成型零件尺寸计算

塑料模具课程设计指导书（一）塑料模具课程设计的目的塑料模具课程设计是《塑料成型工艺与模具设计》课程中的最后一个实践性教学环节，也是一次对学生进行比较全面的塑料模具设计的训练，其目的是：（1）通过模具课程设计，要求学生综合应用《塑料成型工艺与模具设计》及其他相关课程的基本知识来解决工程实际中的具体设计问题，以进一步巩固和深化所学课程的知识。

（2）通过模具课程设计，学生进行了一次较为完整的塑料模具设计的实际训练，使学生初步掌握塑料模具设计的内容、步骤和基本方法，进一步提高学生的结构设计能力和独立工作能力，为毕业设计和今后从事模具设计与制造工作奠定基础。

（3）通过模具课程设计，提高学生查阅技术资料和手册的能力，熟悉并正确应用有关的技术标准。

（4）通过模具课程设计，培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化学生的质量意识和时间观念，使学生初步形成从业的基本素职。

（二）课程设计的任务塑料模具课程设计的题目，一般选择中等复杂程度的塑料注射模进行设计，要求学生在规定的时间内完成如下任务：（1）绘制塑料制件图一张（A4）（用计算机绘图）（2）绘制塑料注射模装配图一张（A1）（手工绘图）（3）绘制模具零件工作图2～3张（用计算机绘图）（4）编写设计说明书一份(三)塑料注射模具设计步骤1.塑件成型工艺分析（1）塑件成型特性的分析根据塑件图中标明的塑料品种，分析该塑料的使用性能及成型性能；查阅该塑料的比重、比容、收缩率及流动性等特性。

（2）塑件的结构工艺性分析认真阅读塑件图，审核塑件的几何形状、尺寸公差等级、表面粗糙度、塑件壁厚及其他技术要求，必要时还需阅读该塑件所属的部件图（或组件图）和了解该塑件的使用条件、使用寿命、载荷特性及其数值等。

据此分析塑料注射成型工艺的可行性和经济性。

（3）明确生产批量小批量生产时，为了降低成本，模具尽可能简单，通常采用单型腔；大批量生产时，应在保证塑件质量的前提下，尽量采用一模多腔或高速自动化生产，以缩短生产周期，提高生产率，因此对模具的推出机构、合模导向机构、塑件和浇注系统凝料的脱模以及凸、凹模的结构提出了严格的要求。

圆盖注塑模设计学生：林波摘要：本课题主要是针对圆盖的注塑模具设计,该圆盖材料为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），是工业生产中常见的一种保护盖产品。

通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。

该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、侧抽机构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。

通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。

根据题目设计的主要任务是圆盖注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。

针对塑件的具体结构，该模具是轮辐式浇口的单分型面注射模具。

关键词:注塑模、圆盖。

零件名称:圆盖生产批量:中小批量材料:丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)塑件立体图形 :一、塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的工艺性分析,其具体分析如下:1、塑件的原材料分析:塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点丙烯腈、丁二烯、苯乙烯(ABS),属于热塑性塑料非结晶态树脂,不透明小于85-110℃,脆化温度未-18℃有较良好的耐化学试剂性,不耐浓的氧化性酸及醛、酮、酯、氧化烃等不透明,具有良好的综合物理力学性能,耐热、耐腐、耐磨及良好的抗蠕变性,介电性能好,吸水性较强熔融温度高(超过250℃时才出现分解),熔体粘度不太高,流动性中等(溢边值为0.04mm),与流动性和压力有关,对压力更敏感,冷却速度较快,成型收缩小结论: ①熔融温度较高,熔体黏度中等,一般采用螺杆注射机成型,模具温度可控制在60-80℃②吸湿性强,含水量应小于0.3％,必须充分干燥③易发生熔接熔接痕,应注意选择进料口位置形式,顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色痕迹”(但在热水中加热可消失),脱模斜度应取2°以上2、塑件的结构工艺性分析:⑴ 从图纸上分析,该塑件的外形为回转体,壁厚均匀,都为3.5mm,且符合最小壁厚要求.⑵ 塑件型腔较大,有尺寸不等的孔,如:36-Ф3.5 、6-Ф16,它们均符合最小孔径要求.⑶ 在塑件侧壁有四个Ф5mm的孔,因此成型后塑件不易取出,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: ФФ内形尺寸: Ф孔尺寸: ФФФФ空心距尺寸: ФФФФ4、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,所以内外表面的粗糙度都3取Ra3.2um.结论:该塑件可采用注射成型加工,且加工性能较好,但成型以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(包括浇注系统)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根据塑件的原材料分析,查相关手册①得知该塑件的原材料所需的注射压力为60-100 ,由于塑件的尺寸较大,型芯较多,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,其关系式如下:式中- 模具型腔压力,取45MPa- 塑件与浇注系统在分型面上的投影面积()- 注射机额定锁模力(N)再根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构,由以上数据,相关资料②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,可根据实际情况作适当调整工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t/℃: 80-95成型时间/s 注射时间0-5时间/h: 4-5保压时间15-30料筒温度t/℃ 后段150-170 冷却时间15-30 中段165-180 总周期40-70 前段180-200螺杆转速n/()30-60喷嘴温度t/℃ 170-180后处理方法红外线灯烘箱模具温度t/℃ 50-80 温度t/℃ 70 注射压力p/Mpa 60-100时间/h2-4三、注射模的结构设计注射模结构设计主要包括: 分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、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,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺利取出制件如图所示,塑件留动模,塑件的脱模容易实现,且模具的加工相对以上方案简单,方便. 所以,通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方案较合适.2、型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中间.这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡.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，是熔体最先流经模具的部分，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，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。

成型零件工作尺寸计算
工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模(型腔)、凸模(型芯)的径向尺寸(含长、宽尺寸)与高度(深度)尺寸，以及中心距尺寸等。

为了保证塑件质量，设计模具时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。

1 .模腔工作尺寸的计算
凸模、凹模组成的模腔工作尺寸计算方法有平均收缩率法和公差带法两种.平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成型零件制造公差、磨损量都为平均值时计算，得到的公式如表4 一8 所示.
公差带法引人公差带的定义，将塑件尺寸、模具尺寸、各种误差绘制成尺寸公差带图。

计算时分为尺寸计算和尺寸校核两部分，若校核中出现超差，可通过相关误差的修正来调整，有关的计算和校核公式如表4 一9 所示。

2 .螺纹型芯和型环的尺寸计算
螺纹型芯和型环的种类很多，表4 一10 给出普通的紧固连接用螺纹(牙尖角为60 °的公制螺纹)型芯和型环的计算公式。

计算时，有三个假设：① 塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合，两者收缩率相同或接近;② 金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具的螺纹部分考虑了螺距收缩率;③ 金属螺纹与塑件螺纹相配合，若成型模具未考虑螺距收缩率，则配合长度很短(不超过7 ~ 8 牙)。

作者：汽车模具。

模拟试题一一、判断题（每题2分，共22分）1．对于吸水性强的塑料，在成型前不需要进行干燥处理。

（）2．用燃烧鉴别法鉴别聚氯乙烯（PVC）时，火焰特点：顶部黄色底部绿色；离火后：继续燃烧。

（）3．表观粘度是在标准的熔融指数仪测定的，用10分钟流出来的高聚物的重量克数。

（）4．一般塑件沿脱模方向斜度为：30ˊ—1°30ˊ。

（）5．塑件上固定孔和其他受力孔周围设计凸边来加强。

（）6．尺寸较大的模具一般采用4个导柱；小型模具通常用2个导柱。

（）7．精密模具常采用锥面定位与导柱导向机构联合使用。

（）8．型芯常用材料为20号钢和T8A。

硬度达到HRC 56～60。

（）9．流道末端的排气间隙一般比型腔末端排气间隙小。

（）10．为防止压注模的分型面被进入型腔的熔体压力挤开，要求加料室容料的水平投影面积必须小于型腔熔体的投影面积。

（）11．一般立式注塑机所占的高度较大，卧式注塑机所占的长度较大。

（）二、单项选择题（每题3分，共30分）1．卧式注射机SX-Z-60中的60表示（）。

A．注射行程/mm B．注射压力/MPaC．螺杆直径/mm D．额定注射量/cm32．如果注塑机喷嘴头部半径为18mm，那么主流道衬套凹坑半径不可以采用的是（）。

A．18mm B．20mmC．22mm D．24mm3．通用塑料中，（）具有阻燃性。

A．聚乙烯B．聚丙烯C．聚氯乙烯D．聚苯乙烯4．为了确保塑件的强度和刚度而又不致于使制品的壁厚过大，并改善了塑料熔体的充模流动性，通常在塑件上设置（）。

A．加强筋B．螺纹孔C．盲孔D．嵌件5．塑件螺纹与金属螺纹的配合长度就不能太长，一般不大于螺纹直径的（）。

A．0．5～1倍B．2～3倍C．1．5～2倍D．0.5～3倍6．球头铣刀主要用于加工注射模成型零件中的（）内容。

A．大平面B．孔C．键槽D．轮廓7．对大型塑件尺寸精度影响最大的因素是（）。

A．成型零件制造误差B．成型零件装配误差C．成型收缩率误差D．成型零件磨损量8．注射模合模导向机构中的导柱与导套采用配合形式为（）。

1\2\3\4\5\6\7\8\9\10\11\12\13\14\15\16\17\18\19\20\21\22\23\24\25\26\27\28\29\塑料有哪些主要使用性能？塑料具有许多优良的使用性能,使其广泛地应用于各个领域。

其主要使用性能有：塑料成型所需的注射压力是由塑料品种，注射机类型，喷嘴形式，塑件形状和浇注系统压力在选择注射机时，都应校核哪些安装部分相关尺寸？ 为了使注射模具能顺利的安装在注射机上并生产出合格的塑件，在设计模具时必须校核注根据塑料中树脂的分子结构和热性能，塑料分为哪几种，其特点是什么？根据塑料中树脂的分子结构和热性能，塑料分成两大类：热塑性塑料和热固性塑料。

什么是塑料？ 塑料是以高分子合成树脂为基本原料，加入一定量的添加剂而组成，在一定的温度压力下塑料是有哪些成分组成的？塑料是由树脂和添加剂（或称助剂）组成。

树脂使其主要成分, 它决定了塑料的类型（热塑 是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流什么是塑料的收缩性，影响塑料收缩性的基本因素有哪些？ 塑料自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩的特性称收缩性。

由于这种收缩不仅是树什么是塑料的流动性？影响塑料流动性的基本因素有哪些？塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力称为塑料的流动性。

影响塑料流动性的如何校核注射机的注射压力？酚醛塑料与一般热塑性塑料相比，刚性好，变形小，耐热耐磨，能在 150～200℃的温度范注射成型的特点？ 什么叫应力开裂，防止应力开裂的措施有哪些？有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力或溶剂作用下什么是热固性塑料的固化特性，与哪些因素有关？请以卧式螺杆注射机为例，叙述注射机的工作过程？固化特性是热固性塑料特有的性能，是指热固性塑料成型时完成交联反应的过程。

固化速度聚乙烯按聚合时所采用压力可分为几种，可应用于哪些方面？ 注射成型的特点是成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件；简述注射成型原理。

第三节成型零部件的设计成型零部件的强度与刚度的计算一、模具强度及刚度概念从工程力学的角度上讲：构件刚度—是指构件抵抗变形的能力构件强度—是指某种材料抵抗破坏的能力，即材料破坏时所需要的应力。

模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。

若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。

若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。

型腔刚度计算的依据可归纳为以下几个方面：（1）防止溢料（2）保证塑件精度（3）有利于脱模二、壁厚的受力分析1.模塑过程中模具承受的力设备施加的锁模力注射过程中塑料流动的注射压力浇口封闭前一瞬间的保压压力开模时的拉应力2.型腔受内压力作用发生膨胀变形影响塑件的尺寸精度配合面处产生溢料飞边小型腔的许用变形量小，压力作用会导致其破坏3.型腔壁厚的最大允许变形量δ从中小型塑件的尺寸精度考虑：δ≤Δ/5从不产生溢料飞边考虑：δ﹤塑料的溢料值（表5-3）保证塑件的顺利脱模：δ≤S·t（收缩量腔力学计算的特征和性质：大型腔以刚度为主计算，小型腔以强度为主计算圆形凹模直径：D﹤67～86mm时以强度计算为主矩形凹模长边：L﹤108～136mm时以强度计算为主4．型腔壁厚和底板壁厚的校核型腔要承受塑料融体的高压作用若壁厚不够可表现为：刚度不够——产生过大的弹性变形。

强度不够——型腔发生塑性变形、破裂型腔壁厚计算以最大压力为准大型模具以刚度计算为主小型模具以强度计算为主刚度与强度的校核目的保证强度和刚度（1）．刚度——防止过大弹性变形⑴从保证塑件精度要求方面出发：要求弹性变形δ＜1/5Δ弹性变形量[δ]由塑件的尺寸公差值决定⑵从保证模具型腔不发生溢料方面出发：由塑料粘度特性决定弹性变形值应小于制件收缩值型腔尺寸＋弹性变形＝制件尺寸＋热膨胀（收缩）值当变形大于热收缩值时，冷却减压后，型腔弹性恢复，塑件收缩导致制件尺寸大于型腔尺寸以致难以脱模2．强度——防止型腔变形、破裂刚度和强度校核，其选择以一分解值为标准影响因素：(1) 型腔形状(2) 模具材料的许用应力(3) 型腔的允许变形量(4) 塑料融体压力单型腔侧壁厚度tc的经验计算公式为：tc=0.20t+17（型腔压力PM<49MPa）。