两侧孔浅圆盒塑料模具课程设计论文.doc

西安航空职业技术学院塑料模具课程设计说明书设计题目：两侧孔浅圆盒模具设计航空材料工程学院模具设计与制造专业 完成日期：2015年12月18日 一 塑件成型工艺性分析 21．塑件的分析 22．塑件材料的性能分析 23．注射成型过程及工艺参数 2二 拟定模具的就够形式和初选注射机 41．分型面位置的确定 42．型腔数量和排位方式的确定 43． 注射机型号的确定 4三 浇注系统的设计 61．主流道的设计 62．分流道的设计 73浇口的设计 84．校核主流道的剪切速率 95．冷料穴的设计及计算 10四 成型零件的结构设计及计算 101．成型零件的结构设计 102．成型零件钢材的选用 103．成型零件工作尺寸的计算 10五 脱模推出机构的设计 111．脱模力的计算 112．塑件的推出机构 123.推杆接触应力的校核 12六 模架的确定 131．各模板尺寸的确定 132．模架各尺寸的校核 14七 侧向分型与抽芯机构的设计 141．侧向分型与抽芯机构类型的确定 142．斜导柱抽芯机构的设计 14八 排气槽的设计 16九 冷却系统的设计 171．冷却介质 172．冷却系统的简单计算 17十 导向与定位机构的设计 19参考文献 20一 塑件成型工艺性分析图1 两侧孔浅圆盒1．塑件的分析（1）外形尺寸 此塑件为薄壁壳体类塑件，圆形。

要求塑件表明平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕2）精度等级 MT23）脱模斜度 该塑件壁厚为2～3mm，其脱模斜度在35′～ 1°30′.ABS的流动性为中等，为使注射充型流畅，取脱模斜度为1° 2．塑件材料的性能分析ABS综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为0.5%；溢料值为0.04mm左右；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短制件尺寸稳定，表面光亮3．注射成型过程及工艺参数混料——干燥——螺杆塑化——充模——保压——冷却——脱模——塑件后处理 （1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前应进行充分的干燥和预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹ABS原料需要控制水分在0.3%以下注射前的干燥条件是：干冬季节在75℃~80℃以下，干燥2h～3h,夏季雨水天在80℃～90℃下，干燥4h～8h,，干燥达8h～16h可避免因微量水汽的存在导致制件表面雾斑在此，由于制件属批量件，要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。

（2）注射成型时各段温度ABS塑料非牛顿性较强，在熔化过程温度升高时，其黏度降低较大，但一旦达到成型温度（适宜加工的温度范围，如200℃～230℃），如果继续盲目加温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融黏度增大，注射更困难，塑件的机械性能也下降ABS温度相关工艺参数如表1所列表1 ABS工艺参数表工艺参数通用型ABS工艺参数通用型ABS料筒后段温度/℃160～180喷嘴温度/℃170～180料筒中段温度/℃180～200模具温度/℃50～80料筒前段温度/℃200～220 （3）注射压力ABS熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力但并非所有ABS制件都要施用高压，考虑到本塑件不大、结构不复杂、厚度适中，可以用较低的注射压力注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了塑件的表面质量及银丝状缺陷的程度压力过小，塑料收缩大，与行腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模对于螺杆式注射机一般取70MPa～100Mpa. (4)注射速度 ABS塑料采用中等注射速度效果较好当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。

但浅圆盒为薄壁制件，故又要保证有足够高的注射速度，否则塑料熔体难以充满型腔 （5）模具温度ABS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，与在料筒中停留的时间长短有关，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑料件模温宜取50℃～60℃，要求光泽及耐热型材料宜取60℃～80℃浅圆盒属小型制件，形状比较规则，故不用考虑专门对模具加热 （6）料量控制注塑机注塑ABS塑料时，其每次注射量金达标准注射量的80%为了提高塑件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50%为宜通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低二 拟定模具的就够形式和初选注射机1．分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2所示2．型腔数量和排位方式的确定 ① 型腔数量的确定 由于该塑件尺寸较小，大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。

同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸及侧抽芯的关系，初步定为一模两腔结构形式 ② 型腔排列形式的确定 由于该模具选择的是一模两腔，因此采用并列排列形式 ③ 模具机构形式的初步确定 由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，并列排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推杆退出方式浇注系统设计时，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料由上综合分析可确定采用C型模架3． 注射机型号的确定 （1）注射量的计算通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图3所示图3 塑件质量分析塑件体积： V塑=12.353cm3塑件质量：m塑=ρV塑=1.05×12.353=13.0g （2）浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍～1倍来估算由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为V总=1.3nV塑=1.3×2×12.353=32.12cm3 （3）选择注射机根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为V总=32.12cm3,由V公=V总/0.8=32.12/0.8=40.15cm3。

根据以上的计算，初步选择公称注射量为104cm3，注射机型号为XS-ZY-125卧式注射机，其主要技术参数见表2表2 注射机主要技术参数理论注射容积/cm3104最大模具厚度/mm300螺杆直径/mm30最小模具厚度/mm200注射压力/MPa150模板尺寸/mm注射行程/mm160拉杆空间/mm260×360注射时间/s1.8合模方式液压—机械塑化能力/kg·h16.8推出形式两侧推出（230）注射方式螺杆式电动机功率/kW11合模力/N9×105喷嘴球半径/mm12最大成型面积/cm2360喷嘴口直径/mm4移模行程/mm300定位孔直径/mm100（4）注射机的相关参数的校核① 注射压力校核注射机的公称注射压力p公=150MPa,应该大于注射成型时所需调用的注射压力p0,即p公≥k1p0=1.25×(60～100)=75～125Mpa故符合设计要求式中k1——安全系数，常取k1=1.25～1.4，该处取1.25； p0——实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为60MPa～100MPa.② 锁模力校核a.塑件在分型面上的投影面积A塑=562×π/4=2463mm2 b.浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即浇道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模具的统计分析来确定。

A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2倍～0.5倍由于本设计的流道较简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小些这里取A浇=0.2A塑c.塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积，A总=n（A塑+A浇）=n(A塑+0.2A塑)=2×1.2A塑=5911.2mm2d.模具型腔内的胀型力F胀=A总p模=5911.2×35=206.892kN式中，p模是型腔的平均计算压力值p模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%～40%，大致范围为25MPa～40MPa对于黏度较大的精度较高的塑件制品应取较大值ABS黏度较大且制品有精度要求，故p模取35MPa由表2可知该注射机的公称锁模力F锁=500kN，锁模力安全系数为k2=1.1～1.2,这里取k2=1.2，则取k2F胀=1.2F胀=1.2×206.892=248.27kN

主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套1)主流道尺寸① 主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具L应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行计算 ② 主流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm=4.5mm ③ 主流道大端直径 D=d+2L主tan（）=8mm 式中≈4° ④ 主流道球面半径 SR=注射机喷嘴球头半径+（1～2）mm=12+2=14mm ⑤ 球面的配合高度 h=3mm2）主流道的凝料体积V主=L主（R2主+r2主+R主r主）π/3=50×（42+2.252+4×2.25）×3.14/3=1573.3mm3（3）主流道当量半径Rn=（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理本设计中浇口套采用碳素工具钢T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC～55HRC。

如图4所示定位圈的结构由总装图来确定图4 主流道浇口套的结构形式2．分流道的设计 （1）分流道的布置形式一模两腔，分流道对称平衡进料 （2）分。