽芯过程中,保证滑块运动安稳,无上下窜动和卡滞现象,为此对滑块与导滑槽之间有两处地址要求缝隙配合,一是在滑块的侧

24、面处,另一是在滑块被压紧的台肩面处.经过对滑块导滑形式的考虑,若采纳整体式的导滑槽,会使导滑槽的加工增添难度,所以考虑采纳组合式的导滑槽结构,导滑槽部分敞开,便于制造加工,保证其精度和硬度,其组合式图形以以下图所示:c、滑块定位装置的设计为了保证斜导柱在和模中再次正确靠谱地进入滑块的斜孔内,一定使滑块在开模逗留在抽芯的停止地址,且不行任意滑动,所以,滑块一定设置定位装置.常用的定位装置有定距螺钉、弹簧、挡块组合和活动定位钉(或钢球)、弹簧、螺塞组合等的定位装置.由塑件的外形,模具的四方均有侧抽,所以四周都一定采纳滑块定位装置,且采纳定距螺钉、弹簧、挡块的组合定位装置.其结构以下:d、楔紧块的设

25、计楔紧块的楔角a:楔紧块的楔角a一定大于斜导柱的斜角a,这样当模具打开开始抽芯时,楔紧块才能为滑块的挪动让位,不然,斜导柱没法带动滑块抽芯一般取a=a+(23)楔紧块的形式:在制品成型过程中,侧型芯和滑块会遇到高压塑料的推力作用,有时这类推力相当大,若由斜导柱承受,则因斜导柱为修长杆件,受力后简单变形,是不行靠的.所以,一定设置楔紧块来靠谱地锁紧滑块.依据模具的结构及塑件的形状,确立侧向力不大,所以采纳贴附形式,楔紧块紧贴模板侧面由销钉及螺钉固定,其形式以以下图:3、模板尺寸设计凹模板设计塑料模具型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压,假如侧壁或底板的强度不足,则可能产生开裂,假如强度不足,则可

26、能产生过大的变形,造成溢料,使脱模困难,型腔侧壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种,一般状况下,大尺寸型腔刚度不足是主要问题,应按刚度条件计算,小尺寸型腔强度不足是主要问题,应按强度条件计算.依据制件的尺寸分析,本制件的成型型腔属于较大尺寸,所以应按刚度来计算,而型腔采纳的是整体嵌入式,依据型腔的资料和经验,型腔的壁厚为1719mm,模套壁厚4550mm考虑到要在凹模镶件上直接开设水道,所以将镶件的壁厚增添至了33mm,依据塑件的外形,在镶件上要挖出一个深42mm的型腔,所以底板的厚度应试虑到在加工过后结构上的合理以及淬火的变形,所以设置镶件的厚度为80mm,依据型腔底部的计算公式:

27、所取的底部厚度满足计算公式值,所以确立凹模镶件的长宽均为212mm,厚度为80mm.由此按经验参照标准模架相关资料预计出各板尺寸:动模板:定模板:垫板:支承板:垫块:动模座板:定模座板:推板:推杆固定板:五、冷却系统的设计动模模镶件的冷却在动模模镶件的四周钻两排孔,并用螺塞堵住不接水嘴的孔,有与塑件的壁厚较厚,为3.5mm,所以型芯出也需要冷却,所以在型芯中间开设一个孔,并用喷流水管对其进行喷流冷却,其结构以以下图:定模镶件的冷却其冷却水道以以下图所示:在成型凸模部分按圆周钻六个孔,再用隔板分开.六、注射机相关参数的校核模具闭合高度的确定与校核模具闭合高度的确定动模座板、垫块、支承板、动模板、

28、定模板、垫板、定模座板模具高度:模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为:,XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为,故能满足模具的安装要求.因为XS-ZY-250型注射机所同意模具的最小厚度为,最大厚度,即模具闭合高度满足的安装条件.所以,XS-ZY-250型注射机满足模具安装要求.模具开模行程校核经查资料注射机XS-ZY-250型的最大开模行程,满足下式计算所需的出件要求:综上:依据计算及经验d得出结论XS-ZY-250型注射机可以满足使用要求。七、模具零件的配合关系:1、导柱和导套2、浇口套与模板3、斜导柱抽芯机构4、推杆推出机构5、复位杆6、成型镶件八、模具的工作原理及特色:特色:依据制品的形状为圆盘形,小端部分上有许多的型芯,且侧面壁上也有四个直径为5mm的孔,所以制品的脱模需要设置侧型芯;模具采纳整体嵌入式,这样防范名贵资料的浪费以及便于加工成型;因为制品的表面质量没什么要求,所以采纳推件杆推出制件.工作原理:开模时,模具分型面由上图所示的地方分型,在分型的过程中,制件的外圈部分对定模的凸凹模有包紧的作用,但因为侧型芯以及动模部分许多的型芯,这样就先使得制件留