塑料罩盒设计说明书

塑料罩盒设计说明书娄底职业技术学院课程设计课题名称 塑料罩盒设计说明书学院娄底职业技术学院系别一机电工程系专业模具设计与制造一班级—09模具一班学号 200904040126姓名 戴长贵指导教师 蔡娅日期2011年12月3日塑料罩盒模具设计目录1产品说明………………2.工艺分析 2.计算制件体积、质量和注塑机选择 4TOC\o"1-5"\h\z.成型工艺参数 5,注塑模的结构设计 5.成型零件结构设计 7,注塑模导向机构及脱模机构 10.模具的冷却系统 11.模具的加热系统 12.排气系统的设计………12后记……………………131.产品说明

该塑料罩盒长为84mm宽为44mm,高为24mm,壁厚为2mm.该产品结构简单，性能要求不高，因此采用ABS塑料。2.工艺分析2.1塑件原材料的分析ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与苯乙合物理力学性能，耐热、耐腐、耐油、耐磨、尺寸稳定、加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料的性能。烯基本相同。这三种组分的各自特性，烯基本相同。这三种组分的各自特性，ABS具有良好的综ABS价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。

ABS的注射成型工艺参数见表1-1：表1-1螺杆式预热干燥温度：80-85℃时间：2-3h料筒温度后段：150-170℃中段：165-180℃前段：180-200℃喷嘴温度170-180℃模具温度50-80℃注射压力60-100MPa注射时间：20-90秒

成形时间高压时间：0-5秒

冷却时间：20-120秒

总周期：50-220秒成形时间螺杆转速30r/min螺杆转速30r/min适用注射机类型后处理螺杆、柱塞均可

方法：红外线灯、烘箱

温度：适用注射机类型后处理螺杆、柱塞均可

方法：红外线灯、烘箱

温度：70℃

时间：2-4h说明该成形条件为加工通用级

说明该成形条件为加工通用级

ABS料时所用ABS的成型性能：(1)无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米左右；(2)吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经过长时间的预热干燥；(3)成型时宜取高料温、高模温，但是料温过高(分解温度为2250℃)。对精度较高的塑件，模温宜取50-60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取60-80℃。注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180-230℃，注射压力为(1000-1400)X105帕。用螺杆式注射机成型时，料温为160-220℃，注射压力为(700-1000)X105帕。结论：设计题目所给塑件材料ABS合理。一般选用柱塞式注塑机的成型温度为180~230℃，对薄壁制品注塑压力为130~150MPa,而对厚壁制品注射压力为60~70MPa。塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，塑件所标注的公差等级为MT5级，对ABS塑件属于一般精度，未注尺寸公差等级取MT4级。其主要尺寸公差标注如下(单位均为mm)。塑件外形尺寸：84、44、25结论：尺寸标注合理，公差等级MT5级对ABS而言属于一般精度。模具制造和成型都比较容易。2.3塑件表面质量分析该塑件为日用品不属于工业用品，对其表面质量应有一定的要求,粗糙度可取Ra1.6um,塑件内部应有一定的表面粗糙度要求,所以内外表面的粗糙度都取Ra^皿^取Rai.6um。塑件结构工艺性分析（1）从图纸上分析，该塑件的外形为矩形。壁厚均匀，符合壁厚要求；为2mm,（2）塑件整体尺寸较小，型腔较浅;综上分析：塑件工艺性合理,材料确定合理,尺寸精度、表面质量能够在注射成型中得到保证,结构比较简单,总体上模具制造可以实现。3.计算制作的体积、质量及注射机的确定质量与体积该制件为罩盆,其内部结构是空心的,则该制件的体积为84X44X25—80X40X24=18800mm3查手册可知ABS塑料制件的密度为注射机的确定根据图纸的要求，制件的年产量无要求，该制件采用一摸一腔的摸具结构来注射。则可选用的注射机有：SYS-30、XS-2-30、XS-2-60.m种注射机的主要参数如下表：表3—1射机的主要技术参数注射机型号SYS-30XS-Z-30XS-2-60理论注射量/cm3303060选用模内压力/MPa38.427.738.5最大注射面积/cm213090130锁模力/KN500250500最大模具厚200180200度/mm最下模具厚度/mm756070模板行程/mm180160180拉杆空间（长义宽）190 X300235300X190定位/mm孔直径5563.555喷嘴球半径/mm121212喷嘴孔径/mm324顶出孔径/mm5050孔距/mm170结论：通过上二表分析可以选择XS-Z-30的注射机。4成型工艺参数ABS的液态湿度：180~2300c压力为：130~150MPa时间：30s保压：72MPa保压时间：10S冷却时间：30S模温：50~60℃5．注射模的结构设计5.1.1分型面的选择给制件为罩盒。表面质量为特殊要求.外表面与工人的手接触比较多，因此制作的外表面最好为圆角。该制件选择水平分型方式如图5—1所示5.1.2分型面的确定分析零件结构可选C方案5.02确定型腔的排列方式综合考虑浇注系统.模具结构的简单及制作采用一模二腔+5.3浇注系统的设计主流道采用浇口套,由于注射机喷嘴口径为2mm.故可选择进料口直径为3mm的浇口套。

浇口采用举行截面的侧浇口.设计时从罩盒的底部进料.料有底部经四周均匀流动.而且模具采用整体式型腔和型芯。整体式型腔是直接加工而成.用于形状简单的中小型模具特点是强度高、刚度好。整体式型芯是用整体材料加工而成，结构简单、牢固。制件成型质量好，但刚才消耗大，适用于小型模具。5.3.1模具。5.3.1直接浇口的优点：1、浇口截面积大,流动阻力小，常用于成型深腔塑件壁厚塑件，或聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等高年度.流动性差的壳类塑件。2、模具结构简单紧凑,流动渠道短,便于加工。3、保压补缩作用强,易于完整成型。4、有利于排气及消除焊接痕。1、去浇口凝料比较困难,1、去浇口凝料比较困难,塑件上有明显的浇口痕迹。2、浇口附近熔料冷却较慢,延长注射成型周期,影响成型效率,因此在可能条件下,浇口尺寸选的小一些。3、易产生内应力,引起塑件变形,或产生气泡.开裂.缩孔等缺陷。4、用于单腔模具。5．4浇注口如图4—3所示：图5-3浇注口6.成型零件的工作尺寸计算6.1材料选用45其原因是：以为将钢加热到亚共析钢或共析钢和过共析钢以上温度,保温后快速冷却。以获得马氏体组织的热处理工艺，由于马氏体的不稳定。淬火后都要配合进行一定的回火工艺,以保证钢的强度。硬度、耐磨性和综合力学性的提高.改善钢的使用性能。6.2型腔壁厚度的确定壁厚的分析在塑料模注射过程中,型腔从合模到注射保压过程中将受到高压的冲击力,因此模具型腔应该有足够的强度和刚度。总的说来,型腔所承受的力大体如下几种：1、模时的应力2、注射过程中塑料流动的注射压力3、浇口封闭前一瞬间的保压压力4、开模时的拉应力但型腔所承受的力主要是注射压力和保压压力,并在注射过程中总在变化。矩形型腔的厚度计算整体式矩型腔受力变形情况(1)型腔侧壁厚度计算整体式矩形型腔可视为三那边固定,一边自由,受到平均布载荷的平板.当其侧壁受到单位注射压力的作用时,其最大变形量发生在自由边的中点。当H=(0.25~0.3)时，型腔侧壁厚度为:S=h,Cph/E[]式中：S—-型腔侧厚度,mmp--型腔内单位平均压力,MPa；h----型腔深度,mmE—-型腔材料的弹性模量,MPa

[5[5]---型腔允许变形量,mmC――由h/L1决定的常数L-一型腔长边边长度,mm1得：S=10(mm)(2)型腔腔底的厚度计算1、刚度条件计算;H=—3cpl产[5]H=20(mm)式中：H-—型腔腔底的厚度;mm;L--型腔短边长度,mm;2C-一系数，根据型腔边长比L1/L22、强度条1件计算H=l23式中：[。卜一型腔材料的许用应力,MPa；a----型腔边长比,a=L/L12结论：通过上面的计算可以知道该型腔的壁厚是合格的。该制件采用平均收缩率法进行计算.ABS大收缩率为0.7%最小收缩率伪0.4%

平均收缩率S=（%0.7+0.4%）/2=0.55。表6-1型芯型腔的计算公式尺寸名称计算公式凹摸型腔的尺寸D=[D（1+S）-1/2（△+§+§）]+5m S CP Z C 0Z凹摸深度尺寸H=[H（1+S）-1/2（△+§）]咆m S CP Z 0凸模的尺寸d=[d（1+S）+1/2（△+§+§）]0m S CP ZC -§z凸模深度尺寸h=[h（1+S）+1/2（△+§+§）]0m S CP ZC -§z成型中心距尺寸L=[h（1+S）]±/2§m S CP Z符号说明S为塑料平均收缩（%）；§为模具CP Z制造公差（mm），§公差（mm）；下Z标s.m分别代表制件和模具，一般取

3:3:△*=△/Z C6.3.型腔的计算通过上式可以得到：L=(Ls+LsScp%-3/4A)0+a/3mHm=(Hs+HSSCP%—23A)0+M长=83.67+0.30=43.74+0.210=24.83+0.170合理的确定型腔数为提高塑件生产的经济效益，在注射机容量能满足要求的前提下，应计算出较合理的型腔数。随型腔的数量增多，每一只塑件的模具费用有所降低。型腔数的确定一般与塑件的产量、成型周期、塑件价格、塑件重量、成型设备、成型费用等因素有关。6.4型芯的计算型芯的选择选用组合式型芯，便于机械加工，易修复和更换,适用于形状比较简单的单腔或要求强度或刚度很高的注射模。

型芯的计算型芯的计算L=(Ls+LsScp%+3/4A)0+a/3mHm=(HS+HSSCPWL长=81.150q-0.3L宽=40.68。-0.21H高=48.82o-0.177.注塑模导向机构及脱模机构根据支撑与固定两件设计中提供的数据和查阅的一些资料可以确定模架板。上.下固定板.动模座板的厚度.根据推出形成和推出机的结构确定垫板的厚度和模具闭合高低就完全确定下来。7.1导柱的选择选用带头导柱，因为它结构简单，加工方便，适用于简单模具。7.2脱模机构根据图纸分析.该制件是薄壁制件,模断面是矩形则a=8tEzcom^(f-tan巾)./ +10BA /(1-u)k2a=3.556式中：E--塑料的拉伸模量(MPa) 塑料成型平均收缩率%£u----塑料的泊松比比(mm)L----制件包容型芯长度(mm)。---模具型芯的脱模斜度f塑料与模具材料(型芯)的摩擦系数r----型芯平均半径(mm)a-…矩形型芯的短边长度(mm)b----矩形型芯的长边长度(mm)K1--无因次数,其值随J/r/t和o变化)K=2X2/Ccom2巾+2kcom0K2-----随f和0变化的无因次数,K2=1+fsin0com0或近似取17.3推出机构8.3.1设计原则1、尽量设置在动膜侧2、保证塑件不因推出而变形损坏3、机构简单动作可靠4、较好的塑件外观5、合模时的正确位置7.3.2推出力推板的厚度计算该制件截面积为矩形在脱模时,推板的受力情况简化成为冲间受集中载荷的简支梁的力学模型.最大扰度产生在板的中心。H=197.3.3推出力的计算F=PACF*(cos0-sin0)+9.8KPaBF=65MPa式中：P----单位面积塑件对型芯的正力、一般取Pa=(4.84~11.46)A 塑件包紧型芯的侧面积F 塑件与模体刚度的摩擦系数.一般f=0.1~0.3a--脱模斜度(0=30。B 塑件垂直于模面方向的投影面积.7.3.4确定顶出方式和顶杆位置分析：该制件是长方行制件，在保证没边的距

离一样的情况下选择推杆的直径为10mm,因

为制件的长度比较长，应该选择双推杆推出制

件。8.模具的冷却系统8.1冷却时间0，2=匕21nl叫一？-方2[,)]二30s式中：0' 式中：0'2冷却时间(s)T'---制件脱膜截面内的平均温度S0' 制件中心温度达到规定值所需的冷却时间(s)t 他制件厚度T 塑料熔件注射温度mT 模具温度wT 制件的热变形温度s--制件的热扩散率(mm2/s)其值可参a 2考材料手册注意.：结晶塑料的热扩散系数随着模壁的温度变化而变化a=K/(pc)*10_6其中,K为聚合物的热传导率，单位W/(m*k),p为聚合物的密度，单位为Kg/m3.C为热熔.单位为J(Kg*K)。8.2冷却介质总和的传热面积计算A=G0/ik(TW-TO)式中：A----冷却介质孔中的传热面积(m2)TW----模壁的平均温度(0C)----冷却介质的平均温度(0C)K 冷却介质在圆直管内满流状态时,冷却管道冷却壁与冷却介质间的传热系数(J/m*h*C)208.3冷却介质流动检验RC=vd/n26000—10000n式中：V----冷却介质的流速d 冷却回路孔径n 冷却介质的运动精度9.加热系统模具的加热装置有很多该模具采用的是电加热装置其原因是:电加热方式清洁.简单.可调节的温度范围大模具加热要注意的问题有：1、如果没有所计算出来的电功率的电热元件，可以选用稍大于计算电功率的电热元件（尽量选用标准件）。在时间中可以采取降低电压的方法将所有用电热元件的电功率调节到所需要的数值，或采取缩短加热时间的方法进行调节；2、电热元件应摆布均匀，以利于模具的均衡加热；3、注意绝缘措施,防止漏电、漏水等现象的发生；4、当模具温度声高时会使模具局部区域产生膨胀现象,特别是相对滑动的部位的间隙过小时会因为热膨胀造成无法滑动的现象。因此在模具设计时应注意在滑动部位预留出热膨胀的滑动间隙。10.排气系统的设计10.1概述排气系统排气系统的作用是在注射工程中，将腔中的气体有序而顺利的排出，以免塑件产生气泡。疏松等缺陷.注射过程中需排出的气体有以下几种：1、浇注系统和型腔中原有的空气；2、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气；3、塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体；4、塑料在熔体中某些添加剂和化学反映所生成的气体；5、因此在注射过程中,即使将这些气体有序地排出模外是十分必要的。