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1、塑料模具课程设计说明书 题 目：塑料模具设计 专 业：材料成型及控制工程 班 级：材成（卓越）121班姓 名： 学 号：121402060814目 录 第 一 部分 塑件分析 第 二 部分 型腔的数目决定及排布 第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核 第 四 部分 分型面的选择 第 五 部分 浇注系统的设计 第 六 部分 型零件的工作尺寸计算 第 七 部分 推出机构的设计 第 八 部分 模架的选用 第 九 部分 冷却系统设计 第 十 部分 设计小结 第十一部分 参考资料 第一部分 塑件的分析材料分析：原料（PA66）的成型特性与工艺参数选用材料为PA66又称尼龙66，俗称尼龙双6;该原料为
2、半透明或不透明乳白包或带黄色颗粒状结晶形聚合物，具有可塑性。密度（g/cm3） 110-114；拉伸强度(MPa) 60. 0-800；洛氏硬度118；熔点252；脆化温度-30；热分解温度大于350；连续耐热80-120；冲击强度（kJ/m2） 60-100；静弯曲强度(MPa) 1 00-120；马丁耐热() 50-60；弯曲弹性模量 (MPa) 20003000；体积电阻率（cm） 1.831015；平衡吸水率25%；介电常数 163。PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。在产品设计时，一PA66的收缩率在1%2%之间。注塑模工艺条件 干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04
3、%，建议干燥条件为 90110，24小时。 熔化温度： 230300。 模具温度：50100。连续工作为70左右。热变形温度为93左右。 注射压力：取决于塑件。 注射速度：尽可能地高。 第 二 部分 型腔数目的决定及排布1、型腔数目的确定：对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过个，塑料件的精度为一般精度，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为4腔，排布形式为矩形的平衡布局。第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时
4、选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量和注射压力初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称锁模力、模板行程以及注塑量一一进行校核。 1.1最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V机 V塑V浇
5、式中 V机 注塑机的最大注塑量，40cm3 V塑塑件的体积，该产品V塑6.35cm3 V浇浇注系统体积，该产品V浇1.2cm3 故 0.8V机（6.354+1.2）=26.6cm3 故满足要求 1.2锁模力校核 为了保证注射成型，注射机的注射压力要大于注射时需要的压力。查表得PA66的注射压力为75-125Mpa 取100Mpa查阅塑料模设计手册的国产注射机技规范及特性，可以选择SZ-40/25SZ-40/25 型注射机的主要参数如下表所示主要技术参数项目参数数值主要技术参数项目参数数值理论注射量/ cm3 40最大模具厚度/mm220螺杆直径/mm30顶出行程/mm 55注射压力/Mpa20
6、0最小模具厚度/mm130顶出力/kN6.7喷嘴伸出量/mm20注射方式自锁式最大开模行程/mm230锁模力/KN250喷嘴球直径/mm10锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即： F锁pA式中 p熔融型料在型腔内的压力， A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=738mm3F锁注塑机的额定锁模力。 故 F锁pA=200Mpa738 mm3 =147.6KN 选定的注塑机的压力为250KN，满足要求。 1.3 开模行程校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合
7、距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。所需开模行程为：S机H = H1 + H2 +（510）=50+20+10=80 mm S机注塑机最大开模行程，230mm; H1脱模距离，50mm； H2塑件高度，20mm;满足条件 第 四 部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面
8、。2、分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：、 在开模时尽量使塑件留在动模内 、应有利于侧面分型和抽芯 、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气 综合上述分型面选择为水平分型面。第 五 部分 浇注系统的设计1、浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴
9、四部分组成。2、浇注系统各部件设计2.1主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为： 主流道圆锥角=2o6o，对流动性差的塑件可取3 o6o，取锥角为3o 。 内壁粗糙度为Ra0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=13mm，取r=3以减小料流转向过渡时的阻力。 查注塑机得喷嘴前端孔径d1=3 ,喷嘴前端球面半径SR1=10 SR=SR1+(12) d=d1+(0.51)得主流道球面半径SR=12 ,前端孔径d=4,计算的大端直径D=8对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与
10、定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。2.2浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，计算得点浇口截面积为一，截面形状常为矩形，浇口长度为0.52mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口
11、、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是侧浇口。 浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。浇口应设在不影响制品外观的部位。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。第 六 部分 成型零件的工作尺寸计算 1.型腔型芯的尺寸设计该塑件的成型零件尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损
12、量来进行计算。查有关模具设计手册得PA66的收缩率为s=1%2%,故平均收缩率为=(1+2)%=1.5%。根据塑件尺寸要求，模具的制造取型腔和型芯工作尺寸计算如下:(单位：mm)DS=25 DM=(1+SCP)DS=25.38DS=16 DM=(1+SCP)DS=16.24DS=6 DM=(1+SCP)DS=6.09DS=24 DM=(1+SCP)DS=24.36DS=30 DM=(1+SCP)DS=30.45HS=20 DM=(1+SCP)DS=20.30HS=4 DM=(1+SCP)DS=4.06 第 七 部分 推出机构的设计 8.1推出方式的确定据脱模推出机构的经验确定法确定，此模具的设
13、计采用推杆推出机构。8.2推杆方式的一般原则的确定 8.2.1推杆位置设计的一般原则平衡布置原则保证美观原则效果最佳原则位置最佳原则安全第一原则 8.2.2推杆大小设计的一般原则（1）因为下列理由，推杆外径应尽量取较大值：防止应承受注射压力而弯曲；防止因推出阻力而弯曲、磨损，甚至断裂；防止制品推出时变形，顶白。（2）在不影响制品推出和位置足够时，应尽量采用相同型号及相同大小的推杆，以方便推杆采购和模具上推杆孔的加工。（3）推出零件和模具型芯的配合为间隙配合，配合公差为H7/f7，配合长度1020mm。 8.2.3推杆数量设计的一般原则 推杆的数量往往取决于经验。一般情况下，推杆数量越多，推出效
14、果就越好，但不必要的推杆会提高模具的制作成本。因此在保证制品能可靠推出的情况下，应尽可能减少推杆的数量。但对于经验不足的工程师，笔者建议在不影响外观及浇口布置的情况下，推杆宁多勿少。 本模具采用推杆推出，推杆选用d=3标准推杆推出距离d=20mm第 八 部分 模架的选用以模具型腔的大小和进料方式，本模具选用侧浇口模架系列。尺寸为WL=150150第 九 部分 冷却系统的设计1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在
15、60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以2、冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避
16、免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。3、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。第 十 部分 设计小结塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了
17、解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。 塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。第十一部分 参考文献1.模具设计与制造基础 北京师范大学出版社2.模具设计手册 机械工业出版社3.塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社
