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1、模具设计课程设计 课 程 名 称 院（系、部、中心） 专 业 班 级 起 止 日 期 指 导 教 师 设 计 人 目 录第一章 塑件的成型工艺分析1.1 塑件的分析41.2 ABS的性能分析451.3 ABS的注射成型过程及工艺参数5第二章 模具结构形式的拟定2.1 确定分型面62.2 型腔数量及排列方式62.3注射机型号的确定68第三章 浇注系统的设计3.1 主流道的设计93.2 分流道的设计9103.3浇口的设计10113.4校核主流道的剪切12第四章 成型零件的结构设计及尺寸计算 4.1成型零件的计算13 4.2 成型零件的钢材选用13 4.3 成型零件工作尺寸凹模的计算1314 4.4
2、成型零件工作尺寸凸模的计算14第五章 模架的选择 5.1 各模板尺寸的确定15 5.2 模架各尺寸的校核15第六章 排气槽设计 6.1、排气槽的确定16第七章 脱模推出机构的设计 7.1推出方式的确定 17 7.2脱模力的计算17 7.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 1718第八章 冷却系统的设计 8.1冷却介质 19 8.2冷却系统的计算1920第九章 导向和定位机构的设计 21结论22参考文献 23第一章 塑件成型工艺性分析1.1塑件的分析 图1-11.1.1外形尺寸 该塑件壁厚相对较均匀，最大4.2mm,最小3mm。外形尺寸不大，适合注射成型。如图1-11.1.2精度等级 未注尺
3、寸公差按所用塑料的低精度查取为MT51.1.3脱模斜度 ABS属无定型塑料，成型收缩较小，参考【1】表2-10选择该塑件上型芯与凹模统一脱模斜度为1。 图1-21.2 ABS的性能分析1.2.1. ABS是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯共同合成的三元共聚物。其中，丙烯腈具有良好的耐化学腐蚀性和表面硬度，而丁二烯很坚韧，苯乙烯则具有良好的加工性和染色性能。ABS塑料具有良好的机械强度，耐磨性、阻燃性、耐寒性、耐油性、耐水性、稳定性、电气性能和光泽性，并且无毒，无味，呈微黄色，尺寸稳定性好，易成型，易切削加工。1.2.2性能指标见下表密度g/cm1.021.08屈服强度/MPa50比体积/cm.g 0.
4、860.98抗弯强度/MPa80吸水率%0.20.4抗压强度/MPa53计算收缩率%0.40.7抗拉强度/MPa38比热容1470抗剪强度/MPa24断裂伸长率%35拉伸弹性模量/MPa1800表面电阻率1.2X1013体积电阻率.m6.9x1014熔点/130160滞流温度130表1-11.2.3ABS的注射成型过程及工艺参数 1.注射成型过程 （1）成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS的吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。 （2）注射过程。塑件在注射机筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程课分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个
5、阶段。 （3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为6075C，处理时间为1620s。 2.ABS的注射成型工艺参数 （1）注射机：螺杆式 （2）螺杆转速（r/min),螺杆转速为30r/min （3）预热和干燥：温度（C） 8085 时间（h） 34 （4）密度(g/cm):1.021.08 （5）材料收缩率（%）：0.30.8 （6）料筒温度（）：后段 150170 中段165180 前段180200 （7）喷嘴温度（）：170180 （8）模具温度（）：6080 （9）注射压力（MPa):709第二章 模具结构形式的拟定2.1 确定分型面 分开模具能取出塑件的面，称作分型面，注射
6、模只有一个分型面。塑件的分型面应位于截面尺寸最大的部位，并且保证塑件顺利脱模和精度要求。2.2 型腔数量及排列方式2.2.1型腔数量的确定 对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，则采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。该塑件对精度要求不高，为低精度塑件，再依据塑件的大小，采用一模四型的模具结构。、2.2.2型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模四腔，故采用矩形对称排列。2.2.3模具推结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设
7、计为一模四腔，矩形对称排列，根据塑件结构形状，推出结构采用推板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用X型平衡式，浇口采用侧浇口，开设在塑料盖顶部。定模部分需要开设单个分型面取出凝料，动模部分需要添加固定板、垫板和脱模板。2.3 注射机型号的确定2.3.1注射量的计算利用三维软件进行分析可得到以下数据 塑件体积V=37.994cm 曲面面积S=4396mm 密度 =1.05g/cm 塑件质量 m=39.89g 式中，参考ABS性能表1-1可取1.05g/cm。2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算 本次采用的流道简单而较短，因此浇注系统凝料体积的初步按照塑件的15%来估算227.964cm2.3
8、.3选择注射机 注射机的公称注射量cm根据以上的计算，初定选定公称注射量为350cm，注射机型号为xs-zy-350型注塑机。其主要技术参数见表2-1.表2-12.3.4注射机有关参数的校核 1.注射压力得校核 注射压力得校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。验证公式如下：其中k为安全系数，k=1.251.4，取k=1.3 查表可知，ABS所需注射压力为80110MPa，为一般制品的成型注射压力，这里取=90MPa.，则，因此注塑机的注塑压力校核合格。 2.锁模力的校核 塑件在分型面上的投影面积，则浇注系统在分型面上的投影面积，是每个塑件在分型面上的投影，的0.20.5倍，这里
9、取=0.3则 模具型腔内的胀型力，则=式中，是模具型腔内压力，通常取注射压力的30%65%，大致范围为3265MPa，ABS属于中等粘度塑料及低精度要求塑件，故取为45MPa查表得注塑机的公称锁模力=2500KN，锁模安全系数为k=1.2,则k=2500=，所以注塑机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定以后方可进行校核。第三章 浇注系统的设计3.1主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴注射出得熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，锥角为26，以便熔体的流动和开模使主流道凝料顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和冲模时间。3.1.1主流
10、道尺寸 1.主流道长度：L应尽量小于60mm,本次设计中取50mm进行设计 2.主流道小端直径：d=注射机喷嘴直径+(0.51)mm=(6+1)=7mm取d=7(mm） 3.主流道大端直径：D=d+2Ltan(/2)(=4)10.5(mm) 4.主流道球面半径：SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm =18+(12)mm 取SR=20mm. 5.球面配合高度：h=5mm3.1.2主流道的凝料体积 =（3.14/3)x50x(4.25+2.5+4.25x2.5)=1828.4mm1.83cm3.1.3主流道当量半径3.1.4主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷
11、嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因为小型注射模可以讲主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，因此本模具就将其设计成整体式。设计中常用工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC.图3-13.2分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。3.2.1分流道的截面形状 选用效率较高的圆形截面 1.分流道的尺寸 本设计的分流道设置在分型面上。截面形状采用加工工艺性比较好的圆形截面。圆形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式来确定截面尺寸。这里单边分流道长度取=49mm查【1】表4-6、4-7得ABS塑料常用的分流道直径为4.89.5mm,取D=5mm 2.分流道凝料体积分流道长度=49x4=196mm分流道截面积 3.14x5/4=19.625mm凝料体积 =196x19.625=3846.5mm3.85cm 3.校核剪切速率确定注射时间，查【1】表4-
