塑料模具课件设计

1、苏州市职业大学课程设计说明书名称塑料模具CAD 电位器盒院 系机电工程系班 级姓 名第组第号系主任教研室主任指导教师课程设计任务书 1第一部分产品的说明5第二部分塑件分析 .6第三部分注射机的型号和规格选择及校核 .7第四部分分型面的选择 10第五部分浇注系统的设计 11第 六 部分成型零件的工作尺寸计算及结构形式.15第七部分导柱导向机构的设置 17第八部分脱模机构的设计 .18第九部分温度调节系统的设置 .19第十部分开模 21第十一 部分设计小结 .23第十二部分参考资料24苏州市职业大学课程设计任务书课程名称：塑料模具设计起讫时间：院 系：机电工程系班 级：指导教师：系主任：一、课程设

2、计课题：注塑模具 CAD分组设计指定塑料件的注塑模具:第一组皂盒上盖7人第二组外壳7人第三组电位器盒7人第四组饭盒盖6人第五组修正带盒上盖2 7人第六组继电器盖7人第七组修正带盒上盖1 7人26二、课程设计要求1,运用PRO/E或UG NX软件进行设计；2，根据提供的图纸和参考结构设计工艺可行的塑料件3D模型；3, 运用模具CAD模块设计塑料件模具的工作零件，并设计浇注系统, 要求1出2,采用侧浇口或点浇口；4, 从模架库调用合理的标准模架；5, 设计模具的所有结构零件；6，进行模具装配；7, 运用3转2功能绘制料件、模具装配体的2D图；8, 运用Word编写课程设计说明书。三、课程设计工作量

3、（进度要求）1，根据提供的图纸和参考结构设计工艺可行的塑料件 3D模型；2, 运用模具CAD莫块设计塑料件模具的工作零件，并设计浇注系统，要求 1出2,采用侧浇口或点浇口；3, 从模架库调用合理的标准模架；设计模具的所有结构零件；4，进行模具装配；5,运用3转2功能绘制料件、模具装配体的2D图；6，运用Word编写课程设计说明书并打印；7,上交课程设计说明书书面资料及所有课程设计内容的电子档案。四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略）1, 目录；2, 课程设计任务书；3, 课程设计思路及过程：按“课程设计要求”顺序4, 课程设计体会5, 相关图纸以上内容的书面资料装订并装袋。全班电子档案以C

4、D上交第一部分 产品的说明电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。此次设 计的是电位器盒，结构比较简单，。此次产品的三视图、三维图是在ProeWildfire 2.0的辅助下完成的。图3.1 ，3.2如下：图3.1图3.2第二部分塑件的分析1. 塑件产品成型特性材料为聚苯乙烯，简称PS,是一种无声透明的热塑性树脂。PS具有良好的 光学性能及电器性能，容易加工成型，着色性能好。由于它具有良好的性能，因 此，现在已经成为世界上应用最广的热塑性树脂，它是通用塑料的五大品种之一。玻璃化温度8090C，非晶体密度1.041.06克/立方厘米，晶体密度1.11 1.12克/立方厘米，熔

5、熔温度240E，电阻率为10201022欧厘米。导热系数 30C时0.116瓦/(米开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的 绝热、绝缘和透明性，长期使用温度 070C,但脆，低温易开裂。此外还有全 同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。产品的成型特性：(1) 熔点不明显：聚苯乙烯为无定形聚合物，熔融温度范围较宽，且热稳定性 较好，约在95度左右开始软化，在190 C成为熔体，在290 C以上出现分解。(2) 受温度和压力影响较大：成型温度和压力的增加，对聚苯乙烯熔体的流动 性有明显的增长，其中温度比压力的影响更大，在成型过程中，可以通过改变温 度和压力，来调节熔体的流动性。

6、(3) 收缩率较低,聚苯乙烯的收缩率一般在0.5%左右，制品成型稳定性好。(4) PS的注塑温度可在铰宽的范围内选取，但注射温度过高会降低制品的机械 性能，而过低又会影响制品的透明度，因此一般空控制在140245 C之间，可 视机台能力大小和使用状态进行加工温度范围调整。(5) 注射压力，PS注射压力可在60150MPa范围内选取。流动比L/T200,能 够成型大型薄壁制品。对于本产品为大型薄壁塑件，注射压力相对可取高一些 70160MPa即可。但压力过高会使制品的残余应力增加，应控制好压力范围。(6) 注射速度，注射速度越快，越容易造成分子链的取向程度增加，从而引起 更大的取向压力，但注射速

7、度过低，塑料熔体进入模腔后，可能先后分层而形成 融化痕，产生应力集中线，易产生开裂。本制品注射速度可相对快一些，但过快 会出现飞边，溢边值 0.040.05 。所以最好采用变速注射，在速度逐渐减小 下结束充模。(7) 吸湿性小，不以分解，成型前原料无需干燥处理，但由于其性脆易断裂， 热膨胀系数较大，所以易产生应力开裂。2. 塑件的结构工艺分析基本尺寸参数见图3.3图3.3(1) 从图纸上来看该塑件外形为矩形壳体，各面连接圆滑，切塑件壁厚均匀， 完全符合最小壁厚要求。(2) 塑件型腔较大，在其底面有尺寸不同的孔，如 3、 6.5，它们均符合最 小孔径的求。3. 塑件表面质量分析由于该塑件为电器盒

8、用品，所以要求外观光洁、色彩均匀，不允许有斑点和 过多熔接痕，Ra为0.4卩m,其它无特殊要求。综上所述，该塑件可以采用注射 成型加工。4. 塑件的生产批量塑件的生产生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注模具价格在整个生产费用中所占比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出，所以可以考虑使自动化程度较高、 结构复杂、寿 命精度较高的模具，同时一模多腔也是提高效率主要方法， 但是相对于小批量来 说，使用自动化程度高、结构复杂、寿命精度均较高的模具无疑是不切实际，这 将大大增加生成本。所以已采用结构简单、制造容易的注射模具，以降低注射模 具的成本。该塑件

9、的产量是12万件，产类型属于中批量，再根据要求可以采用 一模两腔来提高生产效率。第三部分注射机的型号和规格选择及校核1、注射机的选用注射机的选用一般可按3步进行：首先是注射机形式的选择，其次是注射机 塑化形式的选择；然后按照生产规模和产品质量要求确定注射机的主要技术参数。（1）注射机形式的选择电位盒结构简单，没有嵌件，生产批量大12万件，因此要求自动化程度高, 在工厂厂房较为宽敞的条件下，选用卧式注射机。（2）注射机塑化形式的选择螺杆式注射机塑化均匀，塑化量大，初步选用螺杆式（3）确定注射机的主要技术参数1. 注射量M ma=（ NMg+M j） *1.25（3-1）N 型腔数M g塑件的最大

10、质量M j浇注系统（废料）的质量（废料）2. 注射压力根据塑件的结构特点和聚苯乙烯（PS）的成型性能，查有关资料初步确定 塑件的注射 压力70160MPa3. 合模力作用在分型面上的力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上投影面积之和 乘以型腔内熔体的压力4. 确定注射成型的工艺参数根据塑件的结构特点和聚苯乙烯（PS）的成型性能，查有关资料初步确定 塑件的注射成型工艺参数见表3.1表3.1塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容预热和干燥6575料筒温度。/C后段140160中段前段170190喷嘴温度。/C模具温度。/C3265注射压力/MPa70160成型时间/S注射时间03保压时间1545冷却时间

11、1560总周期40120螺杆转速（r/min）后处理方法红外线灯、烘箱温度。/C70时间/h24根据以上一次性注射量的分析计算和考虑到塑料品种、塑件结构生产批量以及注射工艺参数、注射模具尺寸的大小等因素，参考设计守则，初选SZ-100/60型螺杆式注射机。记录下 SZ-100/60型螺杆式注射机的主要技术参数，见下表 3.2 :表3.2SZ-100/60型注射机主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm1002注射压力/MPa1503锁模力/kN6004动、定模版最大安装尺寸/ (mnX mr)i350X3505最大模具厚度/mm3006最小模具厚度/mm1707最大开模行程/

12、mm3008喷嘴前端球面半径/mm109喷嘴孔直径/mm2.510喷嘴孔直径/mm1252、最大注射量的校核通过PRO/E可以得出矩形壳体的塑件的体积 V=33.064cm3如图3.4所示。 聚苯乙烯(PS)的密度为p =1.05g/cm3，所以塑件的质量为M=p x V=1.05X33.064=34.72g。所以 M ma= (NMg+M j) *1.25=95.48gP。我们这里选70MPa4、型腔数量的校核根据要求设计为一模两腔所以按注射机的最大注射量校核型腔数量(3-2 )Kmi -mjmsK=0.8 m i为注射允许的最大注射量(g或cm3 mj为浇注系统和飞边所需 塑料熔体的质量或

13、体积 ms为单个制品的质量和体积。N = 30+58=88（ mm。第四部分分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类 型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有五种：水平分型面、垂直分 型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。分型面的选择原则主要如下：（1）分型面应便于脱模1）分型面要取在塑件的最大截面处2）减小脱模阻力，便于脱模3）带嵌件的制品，也应便于脱模（2）分型面应有利于简化模具结构1）尽可能的避免侧向分型

14、和抽芯2）使塑件尽可能留在动模一侧3）塑件不止有一个抽芯的时候要使较大的型芯与开模方向一致4）尽可能的把侧向分型机构设置在动模一侧（3）有利于保证塑件质量1）要满足塑件表面质量要求2）位置要有利于模具的排气3）尽量减少塑件在分型面上的投影面积4）满足宿建德江形状精度要求5）要有利于保证塑件的尺寸精度6）要考虑飞边在塑件上的位置（4）有利于模具成型零件的加工根据上述原则分型面的选择如图 3.5所示:图3.5图示分型面不但保证了塑件取出方便，且毛刺飞边的清楚也比较容易第五部分浇注系统的设计所谓注射模的浇注系统是指从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

15、获得组织致密、外形轮廓清晰 的塑件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。考虑到 塑件外观要求较高，外表面不允许较大的成型斑点和较多的熔接痕，切成型矩形壳体塑件时，适合中心点浇口进料，进浇口与塑件圆弧连接，防止去除浇口时损 坏塑件。浇注系统如下图3.6所示：主流道设计：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线 上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为： 主流道的尺寸。见表3.3 为了便于取出主流道凝料，主流道应呈圆锥形，锥角约取24。对流动性差的塑料可取到610。 主流道出口端应有圆角，圆角半径R约取0.33mm或取0.125D2 主流道表壁

16、的表面粗糙度值应小于R0.631.25卩m 主流道长度一般小于或等于 60mm表3. 3主流道截面直径的推荐值-注射机注射量10g30g60g125g250g500&1000进、岀端尺寸D1D2D1D2D1D2mD2DI02DID201D2聚乙烯、苯乙烯3253.55564,564-56,55.56.55,5ABS AS34.53. 554.56乳54. 575. 5S5.5密5聚砚.聚碳酸酯3. 5545” 556. 55757. 568. 569相关尺寸如下:D1=4.5mm D2=6mm 巨 60mm冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷 料”防止“

17、冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从 定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径， 长度约为主流道大端 直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料 穴，其结构如图3.7 ；图3.7定位圈3 推杆2冷料穴4动模板 分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向 的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也 要设置分流道。 分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有+ 1-5圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。圆形截面

18、的优点：阻力小，压力损失小，冷却速 度最慢，流道中心冷凝速度慢，有利于保压。分 流道直径一般在212mn范围内变动，长度一般 在830mn之间。为了减少流道内的压力损失和 传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流 道，如右图3.8所示。因为圆形截面分流道的效 率是分流道中效率最高的，固选它。（S max产品最 大壁厚）D=2.5+1.5=4mm图3.8 分流道的长度：分流道的尺寸需根据制品的壁厚、 体积、形状复杂程度以及 所用塑料的性能等因素而定，具体可参考图3.9设计，流道长度宜短，长的流道 不但会造成压力损失，不利于生产，同时也浪费材料；但过短，产品的残余应力 增大，并且容易产生毛边。分

19、流道长度 Lf一般在830mn之间，也可根据模腔 数量适当加长，但不宜小于8mm否则会给修模带来困难。Lf 取 12mm D 取 6mm 分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局， 两者相互影响。分流道的布 置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。 分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡， 有利于塑料熔体的流动及充填。浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。 浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公 式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般 浇

20、口的截面积为分流道截面积的 3%- 9%截面形状常为矩形或圆形，表面粗糙 度Ra不低于0.4。浇口设计一般有一下原则： 浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。 浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。 浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。 浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。 对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。 不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。 根据要求和实际生产条件选用测交口：根据资料查的侧浇口的尺寸推荐值见下表 3.4塑件壁厚Aw侧浇截面尺寸/顾浇口长度1 Arao探度h宽度b 10mmL1=（12）d（3-8）L2=（35

21、）d（3-9）(2) 模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀(3) 冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。综上相关尺寸如下： d=8mm L1 取 9mm(4)水孔排列与型腔形状 定模与动模要分别冷却，保证 浇口附近与壁厚处加强冷却。 冷却通道应密封且不应通过镶 免漏水。进出水温差不宜过大。图 3.15吻合。 冷却平衡。块接缝，以冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级 式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其结构如图3.16所示。图 3.16第十部分 开模其结构如图3.17,3.18所示:图 3.17J刊西2J SSSit BS 薛百年-J脱艸備 -J SWSftWM:ix=MP I.觀兰:加向G1酥R5 J1 21 Kufct血 h1 J FETiHHg：1