塑料模具课程设计说明书

1、目录一、塑件分析、塑料的选取及其工艺性分析二确定注射机三、型腔数目确定四、分型面的选择及浇注系统设计五、成型零部件设计六、推出机构计算七、冷却系统的设计八、标准模架的选择九、注射机相关参数的校核十、模具装配图课程设计要求与题目（1）：给定塑像件零件图一张如下，按模具设计要求将塑件有关尺寸公差进行转换（2）：完成模具装配图一张，用手工绘制成A0A1图幅，按制图标准绘制（3）：编写设计说明书（不少于2030页），并将此任务书及任务图放于首页。一、塑件分析、塑料的选取及其工艺性分析该塑件应该是一个塑料板、称套，且承载不高，此符合低压聚乙烯（PE）的特点，并且聚乙烯还拥有硬、耐磨、耐蚀、耐热、及绝缘性

2、好等优点，价格也比较便宜。而且聚乙烯流动性好、对压力变化敏感，适用高压注射，料温均与，填充速度快、保压充分、易脱模。聚乙烯的缺点就是成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易变形、翘曲等。所以，在成型时应控制模温，冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。结果：塑料用聚乙烯 成型方式为注塑成型附：聚乙烯(PE)的主要技术指标密度（g/cm3）:0.19-0.96收缩率s:1.5-3.5成型温度t/°C：140-22二确定注射机通过ProE建模分析得塑件质量属性如下图：塑件体积：V=20.33cm3;塑件质量：M=12.20g.该塑件

3、的精度要求不高，塑件尺寸较小，且应为大手批量生产，可采用一模多腔的结构形式，同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模四腔的结构形式。且型腔的排列采用平衡式排列。由于浇注系统的关设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21陪来估算，由于本次采用的流产简单并且较短，因此浇注系统的按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具开腔塑料的总体积（即浇注系统的凝料和4个塑件体积之和）为：V总=1.3NV=1.3x4x20.33=105.716cm3;由资料可知注射机的额定注射量V为：V1=V总/0.8=132.154cm3;根据椐以上初步

4、选择额定注射量为200cm3，注射机型号为SZ-200/120卧式注射机。SZ-200/120型卧式注射机有关技术参数如下：理论注射量/cm3200拉杆内向距/mm355×385螺杆柱塞直径/mm42移模行程/mm350注射压力/MPa150最大模具厚度/mm400注射速率/gs-1120最小模具厚度/mm230塑化能力/kgh70锁模形式双曲肘螺杆转速/rmin-10220模具定位孔直径/mm125锁模力/kN1200喷嘴球半径/mm15喷嘴孔直径/mm4三、型腔数目确定 我们小组采用按注射机的额定锁模力来确定型腔数目n，有 npA Fp pA1 式中 Fp注射机的额定锁模力 25

5、4000（N） A单个塑件在分型面上的投影面积 8167.14（mm2） A1浇注系统在分型面上的投影面积 200（mm2） P 塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。 代值计算得n = 14.27 故取值为14 综合考虑塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的结构，宜采用盘型浇口。若采用一模多腔设计、加工难度大，成本高。所以采用一模两腔。 结果： 型腔数目为四个。 四、分型面的选择及浇注系统设计分型面选择一般原则 1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处 2.避免模具结构复杂 3.分型面应便于塑件脱模 4分型面应有利于侧面分型及抽芯 5.分型面应保证塑件质量 6.分型面的选

6、择用力与防止溢流 7.分型面的选择应有利与排气 8.分型面的选择应使成型零件便于加工 9.应尽量减少由于脱模斜度造成塑件大小端的差异参考着以上原则，我们的分型面选在了A-A面浇注系统设计原则1. 了解塑料的工艺特性2. 排气量好3. 防止型芯和塑件变形4. 减少熔体流程即塑料耗量5. 修整方便，并保证塑件的外观质量6. 要求热量及压力损失小参考着以上原则，我们采用如图所示浇注系统1:主流道的设计(1):主流道尺寸1）：主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具L应尽量小于60mm，设计中初取50mm. 2）：注流道的小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4.5mm.3）：主流道的

7、大端直径 D=d+2L主tan(a/2)=8mm(其中取值在2º6º，这里取4º)。4）：主流道的球面半径 SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=15+2=17mm.5):球面的配合高度 h=3mm.（2）：主流道的凝料体积V主=L主（R2主+r2主+R主r主）3.14/3=50(42+2.252+4x2.25)x3.14/3=1573.3mm3.(3):主流道当量半径 R=（2.25+4）/2=3.125mm(4）主流道的浇口套选用及形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流衬套与定

8、位圈设计成一个整体，介考虑上述因素通常公然将其分开来设计，以便天拆卸更换。同时也便于选用优质刚材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用工具刚T10A，热处理淬火表面硬度为53HRC57HRC，流道表面的粗糙度Ra<=0.8um。浇口套如下图示：2：分流道的设计（1）：分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。并且分流道的截面形状采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料的热量散失、流动阻力均不大梯形的上底宽度为B=6mm了便于选择刀具），底面的半径R=1mm形高度取H=2B/3=4mm下底宽度为b梯形面积

9、应满足关系式：(B+b)H/2=3.14D2/4,代值计算得b=3.813mm,考虑到梯形底部圆弧对面积的减小及脱模斜度等因素，取b=4.5mm,通常计算梯形斜度a=10.6º,基本符合要求，分流道截面形状及分流道的布置形式如下图：3：浇口的设计该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求高，采用一模四腔注射，为便是于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其界面形状简单，易于加工，便于试模后修正且开设在分型面上，从开腔的边缘进料。1）：侧浇口尺寸的确定（1）：计算侧浇口的深度。根据表2-6，可得侧浇口的深度h算公式为h=nt=0.6x3=1.8mm式中，t是塑件壁厚，这里

10、t取3mm;n是塑料成型系数，查资料可得n=0.5。（2）：计算侧浇口的宽度。根据表2-6，可得侧浇口的宽度B和计算公式为：B= nA1/2/30代入数据可得B=2mm.(3):计算侧浇口的长度。根据表2-6，可取侧浇口的长度L浇=0.75mm.4:冷料穴的设计及计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是储存前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。设计既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球状形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球状的包紧力凝料从主流道中脱出。五、成型零部件设计 查有关资料得聚乙烯（PE）的收缩率为S

11、 = 1.5% 3.5% ，故平均收缩率Sca = （1.5%+3.5%）/2 = 2.5% =0.025 根据塑件尺寸公差要求，模具的公差取z = /4 。51、44.01、20、10、R1.5、16、5、3自由公差按MT6，查得51±0.55、44.01±0.47、20±0.31、10±0.23、R1.5±0.13、16±0.35、5±0.16、3±0.16。（1）：凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向尺寸的转换51±0.55=51.550-1.1mm，相应的塑件制造公差为：1.1mm；44.01

12、7;0.47=44.480-0.94mm,相应的塑件制造公差为：0.94mm。由公式LM=（1+Sca）Ls-x 可算得(51)= （51.55+51.55*0.025-0.75*1.1）+0.2750=52.01+0.2750(40.01)= (44.48+44.48*0.025-0.75*0.94)+0.2350=44.87+0.2350由以上公式依次算出16截面的尺寸为16.27mm，20截面的尺寸为20.35 mm(2) 凹模深度尺寸的计算 Hm =(H+H*Scp-2/3)=(3.26+3.26*0.025-2*0.52/3) =2.99mm由此公式依次算出16的截面高度为16.28

13、mm，26的截面高度为26.51mm。 型芯 （38）dm =(d+d*Scp+3/4)=(37.60+37.60*0.025+3*0.8/4) =39.14mm由此公式依次算出34截面尺寸为35.04mm，10.2截面尺寸为10.56mm (1) hm =(h+hScp+2/3) =(0.77+0.77*0.025+2*0.46/3) =1.09mm由此公式算出5的截面高度尺寸为5.20mm六、推出机构计算（1）推出力计算推件力： Ft=Ap(cos-sin)+qA1 塑件对钢的摩擦因素，一般为0.10.3； A塑件包容型芯的面积； P塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑

14、件p取（2.43.9）×10Pa；模内冷却的塑件p取（0.81.2）×10Pa. 由式子可以看出；脱模力的大小由塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。当然，影响脱模的因素还很多，所以只是个估算值。（2）确定推出方式及推杆位置根据制品结构特点，确定制品的推出方式为二次推出，保证塑件不顶出而变形损坏及影响外观。位置如图所示。七、冷却系统的设计该塑件的原料为聚乙烯（PE），在前面塑料的工艺性分析时已经指出：聚乙烯冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。针对该塑件采用加平行水道，以达到塑件的稳定充分冷却。如图所示：八、标准模架的选择根据以上分析，计算以及型腔尺

15、寸位置尺寸可确定模架的结构型式和规格，查中国模具设计大典选用模架250×250系列；具体尺寸为：定模座板厚度：A=20mm定模厚度：A1=32mm动模型腔板厚度：B=40mm凸模固定板厚度：32mm支承板厚度：40mm垫块厚度：C=80 mm 动模座板：B1=25mm模具高度：H=16+32+50+63+16=177mm模具外形尺寸：125×125×177mm3九、注射机相关参数的校核（1）最大注射量的校核 Nm+m1Kmp 式中： n型腔数目; mp注射机允许的最大注射量（g或cm3） m单个塑件的质量或体积（g或cm3） m1浇注系统凝料及飞边的质量和体积（g

16、或cm30） K注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8代值n=2，m=20.147cm3，m1=4.358cm3计算得出结论：符合 （2）注射压力的校核 注射压力的校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。现在一般借用注射模流动摸拟计算机软件，获得注射压力的预测值，后经试模确定。（3）锁模力的校核 锁模力应大于高压熔体塑料充满模具型腔时，沿分型面将模具分开的那个压力，保证不发生溢料现象。即 Fs=p(nA+A1)<Fp 式中： Fs高压塑料熔体产生的胀模力（N） Fp注射机的公称锁模力（N） n模具的型腔数目 A单个塑件在分型面上的投影面积（mm2） A1浇注系统在分型面上的投影面积（mm2） P型腔内熔体压力，2040Mpa。 代值有Fs=20（2*3.14*51*51/4+3.14*12*12/4）=83932.2N<2540KN(4) 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核 为了使注射模具能够顺利的安装到注射机上并产生合格的塑件，一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚度、模板上安装螺孔位置及尺寸等。a 喷嘴尺寸注射机喷嘴前端球面半径r应比模具浇口套始端的球面半径R小12mm，注射机喷嘴直径d比模具浇口套始端小口