塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)圓形塑件蓋塑料模具設(shè)計(jì)產(chǎn)品的說明塑件分析注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核型腔的數(shù)目決定及排布分型面的選擇澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)型零件的工作尺寸計(jì)算推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模架的選用冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)模具的動(dòng)作過程設(shè)計(jì)小結(jié)參考資料1產(chǎn)品的說明本塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，模架結(jié)構(gòu)較簡單。精度要求較高，為四級(jí)精度，材料為ABS成型性能一般，其他并無特殊要求。圖一：零件實(shí)體圖圖二：塑件剖面圖2塑件的分析ABS塑料化學(xué)名稱：丙烯-丁二烯一苯乙烯共聚物比重:1.02克/立方厘米成型收縮率:0.3-0.8%查表得收縮率為：0.3%-0.8%。材料分析：ABS無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能，密度為1.02?1.5/cm3ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，經(jīng)過配色可配成任何顏色。成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)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，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，ABS易產(chǎn)節(jié)痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50?60°c,而強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在60?80°c。塑件注射成型工藝參數(shù)的確定：根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和ABS得成型性能，查相關(guān)于冊(cè)得到ABS塑件的成型工藝參數(shù)：塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和十燥溫度80?90°C成型時(shí)間/s注射時(shí)間3?5時(shí)間2h保壓時(shí)間15?30料筒溫度后段180?200冷卻時(shí)間15?30中段210?230總周期40?70前段170?190螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)30?60噴嘴溫度/r180?190后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度/r60?80溫度/C70注射壓力/MPa70?90時(shí)間/h2?43注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。1、注射機(jī)的選用選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量和注射壓力初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即：V實(shí)、式子中，V實(shí)一實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（cm3）。由proe分析/體測(cè)量，可得塑料盒的體積為50cm3，考慮到設(shè)計(jì)為2腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，V實(shí)=1.6x2xVs=192cm3為了保證注射成型，注射機(jī)的注射壓力要大于注射時(shí)需要的壓力。查表得ABS的注射壓力為70-90Mpa取80Mpa查閱塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)的國產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇SZY-300SZY-300型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表所示主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值最大注射量/cm3320最大模具厚度/mm355螺桿直徑/mm45動(dòng)、定模固定板尺寸/mm520x620注射壓力/Mpa125最小模具厚度/mm130注射行程/mm130定位圈直徑/mm125注射方式螺桿式最大開模行程/mm340鎖模力/KN1400噴嘴孔直徑/mm42、鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：F鎖>F脹=KP.F脹=1.2x40x106x兀x^40x10-3）=241.2kN<F鎖=1400KNF鎖一注射機(jī)的額定鎖模力（N）；P.分一模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3?0.65倍。我們這里選P型=40MPa。K壓力損害系數(shù)，查表取1.23、開模行程校核開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S。對(duì)雙分型面注射模，所需開模行程為：S機(jī)>H=H1+H2+a+（5?10）=35+50+45+10=140mm式中，a一中間板與定模的分開距離（mm）。S機(jī)=340mm所以符合要求4、安裝尺寸的校核有后面計(jì)算查表選用模架為DB2335-70X35X90GB/T12555-2006系列故模具外形尺寸為300X350〈注射機(jī)安裝尺寸520X620模具閉合高度=35+80+25+35+35+90+25=325<最大模具厚度355安裝尺寸符合要求4分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。1、分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。2、分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模：I、在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)II、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯III、應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排氣e）、盡量使模具加工方便圖二分型面（圖中藍(lán)色顯示）5型腔數(shù)目的決定及排布1、型腔數(shù)目的確定：對(duì)于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)，塑料件的精度為4級(jí)左右，以及模具制造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)目初定為2腔，排布形式為矩形的平衡布局（詳細(xì)的布局參見零件布局圖）。圖三型腔布局圖6澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、澆注系統(tǒng)的組成圖四澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們?cè)谶@里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖四所示：2、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì)A、主流道設(shè)計(jì)：主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)點(diǎn)為：⑴主流道圓錐角a=2o?6o，對(duì)流動(dòng)性差的塑件可取3。?6。，取錐角為3o。內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63pm。⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1?3mm，取r=2以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。⑶查注塑機(jī)得噴嘴前端孔徑d1=4,噴嘴前端球面半徑SR1=12SR=SR1+(1?2)d=d1=(0.5?1)得主流道球面半徑SR=13,前端孔徑d=4.5,計(jì)算的大端直徑D=8.4⑷對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9h9間隙配合。⑸主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52?56HRC。圖五.主流道襯套C、分流道的設(shè)計(jì)分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、。形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，加工難度等綜合考慮我們這里就選用U形分流道。圖六分流道尺寸分流道的尺寸：因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑，常用塑料的分流道直徑推薦值如下表一。但對(duì)于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑料，可用此經(jīng)驗(yàn)公式確定其流道直徑：b=0.2654由x4L=0.2654^.60x<42^=5H=2/3b=3.3式中，m一流經(jīng)分流道的塑料量（g）；L一分流道長度（mm）.分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這里我們選用的是平衡式的布置方法。分流道與澆口的連接：分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動(dòng)及充填。D、澆口的設(shè)計(jì)：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的理想尺寸很難用理論公式計(jì)算，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的3%?9%，計(jì)算得點(diǎn)澆口截面積為一，截面形狀常為矩形，澆口長度為0.5?2mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4〃m。澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是點(diǎn)澆口。簡圖如圖七圖七點(diǎn)澆口澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們?cè)陂_設(shè)澆口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對(duì)于帶細(xì)長型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。7成型零件的工作尺寸計(jì)算A、型腔型芯的尺寸設(shè)計(jì)該塑件的成型零件尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得ABS的收縮率為s=0.3%?0.8%,故平均收縮率為，卬=(0.3+0.8)%/2=0.55%。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取5=A』3。型腔和型芯工作尺寸計(jì)算如下：z類別塑件尺寸計(jì)算公式型腔或型芯工作尺寸型腔。800-0.923aDM如+DS函△磬①7987+0.307?0。600-0.76①59.76+0-3530450-0.6844.795+0.227

04.775+?！?7

0型芯計(jì)算。50+0.680l=(l+1S+-A)0msscp4-我50.78。-0.22745+0.680h=(h+hS+-A)0msscp--Q45.200-0.22750-0.682h=(h+hS一一△)-叫msscp30B、型腔壁厚和底板厚度計(jì)算在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其是對(duì)大型塑件。型腔材料預(yù)選為硬化塑料模具鋼。模具鋼彈性模量E=2.2x105,許用應(yīng)力值］=300Mp模具許用變形量eL0.03許一，型腔側(cè)壁厚度計(jì)算：1，按剛度條件計(jì)算S岡lj>=1.15x：Ph'=2.3mmtEe許2,按強(qiáng)度計(jì)算S強(qiáng)=>r=19mm二，型腔地板厚度計(jì)算:1，剛度條件計(jì)算0.1758xpr4T剛>=212mm\Ee許2,按強(qiáng)度計(jì)算:ee圖八型腔尺寸推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本模具采用推件板推出，推桿選用d=8標(biāo)準(zhǔn)推桿推出距離d=45+5=50mm模架的選用以模具型腔的大小和進(jìn)料方式，本模具選用點(diǎn)澆口DB型模架

系列為DB2335-70X35X90GB/T12555-2006冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200°C左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60C以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻，以3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。其結(jié)構(gòu)如圖十三：IIIIIIII||ii!iiHiqrwIIIIIIIIIIIIIIII維I?尸IIX[Oiiiiiiii牛ii鎏山iiiiIIiiiiiiii歡iiI