塑料模具设计说明书.docx

湖南文理学院论文题目：塑料注射模具设计班级：机自12104班专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：朱凯指导老师：日期：塑料注射模具设计目录1.塑件的工艺分析21.1 塑件的成型工艺性分析21.1.1 塑件材料ABS的使用性能31.1.2 塑件材料ABS的加工特性31.2 塑件的成型工艺参数确定32模具的根本结构及模架选择42.1 模具的根本结构42.1.1 确定成型方法42.1.2 型腔布置42.1.3 确定分型面42.1.4 选择浇注系统42.1.5 确定推出方式52.1.6 侧向抽芯机构52.1.7 模具的结构形式52.1.8 选择成型设备52.2 选择模架62.2.1 模架的结构62.2.2 模架安装尺寸校核63模具结构、尺寸的设计计算63.1 模具结构设计计算63.1.1 型腔结构63.1.2 型芯结构63.1.3 斜导柱、滑块结构73.1.4 模具的导向结构73.1.5 结构强度计算（略）73.2 模具成型尺寸设计计算73.2.1 型腔径向尺寸73.2.2 型腔深度尺寸73.2.3 型芯径向尺寸73.2.4 型芯高度尺寸83.3 模具加热、冷却系统的计算83.3.1 模具加热83.3.2 模具冷却84.模具主要零件图及加工工艺规程84.1 模具定模板（中间板）零件图及加工工艺规程84.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程94.3 模具动模板型芯固定板）零件图及加工工艺规程95模具总装图及模具的装配、试模105.1 模具总装图105.2 模具的安装试模105.2.1 试模前的准备105.2.2 模具的安装及调试105.2.3 试模11524检验11塑料注射模具设计与制造实例通过一个典型的塑料制品，介绍了从塑件成型工艺分析到确定模具的主要结构，最后绘制出模具图的塑料注射模具设计全过程.1 .塑件的工艺分析1.1 塑件的成型工艺性分析塑件如图1所示.图1塑件图产品名称：防护罩产品材料：ABS产品数量：较大批量生产塑件尺寸：如图1所示塑件重量：15克塑件颜色：红色塑件要求：塑件外侧外表光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑件允许最大脱模斜度05。塑件材料ABS的使用性能可参考简明塑料模具设计手册P30表1/3综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且外表可镀辂。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。塑件材料ABS的加工特性可参考简明塑料模具设计手册P32表1-14 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。 吸湿性强，含水量应小于0.3%,必须充分枯燥，要求外表光泽的塑件应要求长时间预热枯燥。 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）。 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250C左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取5060C,要求光泽及耐热型料宜取6080C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180230C,注射压力为100140MPa,螺杆式注塑机那么取160220C,7010（）MPa为宜。 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件外表呈现“白色"痕迹（但在热水中加热可消失）。脱模斜度宜取2C以上.1.2 塑件的成型工艺参数确定可参考简明塑料模具设计手册P54表1-18查手册得到ABS塑料的成型工艺参数：适用注射机类型螺杆式密度1.011.07gcm'收缩率0.30.8%；预热温度80C。85C。,预热时间23h；料筒温度后段150C°170C,中段165C°180C°,前段180C°200C；喷嘴温度170C°180Co；模具温度50C°80C。：注射压力60100MPa:成型时间注射时间2090s,保压时间05s,冷却时间20120s。2模具的根本结构及模架选择2.1 模具的根本结构确定成型方法塑件采用注射成型法生产。为保证塑件外表质量，使用点浇口成型，因此模具应为双分型面注射模(三板式注射模)。型腔布置塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有0IOmm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件本钱较低。其布置如图2所示。图2型腔布置确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择，如图3所示。图3a)的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件外表留下分型面痕迹，影响塑件外表质量。同时这种分型面也使侧向抽芯困难；图3(b)的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外外表可以在整体凹模型腔内成型，塑件大局部外外表光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。因此塑件选择如图3(b)所示的分型面。a(b图3分型面选择选择浇注系统塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图4所示。点浇口直径为S0.8mm,点浇口长度为Imm,头部球KL52mm。分流道采用半圆截面流道，其半径R为33.5mm。主流道为圆锥形，锥角为6。,上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径68mm。图4点浇口浇注系统确定推出方式由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。所以选择推件板推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。侧向抽芯机构塑件的侧面有GIOmm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在推件板上。模具的结构形式模具结构为双分型面注射模，如图5所示。图5双分型面注射模模具结构I一拉杆2一导套3一定模板（中间板）4一螺钉5一推件板6一复位杆7-动模板8一支承板9一推杆固定板10一推板11一垫块12一动模座板13一导柱14一导套15一导套16一定模做板17一脱出板18一导套19一导柱20一限位螺钉选择成型设备"注射机的选用"可参考简明塑料模具设计手册P133,P128表3-4选用G54-S2400型卧式注射机，其有关参数为：额定注射量200/400cm、注射压力109MPa:锁模力2540kN:最大注射面积645cm2:模具厚度165406mm；最大开合模行程260mm:喷嘴圆弧半径18mm：喷嘴孔直径4mm；拉杆间距:290x368mm,2.2 选择模架模架的结构可参考简明塑料模具设计手册P418表Io-I-10-6模架的结构如图6所示。图6模架模架安装尺寸校核模具外型尺寸为，长300mm、宽250mm、高345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。3模具结构、尺寸的设计计算3.1 模具结构设计计算型腔结构见装配图所示，型腔由定模板4、定模镶件26和滑块19共三局部组成。定模板4和滑块19构成塑件的侧壁，定模镶件26成型塑件的顶部，而且点浇口开在定模镶件上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光。定模镶件可以更换，提高了模具的使用寿命。型芯结构见装配图所示，型芯由动模板16上的孔固定。型芯于推件板18采用锥面配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。另外，锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。型芯中心开有冷却水孔，用来强制冷却型芯。斜导柱、滑块结构见装配图。模具的导向结构为了保证模具的闭合精度，模具的定模局部与动模局部之间采用导柱1和导套2导向定位。推件板18上装有导套6,推出时，导套6在导柱1上运动，保证了推件板的运动精度。定模座板上装有导柱30,为点浇口凝料推板24和定模板4的运动导向。结构强度计算(略)3.2 模具成型尺寸设计计算可参考简明塑料模具设计手册PHO表2-55取ABS的平均成型收缩率为0.6%,塑件未注公差按照SJ1372中8级精度公差值选取。塑件尺寸如图1所示。型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6：模具的制造公差反=A/3：取x=0.75。1) 47a40.26262) /?25+09425.94-0.94型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差星=A3:取x=0.5。1) 50+1251.2.i.22) 45+i246,2-i.2型芯径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6：模具的制造公差=A/3;取x=O.75。1 G36.8+26-G36.8+262 90w"一g10砍52型芯高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差自=A3:取x=0.5。1） 48.4+1248.4+i22） i5+0fis5+0ss3.3模具加热、冷却系统的计算模具加热一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要外加热.模具冷却模具的冷却分为两局部，一局部是型腔的冷却，另一局部是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的两条OlOmm的冷却水道完成，如图7所示。图7定模板冷却水道型芯的冷却如图8所示，在型芯内部开有016mm的冷却水孔，中间用隔水板2隔开，冷却水由支承板5上的小IOmm冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流l三l支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯1与支承板5之间用密封圈3密封。图8型芯的冷却I一型芯2一隔水板3-密封圈4一动模板（型芯固定板）5一支承板4.模具主要零件图及加工工艺规程4.1 模具定模板（中间板）零件图及加工工艺规程定模板（中间板）零件图如图9所示。图9定模板（中间板）零件图定模板（中间板）的加工工艺：（1）以基准角定位，加工力52旬Smm和40.3Imo9mm的型腔孔，可以采用坐标锺床或加工中心完成。(2)以基准角定位，加工宽32mm、长40mm、深25mm及宽Iomm、深20.66"23mm的装配侧滑块孔，可以采用钱床或加工中心完成。(3)以基准角定位，加工宽32mm、长20mm、深40mm的斜楔装配孔及其上的M8螺钉沉孔，可以采用钱床和钻床完成。(4)钳工研配侧滑块和斜楔。(5)将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定，共同加工15mm的斜导柱孔，可以采用钱床或钻床完成。(6)以基准角定位，加工4-016mm孔，可以采用钻床或跣床完成。(7)加工2-/1Omm冷却水孔，由钻床或深孔钻床完成。4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程侧滑块零件图如图10所示。图10侧滑块零件图侧滑块加工工艺如下：(1)加工外形尺寸，由钱床或加工中心完成。(2)钳工研配，首先与推件板研配侧滑块的滑道局部，要求滑动灵活，无晃动间隙；其次研配侧滑块与型芯及定模板的配合，要求配合接触紧密，注射成型时不产生飞边；最后研配斜楔，要求斜楔在注射成型时锁紧侧滑块。(3)与定模板配钻斜导柱孔。(4)加工侧滑块的两个33mm定位凹孔。4.3 模具动模板(型芯固定板)零件图及加工工艺规程动模板(型芯固定板)零件图如图11所示。图Il动模板(型芯固定板)零件图动模板(型芯固定板)加工工艺如下：(1)以基准角定位，加工05(flSmm和06Omm的型芯固定孔，可以采用坐标馈床或加工中心完成。(2)以基准角定位，加工4-02Imm孔，可采用憧床或钻床完成。(3)钳工装配型芯。5模具总装图及模具的装配、试模5.1 模具总装图图12为模具的总体装配图。图12模具图1-导柱2-导套3-拉杆4-定模板（中间板）5-螺钉6-导套7-复位杆8一动模座板9-螺钉10一推板11一推杆固定板12一垫块13一支承板14-密封圈15-隔水板16一动模板（型芯固定板）17-定位珠18-推件板19-侧滑块20-斜楔21-斜导柱22一型芯23一螺钉24一脱出板25一定模座板26一定模镶件27一拉料杆28一定位圈29-浇口套30一导柱31一导套32一导套33一限位螺打5.2 模具的安装试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度，安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程.模具安装在注射机上要注意以下方面：D模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，如图13所示。一般采用4-8块压板，对称布置。图13模具固定I一压板2一螺钉3-模具4一注射机模板模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活,定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面:1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干预现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。5.2.3 试模模具安装调整后即可以进行试模。D参加原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成型性能应符合有关标准的规定。原料一般要预先进行枯燥。2）调整设备按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成型时间、成型温度等工艺参数。3）试模采用手动操作，试模注射出样件。5.2.4 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求:模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，Xj模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求,即可交付生产使用。