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1、塑料模具课程设计说明书设计题目：纽扣的塑料模具设计机械与能源工程系 院（系）_模具专业班级_:模具本科班学号设计人指导教师：完成日期 2009年_9月_30日第一部分产品的说明第二部分塑件分析第三部分 型腔的数目决定及排布第四部分注射机的型号和规格选择及校核第五部分分型面的选择第六部分浇注系统的设计第七 部分 成型零件的工作尺寸计算及结构形式第 八 部分 导柱导向机构的设置第九部分推出机构的设计第十部分温度调节系统的设置第一部分设计小结 第十二部分附录纽扣塑料模具设计1塑料成型工艺性分析该塑料是一塑料纽扣，如图生产批量很大，材料为ABS,成型工艺性好，制造成本低，可以 注射成型2分型面位置的确
2、定根据塑料结构形式，分型面选在纽扣上下表面，如图3. 确定型腔数量和排列方式1) .型腔数量的确定该塑料精度要求不同，又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式，考虑到模具制造费 用，设备运转费用低一些初定一模八腔的模具形式.2) .该塑件含有4个小孔，要使其顺利成型，必须在大型蕊上嵌入 4个小型蕊，并且小型蕊的直径 与孔直径相吻合，采用一模八腔的制造成本也会增加，因为所用材料为 ABS，配合精度要求不 高，采用推杆推出机构，型腔的排列方式采用双排列直排 ，如图.4. 模具结构形式的确定上面分析可知，本模具采用一模八腔，双列直排，推件杆推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏 式浇口，采用双分型面，结构
3、形式采用派生模.5. 注射机型号的选定1).注射量的确定，塑料体积v137.625cm3442.1425mm3塑料质量m最多为m1 v p 0.442凝料m2为未知数，可按塑件质量的0.6倍来计算，上面分析的一模八腔，所以注射量m 1.6nm 1.6 8 0.442 5.65762) .塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算流道凝料包括浇口，在分型面上的投影面积A2,模具设计前为未知值，根据多腔统计分析,A2是每个塑件在分型面上投影面积的0.2-0.5倍,因此可用0.35A1来进行计算，所以A nA1 A2 1.35 nA1 476.928式中，A1 -d2 0.785 7.52 4
4、4.16mm24Fm AP 476.928 30 14.31KN式中型腔压力P取30MP，因为塑件浇口为侧浇口 ，压力损失大,取大一些.3.选用注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用XS-ZS-22式注射机注射机参数额定注射量30喷嘴孔直径2螺杆直径25拉杆空间235注射压力75注射方式双柱塞式锁模力250定位孔直径55取大开模仃程160动定模固定板尺寸250 280最大厚度180塑化能力5.6最小厚度60喷嘴圆弧半径124).注射机有关参数的校核(1) .由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数np( nA nJ ) Fnn &pa AJ 9.65 8Fn为锁模力,A为单个分型面
5、上的投影，Aj是浇注系统在分型面上的投影 P为成型压力，一般 为注射压力的0.8倍.(2) .注射压力的校核Re Kp。1.3 80104MP而Pe 115MP注射压力校核合格式中K”取1.3,Po取80MP，属正常型浇口类.(3) 锁模力校核F (nA1 AJ)8 14.31 而 F 250锁模力校核合格其它安装尺寸校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可以确定 二.浇注系统的设计1主流道设计2).主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴尺寸+(0.5 01)=2+仁3mm主流道球面半径为SR=喷嘴球面半径 +(1 2)=12+2=14mm2).主流道衬套形式本设计虽是小型模
6、具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式 主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度，见图,衬套如图,材料采用T10A钢，热处理淬火后表 面硬度为 53HRC-57HRC.n1/ X Zy/.Z 1L3) .主流道凝料体积Qidn2Z 502.4mm3 0.5cm344) .主流道剪切速率校核由经验公式3.3QvR33.3 7.0902937 50003qVQ主 q分 q塑件0.8 8 0.44 2.772 7.092cm主流道剪切速率偏小，主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致2分流道尺寸1) .分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态
7、，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔因此采用平衡分流道，如图.2) .分流道长度第一级分流道 L仁50mm， 第二级分流道 L2=10mm，第三级分流道 L3=15.5mm.3) .分流道的形状，截面尺寸以及凝料体积(1).形状及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，体设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面 ，梯形截面以塑料熔体及流动阻力均不 大,一般采用以下面经验公式来确定截面尺寸 ，即：B 0.2654、一M 4 匸 1.996mm根据参考文献(1)取B=4mm2H B 2.67mm取 H 3mm3分流道截面形状如图：从理论上L2,L3分流道可比
8、L1截面小10%,但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面.(2).凝料体积分流道长度 L=50+10*2+15.5*4=264mm4 32分流道截面积A3 10.5mm2凝料体积 q分 264 10.5 2772mm3 2.772cm34）分流道剪切速率校核1.08103采用经验公式3.3qR32在 5 102103之间,剪切速率校核合格v-4 0.4421.768cm30.1775式中,t=注射时间，取1s2A梯形面积0.105cmC梯形周长1.3cm5）.分流道表面粗造度分流道表面粗造度R要求很低，一般取0.8-1.6 um即可,在此取，如图所示.3.浇口的设计，在开
9、模根据外部特征,外观表面质量要求较高，应看不到明显的浇口痕迹，采用潜伏式浇口 时对浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹.1）潜伏式浇口尺寸的确定由经验公式得，d nC4 A 0.98mm式中 A dh r22069.456 mm2n=塑料材料系数取0.6C=塑件壁厚的函数值取0.242浇口截面形状如图所示，浇口先取，然后在试模时再调整 2）浇口剪速率的校核由点浇口的经验公式得4qR361244.488s剪切速率的校核合格4冷料穴的设计(1)主流道冷料穴如图所示，采半球形，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出2).公流道冷料穴在
10、分流道端部加长 5mm,作分流道冷料穴1.3,成型零件的设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件在本设计中成型零件就是成型外面的凹模，成型内表面的凸模各类成型零件的尺寸设计1凹模(型腔)纽扣四周就一个整体，且无螺纹和其它外部特征，可用整体式，而且加简单，成本低(Lm)oz 當1 0.005) 15 0.75 0.01。心 15O6750001(Hm)0z(1 s)Hs x ?0z 2.505。0.012. 凸模(型蕊)此凸模上应装有四块小型蕊，采用台肩固定的方式大型蕊尺寸(lm)0z冰10.005)80.750.01 00.018.032500.01(hm)0z(1s )hsx?
11、0 z0.49500.01小型蕊尺寸(lm)0z0.005)10.7501 0.01.9975 0.01(hm)0z(1s )hsx904z2.002500.012成型零件刚材的选用纽扣大批量生产，成型零件所选用的钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好，机械加工性能和抛沅性能也应良好，因些构成型腔的钢材选用SM1纽扣型蕊因为采用推杆推出，磨损也较大，采用硬度较高的模具钢Cr12MoV,淬火表面硬度58HRC-62HRC.3成型零件强度及支承板厚度的选用计算1).型腔侧壁厚度(按整体式圆筒形凹模计算 )s 1.14h(-)31ESP式中，P-型腔压力(取 30MP)E-材料弹性模量，取 2.1 105M
12、PS-根据塑料品种，模具刚度计算许用变形量S 25i25 0.59314.825um 0.015mmi 0.35w50.01w0.593型腔铡壁可以设为 10mm,两型腔之间受力是大小相等，方向相反的在合模状态下不会产 生变形，因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计条件就可以了 型腔与模板周边的距离由模板 外形尺寸来确定，因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大得多 ，所以完全满足强度和刚度要不 求(2).支承板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在200 250 这个.1.4.模架的确定根据型腔布局可看出，型腔嵌件分布尺寸75*115,又根据型腔的侧壁最小厚度小于1,再考虑
13、导柱，导套及连接螺钉，布置应占的位置，采用推件板推出等各方面的问题，确定选用模架序号为5号，模架结构为A4的形式，如图所示.V777777777.各模板尺寸的确定1. A板是定模型腔板，塑件高度2.5,在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定 距离，因些A板厚度取20mm.2. B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为，因些B板厚度取12mm.3. C垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+(5-10)=2.5+20+15+(5-10)=42.5-47.5,所 以垫块厚度可取45上述尺寸确定之后，就可以确定模架序号为5号，板面200*250,模架结构形式为A4的标准模架
14、.从选定模架可知，模架外形尺寸：宽*长*高=200*250*237模具平面尺寸 200*250280*250(拉杆间距)1.5排气槽的设计瓶盖成型型腔体积比较小，约0.44,注射时间约为1s，采用的是潜伏工浇口向型腔顶部倾斜，塑料熔体先充满型腔顶部，然后充满周边下部，这样型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型蕊与推件板之间的轴向间隙向外排出.如果对于中大型塑件一定要通过计算，开设一定量的排气槽，方可保证产品质量.1.6,脱模推出机构的设计推杆推出过程中，因为是有孔塑件，所以推杆必须得承受得起以下推出力FtAP(u cos22 , P0.2sin )107P22 102Ft因为塑件底部为
15、圆形107 0.2 4.1448 106 N，所以可以将推杆截面设计成圆形，直径3mm.1.7冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦，在些只进行简单计算，在单位时间内塑料内塑料熔体凝固时所放出 的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为401. 冷却水的体积流量qvWQPC( 1了 o.43 10 %W单位时间内注入模具中的塑料质量，按每分钟注射两次即0.4420.95 28.398g/min0.0084kg/minQ1单位质量的塑件凝固时所放出的热量,ABS为102kj/kg1000kg/m3, c 4.187, ,26.5, 2 252.3.4.冷却管道的直径为使冷却水处于湍流状态，查资料取
16、d=2.5mm 冷却水在管道内的流速笔 2.24m/sd2冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数查参考文献,1中的表取f =7.22,水温为30时，因此0.8qv3.6f 阪 20000kj/min d5.冷却管道的总传热面积A 60wq160 0.0084 7 102h28489mm6.h(402模具上应开设的冷却水孔数AA 1dl 3.48 250从计算结果看，因塑件小，单位时间注射量小,所需冷却水也比较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的，因为冷却不均匀以上是我个人的课程设计，该模具的装配图及各个零件图见附页设计小结：，明白设经过两周多的设计，让我更加深刻的体会到了设计的快乐，并且从中学到不少知识计这门课程，有必要一步一个脚印走过来，在塑料模具这门课程上希望能够走得更远的话 定得把以前的基本功打扎实 以上只是个人的少许想法，参考资料:1、塑料模具设计制造与应用实例模具实用技术丛书编委员编机械工业出版社2、塑料模具设计卜建新主编，中国轻工业出版社3、塑料模具设计申树义、高济编，机械工业出版社4、塑料模具设计手册塑料模具技术手册编委会，编机械工业出版社5、塑料制品成型及模具设计叶久新、王群主编，湖南科学技术出版社
