塑料模课程设计说明书塑料盒模具设计

1、 湖南省重点建设高校塑料模课程设计说明书 设计题目：塑料盒模具学 院：机电工程学院专 业：材料成型及控制专业学 号：040304010设 计 人： 指导老师：完成日期：2007年12月22日目 录 设计任务书2 塑料盒模具设计2一、拟订模具的结构形式3二、浇注系统的设计7三、成型零件的设计10四、模架的确定15五、排气槽的设计19六、脱模推出机构的设计20七、温度调节系统的设计20塑料模课程设计任务书一、 任务与要求：1、给定塑件零件图一张，按模具设计要求将塑件有关公差进行变换。2、完成模具装配图一张，cad绘制成a0a1图幅，按制图标准。3、完成模具零件图3张10张。定模座板；定模板；动模座

2、板；型芯固定板；动模支承板；动模镶件（既凸模）；垫块；推板；推杆固定板；推杆（或推管、脱模板）任选。图纸幅面a3或a4均可，用cad绘图，要求在零件图上标明该零件的材料、数量、序号、尺寸公差和形位公差值、热处理及其它技术要求。4、编写设计说明书（2030页），二、设计时间及进程安排第1周：设计方案论证与确定，完成有关计算、设备选择，完成设计说明书草稿。第2周：完成模具装配图绘制，完成模具零件的图绘制，并进一步修正装配图，完成说明书正稿的誉写。三、主要参考资料：1、塑料模具设计指导2、教材有关章节3、塑料模具设计手册4、机械设计、机械制图（教材）。四、设计题目塑料盒技术要求：1、塑件不允许有裂纹

3、，变形； 2、脱模斜度301； 3、未注圆角r2r3。一、拟定模具的结构形式1.塑件成型工艺性分析该塑件是一塑料盒，如下图所示，塑件壁厚属于薄壁塑件，生产批量很大，材料为硬质聚氯乙烯（pvc），热稳定性差，成型范围窄（-1555）；流动性差，腐蚀性强，塑件外观差。模具设计时要合理设计浇注系统，阻力要小，严格控制成型温度，既料筒、喷嘴及模具温度；模具要进行表面镀铬处理，收缩率0.7%.2.分型面位置的确定根据塑件结构形式，分型面应选在塑料盒的外表面最大截面处，即塑料盒的底平面，如下图（1）所示。图（1）3、确定型腔数量和排列方式该塑件虽然精度要求不高，又是大批量生产，但尺寸较大，可以采用一模一腔

4、的形式。如图（2）所示。图（2）4、模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具采用一模一腔，推件板推出，浇口采用直接浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支承板，因此可确定模具结构形式型带推件板的单分型面注射模。如图（3）所示5、注射机型号的选定 1）注射量的计算 通过pro/e建模分析，塑件质量为150.0g, 塑件体积 ,流道凝料的质量可按塑件质量的0.1倍来计算。从上分析确定为一模一腔，所以注射量m=1.6nm1=1.11150=165g.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：流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积,在模具设计前是个未知值，根据型腔

5、模的统计分析, 在分型面上的投影面积为0。所以式中 式中型腔压力取（因是薄壁塑件，又是点浇口，压力损失小）。3）选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用sz-125/630卧式注射机，见表01。表01理论注射容量/140锁模力/kn530螺杆直径/40拉杆内间距/370320注射压力/126移模行程/270注射速率/（）110锁模方式双曲肘塑化能力/（）16.8最小模具厚度/150喷嘴球半径/10定位孔直径/螺杆转速/（）14-200喷嘴口直径/4.54）注射机有关参数的校核（1）有注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。型腔数校核合格。式中 -注射机最大注射量的利用系数，一般

6、取0.8； -注射机的额定塑化量(),-成型周期取20s( 2 ) 注射压力的校核，而，注射压力校核合格。式中-取1.25-取（属薄壁塑件）（3）锁模力的校核：，而，锁模力的校核合格。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。二、浇注系统的设计1、流道设计1）流道尺寸 根据所选注射机，则流道小端尺寸为 =注射机喷嘴尺寸 +（0.51）= 55.5 流道球面半径为sr=喷嘴球面半径 + （12）=1112 2）流道衬套形式因本设计为小型模具，衬套和定位圈设计成分体式，流道长度取28.34，约等于定模座板的厚度。衬套如图4所示，图4材料采用t10a钢，热处理后表面硬度为53hrc5

7、7hrc。3）流道凝料体积 2、分流道设计此模具采用一模一穴，不需要考虑分流道的计算。3、浇口的设计 根据外部特征，外观质量要求比较高，pvc材料的透明性好，该制品为盒形件，因此选用点浇口，有利于浇口与制件的自动分离，浇口痕迹小，容易修整。1） 浇口尺寸的确定浇口的圆柱孔长浇口直径 ，由下面公式得， 式中 浇口的直径（）型腔的表面积（）制品壁厚的函数值（查表取0.294）塑料材料系数（查表取0.6）根据参考文献1，取浇口的截面形状如图5所示。图5 三、成型零件的设计 模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成型塑料盒盒体外表面的凹模，成型内表面的型芯（凸模）。

8、1、成型零件的结构设计1）凹模（型腔）考虑到塑料盒的形状，凹模尺寸不大，可以制成整体式，整体式凹模强度也好，所以本设计采用整体式凹模，如图6所示。 图62）型芯考虑到塑料盒内表面的形状，型芯可以采用整体式加工，而且由于相邻小型芯之间的间隙比较小，应该采用线切割进行加工。成型盒形件的型芯如图7所示（分别为主视图和右视图）：图72、成型零件钢材的选用盒体是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好；机械加工性能和抛光性能也应良好。因此构成型腔的整体式凹模和整体式凸模钢材选用sm2（y20crni3almnmo）。3、成型零件工作尺寸的计算1）型腔径向尺寸式中 塑件平均收缩率0.007

9、 塑件外径尺寸； 修正系数（取0. 7）； 塑件公差值 制造公差（取）将尺寸，分别换算为，代入上式计算： 1）型腔高度尺寸式中 修正系数（取0.58）； 塑件公差值 制造公差（取）将尺寸，换算为，代入上式计算：3）型芯径向尺寸式中 修正系数（取0.7）；将尺寸，分别换算为，代入上式计算：3）型芯高度尺寸式中的修正系数（取0.58）将尺寸换算为，代入上式计算：4、成型零件强度计算根据成型该盒形件的材料和尺寸，该盒形件属于中小型塑件，应该按强度公式进行计算。1）型腔侧壁厚度（按整体式矩形型腔计算如教材表412）式中 型腔压力，一般取，在此取； 底板长边长度，根据塑件取90；与比值有关的系数，在此取

10、0.176；底板短边与长边长度之比，在此取0.95； 模具材料的许用应力（）,预硬化模具钢取300；将各个数据代入上式，有：用刚度条件进行校核，根据塑料品种为pvc，查表，此处取式中模具材料的弹性模量（）碳钢取；与型腔深度对型腔侧壁长边之比有关的系数， 型腔高度，为代入公式有：=从上面的计算可以看出，侧壁厚度完全满足强度和刚度要求，因此侧壁壁厚取。2）型腔底板厚度按强度条件计算 式中由底板短边和长边边长之比决定的系数，查表取1.18，代入上式有：取按刚度条件校核，式中为由底板短边与长边之比决定的系数，查表取0.0138代入上式 ：可见不能取所以要取既符合强度要求也符合刚度要求。四、模架的确定根

11、据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为86.4590.62，根据模板有效使用面积：，可求出：，于是查表得，因此，。，查表选，因此得：。又根据型腔侧壁最小厚度21.742，考虑到冷却系统，导柱，导套及连接螺钉布置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为5号（250200），模架的结构为形式为a4的形式，如图8所示图8各模板尺寸的确定。1、 定模座板定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。 通过4个m10的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过4个m6的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为配合。如图9图92、中间模（定模型腔板）塑件高度57，在模板上还要开设冷却水道，冷却水

12、道离型腔应有一定的距离，因此中间板取.如图10图103、脱模板 用于推出塑件，使塑件受力均匀，防止变形。一般用q235制成。4、 型芯固定板 用于固定凸模，固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢制成，调质230hb270hb。如图11图115、 支承板 支承板应具有较高的平行度和硬度。用45钢较好，调质230hb270hb。6、 垫块1） 主要作用 在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。1） 结构形式该模具采用平行垫块。体尺寸如图12图122） 垫块材料采用q235。3） 垫块的高度校核 垫块高度=推出行程+推板厚度+推

13、杆固定板厚度+（510） =57+30+20+（510）=112117124，符合要求。7、 动模座板（） 材料为45钢，其上的注射机推杆孔为其上的推板导柱孔与导柱采用配合。8、 推板 材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用配合。用4个m10的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。9、 推杆固定板 材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用配合。 以上尺寸确定后，就可以确定模架序号为10号，板面为200200，模架结构形式为a4的标准模架。从选定模架可知，模架外形尺寸：宽长高=200200320。模具平面尺寸200200，合格；模具高度300150（最小模厚），合格；模具开模所需行程=57.

14、43（型芯高度）+57（塑件高度）+（510）=（114.43124.43）270（注射机开模行程），合格；其它参数在前面校核均合格，所以本模具所选的注射机完全满足使用要求。五、排气槽的设计注射模的排气方式，大多数是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只有在特殊情况下采用排气槽的排气方式。排气槽应开设在型腔最后充填的部位，且最好开在凹模一侧，以便所产生的飞边随塑件脱出。因本塑件的精度要求不高，所以利用分型面或配合间隙自然排气。六、推出机构的设计脱模板推出过程中，为了减小脱模板与型芯的摩擦，使模板与型芯间留有0.20.25的间隙，本设计中取0.2。七、温度调节系统的设计冷却系统的计算很麻烦，在此只

15、进行简单计算，在单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为65。1、 冷却水的体积容量式中 单位时间（每分钟）内注射入模具中的塑料质量（），按每分钟注射3次，即： 单位质量的塑件在凝固时所放出的热量，为 冷却水的密度（） 冷却水的比热容（） 冷却水出口温度（） 冷却水入口温度（） 2、冷却管道直径为使冷却水处于湍流状态，查资料取， 3、冷却水在管道内的流速由式 大于最低流速，达到湍流状态，所选管道直径合理。 4、冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查参考文选1中的表9.85取（水温为时），因此 5、冷却管道的总传热面积 6、模具上应开设的冷却水孔数 从计算结果

16、看，一边设置两个水道就可以了，但因塑件尺寸较大，内部有加强筋结构，同时考虑到pvc温度范围窄，成型性差，稳定性也差，在单位注射量小的情况下，一条冷却水道对模具来说是不可取的（冷却不均匀）所以一边应用三了水道短程外周边冷却，中间型芯再加三到水道，进行内部冷却。8、 参考文献1. 塑料模具设计指导 编著 伍先明 王群 张后安 国防工业出版社2. 塑料模具典型结构图 编绘 蒋继红 王效岳 中国轻工业出版社3. 精通pro/e中文野火板-模具设计篇 编著 凯得设计 中国青年出版社4. 中国模具设计大典电子板5. .塑料制品成型及模具设计主编叶久新王群湖南科学技术出版设6. 模具制作实训主编应龙全人民邮电出版设7. 高分子材料成