KS-塑料模具課程設(shè)計(jì),ks,塑料模具,課程設(shè)計(jì) 店長(zhǎng)鏈接：www.5201314cad.com 淘寶店鋪 5201314cad.taobao.com ；本小店也接代畫CAD、preo/e業(yè)務(wù)；難度視尺寸及標(biāo)注數(shù)量而定 塑料模具課程設(shè)計(jì)說明書 塑件是固體膠的上端蓋，壁厚均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其零件圖如下圖所示。塑件的材料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)，精度等級(jí)為IT5，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 一. 塑件的工藝性分析： （1）塑件的原材料分析 塑件的材料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)，是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。 成型特點(diǎn)： 1.ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，ABS易產(chǎn)節(jié)痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。 2.ABS外觀為不透明呈象牙色粒料， ABS相對(duì)密度為1.05左右，吸水率低。ABS的氧指數(shù)為18～20，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。 3.ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。 4.ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 （2）塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析： 1.塑件的結(jié)構(gòu)分析 ①?gòu)牧慵D看，該塑件的外形為圓柱形，壁厚均勻，一端中空， 外圓直徑Φ20mm，內(nèi)圓Φ18mm，壁厚1mm，上端為圓角過渡。 ②由于該塑件無側(cè)孔和內(nèi)凸，所以不用考慮側(cè)向分型抽芯裝置。 ③為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè)1°～2°的拔模斜度。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 2.塑件的尺寸精度分析 按MT5查取有關(guān)尺寸公差，塑件主要尺寸的公差如下所示： Φ17.73 Φ19.68 24±0.16 3.塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要去外觀光潔、色彩艷麗，不允許有成形斑點(diǎn)和熔接痕，表面沒有缺陷、毛刺,表面無特殊要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 二.計(jì)算塑件的體積和重量，注射機(jī)的選用以及確定模具型腔數(shù)。 1.計(jì)算塑件的體積： V≈2686 mm3=2.686 cm3 2.查塑料模設(shè)計(jì)與制造P419，取ABS的密度為=1.16g/cm3,所以塑件的質(zhì)量為 M=V×ρ=2686*1.16 g/cm3 =3.12g。 3.根據(jù)塑件圖樣及產(chǎn)量等要求，確定該模具的型腔數(shù)目為一模4件，初步選用注射機(jī)為XS-ZY-60 XS-ZY-60型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 標(biāo)準(zhǔn)注射量/cm3 60 2 注射壓力/MPa 1220 3 鎖模力/kN 1000 4 動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/（mm×mm） 620x520 5 最大模具厚度/mm 180 6 最小模具厚度/mm 70 7 最大開模行程/mm 200 8 噴嘴前端球面半徑/mm 12 9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 80 三．塑件注射工藝參數(shù)的確定： 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 預(yù)熱和干燥 溫度80～90℃ 成型時(shí)間/s 注射時(shí)間 3～5 時(shí)間2h 保壓時(shí)間 15～30 料筒溫度/℃ 后段 180～200 冷卻時(shí)間 15～30 中段 210～230 總周期 40～70 前 170～190 螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min） 30～60 噴嘴溫度/℃ 180～190 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度/℃ 60～80 溫度/℃ 70 注射壓力/MPa 70～90 時(shí)間/h 2～4 四．注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （1）分型面的選擇： 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫出和模具的制造工藝等有關(guān)，所以應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則和塑件的外形合理的選擇分型面，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，該塑件為回轉(zhuǎn)類零件，表面質(zhì)量無特殊要求，總高為24mm ,截面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)范，其分型面的形式如下圖所示： （2）確定型腔的排列方式 對(duì)于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。本模具采用一模四腔，排布形式為矩形的平衡布局根據(jù)設(shè)計(jì)要求最后確定型腔的排列分布圖如下圖所示： （3）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.主流道設(shè)計(jì) 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為1°～3°，計(jì)算其大端直徑約為Φ10 mm；為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大，取D=6.5 mm;同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R=3 mm，以免淬火開裂和應(yīng)力集中。 a.主流道的長(zhǎng)度L ： 一般控制在60mm之內(nèi)，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)可取L=50mm。 b.主流道的小端直徑： 根據(jù)XS-ZY-60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑:4mm d=do+（0.5-1）mm=4.5mm c.主流道大端直徑： D=d+2Ltan（*/2）=8 mm d.主流道前端球面半徑: SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1-2）mm=15+2=17mm e.球面的配合高度： h=3mm 2.主流道澆口套的形式： 主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，一般選用T8、T10制造，并經(jīng)熱處理提高硬度，對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。如下所示： 3.分流道設(shè)計(jì)： 該塑件的形狀不是很復(fù)雜，熔料填入型腔也比較容易，綜合分流道的容積和壓力平衡，采用平衡式的布置方法。如下圖所示： 該塑件的形狀不是很復(fù)雜，熔料填入型腔也比較容易，根據(jù)型腔的布局圖可知分流道的長(zhǎng)度不是很長(zhǎng)，為了便于加工選擇其截面形狀為半圓形的分流道，取其截面的半徑為2.25mm,截面形狀如下圖所示： 4.澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖所示的側(cè)澆口。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 側(cè)澆口如下圖所示： 5冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算: 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。 五.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算： （1）成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程材料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理一般使其具備50～55HRC的硬度。 1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 2.型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)用整體式，成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上。 其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 3.成型零件的成型尺寸計(jì)算: 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得ABS的收縮率為0.4%～0.8%,故平均收縮率Scp=（0.4+0.8）%/2=0.6%，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取δz =1/4Δ，成型零件尺寸計(jì)算見下表： 類別 模具零件名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 工作尺寸 型腔計(jì)算 型腔的徑向尺寸 Φ19.68 Lm+z =[（1+ ?）lz-3/4Δ] 0+z 19.12 型腔的深度尺寸 24±0.16 lm+z =[（1+ ? +）HZ-2/3Δ] 0+z 23.36 型芯計(jì)算 型芯的徑向尺寸 Φ17.73 Hm = [（1+ ?）lz+3/4Δ] Φ18.27 型芯的高度尺寸 23 hm=[（1+ ?）hz+2/3Δ] 23.45 六.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì): 1.推桿推出: 據(jù)圓筒外殼的形狀特點(diǎn)，其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出，推桿推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)。本模具采用推件桿推出，推桿選用d=8標(biāo)準(zhǔn)推桿 2.導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì): 由于塑件基本對(duì)稱且無單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。導(dǎo)柱要比主型芯高出6～8 mm。 七.模架的確定: （1）選用標(biāo)準(zhǔn)模架: 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖，以模具型腔的大小和進(jìn)料方式，選用的標(biāo)準(zhǔn)模架為A4型，如下圖所示： 160x160模架 A4型 通過查表，計(jì)算模具閉合高度Hm=20+A+16+B+32+C+20=80+40+20+60=200mm 八.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì): 該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻型腔；在型芯上開設(shè)兩個(gè)孔，孔內(nèi)插上縱向隔板，與開在動(dòng)模支撐板上的橫向管路形成循環(huán)冷卻回路。冷卻通路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)如圖所示： 九.注塑機(jī)參數(shù)的校核 XS-Z-60型注塑機(jī)的主要參數(shù) 最大注射容量為60cm3；注射壓力為122Mpa； 鎖模力為500kN；最大注射面積為130cm2； 最大模具厚度為200cm3；最小模具厚度為70mm； 噴嘴圓弧半徑SR12MM；噴嘴孔半徑R2mm； 中心頂出孔半徑R25mm； 模板開模行程180mm。 根據(jù)上述所選注射機(jī)進(jìn)行參數(shù)校核。 （1）鎖模力的校核: 按F≥KpA分公式校核鎖模力。 其中，F(xiàn)為注射機(jī)的最大鎖模力；p為模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)熔體的平均壓力）；A分為所有制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和。K為壓力損耗系數(shù)，一般取1.1-1.2。 由于制品材料為ABS，屬于中等粘度塑料和有精度要求的制品，查相關(guān)資料得：p為29.6-34.4MPa，取p=30MPa進(jìn)行校核。 A分是分型面上的投影面積，經(jīng)計(jì)算（可利用軟件的分析功能進(jìn)行計(jì)算），則兩個(gè)制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和A分為8567mm2 因此：KpA分=1.1X30X106X8567X10-6 N=299.7KN F=500kN≥299.7kN 所以鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 （2）注射量的校核: 經(jīng)計(jì)算得到整個(gè)澆注系統(tǒng)和塑件的體積為23.411cm3 注射機(jī)的注射量G=60cm3，按校核公式GX0.8=60x0.8cm3=48cm3≥23.411cm3，滿足注射成型的要求。 （3）合模機(jī)構(gòu)的尺寸的校核: 1.模具具厚度的校核: 注射機(jī)允許安裝的模具最高厚度為200mm；注射機(jī)允許安裝的模具最小厚度為70mm。 模具實(shí)際厚度 H=定模座板+型芯模板+型腔模板+動(dòng)模固定板+方鐵+動(dòng)模座板 =25mm+33.5mm+35mm+19mm+58mm+25mm=195.5mm 顯然，注射機(jī)允許安裝的模具最小厚度≤模具實(shí)際厚度H≤注射機(jī)允許安裝的模具最大厚度，模具厚度滿足要求。 2.開模行程的校核 : 按開模取件的最小開距進(jìn)行校核。該模具的澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口形式，單分型面注射模，可按下式校核： S≥H1+H2（5-10）mm 其中，注射機(jī)最大開模行程S為180mm；制品的推出距離H1為15mm：制品的總高度H2為3mm。 H1+H2+（5-10）mm=15mm+3mm+10mm=28mm 顯然，注射機(jī)最大開模行程S≥70mm，模具的開模行程足夠。 十.模具總裝圖: 第13頁(yè) 共13頁(yè)