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1、.-湖湖 南南 工工 学学 院院课课 程程 设设 计计设计课题设计课题注塑模具设计注塑模具设计设计学院设计学院机械工程学院机械工程学院设计班级设计班级成型成型 10011001 班班设计者设计者原育民原育民设计时间设计时间20132013 年年 1212 月月.可修编-.-目录目录1. 塑件的工艺分析 41.1 塑件的成型工艺性分析 41.1.1 塑件材料 ABS 的使用性能 51.1.2 塑件材料 ABS 的加工特性 51.2 塑件的成型工艺参数确定 62 模具的基本结构及模架选择 62.1 模具的基本结构 62.1.1 确定成型方法 62.1.2 型腔布置 72.1.3 确定分型面 72.
2、1.4 选择浇注系统 82.1.5 确定推出方式 82.1.6 侧向抽芯机构 92.1.7 选择成型设备 92.2 选择模架 112.2.1 模架的结构 112.2.2 模架安装尺寸校核 11.可修编-.-3 模具结构、尺寸的设计计算 123.1 模具结构设计计算 123.1.1 型腔结构 123.1.2 型芯结构 123.1.3 斜导柱、滑块结构 123.1.4 模具的导向结构 123.2 模具成型尺寸设计计算 133.2.1 型腔径向尺寸 133.2.2 型腔深度尺寸 133.2.3 型芯径向尺寸 143.2.4 型芯高度尺寸 143.3 模具加热、冷却系统的计算 153.3.1 模具加热
3、 153.3.2 模具冷却 154. 模具主要零件图及加工工艺规程 164.1 模具定模板零件图及加工工艺规程 164.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程错误错误! !未定义书签。未定义书签。4.3 模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程175 模具总装图及模具的装配、试模错误错误! !未定义书签。未定义书签。5.1 模具的安装试模.185.2. 试模前的准备 185.3 模具的安装及调试 20.可修编-.-5.4 试模 215.5 检验 216. 排气系统的设计.227. 参考文献.22塑料注射模具设计与制造实例通过一个典型的塑料制品，介绍了从塑件成型工艺分析到确定模具的主要结构，最后
4、绘制出模具图的塑料注射模具设计全过程。1. 1. 塑件的工艺分析塑件的工艺分析1.11.1 塑件的成型工艺性分析塑件的成型工艺性分析塑件图产品材料：ABS塑件尺寸：如图所示.可修编-.-塑件要求：1.件壁厚均匀，不允许有裂纹和变形缺陷。2.脱模斜度 301，3.未注圆角 R2R31.1.11.1.1 塑件材料塑件材料 ABSABS 的使用性能的使用性能综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。1.1.21.1.2 塑件材料塑件材料
5、 ABSABS 的加工特性的加工特性 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。 吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 流动性中等，溢边料0.04 mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取 5060，要求光泽及耐热型料宜取 6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注
6、塑机时料.可修编-.-温为180230，注射压力为100140 MPa，螺杆式注塑机则取160220，70100 MPa为宜。模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。脱模斜度宜取2以上。1.21.2 塑件的成型工艺参数确定塑件的成型工艺参数确定查手册得到 ABS 塑料的成型工艺参数：适用注射机类型螺杆式密度1.02 1.16g/cm3；收缩率0.3 0.8 % ；预热温度80C 85C，预热时间2 3 h ；料筒温度后段 150C170C，中段 165C180C，前段 180C200C；喷嘴温度170C 180C
7、；模具温度50C 80C；注射压力60 100 MPa ；成型时间注射时间 20 90s ，保压时间 0 5s ，冷却时间20 120s 。.可修编-.-2 2 模具的基本结构及模架选择模具的基本结构及模架选择2.12.1 模具的基本结构模具的基本结构2.1.12.1.1 确定成型方法确定成型方法塑件采用注射成型法生产。使用侧浇口成型。2.1.22.1.2 型腔布置型腔布置塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有6.5mm 的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。其布置如图所示。2
8、.1.32.1.3 确定分型面确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求， 因此分型面选择在 A-A面，这样的选择使塑件便于取出，塑件大部分外表面光滑，同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。因此塑件选择如图所示的分型面。.可修编-.-分型面选择2.1.42.1.4 选择浇注系统选择浇注系统塑件采用侧浇口成型，其浇注系统如图所示。侧浇口直径为 2mm，侧浇口长度为 2mm，头部球R1.52 mm。分流道设计：采用半圆截面流道，其半径R为 3 3.5mm。长度为 20mm主流道设计：主流道为圆锥形，口部球面半径SR=12mm球面的配合高度 h=35mm锥角 为 6 ，上部直径与注射机喷嘴相配合下
9、部直径 6 8 mm。.可修编-.-2.1.52.1.5 确定推出方式确定推出方式选择推杆推出机构完成塑件的推出。2.1.62.1.6 侧向抽芯机构侧向抽芯机构塑件的侧面有6.5mm 的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在动模板上。2.1.72.1.7 选择成型设备选择成型设备注射机型号的确定：（1）注射量计算=1.021.16g/cm3V塑=52442.29mm3=52.44cm3M塑=V塑=52.44 1.02g=53.49g（2）系统凝料体积的初步估算V总=V塑（1+0.2） 2=52.44 1.2 2c
10、m3=125.86cm3（3）选择注塑机由 V总=125.9cm3再由式 V公=V总/0.8查询塑料成型工艺与模具设计初选公称注射量为250cm3注射机型号为 XS-ZY-250其有关参数为：.可修编-.-理论注射量：250 cm3；注射压力 ： 130MPa ；注射速率： 110/g.s-1锁模形式：增压式锁模力：1800kN ；模具厚度：200 350mm ；最大开合模行程 ： 500mm ；喷嘴圆弧半径 ：12 mm ；喷嘴孔直径： 23mm ；拉杆间距： ：448 370mm 。（4）注塑机相关参数的校核1.注射压力的校核ABS 的注射压力为 80110MPa取 P=100MPa该注射
11、机的公称注射压力P公=130MPa，注射压力安全系k=1.251.4 取 k=1.25 则Kp=1.25100=125130MPa=P公所以注射剂注射压力合格2.锁模力校核a .塑件在分型面上的投影面积 A 塑则A塑= R22=3.14（75.6/2）2=4487mm2b.浇注系统在分型面上投影 A浇.可修编-.-由 A浇=0.20.5A 塑，取 A浇=0.2 A塑c . A总=（A浇+A塑）n（腔数）=21.24487mm2=10768.8mm2d.模具型腔的胀形力P模=P注射（0.20.4）=2652MPa，取 40NF胀=A总P模=10768.840N=430.75kN由于 F锁=180
12、0N，k=1.11.2，取 k=1.2则 kF胀=1.2430.75kN=516.9kNFs锁所以注射剂锁模力合格2.22.2 选择模架选择模架2.2.12.2.1 模架的结构模架的结构选择 A2 型的模架2.2.22.2.2 模架安装尺寸校核模架安装尺寸校核模具外型尺寸为，长355mm、宽315mm、高260.8mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。.可修编-.-3 3 模具结构、尺寸的设计计算模具结构、尺寸的设计计算3.13.1 模具结构设计计算模具结构设计计算3.1.13.1.1 型腔结构型腔结构型腔由定模板、中间板、动模板和滑块共四部分组成。定模板、中间板和
13、滑块构成塑件的侧壁，侧浇口开定模上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光。定模板中心开有冷却水孔，用来强制冷却工件和型芯。3.1.23.1.2 型芯结构型芯结构型芯由动模板上的孔固定。型芯与动模板配合，增加模具寿命。另外，这种配合可以减少动模板在运动时与型芯之间的磨损。3.1.33.1.3 斜导柱、滑块结构斜导柱、滑块结构将斜楔紧块用螺栓固定在定模板上， 将斜滑块固定在动模板上， 斜导柱安装在定模板上，工作时斜滑块在楔紧块上运动完成与工件的分离。3.1.43.1.4 模具的导向结构模具的导向结构为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱和导套导向定位。中间板上装有导套，推出时，导
14、套在导柱上运动，保证了中间板板的运动精度。定模座板上装有导柱，为侧浇口凝.可修编-.-料的拉料和定模板的运动导向。3.23.2 模具成型尺寸设计计算模具成型尺寸设计计算取 ABS 的平均成型收缩率为 0.6 %，塑件未注公差按照 SJ1372 中5 级精度公差值选取。3.2.13.2.1 型腔径向尺寸型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z= /3；取 x=0.6。1）75.6-0.521=0.52mmScp=（0.003+0.008）/2=0.0055=（1+0.0055）75.60.60.52+0.17mm=75.70+0.17mm2）25.94-0.46=（
15、1+0.0055）640.60.46+0.15mm=64.08+0.15mm3.2.23.2.2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z= /3；取x=0.63。5.2+0.445.64-0.44mm.可修编-.-=（1+0.0055）5.640.630.44+0.14mm=5.95+0.14mm3.2.33.2.3 型芯径向尺寸型芯径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z= /3；取x=0.7。1）52-0.4651.54+0.46mm=（1+0.0055）51.540.70.46-0.15mm=52.15-0.15mm2
16、）6.5+0.48=（1+0.0055）6.50.70.48-0.16mm=6.87-0.16mm3.2.43.2.4 型芯高度尺寸型芯高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差 z= /3；取x=0.5。1）16.6+0.58=（1+0.0055）16.60.630.58-0.19mm.可修编-.-=17.06-0.19mm2）26.36+0.8=（1+0.0055）26.360.630.80-0.26mm=27.01-0.26mm3.33.3 模具加热、冷却系统的计算模具加热、冷却系统的计算3.3.13.3.1 模具加热模具加热一般生产 ABS 材料塑件的注射模具不需要
17、外加热。3.3.23.3.2 模具冷却模具冷却模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板上的两条10mm 的冷却水道完成.可修编-.-4. 4. 模具主要零件图及加工工艺规程模具主要零件图及加工工艺规程4.14.1 模具定模板零件图及加工工艺规程模具定模板零件图及加工工艺规程定模板的加工工艺：（1）以基准角定位，加工75.6+0.17mm 的型腔孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。（2） 以基准角定位， 加工宽32mm、 长40mm、 深25mm及宽10mm、深 20.66-0.23mm 的装配侧滑块孔，可以采用铣床或加工中心完成。（3）以基准角定位
18、，加工宽32mm、长20mm、深40mm 的斜楔装配孔及其上的 M10 螺钉沉孔，可以采用铣床和钻床完成。（4）钳工研配侧滑块和斜楔。（5）将侧滑块装入定模板侧滑块孔锁紧固定，共同加工15mm的斜导柱孔，可以采用铣床或钻床完成。.可修编-.-（6）以基准角定位，加工 4-16mm 孔，可以采用钻床或铣床完成。（7）加工 2-10mm 冷却水孔，由钻床或深孔钻床完成。4.24.2 模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程动模板（型芯固定板）零件图如图所示。动模板（型芯固定板）零件图动模板（型芯固定板）加工工艺如下：（1）以基准角定位，加工52+0.
19、02mm 的型芯固定孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。（2）以基准角定位，加工 4-16mm 孔，可采用镗床或钻床完成。.可修编-.-（3）钳工装配型芯。5.15.1 模具的安装试模模具的安装试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。5.25.2 试模前的准备试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度，安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀
20、门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。5.35.3 模具的安装及调试模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下方面：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水.可修编-.-平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定
21、多采用螺钉、压板的形式，如图所示。一般采用 4- 8 块压板，对称布置。1压板2螺钉3模具4注射机模板模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。5.45.4 试模试模模具安装调整后即可以进行试模。.可修编-.-1）加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成型性能应符合有关标准的
22、规定。原料一般要预先进行干燥。2）调整设备按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成型时间、成型温度等工艺参数。3）试模采用手动操作，试模注射出样件。5.55.5 检验检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求，即可交付生产使用。6. 6.排气系统的设计排气系统的设计由于制品尺寸较小，在实际生产过程中，考虑到经济效益，采用模具分型面间的空隙或者利用模具零件间的配合间隙进行自然的排气。7. 7.参考文献参考文献1、翁其金.塑料模塑成型技术.：机械工业.2000.11.可修编-.-2、史铁梁.模具设计指导书.：机械工业.2003.13、钱可强.机械制图.：高等教育.2003.64、许发樾.模具结构设计.：机械工业.2003.105、何铭新/钱可强.机械制图.：高等教育.2004.16、陆宁.实用注射模具设计.：中国轻工业.1997.117、王旭.塑料模具结构图册.：机械工业.1994.7.可修编-
