塑料模具课程设计

塑料模具课程设计说明书 学 院：材料科学与工程 专 业： 08 高分子 学 号： 200800150131 姓 名： 林皓 指导教师： 张晨 塑料模具课程设计说明书

- 2 - 目录 第一部分 设计任务分析…………………………………………………… 3 第二部分 塑件的分析……………………………………………………… 4 第三部分 注射机型号确定及参数校核…………………………………… 5 第四部分 浇注系统的设计………………………………………………… 7 第五部分 型腔排布及分型面选择………………………………………… 9 第六部分 成型零件工作尺寸计算…………………………………………10 第七部分 导向及脱模机构…………………………………………………14 第八部分 参考文献…………………………………………………………16 塑料模具课程设计说明书

- 3 - 第一部分 设计任务分析

图1 零件实体图 一、制品的设计要求 本次设计制品的用途是锁盖，结构简单，对称分布，对精度无太大要求，强度要求适中

二、制品的生产批量 本制品为大规模生产，为缩短生产周期、节约成本，采用一模两腔

三、制品的尺寸与公差 两孔间尺寸精度为MT3级，其他无公差要求为MT5级

四、制品体积估算 由分析，可得锁盖件的体积为8.5cm3 塑料模具课程设计说明书

- 4 - 第二部分 塑件的分析 材料：黑色酚醛树脂（PF） 一、PF性能分析 固体酚醛树脂为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。工艺条件 注射机类型：柱塞式 螺杆转速：40-80r/min 喷嘴温度：90-100℃ 料筒前端温度：70-100℃ 料筒后端温度：40-50℃ 模具温度：160-169℃ 注射压力：98-147MPa 背压：0-0.49MPa 注射时间2-10s 保压时间：3-15s 硬化时间：15-50s 成型周期：45-120s 成型收缩率：0.006% 成型温度：146-180℃ 成型压力：7-42MPa

二、成型特性 1.刚性好，变形小，耐热耐磨，无定型料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止产生气泡则宜先干燥 2.流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200℃ 3.成型温度范围小，必须严格控制料温 4.模具浇注系统应短粗，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬

四、注射成型工艺过程 加料 成型前准备 塑化 注射 冷却 脱模 加压 工艺流程图解

后处理 塑料模具课程设计说明书

- 5 - 第三部分 注射机型号确定及参数校核

注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具是应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号

一、注射机的确定 由分析，可得锁盖件的体积为8.5cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料膜设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS-Z-60，以下为其技术规格 理论注射容积(cm3) 60 螺杆直径(mm) 38 注射压力(MPa) 180 注射速率(g/s) 70 塑化能力(g/s) 35 螺杆转速(r/min) 0~200 锁模力(KN) 500 拉杆有效距离(mm) 220*300 移模行程(mm) 180 模具最大厚度(mm) 200 模具最小厚度(mm) 70 锁模形式 双曲肘 模具定位孔直径(mm) 55 喷嘴球半径(mm) SR12 喷嘴口空孔径(mm) 4 模板尺寸(mm) 160*250

二、注射压力校核 P注=98-147MPa P公=180MPa； P公≥P注 满足条件 这里选130MPa

三、锁模力校核 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，注射剂的额定锁模力必须大于该胀型力，即：

型分胀锁PAFF

锁F——注射机的额定锁模力（N）；

型P——模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3-0.65倍，通常取20-40MPa。

这里选型P=40MPa；

分A——塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（2mm）；由分析，可得投影面积702cm，浇

注系统的投影面积不超过102cm；  型分胀锁PAFF）（N5108.43020080

小于500KN，符合要求 塑料模具课程设计说明书 - 6 - 四、开模行程校核 对于具有液压-机械式合模机构的注射机，其最大开模行程是由肘杆机构的最大行程所决定的，而不受模具厚度影响，因此本次设计中，开模行程与模具厚度无关，且为单分型面注射模，则所需开模行程H为：

mm10~521max）（HHS

式中，1H——塑件推出距离（mm）； 2H——包括浇注系统在内的塑件厚度（mm）；

maxS——注射机最大开模行程（mm）；

这里通过资料可得： maxmm11889515SH）（ 塑料模具课程设计说明书

- 7 - 第四部分 浇注系统的设计 一、浇注系统的组成 所谓注射模的浇注系统是指主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图二

图二 二、浇注系统各部件设计 1.主流道设计

1.1主流道通常设计成圆锥形，其锥角4~2，内壁表面粗糙度一般为m63.0aR。这里取4；

1.2为防止主流道与喷嘴处溢料，喷嘴与主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，且

半径：mm142~112mm2~112）（）（RR；

小端直径：mm52~14mm1~5.0dd12）（）（； 凹坑深：h=3~5mm，这里取h=3.5mm； 1.3为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径1~3mm； 1.4在保证塑料良好成型的前提下，主流道长度L应尽量短。通常由模板厚度确定，一般取mm60L；这里上标准模架，并考虑塑件厚度，取L = 43 mm； 1.5由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此将主流道制成可拆卸的主流道衬套，便于优质钢材加工和热处理,这里取A型衬套，如图三，且衬套大端高出定模端面H = 5~10mm，起定位环作用； 图三 2.冷料穴 为储存两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔，设计冷料穴。 主流道冷料穴设计成带有拉料杆的冷料穴，冷料穴的孔设计成倒锥形，凝料推杆固定在推出固定板上。开模时靠倒锥起拉料作用，然后由推杆强制推出，这种冷料穴取凝料不需要侧向移动，易实现自动化操作，如图四。 塑料模具课程设计说明书 - 8 - 图四 图五 图六 3.分流道 3.1分流道截面形状 为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用圆形截面； 3.2分流道截面尺寸

制品壁厚大于3mm，故不能采用课本公式6-1进行计算。根据：mm5.1产品最外壁D，且酚醛树脂流动性不佳，取分流道截面直径10mm； 3.3分流道直径 分流道长度应尽量短，且少弯折，这里取30mm； 3.4分流道表面粗糙度

分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度通常取m5.2~25.1aR，可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于保温； 3.5分流道的布置 模具为一模两腔，采用平衡式布置，在动模板和定模板上均开有分流道，如图五； 4.浇口 浇口是连接流通与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料速、补料时间及防止倒流等作用，如图六。 根据浇口的设计原则，选择矩形侧浇口。其广泛应用于中小型塑件的多型腔注射模，截面形状简单，便于修正。一般侧浇口的厚度为0.5~1.5mm,宽度为1.5~5.0mm,浇口长度为1.5~2.5mm。 据经验公式计算： 侧浇口厚度tnh，其中n为系数，参考课本表6-4取n = 0.7；t为塑件壁厚，这里取t = 5mm；则h=3.5mm，明显大于通常尺寸，这里取h = 1.5 mm； 由经验数据可得，侧浇口宽度与厚度的比例大致是3:1，则宽度b = 4.5 mm； 浇口长度这里取2 mm； 塑料模具课程设计说明书

- 9 - 第五部分 型腔排布及分型面选择 一、分型面 1.分型面的形式 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气系统、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面； 2.分型面的选择

根据教材塑件的分型面应取在位于塑件截面尺寸最大的部位。按塑件结构，分型面选在塑件端面，垂直于开模方向，型芯设在动模，开模后塑件包在型芯上留在动模，符合分型面设计原则，便于脱模，保证制件精度，简化模具结构； 二、型腔 1.型腔数目的确定 为了使模具与注射机的生产能力匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用方法有4种：a）、按注射机的额定注射量确定型腔数；b）、按注射机的额定锁模力确定型腔数；c）、按制品的精度要求确定型腔数；d）、按经济性确定型腔数； 由于是大批量生产，这里选用d）进行确定，并按a）校核，过程如下：

设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为1C，与型腔无关的模具费用为0C，每小时注射制品成型的加工费用为y（元/h），成型周期为t（min），则： 模具费用为（元）01mnCCX；

成型加工费用为）（元）（n60ytjNX； 总成型加工费为jmXXX；

为使总成型加工费最小，令0dndx，则：160ytnCN。 对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过4个，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数初定为2腔；

之前计算每个塑件体积为3cm5.8，考虑到为两腔，并计算流道凝料，总体积小于注射机理论注射容积，符合要求。 2.型腔排布方式确定 由于塑件属于小型塑件又要满足大批量生产要求，为使模具制造简便，综合考虑浇注系统、模具结构等因素，拟采用平衡布置。