塑料模具设计说明书

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1、塑料模具设计说明书题目： 姓 名 学 号 班 级 2014 年 月 日目 录第一章 引言第二章 塑件的工艺性分析2.1 塑件的分析2.2 聚碳酸脂的性能分析2.3 聚碳酸酯的注射成型过程及工艺参数第三章 拟定模具的结构形式3.1 分型面位置的确定3.2 确定型腔数3.3 排列方式3.4 模具结构形式的确定3.5 注射机型号的确定第四章 浇注系统的设计4.1主流道的设计4.2 分流道设计4.3 浇口的设计4.4校核主流道的剪切速率4.5 冷料穴的设计及计算第五章 成型零件的结构设计及计算5.1 成型零件的结构设计5.2 成型零件钢材的选用5.3 成型零件工作尺寸的计算5.4 成型零件尺寸及动模垫

2、板厚度的计算第六章 模架的确定第七章 排气槽的确定第八章 脱模推出结构的设计8.1 推出方式的确定8.2 脱模力的计算8.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力第九章 冷却系统的设计第十章 导向与定位结构的设计相关零件图一、引言本设计为一塑料仪表盖。如图： 对产品的要求有：1、塑件不允许有变形、裂纹；2、脱模斜度30/1。；3、未注圆角为R2R3；4、壁厚处处相等；5、塑件材料为PC（聚碳酸酯），生产批量为大批量。6、未注尺寸公差按所用塑料的高精度级差取。二、 塑件的工艺性分析1、 塑件的分析（1） 外形尺寸 该塑件壁厚为2.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。（2

3、） 精度等级 每个尺寸的公差大致一样，除了小孔之间的距离。按实际公差进行计算。（3） 脱模斜度 塑件精度不是很高且为小塑件，又PC成型收缩率小，参考教科书表210选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1。2、 聚碳酸脂的性能分析 3、 聚碳酸酯的注射成型过程及工艺参数 三、 拟定模具的结构形式 1、分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应该选在盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如下图：2、确定型腔数 该塑件虽然为大批量生产，但精度要求，又考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初选为一模两腔结构形式。3、排列方式 多型腔模具尽可能采用

4、平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与交口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如下图所示：4、模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧交口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模版。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。5、注射机型号的确定 （1）注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积： V塑 =47.810cm3塑件质量： m塑=V塑=47.81*1

5、.20g= 57.37g 式中，取1.20g/cm3。 （2）浇注系统凝料体积的估算 根据经验公式按照塑件体积的0.21倍来估算。则，选取0.25倍。故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为： V总= V塑（1+0.25）2=47.811.252119.525 cm3（4） 选择注射机 根据计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总=119.525cm3，并结合：V公=V总/0.8，则有V公150 cm3。根据以上的计算，初步选定公称注射量为160 cm3，注射机型号为SZ160/100卧式注射机，其主要技术参数如下：理论注射容量/ cm3160移模行程/mm325螺杆柱塞直径/mm40最大模具厚度

6、/mm300V注射压力/MPa150最小模具厚度/mm200注射速率/gs-1105锁模形式双曲肘塑化能力/gs-145模具定位孔直径/mm125螺杆转速/rmin-10200喷嘴球半径/mm12锁模力/kn1000喷嘴口直径/mm3拉杆内间距/mm345345（4）注射机的相关参数校核注射压力校核。 PC的注射压力为100120MPa，这里取P0 =110 MPa，该注射机的公称注射压力P公=150MPa，注射压力安全系数K1=1.251.4，这里取1.3，则：P0 K1=1101.3=143P公，所以，注射机压力合格。锁模力校核。 塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑=/4（8021226

7、24）mm24800 mm2。浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料在分型面上的投影面积A浇的数值，按照多型腔模的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A浇的0.20.5倍。选取A浇0.2A塑。因此，塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则A总，n（A浇A塑）n（A塑0.2A塑）21.2 A塑11520 mm2。模具行腔内的胀型力F胀，则F胀A总P模1152030N345600N345.6KN式中，P模是型腔的平均计算压力值。P模是模具行腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为2540MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应该取较大值。结合PC的特性，取P模

8、为30MPa。选用的注射机的公称锁模力F锁1000KN，锁模力安全系数为K21.11.2，这里取K21.2，则K2 F胀1.2 F胀1.2345.6= 414.72F锁，所以，注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。四、 浇注系统的设计 1、主流道的设计1) 主流道尺寸主流道的长度：小型模具L主应尽量小于60mm，因此，选50mm进行设计。主流道小端直径：d=注射机喷嘴直径+（0.51）mm=（3+0.5）mm=3.5mm。主流道大段直径：D=d+2L主tan7mm，式中=4。主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=（12+2）mm=1

9、4mm。球面的配合高度：h=3mm。2) 主流道的凝料体积V主/3L主（R2主+r2主+ R主r主）=3.14/350（3.521.7523.51.75）mm3=1121.9mm3=1.12cm3。3) 主流道当量半径 Rn=（1.75+3.5）/2mm=2.625mm。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嘴反复接触，易磨损。对材料的要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆装更换。同时也便于优选优质钢材进行单独加工和热处理。则衬套如下图，材料采用碳素工具钢T10A，热处理淬火后表

10、面硬度为53HRC57HRC。 2、分流道的设计 1）、分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。 2）、分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边流道长度L分取35mm。图如型腔数量大的排列布置图。3）、分流道的当量直径因为该塑件的质量m塑=V塑=47.81*1.20g= 57.37g200g，则分流道当量直径为：D分=0.2654=0.2654mm4.9mm 4）、分流道截面形状 本设计把分流道设计在分型面上，采用体形截面，其加工工艺

11、性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。 5）、分流道截面尺寸 设梯形的下底宽度为x，底面圆角的半径R=1mm，并查表设置梯形的高h=3.5mm，则该梯形的截面积为：A分=（x+x+23.5tan8）h/2=（x+3.5 tan8）3.5再根据该面积与当量直径为4.9mm的圆面积相等，可得 （x+3.5 tan8）3.5=D2分/4=3.144.92/4，即可得：x4.3mm，则梯形的上底约为5mm，如图： 6）、凝料体积 分流道的长度L分=352=70mm。 分流道截面积A分=（5+4.3）3.5/2 mm2= 16.275 mm2 凝料体积V分=L分A分=7016.275 mm3= 1

12、139.25 mm31.1cm3 7）、校核剪切速率 确定注射时间：查资料，可取t=1.6s。 计算分流道体积流量：q分=（V分+V塑）/t=（1.1+47.810）/1.6=30.57 cm3/s 8）、剪切速度 分=3.3 q分/R3分=（3.330.57103）/3.14（4.9/2）3= 2.18103s-1 该分流道的剪切速率处于浇口道与分流道的最佳剪切速率51025103s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 9）、分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra 1.252.5m即可，此处取Ra1.6m。另外，其脱模斜度一般在510之间，这里取8。

13、3、浇口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。（1）、侧浇口尺寸的确定 1）、计算侧浇口的深度。查表，可得侧浇口的深度h计算公式为 hnt0.82.52mm式中，t是塑件壁厚，这里t=2.5mm；n是塑料的成型系数，对于PC，其成型系数n=0.8。 对于其厚度，根据表查，得PC侧浇口的厚度为0.81.2mm，故此处浇口深度取1mm。 2）、计算侧浇口的宽度。根据公式，可得侧浇口的宽度B的计算公式为：B=3.17cm3cm式中，n为塑料成型系数，取0.8，A是凹模的内表面积。 3）、计算侧浇口的长度。查表及公式，可得侧浇口的长度L浇一般选取0.50.75mm，这里取L浇=0.6mm。（2）、侧浇口剪切速率的校核 1）、计算浇口的当量半径。由面积相等可得R2浇=Bh，由此矩形浇口的当量半径R浇=1/2。 2）、计算浇口的剪切速率 确定注射时间：查表，可取t=1.6s。 计算浇口的体积流量：q浇=V塑/t=47.810/1.6 cm3 /s=2.988104 mm3 /s。 计算浇口的剪切速率：由公式,则:= =4.5