中国地质大学-磨具设计报告

1、模具设计报告 学号：2013100*姓名：*班级：*设计题目：图示为底板塑件二维图，材料为ABS，技术要求：1.未注圆角为半径为R0.2 2.材料允许染成深灰色。外表面允许有轻微的缩坑，划伤等庇病，但不得有飞边、毛刺、气泡、裂纹等，小批量生产。零件三维立体图展示1. 塑件工艺性分析物理性能分析聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯的密度为1.18-1.22 g/cm3，线膨胀率为3.810-5 cm/C，热变形温度为135C，低

2、温为-45C。聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。化学性能分析 聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。聚碳酸酯是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物（如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯）都有一定稳定性。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。 PC 主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。2.

3、 注释机型号的选择根据提供的二维图，使用SolidWorks软件绘制三维数据模型，利用软件能自动计算出该塑件的密度、质量、体积、表面积的参数如下：密度 = 0.000 千克 / 立方毫米质量 = 1.533 千克体积 = 1532612.286 立方毫米表面积 = 134173.985 平方毫米3. 工艺条件的分析PC聚碳酸酯的成型条件与注意事项：1、射出压力大，管内温度过高或滞留时间久时，易起热分解、变色及降低物性，须注意模温以85度-120度为准。（1）水分控制在0.02%以下；（2）以120度干燥4个小时，勿超过150度。2、对厚的成品尤其不易成型，因成品易生残留应力，会造成日后破裂，因

4、此宜用粉末状得硅利康作离模剂，勿用液状离模剂。3、成形须高温及高压，须使用螺杆式成形梭。4. 分型面的确定不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择，分型面即为模与模之间的结合处，如上下模等，对于分型面的选择有以下注意点：1.分型面的选择要有利于脱模；2.分型面的选择要有利于保证制品质量（尺寸精度、形位公差、外观）；3.分型面的选择要有利于侧向抽芯；4.分型面的选择要有利于排气；5.分型面的选择要有利于防止溢料，分型面的选择要有利于简化模具结构。 分型面的选择型腔数目和排列方式的确定：（1）型腔数目的确定 该零件一般为小批量生产，所以采

5、用一模一腔结构，同时考虑到塑件的尺寸和精度、模具的结构，以及生产成本等各种因素，初步定为一模一腔结构。（2） 型腔的排列方式 多型腔一般都是采用平衡式排列，还要兼顾紧凑，并且要与浇口开设部位对称。而该产品是一模一腔，故采用直线式对称排列。 5.浇注系统的设计浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料井四个部分组成。考虑到塑件的外观要求 较高，外表面不允许有成型斑点和熔接痕，以及一模两腔的布置，浇口采用方便加工修整、凝料取出容易且不会再塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。主流道和定位圈的设计 主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸

6、更换的浇口套，采用优质钢材制作并经热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计查资料得到 FM100 型注射机与喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径 R0 =15mm，喷嘴孔直径 d0 =3mm，定位圈直径为125mm。为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避 免溢料，主流道与喷嘴的关系为：SR= R0 +（12），d= d0 +0.5。因此取：主流道球面 直径 SR=16mm，主流道的小端直径 d=3.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其斜度为 24，计算 其大端直径约为 12mm；为避免模内的高压塑料产生过大的反压力，配合段直径 D不宜过大，取 D=16mm；同时为了使熔料

7、顺利进入分流道，在主流道出料端设计 R2 的圆 弧过渡；为补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计得比 模板厚度短0.02mm。定位圈是安装模具时做定位用的，查资料得 FM100 型螺杆式注射机的定位圈直径为 125mm，一般定位圈高出定模座表面 510mm。1) 分流道的设计 本设计采用 U 型断面分流道，切削加工在一块模板上，加工容易实现，且表面积 不大，热量损失和阻力损失不太大。取 PC的分流道直径为 5mm。2) 浇口的设计 根据塑件的外观要求及型腔分布情况，选用浇注系统中的侧浇口。从塑件的唇的底侧中部进料，去除凝料时不会再塑件的外壁留下浇口痕迹，不影响塑件的外观。

8、3) 冷料井的设计 采用带 Z 形头拉料杆的冷料井，将其设置在主流道的末端，既起到冷料井的作用，又兼有开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧，稍作侧向移动凝 料便可取出的作用。5. 成型零件的设计该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，查有关手册的聚碳酸酯的收缩率为 0.4%0.7%，故平均收缩率 Scp=（0.4+0.7）%/2=0.0055，根据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取TM/3。尺寸表：类别模具零件名称塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔定模镶块81Lm=(1+Scp)Ls-0.75+ 0+0.2980.75 051.6Lm=(1+Scp)Ls-0.67+ 0+0.1911.68 0型芯

9、动模型芯87.4Lm=(1+Scp)Ls+0.750 087.15 -0.2958Lm=(1+Scp)Ls-0.67+ 0+0.2957.72 06. 脱模结构的设计选用推杆一次推出机构。推杆在完成塑件的推出动作后，为了进行下一循环的注塑成型，必须回到其初始位置，因此需要设置复位机构。常用的复位机构有弹簧复位和复位杆复位两种，因此弹簧复位不可靠，这里采用复位杆复位。7. 导向机构的设计 对于塑料模具是必不可少的部件，它能维持动模与定模的正确合模，合模后保持型腔的正确形状；同时，导向机构可以引导动模按顺序合模，防止型芯在合模过程中的损坏，并承受一定的侧向压力。导向机构的形式主要有导柱导向和精定位

10、装置。该塑件采用的是导柱导套导向机构。采用标准的直径为25mm的导柱导套。作用是在模具中起定位、导向和承受一定侧压力的作用。导柱和导套在模板上的布置：本产品设计选择导柱导套形式为带头导柱导套8. 冷却回路的设计1、水管直径为9mm2、冷却回路的形式：型腔和型芯一样均采用外接单一直流式冷却回路。9.校核计算（1）锁模力的校核 锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为 FkpA F注射机的锁模力，查相关表得 FM100 型螺杆式注射机的锁模力为 600kN； k压力损耗系数，一般取1.11.2；p型腔内熔体的压力，本塑件p=30MPa； A塑件及浇注系统在分

11、型面上的投影面积之和，本模具 A=87.4*58*10-6=0.00507m计算kpA=1.2*30*106*0.00507*2=365KN1000KN 故注塑机的锁模力足够，满足锁模要求。推出机构的校核 FM100型螺杆式注射机的推出形式为圆盖边缘设有四根推杆。由于该模具推理不太大，在FM100型螺杆式注射机上采用中心56顶杆推出，在动模座板预留与之匹配的60 顶出孔；塑件实际推出距离为4520+8，满足推出距离要求。开模行程的校核 注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模 距离，本模具为单分型面注射模具，FM100 型螺杆式注射机的最大开模行程与模厚无 关，

12、校核关系式为 SH1+H2+(510) S注射机的最大开模行程，查资料得 FM100 型螺杆式注射机的最大开模行程 S=100 ； H1塑件脱模所需的推出距离，该塑件的脱模推出距离为 45 ； H2塑件的高度（不包括浇注系统的高度），该塑件的高度为 12 。 计算得：H1+H2+(510)=45+12+10=67 S=100 。（4）安装尺寸的校核 本模具采用的是型号为AI23035030Z1GB/T12556.11990的标准模架，模具的外形尺寸280mm350mm，模具闭合高度为H=237mm，查资料得 FM100 型 。注射机动、定模模板最大安装尺寸为 365 345 ，允许模具的最小厚度 Hmin=150 ，最大厚度 Hmax=325 ，即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模模板最大安装尺寸，模具闭合高度满足 HminHHmax 的安装条件，