1、精選優質文檔-傾情為你奉上xxx大學塑料成型工藝與模具設計課 題： 骨架的模具設計 子課題: 同課題學生姓名: 專 業 模具設計與制造 學生姓名 班 組 學 號 指導教師 專心-專注-專業第一章 塑件工藝分析1.1、塑件的原始材料分析 該材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS塑料），骨架塑件如圖1：圖1 骨架塑件ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成，收縮率為0.3%0.8% 。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。從使用性能上看，該塑料具有極好的抗沖擊強度，有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩定性和電氣性能。從成型性能上看，該塑料在升溫時

2、粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，而在強調塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在6080。1.2、塑件的結構、尺寸精度及表面質量分析1.2.1、結構分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為回轉體，在一個直徑為38高為17的圓柱中間有一個直徑為16高為11和一個直徑為19高為6的臺階孔，然后留壁厚為1.5。該塑件有凹槽，因此，模具設計時必須設置側向分型抽心機構，該零件屬于中等復雜程度

3、。1.2.2、尺寸精度分析該塑件所有尺寸的精度為IT4級，對塑件的尺寸精度要求不高，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，都為1.5，有利于塑件的成型。1.2.3、表面質量分析對該塑件表面沒有什么要求，故比較容易實現。綜合以上分析，注射時在工藝參數控制的好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.3、 明確塑件生產批量該塑件要求大批量生產。1.4、估算塑件的體積和重量按照圖2 塑件各部分體積近似計算： 故塑件的體積為：塑件重量為式中為塑料密度(ABS的密度)圖2 塑件各部分體積1.5、分析塑件的成型工藝參數干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前

4、進行干燥處理。建議干燥條件為8090C下最少干燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。 熔化溫度：210280；建議溫度：245。 模具溫度：2570。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。 注射壓力：5070MPa。 注射速度：中高速度。根據塑件形狀及尺寸采用一模二件的模具結構，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設計手冊初選螺桿式注射機：XSZ60。第二章 確定模具結構方案2.1、脫模原理制品為骨架。該模具采用斜導柱抽心機構來實現垂直分型動作。鎖緊鍥與定模板做成整體，確保凹模滑塊14的定位鎖緊。工作原理模具分流道與側澆口開設在垂直分型面IIII上，并由骨架凸翼腔底進

5、料。開模時，II分型面分型，斜導柱3帶動凹模滑塊14做IIII垂直分型面分型。最后，由推板4推出塑件制品。如圖3：圖3 模具結構原理圖2.2、確定型腔數量及布局形式該塑件在注射時采用一模二件，即模具需要二個型腔。綜合考慮澆注系統，模具結構的復雜程度等因素擬采取圖4所示的型腔排列方式。 2.3、選擇分型面確定分型面位置如圖5：圖5 分型面位置2.4、確定澆注系統與排氣系統2.4.1、澆注系統形式采用普通澆注系統，由于二型腔模，必須設置分流道，用潛伏式澆口形式從零件內部進料，利用分型面間隙排氣。2.4.2、主流道設計根據塑料模具設計手冊初步得XSZ60型注射機噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端孔徑：；噴嘴前

6、端球面半徑：；根據模具主流道與噴嘴的關系： 取主流道球面半徑：；取主流道的小端直徑；為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為，取，經換算得主流道大端直徑為。2.4.3、分流道設計2.4.3.1、分流道的形狀和尺寸分流道的形狀和尺寸應根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速度、分流道的長度等因數來確定。本塑件的形狀不復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道的形狀長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，查表5-40(塑料模具設計手冊)得。2.4.3.2、分流道的表面粗糙度由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內部的熔體流動狀態比較理想，

7、因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取左右，這可增加對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。2.4.4、澆口的設計根據塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏式澆口較為理想，如圖6。設計時在模具結構上采取瓣合式型腔，潛伏式澆口的錐角取。圖6 潛伏式澆口示意圖查表5-45(塑料模具設計手冊)選尺寸為直徑,試模時修正。2.4.5、排氣系統該模具為小型模具，可利用分型面間隙排氣，該分型面位于熔體流動的末端。2.5、選擇推出方式該塑件為簿壁塑件，綜合各個因素，選定為推板推出機構，如圖7。為了防止推板刮傷凸模，推板內孔應比凸模成型部分大外，將凸模和推板的配合做成錐面，以防止因推板偏

8、心而出現飛邊，其單邊斜度左右為易。圖7 頂出方式第三章 模具設計的有關計算3.1、型芯和型腔工作尺寸的計算查表塑料模設計手冊表 1-4 塑料ABS收縮率：0.3%0.8%。平均收縮率： 計算如下表：類別尺寸類型塑件尺寸計算公式型腔或型芯的工作尺寸型腔的計算徑向尺寸的計算3822191.5深度尺寸的計算861.5型芯的計算徑向尺寸的計算16191.5深度尺寸的計算611型芯中心距尺寸603.2、側壁厚度與推板厚度的計算3.2.1、側壁厚度該型腔為組合式。因此，型腔的強度和剛度按組合式進行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可以參考經驗推薦數據。查塑料成型工藝與模具設計表6.10型腔側壁厚表，取。3

9、.2.2、推板厚度 其中查，可取制品軸向尺寸公差的1/10，取，p由表4.1取。 3.3、斜導柱等側抽芯有關計算3.3.1、斜導柱的設計與計算斜導柱的傾斜角取。則脫模力的計算為：脫模力（推出力）（）塑料彈性模量（，ABS塑料取）塑料的平均成型收縮率（）包容凸模的長度（）塑料與剛的摩擦系數（ABS塑料取0.2）塑料的帕松比（取0.3） 塑料平均壁厚()圓柱半徑() （）查塑料成型工藝與模具設計表9.1 取。再查表9.2 得在斜導柱的設計中斜導柱采用了理論上最佳的斜角：，直徑取。先計算抽心距：其中：塑件的大圓盤半徑 塑件的最小的腰部外圓半徑 然后在CAD里根據抽心距算出斜導柱的長度，如圖8：圖8

10、斜導柱長度的計算其強度校核：其中：斜導柱所受的彎曲力（）抽拔力（）斜導柱的斜角，所以斜導柱強度合格。3.3.2、斜滑塊（型腔）的設計斜滑塊設計如圖9：圖9 斜滑塊3.3.3、楔緊塊的設計本模具采用楔緊塊與定模板制成一體的整體式結構。如圖10圖10 楔緊塊3.3.4、導滑條的設計導滑條的設計如圖11：圖11 導滑條斜滑塊的導滑長度不能太短，一般應保證滑塊在完成抽拔動作后，留在導滑條中的長度不小于有效長度的，經計算，該滑塊在完成抽拔動作后留在導滑條中的長度為，總的有效長度為，所以導滑條的長度足夠。3.4、冷卻與加熱系統本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫，所以在模具上可不設加熱系統。是否需要冷卻系

11、統可作如下計算設定模具平均工作溫度為50，用常溫20的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為30，產量為（初選每二分鐘一套）。故冷卻水體積流量： 式中： 冷卻水體積流量，（） 單位時間注射人模具內的樹脂質量，（） 單位時間內樹脂在模具內釋放的熱量，（，ABS為） 冷卻水的比熱容，（） 冷卻水的密度，（） 冷卻水出口處溫度，（） 冷卻水進口處溫度，（） 查表可知所需的冷卻水道直徑非常小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不設冷卻系統，依靠空冷的方式冷卻模具即可。第四章 選擇模架為了方便加工熱處理，其型腔鑲塊可分為兩部分。如圖12：圖12 型腔鑲塊4.1、初選注射機4.1.1、

12、澆注系統重量單件塑件重量 注射機額定注射量Gb，每次注射量不超過最大注射量的80% 即 式中型腔數 澆注系統重量() 塑件重量() 注射機額定注射量()澆注系統估算結果： 澆注系統重量設 則得： 總質量：滿足注射量： 式中 額定注射()-塑件與澆注系統凝料體積和（）或滿足注射量4.1.2、注射壓力查塑料模具設計手則表 1-8 ABS塑料成型時的注射壓力鎖模力：式中塑料成型時型腔壓力ABS塑料的型腔壓力，取 澆注系統和塑件在分型面上的投影面積和分型腔及澆住引流及型腔在分型面上的投影面積 根據以上分析與計算,根據塑料注射機技術規格表4.2塑料成型工藝與模具設計選用XSZ60型注射機。注射機XSZ6

13、0有關技術參數如下: 模具鎖模力： 400KN模板最大開合模行程 180模具最大厚度 200模具最小厚度 70噴嘴圓弧半徑 12噴嘴孔直徑 4動、定模板尺寸 330×440拉桿空間 3004.2、選標準模架根據以上分析計算型腔尺寸及斜導柱位置尺寸可確定模架的結構形式和規格。查塑料成型工藝與模具設計表 7-4 選用：A4型(GB/T12556-90)定模底板厚： 20 定模板厚： A=32 滑塊厚度： 17 推板厚度: 16 動模板厚: B=25 動模墊板厚： 32 墊塊厚度: C=50 下模座厚： 20 模具厚度：H模=A+B+C+20+16+32+20=195模具外形尺寸： 160

14、×200×195第五章 校核注射機5.1、注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核由于在初選注射機和標準模架時是根據以上四個技術參數及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。5.2、開模行程的校核 注射機最大行程S 式中塑料制品高度(mm)；澆注系統高度(mm)。S=184mm >84mm故滿足要求。5.3、模具在注射機上的安裝 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以選注射機規格滿足要求。第六章 推出機構的設計與校核6.1、推件力的計算脫模力（推出力）（）塑料彈性模量（，ABS塑料取）塑

15、料的平均成型收縮率（）包容凸模的長度（）塑料與剛的摩擦系數（ABS塑料取0.2）塑料的帕松比（取0.3） 塑料平均壁厚()圓柱半徑() （）6.2、推桿的設計6.2.1、推桿的直徑計算 查塑料模設計手冊之二由式5-97得 圓形推桿直徑()推桿長度系數推桿長度()推桿數量 推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) 總脫模力取6mm。6.2.2、推桿壓力校核查塑料模設計手冊式5-98 取 < 推桿應力合格，硬度6.3、推板強度校核推板選用45鋼，允許變形0.3。查塑料模設計手冊由式5-103得： 推板厚度 推桿間距 總脫模力 推板寬度 鋼材的彈性模量 (鋼的彈性模量) 推板允許最大變形量所以推板強度合格。參考文獻1 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設計.北