注塑模具设计与制造实例.doc

注塑模具设计与制造实例 一、 草坪塑料网格砖注塑模具设计塑料网格砖产品形状如图31所示，该网格砖用于草坪停车场上。1塑件制品分析（1）明确制品设计要求如图3-1、图3-2分别为塑料草坪网砖三维立体图和二维工程图,该产品用于草坪上,对草坪上的草起保护作用。该产品形状如网格，该产品精度及表面粗糙度要求不高,但在每块网砖的相互联结采用榫结构，有一定的配合精度要求。 （2）明确制品批量该产品大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件较大，所以模具采用一模一腔结构，浇口形式采用点浇口，由于塑件较大且为网格状，所以采用四点进料，以利于充满型腔，如图3-3所示。（3）计算制品的体积和重量该产品材料为聚丙烯,查本书附录2的附表21或产品说明得知其密度为0.9 0.91,收缩率为1.0% 2.5%，计算出其平均密度为0.905,平均收缩率为1.75%。我们使用UG或Pro/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积，也可根据形状进行手动几何计算得到草坪网砖的体积。通过计算塑件的体积V塑= 614(cm3) (计算过程从略。)塑件的重量 M塑件=V塑=0.905614=556(g)式中： 塑料密度。浇注系统体积 V浇= 198 （cm3）浇注系统重量 （g）故 V总=V塑+ V浇=614+198=812（cm3）故M总= M塑件+M浇=556+179=735（g）2注塑机的确定根据塑料制品的体积或重量查本书附录5的附表5-2或查有关手册选定注塑机型号为： JPH250C注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量 ：1050 cm3 锁模力：2500 KN注塑压力：137MPa 最小模厚：220 mm模板行程：830 mm 注塑机定位孔直径：150 mm喷嘴前端孔径：4 mm 喷嘴球面半径：SR15 mm 注塑机拉杆的间距：560510 mm3模具设计的有关计算：（1）凹凸模工作尺寸的计算由于草坪塑料网砖外形尺寸无精度要求，只是在每个网砖之间用榫拼接，所以榫有配合要求，则要计算相对于榫的凹凸模尺寸，其余凹凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸。a 相对于榫的凹模工作尺寸计算对于塑件60-0.2尺寸：因为 L模具=L塑件（1+k）（3/4） +式中：L塑件塑件外形最大尺寸k塑件的平均收缩率塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/31/6故 L模具=60（1+0.0175）-(3/4)0.2(1/5)0.2=60.9+0.04对于塑件20-0.15尺寸的模具尺寸：因为 H模具=H塑件（1+k）（2/3） +H塑件塑件高度方向的最大尺寸故 H模具=20（1+0.0175）-(2/3)0.15(1/5)0.15=20.25+0.03b.相对于凸模的工作尺寸计算对于塑件60+0.2 尺寸因为 l模具=l塑（1+k）+（3/4） -式中： l塑塑件内形径向的最小尺寸故 l模具=60（1+0.0175）+(3/4) 0.2-(1/5)0.2 =61.2 0.04对于塑件20+0.15 尺寸：因为 h模具=h塑（1+k）+（2/3） 式中： h塑塑件内腔的深度最小尺寸故 h模具 =20(1+0.0175)+(2/3) 0.15 -(1/5)0.15 = 21.6 0.03其它尺寸由于没有精度要求，模具型腔可直接按制品有关尺寸加工制做。4模具结构设计模具结构采用一模一腔三板式结构，点浇口自动脱落浇注系统结构，顶出机构采用顶杆式。根据本书附录3所提供的标准模架图例选模架型号为：S5050-DCI-80-100-100 模架结构如图3-4所示浇口套也可选标准件,由于注塑机喷嘴口直径为4,根据附录,可选择进料口直径为5的浇口套，具体结构见模具装配图,模具装配图如图3-5所示。 18模具的凹凸模零件图如图3-6、图3-7所示。模具结构及动作原理如图3-8所示。5注塑机参数校核（1）最大注塑量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应 0.8式中：V机注塑机的最大注塑量，单位cm3。V塑件塑件的体积，单位cm3，该产品 V塑件=614 cm3 。V浇浇注系统体积，单位cm3，该产品V浇= 198 cm3 。故 （cm3）而我们选定的注塑机注塑量为：1050 cm3 所以满足要求。（2） 锁模力校核 F锁机 P模AP模熔融型料在型腔内的压力，（2040Mpa）A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 经计算为36145 mm2 F锁机注塑机的额定锁模力故 F锁机 P模A=4036145=1445.8（KN）我们选定的注塑机为：2500(KN) 满足要求。（2） 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核a 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合 即模具长宽拉杆面积 模具的长宽为550500 H最小 故满足要求。（3） 开模行程校核我们所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机)，故注塑机的开模行程应满足下式： S机-（H模- H最小） H1 + H2 + ( 5 10 ) mm因为 S机-（H模- H最小）=830-（415-220）=635 H1 + H2 + ( 5 10 )=35+185+10=230 故 满足要求H1推出距离，单位mmH2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mmS机注塑机最大开模行程（4） 腔壁厚、底板厚度的确定根据经验确定壁厚及底板厚度，具体厚度见模具装配图。（5） 模具冷却系统的设计在模具上开设冷却水道，通循环水对模具进行冷却。具体结构从略。二、 放大镜注塑模具设计如图3-9所示放大镜产品，设计注塑模具。1塑件制品分析（1）明确制品设计要求如图39、图310分别为放大镜三维立体图和二维工程图。（2）明确制品批量该产品大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口，如图3-11所示（3）计算制品的体积和重量该产品为放大镜需透光，所以材料采用聚炳乙稀,查本书附录2附表21或塑料产品说明得知其密度为1.05,收缩率为0.7%。我们使用UG或Pro/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积，也可根据形状进行手动几何计算得到图形的体积。通过计算塑件的体积V塑= 25(cm3) (计算过程从略。)塑件的重量 M塑件=V塑=1.0525=26.3(g)式中： 塑料密度。浇注系统体积 V浇= 6.2 （cm3）浇注系统重量 (g)故V总=2V塑+ V浇=225+6.2=56.2（cm3）故M总= V总=56.21.05=59.2 (g)2注塑机的确定根据塑料制品的体积或重量查本书附录5的附表5-3或查有关手册选定注塑机型号为：JPH50B注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量: 94 g 锁模力：500 KN注塑压力：154Mpa 最小模厚：150 mm开模行程：380 mm 最大开距：530 mm 顶出行程：60mm 注塑机定位孔直径：100 mm喷嘴前端孔径：3 mm 喷嘴球面半径：SR10 mm 注塑机拉杆的间距：295295 mm3模具设计的有关计算：（1）凹凸模工作尺寸的计算由于放大镜外形尺寸无精度要求，且无需与其他零件相配，所以凹凸模零件型腔尺寸可直接按产品尺寸加工。4模具结构设计模具结构采用一模二腔二板式结构，侧浇口浇注系统结构，顶出机构直接采用型腔零件兼做顶杆。根据本书附录3所提供的模架图，选模架型号为：2025-AI-30-30-70 模A架结构如图3-12所示浇口套也可选标准件,因为注塑机喷嘴口直径为3,由附录可选择进料口直径为3.5的浇口套，具体结构见模具装配图,模具装配图如图3-13所示。 该模具的主要型腔零件如图3-14、图3-15、图3-16所示。5注塑机参数校核（1）最大注塑量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应 0.8式中：M机注塑机的最大注塑量，单位g。M塑件塑件的体积，单位g，该产品 M塑件=26.3 g 。M浇浇注系统体积，单位g，该产品M浇= 6.5 g 。 故 （g）而我们选定的注塑机注塑量为：94(g) 所以满足要求。（2） 锁模力校核 F锁机 P模A P模熔融型料在型腔内的压力，（2040Mpa） A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 3105 mm2 F锁机注塑机的额定锁模力故 F锁机 P模A=403105=124.2（KN）我们选定的注塑机为：500(KN) 满足要求。（3） 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核a模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合 即模具长宽拉杆面积 模具的长宽为200250 H最小 故满足要求。（4） 开模行程校核我们所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机)，故注塑机的开模行程应满足下式： S机-（H模- H最小） H1 + H2 + ( 5 10 ) mm 因为 S机-（H模- H最小）=380-（210-150）=320 H1 + H2 + ( 5 10 )=15+74+10=109 故 满足要求H1推出距离，单位mmH2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mmS机注塑机最大开模行程（5） 型腔壁厚、底板厚度的确定根据经验确定壁厚及底板厚度，具体厚度见模具装配图。（6） 模具冷却系统的设计在模具上开设冷却水道，通循环水对模具进行冷却，具体结构见装配图。6模具凹凸模零件加工工艺（1）型腔杆加工工艺规程工序1 下料：60 mm X140 mm (调质718模具钢)工序2 车削：（按图纸加工，顶面球面不加工）工序3 数控铣削：（加工顶面球面留抛光余量0.05 mm）工序4 抛光：（型腔杆装入后与型腔一起抛光）（2）定模型腔加工工艺规程工序1 下料：154 mm X134 mmX35 mm(调质718模具钢)工序2 铣 （或刨）削：六面达尺寸150.4X130.4X30.4（长宽高 ）工序3 平磨：磨六面，要求各面垂直