《塑料模具课程设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料模具课程设计说明书（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录一.塑件工艺性分析 2二塑件材料的特性2三注射机的选用与校核4四注塑模具的相关机构的设计9五模具平面图19六三维图20冷水壶注塑模具课程设计一.塑件工艺性分析1塑件的设计要求 塑件为塑料冷水壶，外形尺寸较大，形状较复杂，精度要求中等，塑件表面外光滑，质量较好。2塑件的外形尺寸塑件外形基本尺寸如图所示。塑件材料为聚乙烯（PE）。聚乙烯密度：塑件体积：（Pro/E分析-模型-质量属性）塑件成型投影面积：（Pro/E分析-模型-剖截面质量属性）（图1. 产品制件图）3塑件的结构特点塑件壁厚最大为2mm，最小为1mm，分布均匀，结构较复杂，尺寸适中，属薄壁壳体塑料。塑件侧向有手柄，因此模具需要设
2、计侧分型与抽芯机构。其浇注口设置在水壶底部，不影响水壶使用及塑件外形的美观。二塑件材料的特性1聚乙烯（PE）塑料的材料特性聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯塑脂为无毒，无味，呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为0.910.96g/cm3，为结晶型塑料。聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高（结晶度仅60%70%），密度较低，相对分子质量较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性
3、及透明性，成型加工性能也较好。中、高压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高（高达87%95%），密度大，相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高，但柔软性、耐冲击性及透明性、成型加工性能都较差。聚乙烯的吸水性极小，且介电性能与温度、湿度无关。因此聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯可与之相比。2聚乙烯塑料的成型特性聚乙烯为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01%，因此在加工前无需进行干燥处理。其结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高；聚乙
4、烯分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。它的制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。但其软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量；聚乙烯的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22%左右，HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定；聚乙烯的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。聚乙烯熔体的冷却速
5、度较慢，因此必须充分冷却，模具应该有较好的冷却系统。它的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。3聚乙烯塑料的成型工艺参数表1 聚乙烯的成型工艺参数注射机类型螺杆式参数取值范围选取数值预热温度（）708075预热时间（h）121.5密度0.910.96g/0.95g/cm收缩率S1.22%1.5%1.4%温度（）喷嘴150180160料筒180200190模具3555（低）50压力（MPa）注射7010080保压405045时间（s）注射156040保压033冷却156040总计4013083三注射机的选用与校核1注射机常用的选择方法及初选：使用现有设备或根据每次成
6、型塑件满足的最大注射量、锁模力、经济型等各项要求选择合适的注射机。初选XS-ZY-500型注射机，其主要规格如下：螺杆（柱塞）直径（mm）65注射容量（cm或g）500注射压力（MPa）104锁模力（KN）3500最大注射面积（cm）1000模具厚度（mm）最大550最小300模板行程（mm）700喷嘴球半径（mm）18孔直径（mm）7.5定位孔直径（mm）150+0.06顶出中心孔径（mm）150两侧孔径（mm）24.5孔距（mm）5302型腔数的确定式中：k 注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；浇注系统所需塑料质量或体积；注射机允许的最大注射量；单个塑件的质量或体积。k=0.8，=5
7、00kg/cm，=195cm，=100cm，得N1.53则，可知，型腔数为1。 则根据产品结构和尺寸形状分析及计算，该塑件尺寸较大，形状较复杂，设计为一模一腔。同时，根据需要和后续加工的要求，确定为平行于塑件的最大尺寸方向，中心分布。3注射机相关工艺参数校核（1）最大注射量校核式中：注射机公称质量注射量（g）；注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；塑件的质量（g）；浇注系统等废料的质量（g）。=500cm，=0.8，=195 cm，=6.05 cm。得0.8500=400cm（195+6.05）=201.05cm符合条件。（2）注射压力校核 注射压力校核是校验注射机的额定注射压力是否能满足
8、成型时的注射压力。注射机的额定注射压力是螺杆或柱塞作用于溶体塑料单位面积上的作用力；成型时的注射压力是注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统等多因素共同决定的，其值一般是70150MPa。式中：注射机的额定注射压力（MPa）；P 塑件成型时的注射压力（MPa）。初选压力机为XS-ZY-500型注射机，（3）喷嘴尺寸校验 注射机喷嘴与模具浇口套之间的配合关系因满足如下关系：注射机的喷嘴孔径（mm）；模具主流道小端直径（mm）；模具始流到端球面半径（mm；）喷嘴前端的球面半径（mm）。=7.5mm，则=7.5+0.5=8mm。（4）锁模力校核指注射机的合模机构对模具所能施加的夹紧力(kN)。当
9、高压的熔料充满模具型腔时产生一个很大的力使模具涨开。因此，注射成型时必须靠注射机的锁模力将模具夹紧，锁模力应大于高压熔料的涨模力。模腔平均压力通常为20到40MPa，它随塑料流动性大小、型腔复杂程度变化，当流动性差，形状复杂，精度要求高时，压力取大；成型一般塑件时，模腔压力为23到34MPa精密塑件为39到44MPa。锁模力与型腔熔体压力关系：注射机的额定锁模力（N）。q 模具型腔熔体压力（MPa）。塑件及浇注系统在分型面上的总投影面积（mm）。K 压力损耗系数，一般为1/32/3。注射机的额定注射压力（MPa）。，K=1/3,q=34.7MPa.，符合条件。（5）模具闭合厚度及开模行程校核模
10、具闭合厚度式中注射机模板间的最小开距；可装模具最大厚度；可装模具最小厚度； 模具闭合厚度。300mm450mm。开模行程 对于液压式注射机，模板最大开距减去模具闭合厚度为模板实际开模行程，即 如果注射机太大，可调整合模部分动模板行程开关，使减小。（6）注射机固定模板定位孔与模具的定位圈的关系 两者按H9/f9配合，以保证模具主流道轴线与注射机喷嘴轴线重合，否则，将产生溢料并造成流道凝料脱模困难，定位圈高度h，小型模具为810，大型模具为1015。 （7）模具的安装紧固模具的定模部分安装在注射机的固定模板上，动模部分安装在注射机的移动模板上。模具的安装固定有两中方式，可以用压板固定，这时模具座板
11、附近要有螺孔（注射机模板上）就能固定。因而有较大的灵活性。也可用螺钉直接固定。这时模具座板上孔的位置和尺寸应与注射机模板上的安装螺孔完全吻合，螺钉和压板的数目，动定模板上各用24个。四注塑模具的相关机构的设计1型腔和型芯的设计 已经由对塑件进行的分析和计算得知，设计为一模一腔。（1）分型面的确定共四个分型面。（2）型腔的结构设计及基本尺寸计算1）型腔设计 水壶塑件底部有一圆形底座，设计一可以成形该底座的凸模，镶嵌于成形塑件主体的型腔上，组成模具的主型腔。2）型腔基本尺寸计算型腔内径尺寸：式中型腔内形（内径）尺寸（mm）；塑件外径基本尺寸（mm），或塑件的实际外形尺寸；塑件公差，若塑件外径工程尺
12、寸为，则；塑料平均收缩率（%）x 综合修正系数，一般情况x=1/2；模具成型尺寸设计公差，一般。塑件精度等级为6级。，则查P113-表4-2，知，则取,，查表4-2，知，则取,型腔深度尺寸：型腔深度尺寸（mm）；塑件高度基本尺寸（mm），或塑件的实际高度尺寸；塑件公差，若塑件高度工程尺寸为，则；塑料平均收缩率（%）；x 综合修正系数，一般情况x=1/2；模具成型尺寸设计公差，一般。，查表4-2，知，则取,（3）型芯的结构设计及基本尺寸计算1）型芯的结构设计成形塑件内表面的零件称型芯，主要有主型芯，小型芯。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成形其主要部分内表面的零件称主型芯，而将成形其它小
13、孔的型芯称为小型芯或成型杆。鉴于本次设计主型芯用于成形塑件内壁，为一整体，故主型芯选为整体式结构。材料选优质碳素结构工具钢T10A，淬火处理HRC5055.2）型芯的基本尺寸计算主型芯外径尺寸凸模（型芯）外径尺寸（mm）；塑件内径基本尺寸（mm），或塑件的实际内径尺寸；塑件公差，若塑件外径工程尺寸为，则；塑料平均收缩率（%）；x 综合修正系数，一般情况x=1/2；模具成型尺寸设计公差，一般。精度为6级。.，则查P113-表4-2，知，则取,.，则查P113-表4-2，知，则取,型芯高度尺寸凸模（型芯）的高度尺寸（mm）；塑件内型深度基本尺寸（mm），或塑件的实际内型深度尺寸；塑件公差，若塑件外径工程尺寸为，则；塑料平均收缩率（%）；x 综合修正系数，一般情况x=1/2；模具成型尺寸设计公差，一般。精度等级为6级。，查表4-2，知，则取,2型腔壁厚的设计 已知该塑件尺寸较大，则刚度不足时主要问题，应按照刚度条件计算。刚度计算的条件由于模具特殊性，可以从以下几方面考虑：（1）要防止溢料，聚乙烯的不溢料允许间隙为0.0250.4mm；（2）应保证塑件精度；（3）要有利于脱模。3浇
