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1、材料工程系模具设计与制造专业 课程设计说明书 设计者姓名： 班 级： 学 号： 指 导 教师： 日 期： 2目录第一章 塑件的工艺分析31.1 任务要求31.2课程设计题目描述和要求31.3材料工艺特性分析3第二章 注塑设备的选择42.1注射成型工艺条件42.2分型面上的投影面积及所需锁模力42.3初选设备5第三章 型腔布局与分型面设计53.1塑件在型腔中的布局53.2分型面的选择5第四章 浇注系统的设计64.1主流道设计64.2浇口的设计64.3排气系统的设计6第五章 主要零部件的设计计算75.1成型零件的成型尺寸75.2成型零件的结构设计85.3模具成型零件壁厚确定85.4模体设计85.5
2、推件方式的选择8第六章 注射机的校核96.1最大注射量的校核96.2锁模力的校核96.3推出装置的校核10设计总结11参考文献12第一章 塑件的工艺分析1.1 任务要求 要求掌握塑料模具设计程序1.2课程设计题目描述和要求 零件是一个直径为100mm，厚度为2mm的柱形塑料件 要求：按照上述的要求，进行注射模具型腔、型芯零件设计。 材料：ABS，收缩率0.5%，尺寸精度MT5，大批量生产。1.3课程设计报告内容1.3.1塑件分析： 1.该塑件为一小尺寸圆筒件，形状简单；壁厚t=2mm，壁厚内径比（t/d)为1/50小于1/10，该塑件为薄壁塑件，并且各处壁厚均匀。 2.该塑件表面粗糙度全部为R
3、a0.8mm，塑件各尺寸公差按MT5级精度标注。 3.该塑件无侧凹、侧孔等，不需设计侧抽芯装置，相应模具结构简单。1.3.2材料工艺特性分析：加工性能分析： 1. 无定型塑料，吸湿性强，含水量应少于0.3%,必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间的预热干燥。 2.流动性中等，溢边料0.04mm左右。 3.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温，模温。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180230，注射压力为100140Mpa，螺杆式注射机则取160220，70100Mpa为宜。 4.模具设计时应注意浇注系统，选择好进料口的位置、形式。推力过大或机械加工时塑料表面呈现白色痕迹
4、。第二章 注塑设备的选择2.1 初选注塑机1） 注射量计算 通过几何估算得该塑件单件体积，由UG软件测得制件体积为15707.96mm3.则V塑=V件=15707.96mm3 该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.03-1.05，收缩率为0.5%，计算其平均密度为1.04g/cm。 一副模具所需塑料体积： V=nV1+V2=1.2nV1=18.84cm【1】式中单个塑件的体积（由计算得单个塑件体积为15.7） 浇注系统的体积（在学校设计时） n初步设定的型腔数量（取1） 质量=1.04X18.84=19.4g2.2 分型面上的投影面积及所需锁模力 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积： 【2
5、】式中单个塑件在分型面上的投影面积； 流道凝料在分型面上的投影面积（分流道暂定为半圆形直径为8mm，长度为25mm)。 所需锁模力： 【3】 式中塑料熔体对型腔的平均压力（由查表得ABS对型腔的压力为30MPa）2.3 初选设备 根据ABS的成形条件、工艺性能及注射容量等，初选使用型号为SZ160/1000的注射机，其主要技术参数如下表：项目SZ160/1000理论注射容量/cm3179螺杆直径/mm44注射压力/Mpa132锁模力/kN1000拉杆内间距/mm360X260移模行程/mm280模具厚度/mm最大360最小170第三章 型腔布局与分型面设计3.1 塑件在型腔中的布局 该塑件为简
6、单的圆盘型薄壁零件，在型腔中为一模一腔的简单零件，零件居中放置。3.2分型面的选择分型面是模具结构的基准面，它直接影响着成型塑件的质量、模具加工的工艺性以及注射成型的效率等。选择分型面主要根据以下几个原则：1. 塑件脱模方便；2. 模具结构简单；3. 确保塑件尺寸精度；4. 型腔排气顺利；5. 无损塑件外观；6. 合理利用设备。第四章 浇注系统的设计4.1主流道的设计 主流道通常采用半锥角为12的圆锥角，这里取2。浇口套材料为T8，直接压入定模座板内(配合H7/n6)。主流道入口的凹坑球半径R应大于注射剂喷嘴球头半径r，通常为R=r+(0.51）mm,喷嘴球头半径r=10mm,取R=10.5m
7、m。凹坑球深度一般取35mm,取5mm。为了使凝料顺利拔出，主流道的小段直径D应稍大于注射机喷嘴直径d，通常为D=d+(0.51)mm,其中d=4mm,取D=5mm。4.2浇口设计 根据塑件壁厚均匀，大批量生产的要求，选择采用侧浇口的形式进浇，采用两板式结构。4.3排气系统的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。 第五章
8、主要零部件的设计计算 将制品各尺寸公差按MT5级精度标注在制品图纸上，按所标尺寸进行计算。5.1成型零件尺寸计算5.1.1型腔尺寸计算型腔大端径向尺寸计算公式为:【4】式中 D型腔径向尺寸，mm； D0塑件的径向基本尺寸，mm； S 塑件的平均收缩率，%； 塑件的尺寸偏差，mm；成型零件的制造偏差，按IT9级公差选取而精度要求不高的塑件（1/31/6)选取。可得D=100X(1+0.7%)-X1=99.95 mm【5】取拔模斜度a1=1型腔深度尺寸的计算公式为： 【6】 式中 H型腔深度尺寸，mm；H0塑件高度基本尺寸，mm； S 塑件的平均收缩率，%； 塑件的尺寸偏差，mm；同样可得H=20
9、 X (1+0.7%)-2/3 X 0.44+1/3 X 0.44=19.81 mm【7】5.2成型零件的结构设计 该塑件内外形尺寸较小，且结构简单，型腔采用整体式，其优点是强度和硬度都相对较高，且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。 型芯采用整体组合式，即将型芯镶嵌在模板上固定的形式，采用H7/h6的配合精度，将型芯嵌入后用螺栓在背面固定。 这种整体组合式多用于形状比较简单，即模框孔易于加工配合的模具中。便于修配和更换。5.3模具成型零件壁厚的确定 如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。 塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足
10、够的强度和刚度，本模具的型芯采用的是整体式，因此采用经验数据法，依据圆形型腔的壁厚经验数据，型腔直径为100mm的整体式型腔的壁厚S=45mm。成型零件材料选择,为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀性，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小。可以采用CrWMn，经过淬火加低温回火，硬度可以达到HRC55。5.4模体设计模体的设计要点如下： 1）模体应有足够的刚度和强度； 2)模腔的成型中心应尽可能接近注射机的锁模力中心，以防止模体受力偏移，造成局部锁模不严而影响塑件质量； 3）模体在注射机上的安装位置应稳定可靠，并符合注射机的参数要求； 4
11、）推出机构的受力中心应该与注射机推出装置中心重合； 5）成型镶块边缘的磨面上应留有足够的位置，以设置导柱、导套、紧固螺钉等零件安装的安装位置； 6)连接模板用紧固螺钉，特别是连接动模部分的紧固螺钉应有均匀的布局和足够的强度； 7）为便于模体的加工、组装及安装，在动模部分和定模部分的侧面适宜位置应设置吊环螺纹孔。 根据上面的要点，该模具选用200mmX160mm标准模架5.2推件方式的选择 根据塑件的形状特点,模具型芯在动模部分.开模后,塑件留在动模的型腔中，其推出机构可选择推杆推出和推件块推出。推杆推出简单,推出平稳可靠,但由于该塑件的壁厚较薄,推杆容易将塑件推破；若采用推件块推出就能推塑件外
12、围部分,有较大的脱模力，故采用推板推出机构。第六章 注射机的校核6.1最大注射量的校核所用注塑机的注射量必须大于成形一模塑件所需要的塑料量。校核公式为 kVjVs 【8】式中：Vj 注塑机的理论注射容量，cm； Vs 每模注入的塑料量，为制品和浇注系统用量总和，cm； K 安全系数。在注射过程中，由于塑料的密度会发生变化并有回流损耗等，故k值通常在0.70.85范围内选取。 6.2锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的熟料熔体充满型腔时，会沿锁模力产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即 【9】式中；F 注塑机的额定锁模力，KN； Pc模具型腔及流道内塑料熔体的平均压力，MPa； A塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和。Pc值可由下式求得： 【10】式中：Pj注塑机料筒内螺杆活柱塞施于塑料熔体的压力，MPa； K损耗系数。随塑料品种、注塑机的形式、喷嘴阻力和模具流道阻力而不同，其值一般在0.40.7之间。螺杆式注塑机的k值比柱塞式的大，关式喷嘴的k值比开式喷嘴大。则10PcA=960KN【11】选定的注射机的压力为1000kN，满足要求。 6.3推出装置的校核
