(精编)塑料模课程设计

(精编)塑料模课程设计航空制造工程学院塑料模课程设计学院：航空制造工程学院专业名称：材料成型及控制工程班级学号：10033503学生姓名：周晓晓指导教师：李春二O一三年11月目录1 塑件技术要求及工艺分析41.1塑件技术要求41.1.1 塑件零件图41.1.2 塑件技术要求51.2塑件的工艺性分析61.2.1 塑件的材料性能61.2.2塑件的尺寸精度71.2.3塑件的表面质量81.2.4塑件的结构工艺性81.2.5塑件的体积及质量估算102 分型面的选择与浇注系统设计102.1分型面的选择102.1.1 型腔数目的确定102.1.2型腔的排列102.1.3 分型面的选择112.2初步确定注射机的型号132.3浇注系统的设计142.3.1浇注系统设计原则142.3.2主流道的设计152.3.3分流道的设计162.3.4浇口的设计182.3.5冷料穴和拉料杆的设计193 成型零部件设计及计算203.1成型零部件的结构设计203.1.1 凹模和凸模的结构设计213.2成型零部件的工作尺寸计算213.2.1 型腔、型芯和中心距计算公式213.2.2 型腔工作尺寸的计算223.2.3 型芯工作尺寸的计算233.2.4 中心距的计算233.3成型零部件的刚度与强度计算233.3.1 成型零部件强度、刚度计算时需要考虑的问题233.3.2组合式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算27 4结构零部件设计284.1选择标准模架284.2支承零部件设计314.2.1固定板、支承板的设计314.2.2垫块的设计324.2.3动定模座板的设计324.3合模导向机构设计324.3.1导柱的设计324.3.2导套的设计334.3.3导柱与导套的配合形式335推出机构设计335.1推出机构的设计要求335.2推出力的计算345.3推出机构的设计355.3.1推杆的形状355.3.2推杆的固定与配合355.3.3推杆位置的选择366温度调节系统的设计366.1注射模具温度调节系统的重要性366.2冷却系统结构的设计376.2.1冷却水回路的布置376.2.2常见冷却系统的结构377 注射机参数的校核388 注射模具的工作原理38参考文献391塑件技术要求及工艺分析1.1塑件技术要求1.1.1塑件零件图塑件名称：某型号零件，其二维图如图1-1所示。

图1-1塑件二维图利用UG软件绘制三维图，如图1-2所示。

图1-2塑件三维图1.1.2塑件技术要求塑件的名称：某型号零件塑件的材料：丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS），属于热塑性材料塑件的用途：属于工业用品塑件的尺寸要求：未注公差等级按照MT5查取公差，塑件要求外观表面光泽、无杂色，无收缩痕迹塑件的生产批量：大批量1.2塑件的工艺性分析塑件的工艺性包括塑件的材料性能、塑件的尺寸精度、塑件的表面质量、塑件的结构工艺性和零件体积及质量估算，其具体分析如下：1.2.1塑件的材料性能（1）使用性能:1）ABS塑料综合性能良好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。

(2)成型性能1）无定型塑料其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。

2）吸湿性强该塑料含水量小于0.3﹪（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件硬要求长时间预热。

3）流动性中等溢边料0.04mm左右。

(流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。

4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高)，料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为250℃左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高塑件模温宜取50～60℃，要求光泽及耐热型料宜取60～80℃，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180～230℃，注射压力为100～140Mpa，螺杆式注射机则取160～220℃，70～100MPa。

5）模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、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)，脱模斜度宜取2°以上。

（3）ABS的主要性能指标见表1-1表1-1ABS的性能指标1.2.2塑件的尺寸精度塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。

一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。

而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑件的尺寸精度。

故而，塑件的精度应尽量选择的低些。

对于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取一般精度。

IT4=0.26mm。

此值由下表查知:表1-2精度等级选用推荐表表1-3公差数值表1.2.3塑件的表面质量该零件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。

1.2.4塑件的结构工艺性（1）侧孔与侧凹在塑件设计时，应尽量避免侧孔与侧凹，以减少模具复杂程度，提高模具的可靠性。

故在设计模具时必须给予充分的考虑和重视。

（2）脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。

目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。

塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取0.5度，最小为15分到20分。

下表为常用的脱模斜度：表1-4几种塑料的常用脱模斜度（3）塑件壁厚塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。

塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。

根据成型成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩孔，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。

热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm-4mm之间。

太厚，会产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。

由产品图可知，其形状较为规则，结构不太复杂:从产品的壁厚上来看，壁厚最大处为5mm，最小处为1.5mm较均匀，有利于零件的成型。

该产品孔边距约为2mm，符合要求（4）加强肋支撑面为使塑件具有一定的强度和刚性，又不使塑料件截面壁太厚，而产生成型缺陷，行之有效的方法就是，在塑件结构允许的位置适当设置加强肋或者增设防止变形结构。

加强肋不仅可防止塑件变形，而且有利于改善塑件模塑成型的充模状况。

设置加强肋后，可能出现背部塌坑，但只要位置设置得当，壁厚合适，既可避免。

（5）圆角塑件的边缘和边角带有圆角，可以增强塑件某部位或者整个塑件的机械强度从而改善成型时塑料在模腔内流动条件，也有利于塑件的顶出和脱模。

因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出现圆角外，应该尽量采用圆角特征。

塑件上采用还可以使模具成型零部件加强，排除成型零部件热处理或使用时可能产生的应力集中问题。

由塑件的产品图可知:产品所有边缘均带有圆角特征，最大圆角特征R=1mm,最小圆角特征r=0.1mm。

1.2.5塑件的体积及质量估算在UG软件中三维建模后，分析体测得体积v=3045mm³，由表1-1取密度ρ=1.05g/cm³。

质量m=ρv=1.05×3.045=3.19725g2分型面的选择与浇注系统设计2.1分型面的选择2.1.1型腔数目的确定对于一个塑件的模具设计的第一步骤就是型腔数目的确定。

单型腔模具的优点是:塑件精度高;工艺参数易于控制;模具结构简单;模具制造成本低，周期短。

缺点是:塑件成型的生产率低、成本高。

单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。

多型腔模具的优点是:塑件成型的生产率高，成本低。

缺点是:塑件精度低;工艺参数难以控制。

模具结构复杂;模具制造成本高，周期长。

多型腔模具适用于大批量、长期生产的小塑件。

根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%，由于没有规定制品尺寸精度，且产品较小，产量较大，所以应设计成一模四到八腔，这里综合考虑预采用一模六腔。

2.1.2型腔的排列（1）型腔排列的一般原则1）流动长度要适当，流道废料尽量少，浇口位置要合适统一，进料要平衡，还要使型腔压力平衡。

2）排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定距离，以满足封胶要求；3）排位应满足模具结构等的空间要求。

4）为了使模具达到较好的冷却效果，排位应注意螺钉、推杆对冷却水孔的影响，预留冷却水空的位置。

5）排位要尽可能紧凑，以减小模具的外形尺寸，且长宽比例要始适中，同时也要考虑注射机的要求。

（2）型腔排列形式的确定综合考虑上述排列原则及加工难度、经济性、效率、成本等因素，又由于本设计选择的是一模六腔，故采用圆周式对称排列。

如图2-1所示：图2-1型腔排列示意图2.1.3分型面的选择（1）分型面的设计原则1）分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔。

2）分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。

以使得模具零件易于加工。

3）分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。

4）分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位，而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工，从而有利于保证塑件的外观质量。

5）应满足塑件的使用要求，即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕迹等工艺缺陷影响塑件功能。

6）为便于塑件脱模，应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分，易于设置和制造简便易行的脱模机构。

若塑件有侧孔时，应尽可能地将侧型芯设在动模部分，避免定模抽芯7）考虑锁模力，分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。

8）考虑侧向抽拔距，一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。

9）尽量方便浇注系统的布置。

10）为了有利于气体的排出，分型面应尽可能与料流的末端重合。

11）考虑注塑机的技术规格，是模板间距大小合适。

12）选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料，要考虑飞边在塑件上的部位。

13）选择分型面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。

（2）分型面的确定综合考虑以上的设计原则，结合该塑件的特性，其分型面的选择如图2-2所示：图2-2左为下模及塑件（移去上模），右为分型面示意图2.2初步确定注射机的型号根据ABS注射用量：模腔数×（制品体积+系统凝料体积）（1）塑件的体积UG分析为3.045cm³（2）浇注系统凝料体积的初步估计虽然设计之前难以确定浇注系统凝料的准确数值，单可以根据经验按照塑件体积的0.2～1倍来估算。