注塑模课程设计说明书——底板注塑模设计

课程设计说明书

题 目

底板注塑模课程设计说明书 院 、 系：材料工程学院 专 业：材料成型及控制工程 班 级：1201012学 号：38 学生姓名：xxxx 指导教师：彭老师

完成时间：2015.6.26

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目 录

一、材料的工艺性分析

1 、塑件的成型工艺性分析 、 2、塑料成型工艺参数的确定 3、计算塑件的体积和质量 二、注塑模的结构设计 1、分型面的选择

2、确定型腔数目及布置 3、浇注系统的设计 4、排气方式

5、推出机构设计

6、成型零部件的设计 7、模架的选择

三、选择成型设备并校核有关参数 1、注射机的选择 2、锁模力的校核

四、模具成型零件工作尺寸的计算 五、绘制模具总装图 参考文献. 致谢附录

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一 、塑件的工艺性分析

塑件的成型工艺性分析

塑件如图1—1所示

1 、

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图 1—1 底板

名称：底板

材料：酚醛塑料粉4010 数量：较较大批量生产

要求：塑件外表面光滑、美观，塑件允许的最大脱模斜度为0.5

度。

2、塑料成型工艺参数的确定

查相关手册得到酚醛塑料粉4010塑件的成型工艺参数： 密 度：1.45 收 缩 率：0.6—0.9 预热温度：105±3℃ 预热时间；5～15min 模具温度：115—165℃ 压制温度；160～175℃ 注射压力：30～40MPa 成型时间：1～2min/mm

3、计算塑件的体积和质量

计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。

计算塑件的体积：通过proe中的“分析=》模型=》质量属性”功能可得塑料盒的体积为12.538 cm3，

采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，加上浇注系统的冷凝料及注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初选注塑机为XS-ZY-60型。

二 注塑模的结构设计

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注塑模的结构设计主要包括：分型面的选择，型腔数目的确定，型腔的排列方式，冷却水道布局，浇口位置设置，模具工作零件的结构设计，侧向分型与抽芯机构的设计，推出机构的设计等内容。

1、分型面的选择

该制件有三个分型面供选择如图2—1所示

a）、：

1、C分型面应不利于利于抽芯，不便于便于塑件脱模

2、B分型面能确保塑件尺寸精度，保证塑件的质量要求，该塑件的分型面位置如图这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件的外表面光滑，同时有利于塑件的脱模。

3、A分型面不利于分型，和向对于B分型面来说无法保证精度。 综上优先选择B分型面。

2、确定型腔数目及布置

塑件形状较简单，质量较小，生产批量较大，所以应使用多型腔注射模具。模具采用一模两腔平衡式的型腔布置这样的模具结构尺寸较小制造加工方便，生产效率高，塑料成本较低。型腔布置如图2—2所示：

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图2—2型腔布局图

3、浇注系统的设计

1、浇注系统的组成

一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。

2、主流道的设计如图2—3所示：

图2—3

根据设计手册查得G54-S-200注塑机喷嘴的有关尺寸：

喷嘴口孔径：d=φ4mm， 喷嘴前端球面半径：R=18 mm

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根据模具主流道与喷嘴的关系： R=R0 +（1～2）mm D=d0 +(0.5～1) mm

取主流道球面半径 R=19 mm 取主流道的小端直径 D=Ф4.5mm

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为1～3℃，经换算得主流道大端直径D=Ф8.5mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。

为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的硬度为53～57HRC，主流道衬套和定模的配合形式为H7/m6的过渡配合。 3、浇口套的设计

由于注塑成型时主流道要与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般都不将主流道直接开在定模上，而是将它单独开设在一个嵌套中，然后将此套再嵌入定模内，该嵌套称为主流道衬套(也有文献称为浇口套)。采用主流道衬套以后，不仅对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材等工作带来很大方便，而且在主流道损坏后也便于修磨或更换。

图2-4 主流道衬套：

主流道衬套的材料选用T8A，热处理后硬度53-57HRC，为了便于维修，

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主流道衬套与定位环分开设计。

4、分流道的设计

由于是一模两腔，所以需要分流道。分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。对分流道的要求是：熔体通过时的温度下降和压力损失都尽量地小，能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔，不过分增加塑料消耗量。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。

选用圆形分流道。分流道表壁的表面粗糙度值不宜太大，一般要求达到Ra1.25—2.5µm即可，这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，保证熔体流动时具有合适的切变速率和剪切热。

圆形截面的分流道的截面尺寸： H=（2/3）B，α=5—10，B=4—12mm

采用截面为矩形的侧浇口,查表初选尺寸为(b×l×h) 1.5mm×0.6mm×0.8mm。 4、排气方式

由于酚醛塑料粉4010属于热固性塑料，注射模不但要排出型腔中的空气，还要排出固化反应所产生的挥发性气体，因此，排气量大，在浇注前就应该开始排气。在此选用在分型面上开排气槽，宽度为3——8mm，深度为0.06——0.18mm。 5、推出机构设计

本模具采用顶杆推出机构。

(1) 顶杆的形式 采用等圆截面顶杆，其尾部采用轴肩形式，顶杆材料为T8A，头部要淬火，硬度应达到40HRC以上，滑动配合部分表面粗糙度达到Ra0.63～1.25,顶杆的位置高在阻力大的地方。

(2) 顶杆的固定及配合 顶杆与顶杆孔部为滑动配合，一般选H7/f6，其配合间隙兼有排气作用，但不应大于所用塑料的排气间隙，以防漏料。配合长度一般与顶杆直径的2～3倍，顶杆端面构成型腔的一部

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分，应精细抛光。采用顶杆比较容易使单边间隙达到0.01—0.02mm的要求。推杆选用d=6mm顶杆推出距离d=12mm。

图2—5推杆

推杆的固定方式如图：

图2—6

6、成型零部件的设计

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凹模采用整体式结构。 其结构形式如图2—7所示；

图2—7

凸模采用整体式结构。

7、模架的选择

模架的结构如图所示：

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三、选择成型设备并校核有关参数

1、注射机的选择

选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量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注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。 通过proe中的“分析=》模型=》质量属性”功能，可得塑料盒的体积为16.9cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—ZY—60.其最大理论注射容量为60cm3，符合：V实V公为了保证正常的注射成型，在一个注射成型周期内，需注射入模具内塑料熔体的容量，应为制件和浇注系统俩部分容量之和，即

V=nVz+Vj

式中 V——一个成型周期内所需注射的塑料熔体的容量

n——型腔的数目 Vz——单个塑件的容量

Vj——浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量 故应使 nVz+Vj≤0.8 Vg

进过计算可得塑件的体积为16.9 cm3，模具是一模两腔，浇注系统的凝料为0.6 cm3可得：

nVz+Vj=16.9x2+0.6=34.6≤0.8 Vg

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。

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查表得酚醛塑料的注射压力为30-40Mpa 取40Mpa

查阅模具设计指导的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—Z—60

XS—Z—60型注射机的主要参数如下表所示

选用ＸＳ－Ｚ－６０型卧式注射机，其有关参数为： 额定注射量：６０ ㎝³ 柱塞直径：３８㎜ 注射压力：１２２ＭＰａ 注射行程：１７０㎜ 锁模力： ５００ｋＮ 最大成型面积：１３０㎝³ 模板最大行程：１８０㎜ 模具厚度：７０－２００㎜ 喷嘴圆弧半径：１２㎜ 喷嘴直径： ４㎜

拉杆间距： １９０×３００㎜ 2、锁模力的校核

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≥pm（nAz+ Aj）= Ff

式中 F—锁模力（N）

Pm—塑料熔体在型腔内的平均压力（MPa）

注射机可用的安全锁模力应取额定锁模力的80％，即

F=0.8Fe≥Ff

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F=0.8 Fe=0.8×500=400KN

Ff=20×（2×2000+160）=83200N=83.2KN 经校核符合题意。 (1)开模距离校核

开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。

对单分型面注射模，所需开模行程为：

Smax H = H1 + H2 +（5～10）=5+10+10=25mm

式中 H1—制品所用的脱模距离

H2—制品高度

模板最大行程：１８０㎜，可得符合要求。

经校核注射机最大注射量，注射压力，锁模力和开模行程等参数均能满足使用要求，故可用。

四、模具成型零件工作尺寸的计算

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量来进行计算。查有关模具设计手册得酚醛塑料的收缩率为s=0.6%～0.9%,故平均收缩率0为Scp(0.60.9)%/20.75%。塑件公

0.32差按照SJ1372中的4级精度公差选取，即取64为64；60为600.32；24

0.22为24；10为100.16；2为20.12；12为120.1820为200.22。

根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z3。型腔和型芯工作尺寸计算如下:

类别 塑尺寸 件计算公式 型芯或型腔尺寸 成都工业学院课程设计说明书

型腔深度尺寸 2.1200.12 DM=（H+HS—△／2—z／2）0.0300.032.120 10.1600.16 DM=（H+HS—△／2—z／2）0.0400.0410.140 型腔内型尺寸 64.3200.32 DM=（D+DS—△／2—z／2）0.0800.0864.520 60.3200.32 DM=（D+DS—△／2—z／2）0.0800.0860.490 24.2200.22 DM=（D+DS—△／2—z／2）0.0600.0624.260 1.1200.12 DM=（D+DS—△／2—z／2）0.0300.031.050

类别 塑尺寸 件计算公式 型芯或型腔尺寸 成都工业学院课程设计说明书

型芯外形尺寸 5.1400.14 dM=（d+ds—△／2—z／2）5.100.04 00.04 10.1600.16 dM=（d+ds—△／2—z／2）10.1400.04 00.04 型芯高度尺寸 4.1400.04 hM=（h+hs—△／2—z／2） 00.04 5.1400.14 hM=（h+hs—△／2—z／2）5.100.04 00.04 中心尺寸 20 LM= [L+LS ]± z 20.12±0.07 12

LM= [L+LS ]± z 12.07±0.05 五、绘制模具总装图

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参考文献

[1]杨占尧，王高平主编. 《塑料注射模结构与设计》[M]. 高等教育出版社，2009.

[2]翟德梅，段维峰主编. 《模具制造技术》[M]. 化学工业出版社，2009. [3]李建军，李德群主编 ．《模具设计基础及模具CAD》[M]．机械工业出版社，2005．

[4]叶久新，王群主编．《塑料制品成型及模具设计》[M]．湖南科学技术出版社，2005．

[5]大连理工大学工程画教研室编著．《机械制图》[M]．高等教育出版社，2002．

[6]申开智，《塑料模具设计与制造》[M] ．化学工业出版社, 2006.

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[7]唐志玉《塑料模具设计师指南》[M].国防工业出版社,1999.

[8]夏巨谌 李志刚《中国模具设计大典》[M].江西科学技术出版社， 2003