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1、塑料模具课程设计2)原始魏掘材制料、布炉?T图如下。4)注射模设计塑料制品结构分析；注射成型工艺参数选择、模架选择、注射机选择；成型零部件、浇注系统、脱模机构、温度调节系统等的设计；模具总体方案设计和比较；主要零部件强度、刚度计算；绘制模具装配图；绘制主要零部件图；编制成型零件数控加工程序。5. ABS注射成型性工艺参数为工艺参数注射机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒温度/c前部200210中部210230后部180200喷嘴温度(c )180190模具温度(c )50 70注射压力(Mpa)70 90保压压力(Mpa)50 70螺杆转速(r/min)30 60高压瓶盖注射成型工艺分析与模具3.1
2、.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析技术要求：杖料：ABS塑料加工精度：MT5未注明倒角为R2图1塑件图(1) 结构分析。从零件图上分析，该零件总体形状为圆锥形，在顶部两侧壁上有2个小孔，其为通孔。因此，模具设计时必须设置侧向分型 抽芯机构。在其内壁上还有2个凸筋，其高度为 2.5mm,长度为28.75mm。因此,用推杆或推板不能直接推出塑件，能够采用斜滑块推出机构来推出塑件。该零件属于中等复杂程度零件。(2) 尺寸精度分析。该零件各个尺寸均未注明公差，为了提高经济效益，则按未注明公差尺寸来处理，根据课本上的表2-1查得ABS材料 的适用未注公差等级为 MT5级,对应的模具相关零件的尺寸加工
3、容易 保证。从塑件的壁厚上来看 ，两侧的壁厚为3.75mm,底部的壁厚为2.5mm,壁厚差为1.25mm,较均匀，有利于零件的成型。(3) 表面质量分析。该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，因此表面要求比较容易实 现。综上分析能够看出,注射时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求能够得到保证。3.2计算塑件的体积和重量计算塑件的体积：用Proe软件绘制塑件的三维图形，计算出塑件 的体积为126.46cm3，浇注系统的体积为 4.83cm3。计算塑件的质量：根据设计手册可查得ABS的密度为1.02g/cm31.20g/cm3，取其平均密度为 1.
4、11g/cm3。故塑件的质量为：W=V= 126.46 X 1.11=140.37 g经计算塑件的体积和质量，根基手册，采用一模一件的模具结构 ，考虑其外形尺寸，注塑时所需的压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为XS-Z-250型。3.3塑件注射工艺参数的确定查找相关文献资料，ABS塑料的成型工艺参数4可作如下选择 试模时，可根据实际情况作适当调整。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度L选用200 C ;中段温度t2选用220 C ;前段温度t3选用240 C ;喷嘴温度：选用200 C ;注射压力：选用100MPa（相当于注射机表压 35kgf）;注射时间：选用15s;保
5、压压力：选用72MPa（相当于注射机表压 25kgf）;保压时间：选用10s;冷却时间：选用15s。3.4塑料成型设备参数根据计算及原材料的注射成型参数确定注塑机为XS-Z-250型5,查资料得知其技术参数如下：螺杆直径： 50mm注射容量：250cm3注射压力：147MPa锁模力： 注射速率： 塑化能力： 模板行程：模具厚度： 喷嘴球半径 喷嘴孔直径 定位孔直径1800KN114g/s55kg/h500mm200350mm18mm4 4mm100mm 3.4.1注射量的校核在一个生产周期内，注射机的最大注射量应大于制品的质量或体 积（包括浇道及凝料和飞边），一般注射机的实际注射量最好是注射机
6、 最大注射量的80%,因此选用的注射机最大注射量应满足：0.8V机V塑V浇式中 V机一注射机的注射量（cm3）,取V机=250 cm3 ;V塑一塑件的体积（cm3 ）,取V塑=126.83 cm3 ;V浇一浇注系统的体积（cm3 ）,取V浇=4.83 cm3。代入数据，计算得：0.8V 机 0.8 250 200 cm3V 塑 V 浇 126.83 4.83 131.66 cm3200 131.66因此注射量符合要求。3.4.2注射压力的校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力Pmax,应该大于注射机注射成型所需调用的注射压力Po,即Pmax Po注射机的额定注射压力为147Mpa, ABS注
7、射成型所需的注射压力为100 Mpa,因此注射压力符合要求。3.4.3锁模力的校核在注射成型时，为了防止模具分型面被注射压力顶开 ,必须对模具 施加足够的锁模力，否则在分型面处将产生溢料现象，因此注射机的额 定锁模力必须大于注射压力，即：F KAq式中F一注射机的额定锁模力（N）,取F =1800 103 N;A一塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积（cm2 ）,取A = 13523.84mm2 ;q 一模具型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）,取q=50 Mpa;K一安全系数，一般取1.1 1.2。代入数据，计算得：KAq 1.15 13523.84 50 777620.8 3 N=777.6
8、2 X 103 N1800 103 777.62 X 103因此锁模力符合要求。4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、型腔的排列方式、冷却水道的布局、浇口位置设置、模具工作 零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。4.1分型面的选择选择模具分型面时，首先应该选择塑件断面轮廓最大的地方做为 分型面。另外，还应考虑以下几项基本原则6:(1) 尽量使塑件在开模后留在动模；(2) 应合理安排塑件在型腔中的方位；(3) 应有利于侧面分型和抽芯；(4) 尽量保证塑件外观质量要求；(5) 应确保塑件的位置及尺寸精度；(6) 尽量使成型零件便于加工
9、，且有利于模具制造；(7) 应有利于防止溢料并考虑飞边在塑件上的部位；(8) 应有利于排气；(9) 考虑对塑件造成的脱模阻力大小；(10) 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。该塑件为高压瓶盖,表面质量无特殊要求，其分型面选择如下图所如图2所示的方案一,取A-A为分型面，有利于塑件的脱模，由于 塑件本身就有一定的斜度，因此脱模斜度对塑件没有影响，而且有利于 侧面的分型和抽芯。如图3所示的方案二，取A-A为分型面，则塑件内壁处的凸筋无法抽芯，且浇口的位置很难确定，侧向抽芯机构很复杂，需要很大的抽芯距，增加了 模具设计的难度。从以上两个分型面的比较能够看出,方案一比较合理，有利于模具成型。4.2确定型腔
10、的数目及排列方式注射模的型腔数量与注射机的塑化能力、最大注射量及合模力等参数有关，还受塑件的精度和生产的经济性等因素的影响。由上述参 数和因素，可按下列方法确定型腔的数量。4.2.1按注射机的塑化能力确定型腔的数量KmptmjN1 -36Q0 （ 1）ms式中Ni-型腔的数量；K一注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；mp一注射机的额定塑化量（g/h或cm3 /h）,取mp=55 X 103g/h；t成型周期（s），取t=40s;mj 浇注系统和飞边所需的质量或体积（g或cm3 ）,取mj =5.36gms 单个塑件的质量或体积（g或cm3 ）,取ms =140.37g代入数据，计算得:0
11、.8 55000 40 i5.36Ni3600 3.44140.374.2.2按注射机的最大注射量确定型腔的数量(2)KmI m,N2-ms式中疆一型腔的数量；mi 注射机允许的最大注射量 （g或cm3 ）,取mi =250cm3 ;代入数据，计算得:0.8 250 1.11 5.36N 2 1.54140.37根据以上两种计算方式，能够看出模具型腔的数量必须取 N1, N2中 的较小值，由于型腔的数目只能是整数，因此最终确定型腔的数目为一 腔。由于型腔的数目为一腔，因此这里就不需要再确定型腔的排列方 式了。4.3浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、 浇口和冷料井组成。浇注系统是注塑模
12、设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件的质量 （如外观、物理性能、 尺寸精度）都有着直接的影响，设计时必须按如 下原则7:（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2) 型腔和浇口的排列要尽可能的减少模具外形尺寸。(3) 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大,太大则塑料耗费大)；尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以 使热量及压力损失尽可能小。(4) 分流道尽可能平衡布置，使塑料熔体能在同一时间内到达型腔的深处及角落。(5) 在满足型腔能够充满的前提下，浇注系统的容积尽量小，以减少塑料的耗量。(6) 浇口位置要适当，尽量避免冲击型芯，防止型芯变
13、形。浇口的残痕不应影响塑件的外观。4.3.1主流道的设计主流道的形状如图4所示：XS-ZY-250型注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：do = 4mm;喷嘴前端球面半径：R=18mm;为便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形，其锥角a=2 4 ,对流动性较差的塑料可取a=3 6 ,由于ABS塑料的流动性为中性，故取其锥度为a =3 ,内壁表面的粗糙度为 Ra=0.4pm。为防止主流道与喷嘴处溢料。主流道与注射机喷嘴应紧密对接主流道对接处应制成半球形的凹坑，则有：R=R +(12)mmD=d+(0.51)mm取主流道球面半径 R=20mm;取主流道的小端直径 d= 5mm;凹坑的深
14、度为h=5mm。为减小料流转向时的阻力，主流道呈圆角过渡，其圆角半径为r=3mm。在保证塑料良好成型的前提下，主流道长度L应尽量短，以减少凝料，降低压力损失。4.3.2分流道的设计由于该模具为单腔模具，且塑件的投影面积较大，深度较大，且外 形基本上为圆形，熔料能够直接经过主流道进入型腔，不需要再设分流道。4.3.3浇口的设计浇口又称进料口，是连接流道与型腔之间的一段细短通道(直接浇口除外)，是浇注系统的关键部分，其主要作用为：(1) 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，能够防止熔体倒流。(2) 易于在浇口处切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09,浇口的长度约为0.5mm2mm,浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步 纠正。当塑料熔体经过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使 料流的温度升高，黏度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失大，凝料加快，补缩
