方壳塑料模具课程设计说明书

1、方壳塑料模具课程设计说明书学校： *系别： *专业：模具设计与制造指导老师： *姓名： *学号： *目录一、设计任务书2二、塑件的工艺性分析3三、分型面及浇注系统的设计6四、模具设计方案的论证9五、主要零部件的设计计算11六、成型设备的校核计算16七、设计小结18八、参考文献19一、设计任务书一、题目：方壳注塑模二、零件图：如图1 零件二维图、图2 立体图材料：聚丙烯（ PP）批量： 15 万件时间： 60图 1图 2二、 塑件工艺性分析1、方壳的工艺分析（1）、方壳的原料分析分析项目分析内容塑料品种聚丙烯（ PP），热塑性塑料。结构特点结晶型塑件。使用温度能在 107121 0 C 下长期使

2、用，脆化温度为 -35 0 -10 0 C化学稳定性良好的化学稳定性，在氧、热、光的作用下，易分解、老化、需加防老化剂。性能特点不吸水，光泽好，易着色。良好的介电性能，耐水性。成型特点流动性极好，易于成型，溢边值为0.03mm ，压力对流动性的影响比温度的影响比温度的影响敏感，宜采用高压成型。1、 热容量大，注射成型模具必需设计能充足进行冷却的回路。2、 低温、高压时取向更明显， 注意控制模温。 成型的适宜模温为800 左结论右，不可低于50 0 C，否则会造成塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。而模温高于90 0 时，易于产生翘曲和变形。3、 由于取向明显，故不宜采用直浇口，否则浇口附近残余应

3、力大，会引起翘曲和变形。（2）、方壳的尺寸精度分析该塑件标注的尺寸均为自由尺寸，所有的尺寸按 MT4 级公差。查参考文献表 3-1 取公差，即所有尺寸如下表所示：外形尺寸 ：10400.82、 R1.500.16、 63.800。56、R53.500.56、 R100.16、 R300.16、R400. 18、7000.64、1800.28、 2.400.16、1200.24、R300.16、74 00.64、26.100.36、59.400.56、 7.500.20 、 2.500.16、。、。、内形尺寸： 4.400 180 24016、016、064 、0 36、0 1610.402.6

4、0R2074026.100.50、2.5。、 99。68。、60.2。0016、10 16 、 1.150 16072、00 640056、R200 16 、 58.8056、000036.90。R52.50。320。15.50。2.00。0.50。30042、0 56、0 42、0 28 、 1.80016、016、016、0.16孔尺寸：12.500 .24、1000.2、2 00.16、5.800. 18、1800.28、5.800.18孔间中心距尺寸：60.09、52.50.28、440.24、 50.30.28、9 0.10、21.90.18（3）、方壳的表面质量分析求外表面为哑光，

5、且内表面无特殊要求。（4）、方壳的结构工艺性分析1、从图纸上看，该塑件为方壳， 属于盒类零件， 外表面尖角处是圆角过渡，厚度均匀且满足最小壁厚要求。2、塑件的型腔较大，B*L=70*104 。有尺寸不等的孔且长边方向有一段半径为 53.5mm 的圆弧。3、在塑件的内部有4 个高为 2.5mm 的凸台、底部有凹槽，宽为2mm,其尺寸为 74mm*26.1mm。4、在塑件的底面有两个直径为12.5mm 的凹槽，其内部还有一个箭头位，同时还有 4 个凹下去的台阶孔。5、塑件的各边都有斜度，长边的为4 度、短边的为13.5 度。这样有利于脱模。6、方壳有3mm 的孔，和内径2.0mm、外径3mm 的

6、O 行花纹。需要侧抽芯装置。结论：经过上述分析，该塑件可以注射成型加工。2、确定成型设备选择与相关工艺参数（ 1）、计算方壳的体积：三维造型得到方壳的体积 V=22.548cm3（ 2）、计算 22.548 质量：据手册查得 PP 的密度 取为 0.9g/cm3 w V 22.548 0.9 20.29g（ 3）、计算用户要求时间内完成须采用的模腔：15 万件 60 天完成，一天必需完成2500 件。一模一腔：周期查参考文献表2-2，取50s 算，一天按22 小时生产360022158450件，由上可知采用一模二腔的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，查参考文献表13-1 初选注射机

7、为 XS-ZY-250（4）、确定注射成型的工艺参数根据塑件的结构特点及 PP 的成型性能，查参考文献表 2-2 初步确定塑件的注射成型工艺参数。如下表所示：工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥70800C注射时间0-5温度 1h保压时间20-60后段180-200成型时间 /s冷却时间15-50料筒温度 / 0C中段200-220总周期40-120前段160-170螺杆转速 r/min30-60喷嘴温度 0C170-190方法模具温度 0C40-80后置处理注射压力 /MPa70-120（5）、填写模塑成型工艺：车间塑料注射成型工艺卡片资料编号零件名称方壳材料牌号PP共页第页装配图号材料定额设

8、备型号XS ZY 250零件图号单件质量20.29g每模件数2件设备见图 1材料干燥温度 /0C7080时间 /h1h料筒温度后段180200中段200220/ 0 C前段160170喷嘴温度 /0C170190模具温度 /0C4080注射时间05成型时间 /s保压时间2060冷却时间1550压力 /MP注射压力1000150a背压力后处理时间定额辅助/min单件检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师三、分型面及浇注系统的设计1、分型面的设计为保证塑件能顺利分型，分型面应考虑选择在塑件在外形最大轮廓处。故采用如图 3 的分型方式，保证塑件外观，同时也易清除毛刺飞边和侧抽。图 32、浇注

9、系统的设计（1）、 主流道设计查参考文献表 13-1 得 XSZY 250 型注射机喷嘴的有关尺寸喷嘴球半径： 、 SR1=18mm喷嘴孔直径：d1=4mm 定位孔直径：d0=125mm再根据模具主流道与喷嘴的关系：SR=+（23） mm,d= d1+（0.51）mm 取流道球半径 SR=20mm，小端直径 d=4.5mm，球面配合高度 h=35mm 取 5mm为了能让主流道凝料能顺利地从浇口套拔出，主流道应设计成圆锥形，其半锥角 为 1o2o，主流道长度初设95mm，则主流道大端直径 D=d+2Ltanmm=7.811.3mm 取、 D=8mm。浇口套与模板间的配合采用H7/k6 的过渡配合

10、。（2）、分流道的设计为方便加工、减少热量损失和阻力损失采用U 形截面。宽度b 在 510mm，取 b=8mm，半径 R=0.5b=4mm，h=1.25R=5mm，斜角 =5o10o在这里取 8o（见图 4）图 4（3）、浇口的设计由工艺分析可知不宜采用直浇口， 且根据塑件外观要求和一模两腔要求选用测浇口，选择从底侧进料，如图 5 查参考文献表 4-1 取宽 a=0.7mm，高 b=3.0mm，长 L=1.0mm。l1=1.0mm图 5（4）、冷料穴的设计主流道：采用带 Z 形头拉料杆的冷料穴，如图 6 所示，将其设计在主流道的末端， 既起到冷料穴的作用， 又兼有开模分型时将凝料从主流道中拉出

11、留在动模一侧， 稍作侧向移动凝料便可取出的作用。图 6分流道：分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，一般加长 36mm，5mm+圆弧长 4mm，即总长 9mm。四、模具设计方案的论证1、型腔的布置模具采用一模两腔应在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能够正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称、均匀、取件方便。故型腔布置如图 7。图 72、成型零件的结构确定（1）、凹模（型腔）设计模具采用一模两腔的结构形式， 考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，采用整体嵌入式凹模。（2）、凸模（型芯）设计为节省贵重模具钢，减少加工工作量，型芯结构设计采用组合式。3、导向定位机构设计模具

12、采用4 副带头导柱和导套，可满足合模导向及闭合后定位。4、推出机构设计根据矩形方壳的形状特点， 其推出可采用推件板或推杆推出。 其中推件板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量。但制造困难，成本高，推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹， 但不影响塑件外观， 所以采用推杆推出机构。5、抽芯机构的确定塑件两侧有孔和 O 形花纹，采用最为广泛的斜导柱侧向抽芯机构，结构简单，制造方便，动作可靠。6、冷却系统的设计采用冷却水冷却，凹模冷却水道采用两直通型腔布置冷却水路，水道开设时注意避开侧向抽芯、滑块。由于塑件较小，型芯不开设冷却水路，型腔水路如图 8 所示。

13、图 8五、主要零部件的设计计算1、成型零件的尺寸该塑件的成型零件尺寸均按平均值法，查参考文献表1-2，PP的收缩率为1.0%2.5% ，故平均收缩率Scp=（ 1.0+2.5）%/2=1.75%=0.0175，根据塑件尺寸公差要求， 模具制造公差取 Z/ 3 ，成型零件尺寸计算见下表。类别模具零计算公式型腔或型芯的塑件尺寸 /mm工作尺寸 /mm件名称104 0104.010。0.82027。R1.500.16R1.3900 0563.8064.500。0。560 09。R53.500. 563R53.4000 19(Ls LsScpZ。型腔Lm4)0型腔R100 .16R0.88600 05

14、R30R2.900。0.16005R40R3.890。0 .1800670069.940。0.640 214.400。184.560 0。0610.400。2410.640 0。082.600。162.740 0。0512.500.24312.76 0 0。081000.2L m(LsLsScp4)0Z10.210 0。070。16R20R2.130 0。0574 00。640。3674.920 0。2126.1026.530 0。12180 0 .28Hm(HsHsScp23)0Z17.9200。092.500。160。162.620 0。050.5020.610 0。05100。160。1

15、6hm(hshsScp3)0Z1.110 0。051.15030 0.16L m(LsLsScp34)0Z1.260 0。052.900 0。05测型腔200.16L m(LsLsScp34)0Z2.130 0。050.500。16hm(hshs Scp23)0Z0.610 0。050。05L m(LsLsScp34)0Z2.29011.8900。080。05R2.9002.40 0. 16120 0.24型芯型芯R30 0.16740 0.6473.9600。2126.10 0.3659.40 0.5625.99059.3400。120。199906800。720。64100.130 0。2

16、468.890 0。2160.200。5660.980 0。190。5658.8059.150 0。190。42腔50.30.2850.600.0 92、模具型腔壁厚的确定型腔侧壁厚 S：采用查表法。 查参考文献表附表E,在根据经验取 S=15mm型腔底板厚度T：采用经验法。塑件在分型面上的投影面积701007000 mm 270cm 3 ，由经验可取T=17mm。3、抽芯机构的设计计算（1）、抽芯距 S 的计算S=h+5mmh 为侧向成型部分的高度 =tan13.5o2+2.5=5mm，5mm 为安全距离，故S=5mm+5mm=10mm。（2）、抽芯力 Fc 的计算Fc Ap( cossin

17、)14 20 10(0.2cos1osin1o )=511NA 活动型芯被塑件包络面积=14mm 20mmp 塑件对侧型芯的收缩应力，一般模内冷却的塑件取812Mpa，这里取 10pa塑件对模具钢的磨损系数，为0.10.3，取 0.2侧型芯的脱模斜度和倾斜角，取1o（3）、斜导柱的倾斜角 通常 为 15o23o 故取 =20o（4）、确定斜导柱直径d根据抽芯力 Fc 和倾斜角 可查参考文献表 4-9 得最大弯曲力FW =1KW ，然后根据 FW 、HW （侧型芯滑块所受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离，该塑件为5mm），查参考文献表 4-10 得斜导柱直径 d=12mm

18、（5）、斜导柱总长度 L ZLZ= L1+L2 +L3+ L4 +L5d 2tanhdS(5 10)2cos2tansin12tan18 o368tan 18o10(5 10)2cos18 o2sin18 o=78.4183.41d2 斜导柱大端直径 =12mm；h 斜导柱固定板厚度 =36mm；d 斜导柱直径 =8mm将其取整取 L Z=79mm（6）、楔紧块的设计楔紧块采用整体式， 由于滑块移动方向与合模方向垂直，故（2 o 3o ） 22o 23o 取 =22 O（7）、滑块的设计滑块采用 T 型导滑槽，采用弹簧钢球定位装置， 查参考文献表 7-37 取规格为 M10X17 的定位钢珠组

19、件。4、推出机构的设计该模具采用带肩圆形推杆，根据推杆布置原则，型芯大小和可供布置推杆的空间，初步设置 16 根 5的推杆。5、标准模架的确定综合考虑本塑件采用一模两腔平衡布置，侧浇口，一次分型结构，型腔的壁厚要求，塑胶尺寸的大小，侧抽芯机构，冷却水道的布置等多项因素，估算型腔模板的概略尺寸，查标准模架选用AI3030-70 70 80 GB/T12555-2006六、成型设备的校核计算由上可知初选 XS-ZY-250 螺旋式注射机参考文献表 13-1 得其主要参数如下表：序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量 / cm32502注射压力 /MPa1303锁模力 /KN18004模板尺寸 /

20、mm598×3705最大模具厚度 /mm3506最小模具尺寸 /mm2007最大开摸行程 /mm3008喷嘴前端球面半径 /mm189喷嘴孔直径 /mm41、最大注射量的校核nmm1222.5480.3222.54858.6cm3Kmp0.8250200cm3n 型腔数 =2m 单个塑件体积 =22.548cm3m1 凝料体积，根据经验按照塑件体积的0.21 倍算，本模具凝料不多，按 0.3 估算。K 注射机最大注射量得利用系数，取K=0.8可知 nmm1Km p 满足要求。2、锁模力的校核F pP( nAA1 )1300.8(272801000)1618240N1618KNFzFp

21、 注射机公称锁模力1800KN ，P 塑料熔体对型腔的压力， 一般是注射机的80%，即 P=1800.8A 单个型腔在模具分型面上的投影面积略算。A701047280mm 2A1单浇注系统在分型面上的投影略算。A18(65230)1000mm 2Fz 注熔融塑料在分型面上的胀开力可知 Fp>Fz 满足要求。3、模具高度的校核由模架可知动模座板H1=30mm，支承板H2=45mm，定模座板H3=30mm，动模板 A=50mm ，定模板 B=50mm，垫板 C=100mm。因而模具闭合高度为H= H 1+ H2+ H3+A+B+C=30+30+45+50+50+100=305mm可知 Hmin<305<Hmax 满足要求。4、开模行程的校核经计算 Hb< H1+ H2 则开模行程 S= H1+ H2+（510）=20+100+（510）=125130mmHb 完成侧向抽芯所需的开模距离Hb=cos18o×（80-36）=41mmH