端盖单分型塑料模设计模板

1、塑料模具项目报告系别：专业：_班 号：学 生 姓 名：学 生 学 号：项 目 题 目 ：指 导 教 师：设 计 地 点：起 迄 日 期：目 录一、项目引入1二、项目实施2任务（一）、塑件成型工艺的分析21、塑件的原材料分析22、塑件的结构工艺性分析2任务（二）、注射机的选择31、初选注射机型号32、初选注射成型工艺参数33、计算塑件的体积和质量44、确定模具型腔数量4任务（三）、模具结构的设计41、分型面的选择42、型腔的布局43、浇注系统的设计54、排气和引气系统的设计75、成型零件设计86、型腔侧壁和底板厚度计算107、冷却系统设计108、模架的选择10任务（四）、注射机的校核121、最大

2、注射量122、注射压力123、锁模力124、安装部分尺寸125、开模行程126、推出机构12任务（五）、装配图和零件图的绘制121、装配图122、零件图13一、项目引入某企业大批量生产塑料端盖（如图1-1、1-2所示），要求端盖具有足够的强度和耐磨性能，外表面无瑕疵、美观、性能可靠，要求设计一套成型该塑件的模具。该塑件上无内凸结构，整体结构比较简单。本任务通过对塑件的工艺性分析、注射机的选择、模具的结构设计、注射机的校核、模具的装配图和零件图等设计过程，让学生全面理解和掌握单分型面注射模具设计与制造的基本工作过程。产品设计任务书如下：图1-1 端盖二维图图1-2 端盖三维图技术要求: 材料：A

3、BS 产量：10万件 未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT5。 要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷。二、项目实施任务（一）、塑件成型工艺的分析1、塑件的原材料分析本塑件采用品种为ABS的工程塑料，颜色为白色。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚合物，它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但

4、无熔融滴落现象。ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS工程塑料的缺点是热变形温度较低，可燃，耐候性较差。成型特点如下： 无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度、3小时。 宜取高料温、高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件，模温宜取5060度，对高光泽、耐热塑件，模温宜6080度。 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温

5、、高模温，或者改变入水位等方法。 如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2、塑件的结构工艺性分析设计塑件（塑料制品）时，我们必须充分考虑塑料制品的尺寸、公差、结构型状与该塑料的物理性能、力学性能和工艺性能等是否相适应。塑料制品型状应有利于简化模具结构，尤其是有利于简化抽芯和脱模机构。同时，还要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。塑料制品设计的主要内容是尺寸、公差、表面质量和结构形状。2.1塑件的尺寸分析此塑件为回转体壳类零件，腔体深9.5mm。壁厚均匀1.5mm，大于最小壁厚要求。总体尺寸8711

6、，属于小型塑件。侧壁无斜度，由于高度较小，可以顺利脱模。塑件顶面内圆角R1.5，外圆角R3，可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。2.2塑料的公差分析该塑件有5个尺寸标注公差，分别是9.50+0.16、810+0.52、110-0.18、840-0.52、870-0.38，查教材相关表可知：9.50+0.16、810+0.52、110-0.18、840-0.52为MT3级精度，属于一般精度；870-0.38为MT2级精度，属于高精度，在模具设计和制造过程中应保证此尺寸精度要求；其余尺寸未注公差，按MT5级精度。通过以上分析可知，此塑件可采用注射成形生产。又因产量为100,000件，属

7、于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益。任务（二）、注射机的选择1、初选注射机型号由教材查nm+m1Kmp 通用公式，转变成按体积校核的新公式为：Vmax(nVs+Vj)/K式中 Vmax注射机的最大注射量（cm3） n型腔数量 Vs塑件体积（cm3） Vj浇注系统凝料体积（cm3） K注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8已知n=2，Vs=9cm3，估计Vj =5 cm3，则Vmax（29+5）/0.8=28.8cm3查表常用国产注射机的规格和性能和常见注射机模板技术参数，初步选择注射机XS-ZY-125。注射机的规格参数如下：最大注射量：125 cm3注射压力：120MPa最大开

8、模行程：300mm模板尺寸：428mm458mm锁模力：900kN模具厚度：最大300mm、最小200mm 拉杆空间：260mm290mm 喷嘴尺寸：圆弧半径R12mm、孔直径4mm定位孔直径：100mm顶出型式：两侧顶出，孔径22mm，孔距230mm。2、初选注射成型工艺参数查表常用热塑性塑料注射成型工艺参数，ABS的注射成型工艺参数如表2-1所示。表1-1 ABS注射成型工艺参数 塑料项目ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)3060喷嘴形式直通式温度/180190料筒温度/前段200210中段210230后段180200模具温度/5070注射压力/MPa7090保压压力/MPa5

9、070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530成型周期/s40703、计算塑件的体积和质量经UG软件测得塑件的体积V=9cm3，查表常用热塑性塑料的性能、应用及成型特点可知，ABS的密度为1.021.05g/cm3，则质量M=91.05=9.45g。4、确定模具型腔数量根据表型腔数目的确定方法，结合实际生产的经济性要求。该塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。任务（三）、模具结构的设计1、分型面的选择首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，

10、则此塑件的分型面选在盒盖的下底面处，如图1-3所示。图1-3 分型面2、型腔的布局由于塑件结构比较简单，且表面没有特殊要求，综合考虑到模具制造精度及制造成本，优先采用两板模结构，即总体结构类型为单分型面注射模。采用一模两腔模具结构，型腔间隔15mm布置。如图1-4所示。图1-4 型腔布局3、浇注系统的设计3.1主流道由教材相关分析，端盖塑件模具的主流道采用圆锥型，锥角=3，表面粗糙度Ra=0.63m，主流道进口端直径D1=4.5mm，长度L由装配决定。主流道设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。如图1-5所示。图1-5 浇口套3.2分流道查表分流道的截面形状及特点等相关的分流道设计分

11、析，选用常用的梯型截面分流道。长度L由经验值830mm确定，取L=13mm；截面上底大边长b由经验值412mm确定，取b=4mm；h=2/3b=24/3=8/ 3mm，取h=3mm；下底小边长a=3b/4=34/4=3mm。最终分流道尺寸如图1-6所示。图1-6 分流道截面尺寸3.3浇口由于塑件结构简单，查教材表单分型面注射模常见浇口的形式及特点以及分流道平衡布局的相关知识，确定该模具采用常用的截面形状为矩形的侧浇口。查表矩形浇口的一般尺寸可知，对于中小型塑件，一般厚度0.52.0mm（或取塑件壁厚的1/32/3），宽度b=1.55.0mm，通常取b=（310）t，浇口的长度=0.52.0mm

12、。则取t=1.2mm；宽度b=3t=31.2=3.6mm；长度=1mm。最终浇口截面尺寸如图1-7所示。图1-7 浇口截面尺寸浇注系统详细结构见图1-8和图1-9。图1-8 浇注系统图1-9 浇注系统局部放大图3.4冷料穴和拉料杆的设计由冷料穴及拉料杆的常见形式的相关知识，得知该模具采用钩形（Z形）拉料杆比较合适。详细参见教材钩形拉料杆和底部带推杆的冷料穴中的图（a）所示。4、排气和引气系统的设计由于塑件高度较小，型腔深度不是很大，利用配合间隙排气，且非软质塑料，不容易型成真空，因此不必设置引气装置。5、成型零件设计5.1结构设计型腔和型芯的结构有两种基本型式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批

13、量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变型、利于排气、便于模具的维修。型芯结构简单，选择通孔台肩式，其结构形式如图1-10所示。型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为装拆方便，选通孔台肩式，其结构形式如图1-11所示。图1-10 型芯结构形式图1-11 型腔结构形式5.2工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按表成型零件工作尺寸的计算有关公式进行计算，其余未注公差的尺寸则参照简化公式进行相应计算。查表可知，ABS的收缩率Smax =0.8%，Smin=0.3%，由公式可计算其平均收缩率为：=(0.8%+0.3%) /

14、2=0.55%=0.0055mm，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取=/4。计算端盖模具成型零件的工作尺寸如表1-2所示。表1-2 型腔、型芯主要工作尺寸计算 mm类型模具零件部位塑件尺寸计算公式计算结果型腔计算小端对应的型腔大端对应的型腔深度对应的型腔突沿对应的型腔1.5圆角对应的型腔R3型芯计算径向的型芯高度方向的型芯圆角对应的型芯R1.56、型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式矩型型腔，查表矩形型腔壁厚尺寸，已知矩型型腔内壁短边b=87mm，则凹模壁厚S1=1314 mm，模套壁厚S2=4045mm。查表系数的值可知，L/b=87/87=1.0 则=0.3078 。查表常用塑料注射

15、时的型腔压力可知，ABS材料充填型腔时，p=30 MPa，为了安全起见，取p=40MPa，由表型腔壁厚及底板厚度计算公式知，=300MPa（常用模具钢的许用应力为300MPa），带入公式1-43得，= (0.307840/300)0.587=18mm。7、冷却系统设计注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率以及塑件的型状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。由于此塑件为小型（9.45g）、薄壁（1.5mm）塑件，且成型工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图1-12所示。图1-12 冷却水道8、模架的选择根据以上项目分析，端盖塑件为

16、薄壁壳类塑件，一模两腔，采用侧浇口。因此可以选用A1A4单分型面模架，考虑到企业现有的加工手段（如有大量的数控加工设备），易采用镶件型芯，镶件型芯底部需要支承板，可以采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，查附录，则应选择A4型。计算型腔模板周界（如图1-13所示）由教材相关公式可知：长度L=40148715871440=297mm宽度N=4014871440=195mm图1-13 型腔模板周界选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，N=195最接近于标准尺寸200，则选200L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L= 297的315。最终确定的模架规格为200315。确定模板厚度A板

17、（定模板），用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=1118=29，选取标准中A板厚度HA=40mm。B板（动模板），用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.51）型芯高度，型芯高度9.5mm，则B板厚度HB在4.759.5之间，标准化取HB=20mm。C板（垫块），型成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=16 mm，塑件推出距离=型芯高度+（510）=9.5+5=14.5mm，则C板厚度=201614.5=50.5，选标

18、准Hc=50mm。选定模架型号模架标记：A4-200315-22-Z2 GB/T12556.1-1990如图1-14所示。图1-14 标准模架任务（四）、注射机的校核1、最大注射量已知VsVj=92+1.5=19.5，Vmax=125，K取0.8，则KVmaxVsVj，适合。2、注射压力已知P注= 7090 MPa，P公=120MPa，则P公P注，适合。3、锁模力已知Pq=2040MPa，A分=3.14(87/2)2232 =59737.3mm2。F锁=900kN，则Pq A分=405973.7=238946N=239kN。显然F锁Pq A分，适合。4、安装部分尺寸喷嘴圆弧半径12浇口套圆弧半

19、径14喷嘴孔直径4主流道小端直径4.5定位孔直径100定位圈外径100 拉杆空间260290模具外型250315最小模厚200模具厚度212最大模厚3005、开模行程开模行程=9.5111030.5最大开模行程300则最大开模行程开模行程，适合。6、推出机构两侧顶出，孔径22mm，孔距230mm。任务（五）、装配图和零件图的绘制1、装配图尽可能按1:1比例绘制，视图表达清晰合理（剖视动模方向视图）， 整体性为主（过模具中心的阶梯剖），辅以局部性（局部剖或虚线），明细表、技术要求或使用说明书写完整，标注模具外形尺寸（合模状态）、重要的装配尺寸。如图1-15所示。图1-15 装配图2、零件图绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。如图1-161-21。图1-16 型腔镶块技