1、.WD.WD.WD.塑料模具課程設計說明書汽車工程學院： 模具設計與制造設 計題目：塑料支撐盤學 號：設 計 人：指 導 老 師：前 言塑料模具課程設綜合實訓是在具備了機械制圖，公差與技術測量，材料及熱處理，機械設計根基，機械制造技術，塑料模具設計，機械與自動化，數控加工技術等必要的根基知識與專業知識的根基上進展的。本次課程設計課題來源于生產實際，應用廣泛，但成型難度相對較難，模具構造相對復雜，對我們初學模具設計的學生是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力。本次設計以支架注塑模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具構造分析，最后是模具的設計計算等

2、一系列模具設計的所有過程。能很好的到達學以致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數據、模具構造及零部件。把以前學過的根基課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統方法外，同時使用了AutoCAD、UG等軟件。 由于實際經歷和理論技術有限，設計的錯誤和缺乏之處在所難免，希望各位教師和同學批評指正。目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc1907 前 言 PAGEREF _Toc1907 2 HYPERLINK l _Toc18120 1.塑件的工藝分析 PAGEREF _Toc18120 5 HY

3、PERLINK l _Toc12382 1.1塑件的成型工藝性分析 PAGEREF _Toc12382 5 HYPERLINK l _Toc13006 1.2塑件的構造工藝性 PAGEREF _Toc13006 6 HYPERLINK l _Toc3095 1.2.1 塑件的分析 PAGEREF _Toc3095 6 HYPERLINK l _Toc17374 1.2.2 塑件的尺寸精度分析 PAGEREF _Toc17374 6 HYPERLINK l _Toc24919 1.2.3 塑件的外表質量分析 PAGEREF _Toc24919 6 HYPERLINK l _Toc19310 1.

4、3明確塑件生產批量 PAGEREF _Toc19310 6 HYPERLINK l _Toc21204 2.注射機型號的選擇與校核 PAGEREF _Toc21204 6 HYPERLINK l _Toc1042 2.1 估算塑件的體積和質量 PAGEREF _Toc1042 6 HYPERLINK l _Toc4286 2.2注射機的工藝參數如下表： PAGEREF _Toc4286 7 HYPERLINK l _Toc25975 2.3注射機參數校核 PAGEREF _Toc25975 8 HYPERLINK l _Toc9028 3. 確定模具構造及模架選擇 PAGEREF _Toc90

5、28 9 HYPERLINK l _Toc29028 3.1確定成形方法 PAGEREF _Toc29028 9 HYPERLINK l _Toc32284 3.2確定型腔數量及布局形式 PAGEREF _Toc32284 9 HYPERLINK l _Toc2459 3.3分型面的設計 PAGEREF _Toc2459 10 HYPERLINK l _Toc19805 3.3.1 分型面的設計原那么 PAGEREF _Toc19805 10 HYPERLINK l _Toc7620 3. 4 澆注系統的設計 PAGEREF _Toc7620 11 HYPERLINK l _Toc11832

6、3.4.1 澆注系統的形式 PAGEREF _Toc11832 11 HYPERLINK l _Toc14804 3.4.2主流道的設計 PAGEREF _Toc14804 11 HYPERLINK l _Toc23111 3.4.3分流道的設計 PAGEREF _Toc23111 12 HYPERLINK l _Toc141 3.4.4澆口設計： PAGEREF _Toc141 13 HYPERLINK l _Toc17038 3.5脫模機構設計與選擇 PAGEREF _Toc17038 13 HYPERLINK l _Toc15107 3.5.1脫模推出機構的設計原那么 PAGEREF _

7、Toc15107 13 HYPERLINK l _Toc16235 3.5.2塑件推出的 基本方式選擇 PAGEREF _Toc16235 14 HYPERLINK l _Toc11599 3.5.3.確定脫模方式 PAGEREF _Toc11599 14 HYPERLINK l _Toc25853 3.6選用標準模架： PAGEREF _Toc25853 14 HYPERLINK l _Toc8663 4.成型零件的構造設計： PAGEREF _Toc8663 15 HYPERLINK l _Toc18381 4.1 凹模設計： PAGEREF _Toc18381 15 HYPERLINK

8、l _Toc26577 4.2凸模的構造設計： PAGEREF _Toc26577 15 HYPERLINK l _Toc7104 4.3構造與輔助零部件設計： PAGEREF _Toc7104 15 HYPERLINK l _Toc9968 4.3.1導柱的設計： PAGEREF _Toc9968 15 HYPERLINK l _Toc10139 4.3.2導套的設計： PAGEREF _Toc10139 16 HYPERLINK l _Toc14678 5.模具構造尺寸的設計計算 PAGEREF _Toc14678 16 HYPERLINK l _Toc6559 5.1型腔尺寸的計算 PA

9、GEREF _Toc6559 17 HYPERLINK l _Toc1604 5.2型腔側壁厚度和底板厚度計算： PAGEREF _Toc1604 18 HYPERLINK l _Toc28166 6.冷卻系統 PAGEREF _Toc28166 19 HYPERLINK l _Toc27424 7.模具的特點和工作原理 PAGEREF _Toc27424 19 HYPERLINK l _Toc24166 7.1 模具的特點： PAGEREF _Toc24166 20 HYPERLINK l _Toc28098 7.2模具的工作過程： PAGEREF _Toc28098 20 HYPERLIN

10、K l _Toc18768 8填寫工藝卡片 PAGEREF _Toc18768 20 HYPERLINK l _Toc2611 附圖 PAGEREF _Toc2611 21 HYPERLINK l _Toc15255 設計小結 PAGEREF _Toc15255 261.塑件的工藝分析1.1塑件的成型工藝性分析 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩定性及化學穩定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態上看，ABS是非結晶性材料。三中單體的聚合產生了具

11、有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子構造。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優異的尺寸穩定性以及很高的抗沖擊強度。注塑模工藝條件枯燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進展枯燥處理。建議枯燥條件為8090C下最少枯燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。熔化溫度：210280C；建議溫度：245C。

12、模具溫度：2570C。模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低那么導致光潔度較低。注射壓力：5001000bar。注射速度：中高速度。典型用途汽車儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等，電冰箱，大強度工具頭發烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等， 機殼體，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。1.2塑件的構造工藝性1.2.1塑件的分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為回轉體，在一個直徑為55mm高為16mm的圓柱中間有一個直徑為16mm高為24mm,右側有一個小孔直徑為5mm高為2.5mm,然后留壁厚2.5mm。該塑件形狀比較簡單，因此，模具采用兩板式構造。1.2.2塑件的尺寸精度

13、分析 該塑件所有尺寸的精度為MT5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可以保證。 從塑件的壁厚上來看，塑件的所有壁厚均勻，均為2.5mm，有利于塑件的成型。1.2.3 塑件的外表質量分析 由實際用途可知，對該塑件外表沒有什么要求，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 就可以得到保證。 1.3明確塑件生產批量該塑件要求大批量生產。2.注射機型號的選擇與校核2.1 估算塑件的體積和質量塑件質量、體積計算：塑料制件體積V塑=13.6cm3塑料制件質量澆注系統凝料體積的初步估算；可按塑件體積的0.6倍計算，由于該模具采用一摸兩腔，所以，澆注

14、系統凝料體積為V澆=2V塑0.6=213.60.6=16.32cm3該模具一次注射所需的材料為：體積V=2V塑+V澆=43.52cm3質量M=V=(P=1.04g/cm3)初選XS-ZY-60型注射機。2.2注射機的工藝參數如下表：序號主要技術參數工程參數數值1額定注射量/cm3602注射壓力/122003最大注射面積/1303鎖模力/KN5004動、定模模板最大安裝尺寸/mmmm490X3305最大模具厚度/mm2006最小模具厚度/mm707模板最大行程/mm1807最大開模行程/mm3808噴嘴前端球面半徑/mm129噴嘴孔徑/mm410噴嘴移動距離/mm1209頂出行程/mm2410頂

15、出力/mm2.3注射機參數校核1 注塑量的校核 選擇注射機時，必須使得在一個注塑成型周期內所需注塑的塑料熔體的容量或者質量在注塑機的額定容量的80%以內。V總0.8V注式中：V注注射機最大注射容量cm3;V總成型塑件與澆注系統體積總和cm3;系數0.8最大注射容量的注射系數。代入數據得：V注V總/0.8=43.52/0.8 =54.4cm3所以注射機符合注射容量和質量的要求。(2)注射壓力的校核注射壓力校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能負滿足塑料制品成型的需要。注射機的最大注射壓力應略大于塑料制品成型所需的注射壓力。即 (3)鎖模力的校核鎖模力的大小必須滿足下式：FsFz=P(nAx+Aj

16、)=PA式中： A塑件和澆注系統在分型面上的投影之和，本模具取A=52.24cm3Ax塑件型腔在模具分型面上的投影面積 Aj塑件澆注系統在模具分型面上的投影面積 Fz膨脹力、Fs合模力 P型腔壓力，根據下表取p=34.3MPa驗算Fs=800KN34.352.24=180KN所以注塑機符合合模力及注塑面積和型腔數的要求故注射機的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 4安裝局部尺寸校核 a模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適宜模具的長寬為 490*330mm注塑機拉桿的間距415415mm故滿足要求。 b.模具閉合高度校核 模具實際高度H模=330mm 注塑機最大閉合高度H=195mm即：

17、H模H最??； 故滿足要求。 c.開模行程校核 注射機的開模行程是有限的，取出制件所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，本模具為單分型面注射模具，SZ-XY-60型螺桿式注射機的最大開模行程與模厚無關，校核關系式為SH1+H2+(510);式中： H1塑件脫模所需的推出距離，該塑件的脫模推出距離為24mm； H2塑件高度，該塑件的高度為24mm。 S注塑機最大開模行程。 代入數據得：H1+H2+(510)=24+24+10=58mmS=180mm 以上分析證明，SZ-XY-60，故可以采用用。 3. 確定模具構造及模架選擇3.1確定成形方法塑件采用注射成型法生產。 因為該產品設計為大批量生

18、產，故畢業的模具需要有較高的注塑效率，澆注系統要能夠自動脫模，此外為保證塑件外表質量采用側澆口，且因為塑件有個孔，故采用組合式的型芯。3.2確定型腔數量及布局形式該塑件在注射時采用一模二件，及模具需要二個型腔。綜合考慮澆注系統構造，擬定采取以以下列圖型腔排列3.3分型面的設計3.3.1分型面的設計原那么 分型面是注射模中用以取出塑件或澆注系統凝料的可以別離的接觸外表，是決定模具構造形式的重要因素。它影響到模具構造的復雜程度，也關系到塑件的成型質量。 應選擇分型面時，應考慮以下 基本原那么：分型面應選在塑件外形的最大輪廓處分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模。分型面的選擇應保證塑件的精度要求。分型

19、面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求。分型面的選擇要便于模具的加工制造。分型面的選擇應有利于排氣。因為塑件為支承盤，在工件的邊緣局部要求外表質量無毛刺，沒有其它特殊要求；且塑件簡單對稱，但內有較多孔，塑件成型收縮后必留于型芯上，固型腔應設在定模上。依據分型面選擇原那么：分型面應選在最大截面處，應選用示方式較合理圖31 分型面3. 4 澆注系統的設計3.4.1澆注系統的形式 澆注系統是指熔融塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所流經的通道，分普通澆注系統和熱流道澆注系統兩種形式。它的設計合理與否對塑件的性能、尺寸、內外部質量及模具構造、塑件的利用率等有較大的影響。所以在設計時應考慮其設計原那么：了解塑件的成

20、型性能。盡量防止或減少產生熔接痕。有利于型腔中氣體的排出。防止型芯的變形和嵌件的位移。盡量采用較短的流程充滿型腔。流動距離比的校核。綜上所述，最后確定澆注系統的形式：采用普通澆注系統，由于一模二腔，需要設計分流道。3.4.2主流道的設計 根據?塑料模具設計手冊?初步XS-Z-60型注射機噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端孔徑:d=4噴嘴前端球面半徑：R0=12根據模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+12d=d0+(0.51)取主流道球面半徑：R=13取主流道的小端直徑：d=5為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度2度4度，經查?注塑模構造與設計?表61可知主流道大端直徑D=6mm，為

21、了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑r=3mm的圓弧過渡。 在保證制品成型的條件下，住流道長度應盡量短， 以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長度可小于或等于60mm. 圖3-23.4.3分流道的設計 (1) 分流道的形狀和尺寸 分流道的的形狀尺寸，應根據塑件體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道長度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發和流動阻力都不大。查表得R=4m2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，因此分

22、流到外表粗糙度要求不太低，一般Ra取1.6um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。 如以下列圖：圖3-3圖33 半圓形分流道3.4.4澆口設計：澆口是流道和型腔之間的連接局部，也是注塑模進料系統的最后局部，其 基本作用是：1使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔；圖34 點澆口3.5脫模機構設計與選擇 制品為支撐盤，該模具采用兩板式實現分型動作。ABS塑料的脫模斜度:型腔，型芯 注射成型的每一循環中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機構，也稱為推出機構。3.5.1脫模推出機構的設計原那么塑件推出是注射成型過程中

23、的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定塑件的質量，因此，塑件的推出是不可無視的。在設計推出脫模機構時，應遵循以下原那么。1推出機構應盡量設置在動模一側.2保證塑件不因推出而變形損壞. 3機構簡單、動作可.4良好的塑件外觀.5合模時的準確復位.3.5.2塑件推出的 基本方式選擇零件脫模無特殊要求，采用最常見的推管和推板即能滿足脫模要求。3.5.3.確定脫模方式 該塑件為殼形塑件，壁較薄并帶有局部環形凸起，所以只用一種推出零件往往容易使塑件在脫模過程中出現缺陷，因此應采用以推件板為主，推管為輔的聯圖36 小型芯推管合脫模構造，又由于型芯比較細，所以采用小型芯推管即可。如圖36所示3.6選用標準模

24、架：由于此模具采用推件板脫模，因此需要選用帶推件板的模架；另外模具構造屬于小型模具，由此可選用中小型派生型B1模架。4.成型零件的構造設計：4.1 凹模設計： 本套模具采用的是一模八件的構造形式?？紤]加工的難易程度和材料的利用價值等 因素。凹模采用整體式構造，其特點是有較高的強度和剛度。其構造形式見后面的零件圖。4.2凸模的構造設計： 由于塑件內腔構造比較復雜，型芯機加工困難，固采用組合式型芯較適合。凸模形式在后面零件圖中給出。4.3構造與輔助零部件設計：4.3.1導柱的設計： 導柱安裝在動模一側，因為主型芯在動模一側，導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可起保護作用。此設計采用無肩階梯帶頭導柱

25、，在工作局部設有儲油槽。這樣可以儲存潤滑油延長潤滑時間。導套安裝孔可以和導柱安裝孔采用同一尺寸，一次加工而成，保證了嚴格的同軸。導柱的形式如以以下列圖37：圖37 帶頭導柱導柱的直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，導柱的尺寸應能保保證位于動、定模兩側的型腔和型芯開場閉合前導柱已經進入導孔的長度不小于導柱直徑。初選，材料T8A，技術條件：熱處理5055HRC。4.3.2導套的設計： 導向孔可以帶有導套，也可以不帶導套，帶導套的導向孔用于生產批量大或導向精度高的模具。無論帶導套或不帶導套的導向孔，都不應設計為盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能嚴密閉合。經分析零件，模具構造，需要兩個

26、導套，一個直導套如圖38a，一個帶肩導套如圖38b圖38a 直導套圖38b帶肩導套所選規格尺寸分別是，1.直導套 材料 T8A，熱處理5055HRC5.模具構造尺寸的設計計算為了降低模具加工難度和制造成本，在滿足塑件使用的前提下，采用較低的尺寸精度。塑件精度等級與塑料品種有關，根據塑料的收縮率的變化不同，塑料的公差精度分為高精度、一般精度、低精度三種。 基本尺寸精度等級12345678公差數值30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566100.060.080.100.160.200.320.400.64

27、10140.070.090.120.180.220.360.440.7214180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624300.100.120.160.240.320.480.640.9630400.110.130.180.260.360.520.721.0040500.120.140.200.280.400.560.801.2050650.130.160.220.320.460.640.921.4065800.140.190.260.380.520.761.041.6080-1000.160

28、.220.300.440.600.881.201.80100-1200180.250.340.500.681.001.362.00120-1400.280.380.560.761.121.522.20 塑料制件公差表： 表3-1精度等級與公差數值5.1型腔尺寸的計算查課本?塑料模具設計與制造?得塑料ABS收縮率為0.40.6其平均收縮率 =0.4+0.6/2=0.5，類型塑件上的尺寸計算公式公差收縮率Scp%結果mm型腔的徑向尺寸0.450.5%0.220.5%型芯的尺寸計算 0.40.5%11O.220.5%50.180.5%型腔高度尺寸計算16HM=(HS+HSSCP%-2/3)+ 200

29、.380.5%型芯高度2.50.160.5%13.50.220.5%240.280.5%5.2型腔側壁厚度和底板厚度計算： 由于大尺寸凹模剛度缺乏是主要矛盾，凹模應以滿足剛度條件為準，按剛度計算 凹模壁厚公式：凹模型腔底壁的計算厚度mm凹模型腔內半徑mmE材料的彈性模量許用變形量mm模腔壓力泊松比經查表或計算得：=，一般取0.250.3，所以取=0.25。取=0.03一般取2545，取=40所以：=32.2mm底板厚度：6.冷卻系統一般注射到模具內的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具性強中取出時其溫度在60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進展有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快的傳

30、給模具，一是塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。(1)設計原那么：冷卻水孔數量盡可能的多，孔徑盡可能大；冷卻水孔至型腔外表的距離應盡可能相等；澆口處要加強冷卻；冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；冷卻水孔應防止設在塑件的熔接痕處；進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的反面。冷卻水道分布如以以下列圖所示：圖：支撐板冷卻水道分布圖7.模具的特點和工作原理7.1 模具的特點：該模具是兩板模，設計了1個水平分型面。分型面是為了取出制件。該模具一模二件，節省了成本，降低了制造周期，提高了生產效率。7.2模具的工作過程：模具裝配試模完畢后，模具進入正式工作狀態，其 基本工作過程如下。1對塑料ABS進展烘干，并裝