无锡职业技术学院模具专业毕业设计说明书.doc

步 骤说 明 与 理 由结 论塑件的工艺分析技术要求：本塑件使用ABS塑料塑件的工艺性分析该塑件是一个材料为ABS的壳件，塑件尺寸不大，精度要求等级不高。ABS塑料是由丙稀腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使他具有良好的加工性和染色性能。塑件材料为ABS 采用注射成型步 骤说 明 与 理 由结 论ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021，05g/cm。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度在93左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS容易吸水，成型加工前应先进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率的影响极小。在要求塑件精度较高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应该控制在6080。塑件尺寸精度分析：查“塑件尺寸公差表”和“常用材料的模塑件公差等级选用”得知：未注公差等级为塑件标准公差4级，在模具设计及制造时要确保其精度要求。塑件表面质量分析：步 骤说 明 与 理 由结 论1、 必须避免在塑件的分型面处出现毛边；2、 注意通孔处不出现锐边3、 表面粗糙度没有较高的要求塑件的结构分析：1、 塑件成型性良好；2、 塑件本身没有斜度，在模具设计及制造时注意拔模斜度。3、 该塑件的尺寸较小，精度一般，为降低成型费用，采用一模多腔，并不对制品进行后加工。4、 为了满足制品成型要求与提高成型效率采用点浇口。为了方便加工和热处理，型芯部分采用拼镶结构。ABS的注塑工艺参数：类型 螺杆式螺杆转速 3060喷嘴形式 直通式料筒温度前段200210 中段 210230 后段 180200喷嘴温度 180190模具温度 5070注射压力 7090Mpa保压压力 5070Mpa注射时间 35S保压时间 1530S冷却时间 1530S成型周期 4070S步 骤说 明 与 理 由结 论确定型腔数目根据塑件的生产批量以及尺寸精度要求采用一模一腔。按照塑件图所示尺寸近似计算： 塑件体积Vs9cm查表61塑料ABS的密度为1.05g/cm（注射级密度为1.05g/cm）单件塑件重量Ms=9*1.05 =10g一模一腔型腔、型芯工作部位尺寸的确定查表得知ABS的收缩率为0.40.6%平均收缩率 S=（0.4%+0.6%）/2=0. 5%型腔、型芯工作部位尺寸：型腔径向尺寸 Lm+z0=(1+S)LS- +z0型腔深度尺寸 Hm+z0=(1+S)HS- +z0型芯径向尺寸 lm0-z=(1+S)lS- 0-z型芯高度尺寸 hm0-z=(1+S)hS- 0-z中心距CmZ=(1+S)CSZ/2式中：LS塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸mmlS塑件内型径向尺寸的最小尺寸mmHS塑件内型深度基本尺寸的最大尺寸mmhS塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸mmCS塑件中心距尺寸的平步 骤说 明 与 理 由结 论均尺寸mm修正系数取0.50.75塑件公差mmZ模具制造公差，取（1/31/4）型腔径向尺寸：（LM)z =(1+ )LS0.5z240.16： (LM)z = (1+ 0.55%)300.5 0.320.32/3=23.9720.1300.18 （LM)z = (1+ 0.55%)300.50.360.36/3=29.9850.12型腔深度尺寸(HM)z =（1+ ）HS-0.5z260.18 ：(HM)z =（1+0.55%）26-0.5 0.360.36/3=25.9630.12步 骤说 明 与 理 由结 论型芯径向尺寸(lm)z =(1+ )lS+0.5z200.16 (lm)z =(1+0.55%)20+0. 5 0.320.32/3= 20.270.11160.14 (lm)z =(1+0.55%)16+0.50.280.28/3= 16.2280.09280.18 (lm)z =(1+0.55%)28+0.50.360.367/3= 28.3340.1220.08 (lm)z =(1+0.55%)2+0.50.160.16/3= 2.0910.05型芯高度尺寸hm0-z=(1+S)hS- 0-z24 0.16步 骤说 明 与 理 由结 论(lm)z =(1+0.55%)24+0.50.320.52/3=24.29250.1中心距离尺寸计算中心距离尺寸的计算公式：(CM)Z/2=(1+) CSZ/式中 表示塑料的平均收缩率；(=0.65%) CS表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z取/3；200.16 (CM)Z/2=(1+0.55%)200.1/2=20.110.1注塑机的选择一、注射机的初选1、 塑件体积计算利用Pro/e造型进行三维实体建模，并可直接通过软件进行分析，得到塑件体积为：V件=9cm2、 计算塑件的重量步 骤说 明 与 理 由结 论根据“塑料成型工艺与模设计（第二版）”查得：密度为1.02g/cm1.05g/cm，根据塑件的形状及尺寸，采用一模一腔的结构：塑件及浇注系统总重量： W总=1.04*（9+10） =20g注射量满足：V机V塑件/0.80式中：V机额定注射量 V塑件塑件和浇注系统凝料体积和V塑件/0.8=（9*2+10）/0.8=35 cm或满足注射量M机M塑件2/（10.8）式中：M机额定注射量（g）M塑件塑件与浇注系统凝料重量和（g）1聚苯乙烯的密度（g/ cm）2塑件采用塑料的密度（g/ cm）M塑件2/10.8=35*1.03/1.054*0.8 =43g注射压力：P注P成型查表ABS塑料的注射压力P成型为7090Mpa锁模力：F锁模力 pF式中：p塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=30Mpa初步选用注射机：G54S200/400步 骤说 明 与 理 由结 论F浇注系统和塑件在分型面上投影面积和（cm）型腔及浇注系统在分型面上的投影面积1000mmpF=30*1000=30KN根据以上分析、计算初选注射机型号为：XS-Z-60，不过该塑件为ABS制件必须采用螺旋式注射机所以重新选择注射机型号为：G54S200/400注射机G54S200/400参数：最大开合模行程 260mm模具最大厚度 406mm模具最小厚度 165mm喷嘴圆弧半径 18mm喷嘴孔直径 4mm动定模固定板尺寸 532*634拉杆空间 290 *368mm标准模架的选取根据以上分析，计算以及型腔尺寸位置可确定模架的结构形式和规格。查塑料模具设计指导与资料汇编（第二版）表8-26、8-27选用：B1818模架（GB/T12555-2006）定模板厚度：A=70mm动模板厚度：B=25mm垫块厚度： C=60mm模具厚度：H=90+25+70+60 =245mm模具外形尺寸：230*180*245 选用：B1818模架步 骤说 明 与 理 由结 论基于EXM4.1系统设计模架时标准的模架采用系统提供的整体式结构，在某些零件尺寸上会有些变动，但不会影响模架的整体设计效果。基于EXM4.1系统设计模架注射机的校核1、 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核由于在初选注射机和选用标准模架时根据以上四个技术参数以及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已经符合所选用注射机的要求。2、 开模形成的校核注射机最大行程：S2h件+h浇+(510)式中h件塑料制品高度（mm） h浇浇注系统高度（mm）2h件+h浇+(510)=2*24+90+（5-10） =145故满足要求。最终选用注射机：G54S200/400步 骤说 明 与 理 由结 论3、模具在注射机上的安装 从标准模架外形尺寸看小于注射拉料空间，并采用支撑板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。最终选用注射机：G54S200/400分型面设计分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性以及塑件的脱模，因此分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。分型面设计应遵守以下原则：1、 分型面应选在塑件外形最大轮廓处2、 分型面选择应有利于塑件脱模3、 分型面的选择应保证塑件的精度要求4、 分型面的选择应尽量满足塑件的外观质量要求5、 分型面的选择要有利于模具的加工制造6、 分型面的选择应有利于排气步 骤说 明 与 理 由结 论方案的塑件在开模之后留在定模一侧，塑件不易取出，顶出机构设计比较复杂；方案分型面放在下面，塑件在动模一侧，塑件容易取出。综上所述：采用方案。由于塑件是桶形塑件，故在侧抽时还有一个分型面，见方案步 骤说 明 与 理 由结 论型腔的排列：型腔数目的确定以及型腔的排列：根据生产要求，本模具采用一模一腔的结构形式且采用直接浇口。浇注系统的设计浇注系统的设计分析：由于模具一模一腔，由于将浇注系统设计在塑件的内侧面，如采用点交口，成型流动性差，不利于成型。如采用侧浇口则可避免，并由于侧浇口截面小，减少浇注系统的消耗量，同时取出浇口容易，且不留下明显痕迹。因此采用侧浇口的形式。由于塑件是圆桶塑件，因此采用环形浇口。环形浇口可以均匀进料，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免。步 骤说 明 与 理 由结 论（1）主流道尺寸设计查“塑料成型工艺与模设计（第二版）”得知G54-S200/400型注射机的喷嘴孔直径为4mm喷嘴圆弧半径R为18mm，故取模具浇口套主流道小端直径为D=d+0.5=4+0.5=4.5mm模具浇口套主流道球面半径为：R=r+（12）=18+2=20mm将主流道设计成圆锥形，斜度取3（2）进料位置的确定浇口的设计分为：本设计采用直接浇口，故进料口设计在塑件的中心线上最上端。步 骤说 明 与 理 由结 论成型零件的结构设计考虑到塑件形状简单，采取组合式型芯的设计。并有侧抽芯机构。但是必须注意结构的合理性，保证型芯的强度。单个型芯的形状比较简单采取整体加工，型芯地面加工成台阶式，固定在型芯固定板上面。组合式型芯排气结构的设计热塑性工程塑料模具排除的气体量比较少，此模具也属于中小型模具有活动型芯活动镶块，利用模具分型面的间隙可以排气，所以无须再特别另开排气槽无需开排气槽冷却系统的设计由于制件平均壁厚大于4mm，塑件的体积较小，所以根据经验值确定水孔直径为10mm。由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生活中根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。步 骤说 明 与 理 由结 论本设计遵循了冷却水道的布置应避开塑件产生熔解痕的部位，冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量最大等原则。根据冷却水道距离模具型腔表面的距离大于10mm，常用12mm15mm，但考虑如在12mm15mm的距离内设置冷却水道会导致上模板强度降低，所以设计时综合考虑在离模具型腔上表面距离19mm处设置冷却水道。推出机构的设计（一）推出力计算 推出力Ft=Ap(cos-sin)式中A塑件保罗型芯面积 p塑件对型芯单位面积上的包紧力，p取0.81071.2107 脱模斜度塑件对钢的摩擦系数，约为0.10.3A1制件垂直于脱模方向的投影面积A=64*72*4=18432mm2Ft=184321.2107(0.3cos40-sin40)/ 1061130.4KN所以F总=2Ft=21130.4KN =2260.8KNq大气压力0.09Mpa二、确定推出方式根据制件结构特点分析，由于塑件的底部材料分布不均匀且细而长，不方便分布推杆，推出塑件。而推板的推出力的作用面积大而均匀，推出平稳，塑件上没有推出推件力F总=2260.8KN步 骤说 明 与 理 由结 论痕迹所以采用推件板推出。此设计采用推杆与推件板上无固定链接的形式，为了防止推件板从导柱上脱落下来，固定在动模部分的导柱足够长，并计算控制好推出行程。侧抽芯机构设计侧抽芯机构图1、确定抽芯距抽芯距离一般应大于成型孔的深度，本塑件共有两个凸台（成型孔），其中H1=7mm；H2=4mm另加35mm的抽芯安全系数，可取抽芯距S1=8mm；S2=5mm2、确定斜销倾角斜导柱的倾斜角是斜抽芯机构的主要技术数据之一，它与抽拔力以及抽型芯距有步 骤说 明 与 理 由结 论直接关系。一般取1222，此处取=123、确定斜销尺寸斜导柱的直径取决于抽拔力及其倾斜角度，可按设计有关公式进行计算。计算公式为谢导致直径：d=(10Ftlw/wCOS)1/3根据相关尺寸计算可得：d=14mm斜销的长度根据抽芯距、固定板的厚度、斜销直径及斜角大小确定。根据公式：L=L1+L2+L3+L4+L5由于上模座板和凸