塑料成型模具设计与CAD课程设计.doc

目录摘要 3第一章 塑件成型工艺性分析 41.1 塑件材料分析 41.2塑料性能分析 41.3成型工艺分析 51.4塑件公差的确定 5第二章 分型面及排气槽位置的分析和确定 72.1 分型面的选择原则 72.2 分型面的选择 72.3排气槽的设计 7第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定 83.1 模具型腔的排列原则 83.2 数量及位置 8第四章 注射机的选择及工艺参数的校核 94.1 所需注射量的计算 94.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 94.3 注射机型号的选定 104.4 有关参数的校核 114.5 模具与注射机安装部分的相关尺寸的校核 12第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 135.1 主流道的设计 135.2 分流道的设计 135.3 冷料穴的设计 145.4 浇口的设计 145.5浇注系统的平衡 15第六章 成型零件设计及力学计算 166.1 成型零件模具材质的选择 166.2 成型零件的结构设计 166.3 成型零件的工作尺寸计算 166.4 型腔尺寸 166.5 型芯的尺寸 176.6成型零件强度及支撑板厚度的计算 18第七章 导向机构的设计 197.1 导向机构的设计原则 197.2 导柱的设计 19第八章 脱模机构的设计 218.1 脱模机构的设计原则 218.2 脱模机构的确定 218.3 复位机构及其他 21第九章 温度调节系统的设计 229.1 加热系统 229.2 冷却系统 229.3 冷却介质 229.4 冷却系统的简单计算 22第十章 模架的确定和标准件的选用 2410.1 模架的确定及选用原则 2410.2 模架的尺寸确定 24第十一章 模具的开合模过程 25第十二章 设计总结 26参考文献 27摘要本文主要介绍的是充电器外壳注塑模具的设计方法。

首先分析了充电器外壳制件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，并选择了成型设备接着介绍了充电器外壳注塑模具的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模分型机构以及冷却系统的设计然后选择标准模架和模具材料，并对注塑机的工艺参数进行相关校核最后对模具的工作原理进行阐述本文论述的充电器外壳注塑模具采用三板式结构，即浇注系统凝料和制件在不同的分型面脱出，采用一模一腔的型腔布置，最后利用推杆将制件推出关键词：充电器面壳；注塑模；三板模；浇注系统；脱模系统；定距分型机构第一章 塑件成型工艺性分析1.1 塑件材料分析ABS塑料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯1.2塑料性能分析1 .一般性能ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度ABS的相对密度为1.05，ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理ABS的氧指数为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。

密度:1.02-1.16g/cm3 抗拉强度30—50MPa，抗弯强度41—79MPa，拉伸弹性模量1587—2277MPa，弯曲弹性模量1380—2690MPa，成型收缩率:0.4-0.7%，成型温度：150-200℃该材料综合性能好，冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性较好，并具有良好的耐寒性是目前产量最大，运用最广泛的一种塑料ABS是一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩其临界表面张力为34—38mN/cmABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感2.力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。

ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的ABS的力学性能受温度的影响较大3.热学性能ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70—107℃（85左右），制品经退火处理后还可提高10℃左右对温度，剪切速率都比较敏感；ABS在－40℃时仍能表现出一定的韧性，可在 -40℃到85℃的温度范围内长期使用热分解温度270以上4.电学性能ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下用5.环境性能ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半1.3成型工艺分析ABS吸湿性强，所以塑料在成型前必须充分干燥 （80—90℃下至少干燥两个小时），使其含水量小于0.3%对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应该进行长时间预热（80—90℃下至少干燥3小时）塑料加热温度对塑料的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度>270℃）,一般料筒温度为180—260℃，建议温度245℃。

成型适宜采用较高的加热温度（对精度较高的塑件，模温宜取50—60℃，对高光泽耐热塑件，模温宜取60—80℃）和较高的注射压力（柱塞式注射机：料温180—230℃，注射压力100—140MPa；螺杆式注射机：温度160—220℃，注射压力70—100MPa）1.4塑件公差的确定影响塑料制品公差的因素主要有：模具制造误差及磨损，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损；塑料收缩率的波动；成型工艺条件的变化；塑料制品的形状；飞边厚度的波动；脱模斜度及成型后制品的尺寸变化等根据我国工程塑料模具塑料件尺寸公差的国家标准GB/T14486—1993，可作为选定塑料制品公差时的参考ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）材料有高精度MT2和一般精度MT3两个选择，根据给定的尺寸，我们选择公差等级3公差选取见表1-1表1-1模塑件尺寸公差表GB/T14486—1993 （单位：）公差等级公差种类基本尺寸大于0到33/66/1010/1414/1818/2424/3030/4040/5050/6565/8080/100100/120标注公差的尺寸公差值MT3A0.120.140.160.180.200.240.280.320.360.400.460.520.58B0.320.340.360.380.4700.440.480.520.560.600.660.720.78公差等级公差种类基本尺寸120/140140/160160/180180/200200/225225/250250/280280/315315/355355/400400/450450/500标注公差的尺寸公差值MT3A0.640.700.780.860.921.001.101.201.301.441.601.74B0.840.900.981.061.121.201.301.401.501.641.801.94这里的A与B是两个等级，A级表示不受模具活动部分影响尺寸的公差，B级表示受模具活动部分影响尺寸的公差。

根据给定的尺寸我们选出的尺寸公差见表1-2表1-2 选定的尺寸公差（单位：）给定尺寸2837.8780.95公差尺寸0.320.160.520.72第二章 分型面及排气槽位置的分析和确定成型时分型面的形状数量在塑件设计阶段就应该考虑,否则就无法用模具成型在模具设计阶段,应首先确定分型面的位置,然后才选择模具的结构分型面选择是否合理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很大影响因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素2.1 分型面的选择原则选择分型面总的原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构1 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模2 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除和修整3 分型面的选择应保证塑件尺寸精度4 分型面选择应有利于排气5 分型面选择应便于模具零件的加工6 分型面选择应考虑注射机的规格2.2 分型面的选择根据上述原则，充电器面壳注塑模具的分型面形状及位置如图2—1所示图2—1 充电器面壳注塑模具分型面及位置因为分型面与开模方向平行置于最大截面处,塑件包紧在动模型芯上，利用推出机构易于推出,开模行程合理，模具结构简单,制造方便,塑件成型精度高,能够满足要求。

2.3排气槽的设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔内的空气及塑料受热产生的气体如果气体不能被顺利地排出，塑件会由于充填不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化本设计利用配合间隙排气的方法，即利用分型面之间、推出机构与凹凸模之间的配合间隙进行排气第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定3.1 模具型腔的排列原则（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象2）型腔排列要尽可能的减少模具外形尺寸3）浇注系统浏道应经可能短，断面尺寸适当，尽量减少弯折，表面粗燥度值要低，使压力、温度损失尽可能少3.2 数量及位置分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模一般来说,大中型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本,所选用的技术要求和规范,选择一模一腔不要采用特殊的排列方式，只要将其摆放合理第四章 注射机的选择及工艺参数的校核注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模时应该先选择好注射机，有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具注射机规格的确定主要是依据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,最大和最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。

4.1 所需注射量的计算1．塑件质量和体积的计算对于该设计,提供了塑件样图,据此进行三维建模充电器面壳三维实体图对其分析得:塑件体积 9.9塑件质量 = =1.10×9.9=10.892．浇注系统凝料体积的估算可按塑件体积的0.6 倍计算,所以浇注系统凝料体积为=×0.6=5.943．该模具一次注射所需塑料体积 =+=15.84质量 ==1.10×15.84=17.42。