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1、 塑 料 模 具 课 程 设 计 说 明 书设计题目 塑料壳体模具专业 机械工程 系 模具设计与制造班级 3082班 学号 06设计人 张祥 指导老师 金亚云完成日期 2010 年 6月 20日 目 录一.塑件成型工艺性分析 1二.分型面位置的确定2三.确定型腔数量和排列方式2四.模具结构形式的确定3五.注射机型号的选定3六.浇注系统的设计5七.成型零件的结构设计和计算12八.合模导向机构的设计16九.脱模推出机构的设计19十.湿度调节系统设计21塑料壳体模具设计一.塑件成型工艺性分析（1）该塑料件是一壳体,塑件壁属厚壁塑件,生产批量大,材料选PS,考虑到主流道应尽可能短,一般小于60mm,过
2、长则会影响熔体的顺利充型,因此采用下例数据: 材料 A B C D E F G H I J PS60802543452041235（2）图形及技术要求 塑件不允许有裂纹，变形 脱模斜度301 未注倒角R2R3二.分型面位置的确定分型面I,分型面II都不利于脱模，所以根据塑件结构形式分型面选在III上如图三.确定型腔数量和排列方式1.该塑件精度要求不高,批量大,可以采用一模多腔,考虑到模具的制造费用和设备的运转费用,定为一模四腔。2.型腔排列形式的确定如下图:四.模具结构形式的确定 从上面的分析中可知本模具采用一模四腔,双列直排,推件板推出,流道采用平衡式,浇口采用侧浇口,动模部分需要一块型芯,
3、固定板,支撑板.五.注射机型号的选定1.通过Pro/E建模分析,塑件为m1=26.5g,v1=m1/, =1.05V1=25.2cm3,流道凝料的质量m2=0.6m1 m=1.6nm1=2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需的锁模力. 流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,A2可用0.35nA1来进行估算,所以 A=nA1+A2=1.35A1 n=1.354A1=25920mm2 式中A1=8060=4800mm2查表2-2取P型=25MpaFm=AP型=2592025=648000N3.选择注射机 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值可选用SZ-250/1250 注塑机主要
4、技术参数理论注射量/cm3270 锁模力/ KN1250螺杆直径/mm45拉杆内间距/mm 415x415注射压力/ Mpa160移模行程/mm360注射速率/(g/s)110 最大模厚/mm150塑化能力/(g/s)18.9最小模厚/mm螺杆转速/(r/min)10-200 锁模方式/mm 双曲肘喷嘴半径/mm154.注射机有关参数的校核n(KMt/3600-m2)/m1=(0.810.530/3600)-m2/m2 =(0.8*18.9*3600*30/3600-0.6*4*26.5)/26.5 =14.74型腔数校核合格.式中,K注射机最大注射量的利用系数一般取0.8 m-注射机的额定塑
5、化量(10.5g/s) t成型周期取30s1)注射压力的校核 PekP0=1.3150=195Mpa K-注射压力的安全系数,一般取K=1.25-1.4 P0-取130Mpa,中等壁厚件2)锁模力校核 FKAP型=1.2648=777.6KN.而F=1250 KN 其他安装尺寸的校核要待模架的选定,结构尺寸确定后才可进行.六. 浇注系统的设计1. 主流道设计1)主流道尺寸设计 根据所选注射机,则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸+(0.51) =3.5+0.5=42) 主流道球面半径为 SR=喷嘴球面半径+(12)=15+(12)=16mm3) 球面配合高度 h=3mm5mm,取h=3mm4
6、) 主流道长度,尽量小于60,由标准模架结合该模具的结构,取L=25+20=45mm5) 主流道大端直径 D=d+2Ltan=6.54mm(半锥角为1- 2,取= 2)取D=6.5mm.6) 浇口套总长 L0=25+20+h+2=502. 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损件,对材料要求严格,因而模具主流道部分常设计可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套,以便常用碳素工具钢如T8A,T10A等,热处理硬度为50HRC-55HRC.如图示由于该模具主流道较长,定位圈和衬套设计成分体式较宜,其定位圈结构尺寸如下图3.主流道衬套的固定 主流道衬套的固定形式如图4.冷料穴的设计1
7、)主流道冷料穴的设计 开模时应将主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直径稍大于主流道大端直径.采用Z形头冷料穴,很容易将主流道凝料拉离定模,如图所示1；定模座板 2；冷料穴 3；动模板 4；推杆主流道凝料体积Q主= h/12(D2+Dd+d2)=40/12(6.52+6.53.5+3.52) =809mm2=0.8cm3主流道剪切速率校核 由经验公式 v=3.3qv/Rqv=q主+q分+q塑件=0.8+425.28+0.58=102.5cm2Rn=（3.5+6.5）/2/2=0.25cm 主流道剪切速率偏小主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。5 分流道设计分流道布置形式 分流道布置有
8、多种形式，但是需要循两方面原则：一方面排列紧凑，缩小模具版面尺寸；另一方面流程尽量短，锁模力力求平衡。应采用平衡式分流道。分流道布置形式分流道长度第一级分流道 L1=50mm第二级分流道 L2=15mm分流道的形式.截面尺寸以及凝料体积为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。工程设计中常用梯形截面，加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失.流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸，即 B=0.2654式中，B-梯形大底边的宽度 m-塑件的质量（g），为26.5g根据塑料模具设计手册表4-9，取B=4 H=2/3B=2.67mm 取H=3mm 从理论上L2,L3分流道可以L1截
9、面小1/10,但为了刀具的统一和加工方便,在分型面上的分流道采用一样的截面.分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63m-1.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔体表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处Ra=0.8m。 凝料体积分流道长度 L=（50+82+12）2=136mm分流道截面积 A=（3+4）/23=10.5mm2凝料体积 q分=13610.5=1428mm3=1.428cm3分流道剪切速率校核采用经验公式 r =3.3q/R 3=3.3
10、101.12/(3.140.253)=6801式中 q=1/t=425.28=101.126浇口的设计 浇口截面积通常为分流道截面积的0.07倍0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm2mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐渐修正 浇口类型及位置确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，设置侧浇口比较合适。侧浇口开设在垂直分型面上，从型腔（塑件）外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能很方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又被称为标准浇口。这类浇口加工容易，修正方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口
11、形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。 浇口结构尺寸的经验公式侧浇口深度和宽度经验计算：经验公式为 h=nt=1mm w=2.3式中，h-侧浇口深度（mm）； W-浇口宽度（mm）； A-塑件外表面积； t-塑件厚度（约为3mm ） n-塑料系数，查表得 n=0.67 浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注是平衡的。8 浇注系统凝料体积计算 主流道与主流道冷料井凝料体积 V主=v锥v冷=h/12（D2+Dd+d2）+/4（D2h）=15919.8mm39 普通浇注系统截面尺的计算与校核确定适当的剪切速率r根据经验浇注系统各
12、段的r取以下值，所成型塑件质量较好。 主流道 rs=5102s-15103s-1 分流道 R=5102s-1 点浇口 rG=105s-1 其他浇口 rG=5103s-15104s-1 确定体积流率q1）. 主流道体积流率qs 因塑件小，即使是一模四腔的模具结构，所需注射塑料熔体的体积也还是比较小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道体积流率并不大，取rs=1103s-1代入得 qs=/4R3=/41030.33=21.9cm3/s2）. 浇口体积流率qG 侧（矩形）浇口用适当的剪切速率rG=1104s-1代入得 qG=Wh2/6=2.30.12104/6=38cm3/s. 注射时间（充模时间）的计算 1）.模具充模时间 ts=vs/qs=25.28/21.9=1.15s 式中 qs-主流道体积流率； ts-注射时间，s； Vs-模具成型时所需塑料熔体的体积，cm32）. 单个型腔充模时间 tG=VG/qG=25.25/38=0.66s3）. 注射时间 根据经验公式5求得注射时间 t=ts/3+2tG/3=0.82s4 校核各处剪切速率1）.浇口剪切
