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1、实验报告 塑料模具设计 学 院 机械与汽车工程学院 专 业 材料成型与控制工程 学生姓名 指导教师 提交日期 2010 年 10 月 09 日 目录第一章概述31.1 课程设计的目的31.2 课程设计的要求31.3 课程设计的步骤流程3第二章 拟定模具结构设计32.1 塑件成型工艺性分析32.1.1 塑件结构分析32.1.2 成型工艺分析32.1.3 塑件材料性能分析32.2 分型面的确定32.2.1 分型面的选择原则32.2.2 塑件分型面的确定32.3.1 型腔数量的确定32.3.2 型腔的排列方式32.3.3模具结构形式的确定32.4 注塑机型号的选择32.4.1 注塑机选择的一般原则3
2、2.4.2按预选型腔数选择注塑机32.4.3 校核注塑机的技术参数3第三章 浇注系统的设计33.1浇注系统的设计的基本要点33.2 流道的设计33.2.1 主流道的设计33.2.2 分流道的设计33.3 浇口的设计33.3.1 浇口形式的选择33.3.2浇口位置的选择33.3.3浇口的尺寸的确定33.3.4点浇口剪切速率的确定33.4 浇注系统的平衡与冷料井的设计33.4.1 浇注系统的平衡33.4.2 冷料井的设计3第四章 成型零件的设计34.1成型零件的设计要点34.2 成型零件的结构设计34.2.1 凹模（斜滑块）34.2.2 型芯34.2.3 滑块合模导向及锁紧机构设计34.3 成型零
3、件工作尺寸的计算3第五章 模架的确定和标准件的选用35.1 模架的确定35.2 各模板的尺寸及材料3第六章 合模导向机构的设计36.1导向机构的整体设计36.1.1导向机构的设计原则36.1.2导向机构的设计36.2 导柱设计36.2.1导柱的结构形式36.2.2导柱的设计要求36.3 导套设计36.3.1导套的结构形式36.3.2导套的选择3第七章 脱模机构的设计37.1 脱模推出机构的设计原则37.2 塑件的推出基本方式37.3塑料罩II的推出机构3第八章 温度调节系统的设计38.1 加热系统38.2 冷却系统38.2.1 冷却介质38.2.2 冷却系统的计算3参考文献3第一章 概述1.1
4、 课程设计的目的1通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。2通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行塑料模具设计全面的基本技能训练。3综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理等先修课程的知识，分析解决塑料模具设计问题。1.2 课程设计的要求1.独立拟定成型工艺，正确选用成型设备，合理确定模具结构2.根据塑件技术要求，提出模具结构方案： 模具结构合理，质量可靠，操作方便 高效、优质、安全生产，模具寿命长 可根据模具设计和制造要求提出修改塑件要求，必须征得客户同意 正确确定成
5、型零件的结构形状、尺寸及技术要求 制造工艺性良好，造价便宜 充分利用塑料成型优良的特点，尽量减少后加工3.工作量： 时间：2周图纸：装配图1张(A0或A1) 成型零件工作图：45张(凸模、凹模、型芯等)，采用CAD软件绘图，必 须有1张手工绘图鼓励用UG、Pro/E等三维设计软件说明书：2030页，按照学校的要求撰写和装订答辩：陈述10分钟，答辩10分钟1.3 课程设计的步骤流程1.指导零件工作图2.初汇装配图草图3.各部分结构设计4.协调零部件间装配关系，完成装配图5.整理和编写设计计算说明书6.课程设计总结7.答辩准备第二章 拟定模具结构设计2.1 塑件成型工艺性分析2.1.1 塑件结构分
6、析 此次设计的塑件是塑料罩，其零件图和三维图分别如下图所示。 图 2-1 零件图 图2-2 三维图2.1.2 成型工艺分析1.精度等级影响塑件精度的因素很多，如塑料的收缩率，注塑成型条件（时间、压力、温度等），塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。按 SJ13721978标准，塑料件尺寸精度分为 8 级，本塑件所用材料为耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用一般精度 5 级。2.脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，
7、塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。塑件脱模斜度一般为： 35 130考虑到本塑件的结构以及模具的侧抽芯结构，可以使开模后塑件自动留在型腔中，所以不需要考虑脱模斜度。2.1.3 塑件材料性能分析此塑料罩所用的材料是HIPS-耐冲击性聚苯乙烯。1. HIPS的性能耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。乳白色不透明颗粒.密度为1.05g/cm3.熔融温度150180.热分解温度3
8、00.溶于芳香烃,氯化烃,酮类和酯类.能耐许多矿物油,有机酸,碱,盐,低级醇及其水溶液,不耐沸水.HIPS是最便宜的工程塑料之一,和ABS,PC/ABS,PC相比,材料的光泽性比较差,综合性能也相对差一些. HIPS是由PS加丁二烯改性而成的,因为PS的冲击强度很低,做出的产品很脆,而丁二烯的韧性很好,加入丁二烯后可使PS的冲击性能提高23倍.尽管HIPS的冲击强度比PS的冲击强度高出很多,但其综合性能还是不如ABS,PC/ABS等.2. HIPS的工艺特点因HIPS分子中含有5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都宜高一些。其冷却速度比PS慢，故需足够的保压压力、保
9、压时间和冷却进间。成型周期会比PS稍长一点，其加工温度一般在190-240为宜。HIPS制件中存在一个特殊的“白边”的问题，通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。HIPS是经过改性的高耐冲击PS，是无定型塑料，热稳定性好，非牛顿流体，易于成型。具有良好的可塑性和较小的成型收缩率，是热塑料成型工艺性能最好的品种之一，易制作形状复杂的制品。具体参数如下：性能密度（kg/dm3）收缩率s抗拉屈服强度/MPa抗弯强度b/MPa硬度HB比体积(dm3/kg)参数0.981.100.30.635.2 503570M20800.911.022.2 分型面的确定2.2.
10、1 分型面的选择原则塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。分型面的选择应遵循以下基本原则1）有利于保证塑件的外观质量；2）分型面应选择在塑件的最大截面处；3）尽可能使塑件留在动模一侧；4）有利于保证塑件的尺寸精度；5）尽可能满足塑件的使用要求；6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积；7）长型芯应置于开模方向；8）有利于排气；9）有利于简化模具结构。2.2.2 塑件分型面的确定 根
11、据塑件的结构形式，分型面选在塑料罩的最大平面处，如下图A-A截面。图2-3 塑件分型面2.3 型腔数量及排列方式的确定2.3.1 型腔数量的确定为了制模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但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，若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。该塑件精度要求不高，生产批量适中，且具有两边抽芯，但抽芯距较短，从
12、模具加工成本及制品生产成本考虑，故拟定为一模四腔。采用一模四腔，能够适应生产的需求，潜伏式点浇口，浇口去除方便，模具结构孔不复杂，容易保证塑件质量。2.3.2 型腔的排列方式该塑件有两个侧孔，要使侧抽芯从塑料脱出，必须设计一套自动抽芯的结构，并且采用一模四腔，型腔的排列方式采用单列直排，如图2-4：图 2-4 型腔的排列方式图2.3.3模具结构形式的确定从上面的分析可以知道，本模具采用一模四腔，推件板推出，在动模部分设计一个成型滑块来成型，因此基本上可以确定模具结构形式为A2型带推件板的单分型面注射模。此模具采用点浇口，故用三板模。模架如图2-5所示：图 2-5 模架2.4 注塑机型号的选择2
13、.4.1 注塑机选择的一般原则 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。2.4.2按预选型腔数选择注塑机1.注射量模具所需的塑料熔体注射量 式中 m 一副模具所需的质量或体积（g或） n 初步选定的型腔数，这里n=4 单个塑件的质量或体积（g或） 浇注系统的质量或体积（g或） 是个未知量，对于流动性好的普通精度塑件，浇注系统凝料为塑件的质量或体积（g或）的15%-20%；对于流动性不好或是精度要求高的塑件，浇注系统凝料为塑件的质量或体积（g或）的0.2-1倍。 在学校做设计时常以0.6来估算，即3.0=19.22.锁模力塑件
