手柄注塑模课程设计

湖南工业大学

课程设计任务书

2015-2016学年第2学期

机械工程学院材料成型与控制工程专业材料成型1304班级

课程名称：塑料成型工艺与模具

设计题目：手柄注塑成型工艺及模具设计完成期限：自2016年6月20日2016年7月1日共2周

系（教研室）主任（签字）：__________________

手柄图

二维图

三维图

技术要求：

1.材料ABS

2. 塑件外表光滑, 无注塑缺陷;

3. 脱模斜度30'—1°

4. 中批量生产

5. 未注圆角R1—R2

第1章塑料成型工艺性分析

1.1 塑件分析

该塑件为手柄，所用材料为ABS （丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），无颜色要求，该塑件是日用品, 承受外力的几率较大, 如冲击载荷, 振动, 摩擦等情况比较多; 塑件的工作温度是室温, 这使得在材料选择时对热变形温度, 脆化温度, 分解温度的要求降低; 作为一种日用品, 生产批量应该是大批大量生产, 这样, 就必须考虑生产成本和模具寿命, 在材料的选择时要综合各种因素。

图1-1-1 塑件尺寸图

图1-1-2 塑件三维图

技术要求：

1.材料ABS

2. 塑件外表光滑, 无注塑缺陷;

3. 脱模斜度30'—1°

4. 中批量生产

5.未注圆角R1—R2

1.2性能分析

(1)使用性能

ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性

能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进

行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电

器、仪器仪表、

纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

(2)成型性能

1.无定形料,流动性中等，吸湿大,必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90 C, 3小时.

2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为＞270度)?对精度较高的塑件，模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件，模温宜取60-80

3.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

表1 - 1 ABS性能分析

注射工艺参数

第 2 章分型面位置的分析和确定

分型面的选择原则

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。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应遵循以下原则：

1. 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,

2.选择分型面应尽量使塑件.

3.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; .

4.分型面的选择应保证塑件尺寸精度;

5.分型面选择应有利于排气;

6.分型面选择应便于模具零件的加工;

7.分型面选择应考虑注射机的规格。

分型面选择方案

综合以上各点因素主要基于分型面应选在塑件的最大截面处，如图所示

图2-1 分型面

第3章塑件型腔数量及排列方式的确定

型腔数量的确定

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。但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求）, 形状简单, 又是大批量生产时,若采用多型腔模可使生产率大为提高降低成本。

排列方式的确定

本模具设计采用一模两腔。现代注塑机的料筒通常置于定模板中心轴上，型腔的安排必须考虑主流道，只有这样才能满足下面的条件：各型腔应在相同温度下同时充填，即分流道长度均等；熔料到各型腔流程短，以降低废料率；各型腔间的距离应尽可能大，以便于有足够的空间来设置冷却水道、推出杆，并具有足够的截面积，以承受注射压力；总的反作用力应作用于注射机模板中心。根据以上的要求，一模两腔的模具要符合对称的布局很简单地就可以得到型腔对称于模板中心轴线的两侧。其结构如下图所示：

图3-2 型腔的排布方式

第4章浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算

注射模是安装在注射机上使用的工艺装备, 因此设计注射模是应该详细了解现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,拉杆间距, 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。

所需注射量的计算模具所需塑料熔体注塑量

v=nv 1+v 2公式4-1-1 式中，V——一副模具所需的塑料体积

n ——型腔数目

----- 单个塑件体积

即：

v=1.6nv 1

而 v 1 根据塑件图可以算出大概值为 3 所以

V=1.6 nw =*98789mm3=^ 316c m3

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

A nA 1 A 2

公式 4-2-1

式中 A ―― 塑件及流道凝料在分型面上的投影面积；

―单个塑件在分型面上的投影面积；

A 2 - --流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积；

F m = (nA 1 A 2) P 型

公式 4-2-2

式中 F m ——模具所需锁模力；

P 型 ――塑料熔体对型腔的平均压力

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 2在模具设计前是未知值。根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上投影面 A i 的倍，可选G m/ a 来估算。而ABS 塑件作为中等黏度塑件其对型腔的平均压力 P

型为

35MPa 所以塑件及流道凝料在分型面上的投影面积为：

A nA 1 A 2=1.35nA 1

==2

模具所需锁模力为：

F m = (n A 1 A 2

) Pa =

注塑机型号的选择

G m/a

式中

a ——注射系数，无定型塑料取

G 316cm 2

/0.85 = 。

F F m

所以注塑机的选择为XS-ZY — 500型号的注射机其中 S ：塑料机械

Z :注射机 X :成型

Y ：螺杆式

500: 最大注射量为500cm3

表4-3注射机型号基本参数

v 2

浇注系统的体积

公式 4-1-2

根据注射机的最大注射量

G 和额定锁模力F 来选择，它们应该满足

有关工艺参数的校核

①按注射机的最大注射量校核型腔数量

nW V2 80%Vn 公式4-4-1

K—注射机最大注射量的利用系数，一般取；

Vn—注射机允许的最大注射量cm3

V2 —浇注系统所需塑件的体积cm3

V i —单个塑件的体积cm3 左边n=2,右边?2,满足要求。

②注射量的校核

根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80%,由此有

nV1 V280%Vn 公式4-4-2

Vn—注射机允许的最大注射量cm3

V2 —浇注系统所需塑件的体积cm3

V1—单个塑件的体积cm3 左边=316，右边=400,满足要求。

③注射压力的校核

所选注射机额定注射压力为104MPa该塑件的注射压力为40-70MPa,由于选用的是螺杆式注射机，其注射压力的传递比柱塞式要好，所以注射压力选用60MPa注射应满足

Pmax^ k' P o 公式4-4-3 式中：max注射机额定注射压力

P 0注射成型时所用的注射压力

k'安全系数，常取k'= 左边=130MPa 右边=XX 60 = 75-84MPa 满足要求

④模具厚度的校核

模具厚度指模板闭合后达到规定锁模力时, 动模板与定模板之间的距离模具厚度H应满足：Hmin < FK Hmax

对于所选注射机式中Hmin = 300mm, Hmax = 450mm 而模具厚度为H = 35+40+75+35+133 = 318mm 满足要求。