1、湖南工學(xué)院課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題注塑模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院設(shè)計(jì)班級(jí)成型1001班設(shè)計(jì)者原育民設(shè)計(jì)時(shí)間2013年12月目錄1. 塑件的工藝分析 41.1 塑件的成型工藝性分析 4塑件材料ABS的使用性能 51.1.2 塑件材料ABS的加工特性 51.2 塑件的成型工藝參數(shù)確定 62 模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 62.1 模具的基本結(jié)構(gòu) 62.1.1 確定成型方法 62.1.2 型腔布置 72.1.3 確定分型面 72.1.4 選擇澆注系統(tǒng) 82.1.5 確定推出方式 82.1.6 側(cè)向抽芯 92.1.7 選擇成型設(shè)備 92.2 選擇模架 112.2.1 模架的結(jié)構(gòu) 112.2.2 模架安裝尺寸校核

2、 113 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 123.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 123.1.1 型腔結(jié)構(gòu) 123.1.2 型芯結(jié)構(gòu) 123.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 123.1.4 模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 123.2 模具成型尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 133.2.1 型腔徑向尺寸 133.2.2 型腔深度尺寸 133.2.3 型芯徑向尺寸 143.2.4 型芯高度尺寸 143.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 153.3.1 模具加熱 153.3.2 模具冷卻 154. 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程 164.1 模具定模板零件圖及加工工藝規(guī)程 . 164.2 模具側(cè)滑塊零件圖及加工工藝規(guī)程 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽。4.3 模具動(dòng)模

3、板（型芯固定板）零件圖及加工工藝規(guī)程 . 175 模具總裝圖及模具的裝配、試模 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽。5.1 模 具 的 安 裝 試 模185.2. 試模前的準(zhǔn)備 185.3 模具的安裝及調(diào)試 205.4 試模 215.5 檢驗(yàn) 216.排氣系統(tǒng)計(jì)227參考22塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例通過(guò)一個(gè)典型的塑料制品，介紹了 從塑件成型工藝分析到確定模具的主要結(jié)構(gòu)，最后繪制出模具圖的塑 料注射模具設(shè)計(jì)全過(guò)程。1.塑件的工藝分析1.1塑件的成型工藝性分析塑件圖產(chǎn)品材料： ABS塑件尺寸：如圖所示塑件要求：1. 件壁厚均勻，不允許有裂紋和變形缺陷。2.脫模斜度 301，3.未注圓角 R2R3塑件材料ABS的

4、使用性能綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、 電氣性能良好；易于成形和機(jī)械加工，與有機(jī)玻璃的熔接性良好，可 作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨 零件、傳動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。塑件材料ABS的加工特性無(wú)定型塑料， 其品種很多， 各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差 異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。流動(dòng)性中等，溢邊料0.04 mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中 抗沖擊型樹(shù)脂，

5、料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大、料溫過(guò)高 易分解（分解溫度為250C左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件，模溫宜取5060C,要求光澤及耐熱型料宜取 6080C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料 溫為180230C，注射壓力為100140 MPa,螺桿式注塑機(jī)則取 160220C, 70100 MPa為宜。模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng),選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過(guò) 大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消 失）。脫模斜度宜取2C以上。1.2 塑件的成型工藝參數(shù)確定查手冊(cè)得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)：適用注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式3密度 1.02 1.1

6、6g/cm 3；收縮率 0.3 0.8 % ；預(yù)熱溫度80C °85C°，預(yù)熱時(shí)間23 h ;料筒溫度 后段150C170C,中段165C180C,前段180C° 200C°；噴嘴溫度 170C ° C°；模具溫度 50C ° 80C°；注射壓力 60 100 MPa ；成型時(shí)間 注射時(shí)間 20 90s ,保壓時(shí)間 0 5s ,冷卻時(shí)間20 120s2模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇2.1模具的基本結(jié)構(gòu)確定成型方法塑件采用注射成型法生產(chǎn)。使用側(cè)澆口成型。型腔布置塑件形狀較簡(jiǎn)單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用多型腔 注射

7、模具?？紤]到塑件的側(cè)面有 6.5m m的圓孔，需側(cè)向抽芯，所以 模具采用一模二腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便， 生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖所示。確定分型面塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，因此分型面選擇在A-A面，這樣的選擇使塑件便于取出，塑件大部分外表面光滑，同時(shí)側(cè)向 抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖所示的分型面。4分型面選擇-A選擇澆注系統(tǒng)11塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖所示。側(cè)澆口直徑為 2mm側(cè)澆口長(zhǎng)度為2mm頭部球R.52 mm分流道設(shè)計(jì)：采用半圓截面流道，其半徑 R為3 3.5mm。長(zhǎng)度為 20mm主流道設(shè)計(jì)：主流道為圓錐形，口部球面半

8、徑SR=12mm球面的配合高度h=35mm錐角a為6?，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合下部直徑6 8 mm。2.1.5 確定推出方式選擇推桿推出完成塑件的推出2.1.6 側(cè)向抽芯塑件的側(cè)面有6.5mm勺圓孔，因此模具應(yīng)有側(cè)向抽芯，由于抽出 距離較短，抽出力較小，所以采用斜導(dǎo)柱、滑塊抽芯。斜導(dǎo)柱裝在定 模板上，滑塊裝在動(dòng)模板上。2.1.7 選擇成型設(shè)備注射機(jī)型號(hào)的確定：（1）注射量計(jì)算P =1.021.16g/cm 33V 塑=52442.29mm3=52.44cmM塑二 p V塑=52.44 x 1.02g=53.49g（2）系統(tǒng)凝料體積的初步估算33V 總二V塑（1+0.2） x 2=52.44

9、 x 1.2 x 2cm =125.86cm（ 3）選擇注塑機(jī)由V總=125.9cm3再由式V公二V總/0.8查詢(xún)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)初選公稱(chēng)注射量為250cm3注射機(jī)型號(hào)為 XS-ZY-250其有關(guān)參數(shù)為：理論注射量3： 250 cm3 ；注射壓力 ：130MPa ；注射速率：-1110/g.s -1鎖模形式：增壓式鎖模力 ：1800kN ；模具厚度：200 350mm ;最大開(kāi)合模行程 ： 500mm ；噴嘴圓弧半徑 ：12 mm ；噴嘴孔直徑：23mm；拉桿間距：448 x 370mm。(4)注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核1. 注射壓力的校核ABS 的注射壓力為 80110MPa取 P=100M

10、Pa該 注 射 機(jī) 的公 稱(chēng) 注 射 壓 力 P 公 =130MPa， 注 射 壓 力 安 全 系 k=1.251.4 取 k=1.25 則Kp=1.25 x 100=125<130MPa二公 所以注射劑注射壓力合格2. 鎖模力校核a . 塑件在分型面上的投影面積 A 塑則A塑二 n R2 2=3.14 x( 75.6/2 ) 2=4487mmb. 澆注系統(tǒng)在分型面上投影 A 澆由A澆=0.20.5A塑，取 A澆=0.2 A塑c . A總二（A澆+A塑）x n （腔數(shù)）=2X 1.2 x 4487mi2ff10768.8mrnd. 模具型腔的脹形力P模二P注射（0.20.4 ） =265

11、2MPa 取 40NF脹二A總 P模= 10768.8 x 40N=430.75kN由于 F 鎖=1800N k=1.11.2，取 k=1.2則 kF 脹=1.2 x 430.75kN=516.9kN<Fs 鎖所以注射劑鎖模力合格2.2 選擇模架2.2.1 模架的結(jié)構(gòu)選擇A2型的模架2.2.2 模架安裝尺寸校核模具外型尺寸為，長(zhǎng) 355mm寬315mm高260.8mm小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。3 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 型腔結(jié)構(gòu)型腔由定模板、中間板、動(dòng)模板和滑塊共四部分組成。定模板、 中間板和滑塊構(gòu)成塑件的側(cè)壁，側(cè)澆口

12、開(kāi)定模上，這樣使加工方便， 有利于型腔的拋光。定模板中心開(kāi)有冷卻水孔，用來(lái)強(qiáng)制冷卻工件和 型芯。3.1.2 型芯結(jié)構(gòu)型芯由動(dòng)模板上的孔固定。型芯與動(dòng)模板配合，增加模具壽命。 另外，這種配合可以減少動(dòng)模板在運(yùn)動(dòng)時(shí)與型芯之間的磨損。3.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu)將斜楔緊塊用螺栓固定在定模板上， 將斜滑塊固定在動(dòng)模板上， 斜 導(dǎo)柱安裝在定模板上，工作時(shí)斜滑塊在楔緊塊上運(yùn)動(dòng)完成與工件的分 離。3.1.4 模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動(dòng)模部分之間采用 導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向定位。中間板上裝有導(dǎo)套，推出時(shí)，導(dǎo)套在導(dǎo)柱上運(yùn) 動(dòng)，保證了中間板板的運(yùn)動(dòng)精度。定模座板上裝有導(dǎo)柱，為側(cè)澆口凝料的拉料

13、和定模板的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。3.2模具成型尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算取ABS的平均成型收縮率為0.6 %，塑件未注公差按照SJ1372中 5級(jí)精度公差值選取。型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6;模具的制造公差5 z= /3 ;取 x=0.6。1) 75.6-o.52 i=0.52mm Sep二(0.003+0.008 ) /2=0.0055(EJ；孔十訕?lè)x+0.17=(1+0.0055) X 75.6 0.6 X 0.52 mm=75.70+0.17mm2) 25.94 -0.46=(1+0.0055) X 64 0.6 X 0.46 +0.15mm=64.08+0.15mm型腔深度尺寸模具最大磨損量

14、取塑件公差的1 / 6;模具的制造公差5 z= /3 ;取 x=0.63。+0 445.2 t 5.64-0.44 mm+0.14mm1) 16.6+0.58=(1+0.0055) x 16.6 0.63 x 0.58 -0.19 mm=5.95型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6;模具的制造公差5 z= /3 ;取 x=0.7。1) 52-0.46 t 51.54+0.46 mm=(1+0.0055) x 51.54 0.7 x 0.46 -0.15 mm=52.15-0.15 mm2) 6.5+0.48=(1+0.0055) x 6.5 0.7 x 0.48 -0.16 mm=

15、6.87-0.16 mm型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6;模具的制造公差5 z= /3 ;取 x=0.5= 17.06-o.i9 mm2) 26.36佻瞪可X血"也此=( 1+0.0055) X 26.36 0.63 X 0.80 -o.26 mm=27.01-0.26 mm3.3模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算3.3.1 模具加熱一般生產(chǎn)ABS材料塑件的注射模具不需要外加熱。模具冷卻模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板上的兩條巾10mn的冷卻水道完成4.模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程4.1模具定模板零件圖及加工工藝規(guī)程3y X

16、-辛牛e I如p屮*4定模板的加工工藝：(1) 以基準(zhǔn)角定位，加工 巾75.6+0.17mm勺型腔孔，可以采用坐標(biāo) 鏜床或加工中心完成。(2) 以基準(zhǔn)角定位，加工寬 32mm長(zhǎng)40mm深25mn及寬10mm 深20.66-0.23 mn的裝配側(cè)滑塊孔，可以采用銑床或加工中心完成。(3) 以基準(zhǔn)角定位，加工寬32mm長(zhǎng)20mm深40mn的斜楔裝配 孔及其上的M10螺釘沉孔，可以采用銑床和鉆床完成。(4) 鉗工研配側(cè)滑塊和斜楔。(5) 將側(cè)滑塊裝入定模板側(cè)滑塊孔鎖緊固定，共同加工巾15mm 的斜導(dǎo)柱孔，可以采用銑床或鉆床完成。(6) 以基準(zhǔn)角定位，加工4-巾16mm孔，可以采用鉆床或銑床完 成。(

17、7) 加工2-巾10mn冷卻水孔，由鉆床或深孔鉆床完成。4.2模具動(dòng)模板(型芯固定板)零件圖及加工工藝規(guī)程動(dòng)模板(型芯固定板)零件圖如圖所示。動(dòng)模板(型芯固定板)加工工藝如下：(1) 以基準(zhǔn)角定位，加工 巾52+0.02mm勺型芯固定孔，可以采用坐 標(biāo)鏜床或加工中心完成。(2) 以基準(zhǔn)角定位，加工4-巾16mn孔，可采用鏜床或鉆床完成。(3) 鉗工裝配型芯。5.1 模具的安裝試模試模是模具制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補(bǔ)充和調(diào)整 是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。5.2 試模前的準(zhǔn)備試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安 裝與、于注射機(jī)的各個(gè)配合尺寸、推出形式、開(kāi)模距、模具工作要求

18、 等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)， 無(wú)卡住及緊澀現(xiàn)象。活動(dòng)要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各 鑲嵌件、緊固件要牢固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門(mén)、附件、 備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對(duì)設(shè)備的油路、水 路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整，使之 處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。5.3 模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝 在指定注射機(jī)的全過(guò)程。模具安裝在注射機(jī)上要注意以下方面：1）模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。2）模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?）當(dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水 平方向平行。4）模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時(shí)，盡 可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘、壓板的形式，如圖所示。一 般采用4- 8塊壓板，對(duì)稱(chēng)布置。1 壓板2 螺釘3 模具4 注射機(jī)模板模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn) 模具上各運(yùn)動(dòng)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用，要注意 以下方面：1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。2）活動(dòng)型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)、無(wú)干涉現(xiàn)