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1、景德镇陶瓷学院注塑冲压课程设计目：塑件注塑模设计院 系：机械电子工程学院专 业：07材料成型及控制工程姓 名：吴方练学 号：200710340119指导教师：刘建成老师完成时间：2010-12-22目 录1塑件设计的工艺性32拟定模具结构形式32.1确定型腔数量及排列方式32.2模具结构形式的确定42.3塑件脱模斜度设计43注射机型号的确定64分型面位置的确定和推出机构设计 74.1.分型面位置的确定 74.2推出机构设计75浇注系统形式和浇口的设计 85.1主流道设计95.2分流道设计105.3浇口的设计115.4冷料穴的设计126成型零件的设计与加工工艺126.1成型零件的结构设计126.
2、2成型零件工作尺寸的计算137模具型腔侧壁和底板厚度的计算158合模导向机构设计169装配图（另附）1610参考文献181塑件设计的工艺性塑件材料为聚碳酸酯，其基本特性如下：无定形，无味、无臭、无毒、透明的热塑性聚合物，相对密度1.18T.20 g/cm3, 玻璃化温度140150,熔点220230。有一定的耐化学腐蚀性，耐油性优良。耐 冲击性优良，尺寸稳定，在广阔的温度范围仍能保持较高的机械强度，其缺点是 耐疲劳度和耐磨性差。分解温度300C以上，长期工作温度高达120C，同时具有良好的耐寒性， 脆化温度低达零下100C ；长期使用温度范围是-60C至120C。分子极性小， 有优良的电绝缘性
3、能。耐热老化性能相当好。可燃，火焰呈淡黄色、冒黑烟： 氧指数仅25%，离开火源自熄。一般加入卤化物、三氧化二锑、氢氧化镁、磷 酸和红磷等改性提高阻燃性。非结晶性物质，纯净PC无色透明，具有良好的透 光性，透光率高达85%90%。成型收缩率恒定为0.5%0.8%。设计时选塑件尺寸参考零件图，塑件形状图另附。塑件尺寸公差取标准公差中的4级公差。2拟定模具结构形式该套模具采用一模一腔设计，定购2020大水口标准模架。分析该塑料的 形状宜采用直浇口从瓶盖的顶部中心处进料；型腔部分用镶件镶入；分型面选在 瓶盖口的下部，以免影响外观质量；顶出机构采用顶板顶出。2.1确定型腔数量及排列方式设计塑料注射模时，
4、需要选择确定模具的结构、类型和一些基本的参数和尺 寸，如模腔的个数和需用的注射量，制品在分型面上的投影面积，成形时需用的 工艺合模力、注射压力等。其中，确定合理的型腔数量是保证模具结构合理、制 模工艺良好、注射机工作能力充分发挥、各项费用最低的重要因素，因此是设计 过程中很关键的一步。2.1.1按注射机塑化能力确定型腔数量N1在设计模具时，选取塑化能力一般要较实际需要的大25%左右，这样既能 使塑料达到完全塑化状态，又能保证充满型腔，通常用下式进行计算：N1= (0.85QT -3 ) /W式中 Q料筒塑化能力，kg/hT 成形周期，h3浇注系统一组流道和浇口和飞边的重量，kgW 成形件的重量
5、，kg2.1.2按注射机公称注射量确定型腔数量N2公称注射量是指注射机在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞做一次最大注 射行程所能注射出来的塑料熔料的体积或质量的最大值，它表示了注射机所能生 产的最大塑料制件，是注射机生产能力的标志，成形塑件的总质量加上浇注系统 的质量不应超过公称注射量，一般在其额定值的80%以内。通常注射机的最大 注射量以一次注射聚苯乙烯塑料的最大克数为标准，因此当注射其他塑料时，最 大注射量应按下式进行转换：Gmax= SB。/ dB式中gB注射机额定注射量，gD 塑料在常温下的比重，g/cmdB聚苯乙烯塑料的比重，一般取1.05g/cm380 %G $N2 (W +3)+
6、3 N2 W (0.8 Gmax-3 z )/ (W +3)式中Gmax注射该种塑料的最大注射量，gmax3 主流道的质量，g2.1.3以注射机额定合模力确定型腔数量N3N3W(F-PjAj)/PjAs式中 F 注射机的额定合模力，NAj浇注系统和飞边在模具水平分型面上的投影面积，mm2As 单个制品在模具水平分型面上的投影面积，mm2Pj 单位投影面积所需合模力，MPa可近似为塑料熔体对模腔的平均压力。表1 模腔压力参考值成形条件Pj (MPa)举例容易成形制品25PE、PS等壁厚均匀的日用品容器类制品一般制品30模具温度较高、成形薄壁容器类制品熔料粘度高、有精度要求的制品35用ABS等加工
7、有精度要求的制品工业零件，如 壳体、齿轮熔料粘度咼、精度要求咼、难充模的制品40用于成形高精度的齿轮或凸轮2.1.4按成形件精度确定型腔数量N4根据经验，每增加一个型腔，成形件尺寸精度要降低4%,为保证塑料件精度，n4应满足下式:-A X IOOLAL loolow亠 I =2500- - 24式中 x 成形件的尺寸公差，mmL成形件的基本尺寸，mm % 用单腔注射模加工时，各种塑料成形件的尺寸公差，其值可参考表2选取。表2 各种塑料成形件的尺寸公差mm材料成形件的尺寸公差土聚缩醛塑料0.20尼龙660.30聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、AS 及ABS等非结晶型塑料0.052.1.5按生产经济
8、性确定型腔数量N5如果忽略注射准备时间和试生产时的原材料费，按生产经济性，以下式确定型腔数量：N5 =5 60C式中t 成形周期，minY每小时的工资和经营费用，元工制品的生产总量，个C 模具费用，元C = C1+ N 5C11512.1.6按年产量确定型腔数量Nfi6在已知塑件年产量且确定了注射机数量的条件下，通过增加型腔数目的方 法，可降低成本及加工费用：N6 = St/ T6式中 S 塑件年产量，个t 塑件成形周期，minT1年中有效工作时间，min综上所述，本次设计是大批量生产可根据注射机公称注射量确定型腔数量。考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，本套模具采用一模一腔设 计
9、。2.2模具结构形式的确定由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且结构简单，因此我们设计 的模具采用单分型面，型腔部分用镶件镶入。根据本塑件圆形瓶盖的结构，分型 面选在瓶盖扩口的下部，以免影响外观质量。2.3塑件脱模斜度设计为能顺利脱模，一般塑料制品都需设计一定的脱模斜度，脱模斜度值在1/8几度之间选取。在本设计中由于是深腔件，故选较大值为23注射机型号的确定塑件体积为：V=5431.2cm3塑件的质量为：W= pV=0.9x5431.2=4888.08g估算主流道质量：m=1g初定型腔数n=1，则有从计算结果,可选用SZY-300型注射机注射机型号和规格以及各参数如下： 额定注射量：20
10、 cm3注射行程：15 mm注射时间：2.0s锁模力：150KN动定模固定板尺寸：320x220mm最大开合模行程：220mm模具最大厚度：155mm最小厚度：85mm推出形式：顶板顶出喷嘴球头半径：SR18定位圈尺寸：（p 180mm4分型面位置的确定和推出机构设计4.1分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中 的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出 方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应 综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循 以下几项原则：1）分型面应
11、选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第5）和第2）、第8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选 择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，为使塑件外表面不留分型溢料痕迹，分型面选择在塑件扩口的下部，采用A-A这样个平直的分型:三匚匚TLDN A - A图4-14.2推出机构设计为保证塑件顺利脱模，采用推板推出，故扩口的型腔开设在推板上。推板结构图见图4-2对于本设计的深型腔塑件，塑件与型芯容易形成真空，
12、造成脱模困难，要设 进气装置。5浇注系统形式和浇口的设计5.1主流道设计5.1.1主流道尺寸表5-1主流道部分尺寸(mm) J符号名称尺寸d主流道小端直径注射机喷嘴直径+(0.51)SR主流道球面半径喷嘴球面半径+(12)h球面配合高度35a主流道锥角26。L主流道长度尽量W60D主流道大端直径d+2Ltg(a/2)则取 d=8mm SR=18+1=19mm h=5mm a=3 L=45mm5.1.2主流道衬套的形式主流道衬套的形式如下图5-2图5-2LCdoo5.1.3主流道衬套的固定图5-35.2分流道设计5.2.1分流道的形状及尺寸B图5-4分流道设置在分型面上，分流道截面形状选择梯形截
13、面的。这是因为梯形截 面分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，一般采用下面公 式可确定其截面尺寸：B=0.2654、.：m 4lH=2/3*B式中B-梯形的大底边宽度（mm）m-塑件的重量（g）L-分流道的长度（mm）H-梯形的高度（mm）梯形截面的侧面斜角a常取5。10由于本设计所用塑料是聚碳酸酯PC, 流动性较差，要取大截面。5.2.2分流道长度分流道要尽可能短，且少弯曲，便于注射成型红最经济地使用原料和注射机的 能耗，减少压力损失和热量损失。5.2.3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 动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 m. 5.3浇口的设计浇口也叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇注系 统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状尺寸对 塑件的性能及质量的影响很大。5.3.1浇口的选用由于本设计是圆形型腔塑件，宜选用直接浇口。直接浇口又叫中心浇口、主 流道型浇口或非限制性浇口。塑料熔体直接进入型腔，因而具有流动阻力小、料 流速度快及补缩时间长的特点。这类浇口大多数用于注射成型大型壁厚长流程深 型腔的塑件及一些高粘度塑料，如聚碳酸酯、聚砜等。5.3.2浇口位置的选择一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术
