塑料模具设计绕线器骨架

1、塑料模具课程设计说明书姓 名:魏雄伟学 号：201331060126学 院：材料科学与工程专业专 业：高分子材料与工程题 目：聚碳酸酯塑料盖设计指导老师：晁敏时 间：2016.62.3注射机性能参数校核1. 最大注射量G的校核：成型塑件所需的注射总量 M=80%G2. 锁模力的校核：TKFq3. 最大注射压力的校核：塑件的注射压力与注射机的额定压力进行比较。4. 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的安装螺孔尺寸。 1) 模具的外形尺寸与模板尺寸、拉杆间距相适应；2) 模具主浇道中心线与喷嘴、料筒中心线相重合；3) 喷嘴头球面半径与主浇道球面半径

2、相匹配；4) 动、定模脚上螺孔与动定模板孔相对应。 5. 模板厚度、开模行程与顶出装置的校核：(H1-脱模距离；H2-制件高度)）单分型面：SH1H2510双分型面：SH1H2a510第一章 注射零件工艺性分析1.1模塑方法的确定该塑件为聚碳酸酯圆形塑料盖,塑件结构简单。塑件外部呈圆柱状，内壁为螺纹，塑件达18mm，外径为31mm，内螺纹直径27mm，壁厚为4mm，考虑聚碳酸酯的加工特性，为降低模具的加工制造成本，决定采用注射模生产。塑件俯视图和左视图如下图1.2材料的确定和工艺性分析1.2.1材料的选用聚碳酸酯塑料1.2.2聚碳酸酯塑料性能聚碳酸酯（PC）是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有

3、很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。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。具有高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;高度透明性及自由染色性;成形收缩率低、尺寸稳定性良好;耐疲劳性佳;耐候性佳;电气特

4、性优;无味无臭对人体无害符合卫生安全等优点。1.2.3 聚碳酸酯的成型加工特性1.聚碳酸酯分子链刚性大，玻璃化温度较高，熔体粘度高（240-300时粘度为104-105Pas）,且聚碳酸酯熔体非牛顿性不明显，增大剪切速率，粘度下降不明显，是温度敏感型材料，成型时进入模腔的熔体分子被剪切后取向慢，当熔体迅速冷却至玻璃化温度一下，分子链来不及松弛就被冻结，造成制品内应力大。2.聚碳酸质吸水性虽不算太大，但少量水分在成型温度下也会引起酯基水解、断裂，使制品性能下降，因此成型前要进行预热干燥。3.聚碳酸酯对金属有很强的粘附性，这要求生产结束时应很好的清理模具，否则粘附在料筒上的熔体冷却收缩时会将料筒的

5、壁上的金属拉下，损坏筒壁。4. PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。1.2.4聚碳酸酯塑料注塑工艺参数注射机类型：螺杆式注射压力/ Pa：80130；模具温度/：5080；料筒温度/：240285(前段)、230280（中段）、210240（后段）；喷嘴温度/：240250；注射时间/s：2090；冷却时间/s：2090；1.2.5 塑件的结构工艺性1.塑件结构简单，体积小，无嵌件，适合大批量生产。2.尺寸精度分析：外径取公差0.28，其余取公差0.22，螺纹为粗牙型螺纹，尺寸精确性要求高；外壁有半圆形花纹，表面粗糙度要求较高。第二章 模具结

6、构方案2.1注塑模具类型2.1.1注射机种类：柱塞式注射机和螺杆式注射机2.1.2注射模分类：卧式注射模：它的注射装置与合模装置轴线重合，并与机器安装底面平行。其优点是：机身重心低，稳定且易于操作，塑件推出后可自动坠落，便于自动化生产。其缺点是：模具的装拆及嵌件安放不方便，且设备占地面积较大。立式注射模：它的注射装置与合模装置的轴线重合，并且与机器安装底面垂直。其优点是：占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯简便可靠。其缺点是：塑件推出后常需用手取出，不能自动掉落，不易实现自动化操作，而且机身重心高，不够稳定，加料不太方便等。所以多用于注射量小于60cm3的多嵌件塑件。角式注射模：它的注

7、射装置与合模装置的轴线互相垂直，且任何一方均可水平放置，另一方则呈竖直放置。其特点是兼具卧式、立式注射机的某些优缺点，占地面积介于前两种注射机之间，适用于生产形状不对称的塑件、带螺纹的塑件及使用侧浇口的模具。 分析：塑料盖壁厚较小，为保证迅速冲模，要求树脂有较低粘度，故采用螺杆式注射机；由于塑料盖内壁有螺纹，为了方便于从螺纹型芯上取出塑件，且塑件体积小，成型周期短，采用角式注射机。2.2模具结构分析注射模模具分为两大部分：动模部分和定模部分，定模和动模闭合组成型腔和浇注系统，开模取出制品。注射模具的各个组成部分：成型零件 、 浇注系统 、 导向部分 顶出机构 、抽芯机构、冷却和加热系统、排气系

8、统。2.2.1型腔的布置由于塑件顶部有突出的花纹，为保证脱模时花纹不被损伤，将整个型腔都设置在动模，由开模力使动模和定模分开后，由顶出机构将塑件顶出型腔。由于塑料盖的外形比较简单，模具容易加工。2.2.2分型面的确定1. 分型面与型腔的相对位置：分型面为动、定模或瓣合模的接触面。开模后制品留在动模。2. 分型面的形状（1）常见分型面的类型（d） Error! Main Document Only.a 与开模方向垂直的分型面b 阶梯型分型面c 斜分型面d 异型分型面e 对合分型面(2)分型面的选择原则 将分型面开设在塑件断面轮廓最大的部位，以便顺利脱模； 根据塑件的使用要求和几何形状及结构特点而

9、定； 分型面设在塑料的流动方向有利于排气。制品留在动模；制品因收缩而留在型芯上；侧抽芯置于动模；多组抽芯要避免长端侧抽；将投影面积较小的方向设于分型面。分析：由于塑料盖结构简单，无侧型芯以及嵌件，故采用垂直型分型面，分型面为动模和定模的接触面。2.2.3注射浇注系统2.2.3.1浇注系统概念及组成浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成，各自作用如下： 主流道 ：主流道是指从注射机喷嘴与模具接触处开始，到有分流道为止的一段料流通道。它起到将熔体从喷嘴引入模具的作用，其尺寸的大小直接影响熔体的流动速度和填充时间。 分流道：分流道是主流道

10、与型腔进料口之间的一段流道，主要起分流和转向作用，即将熔体由主流道分流到各个型腔的过渡通道，也是浇注系统的断面变化和熔体流动转向的过渡通道。浇口：浇口是指料流进入型腔前最狭窄部分，也是浇注系统中最短的一段，其尺寸狭小且短，目的是使料流进入型腔前加速，便于充满型腔，且又利于封闭型腔口，防止熔体倒流。另外，也便于成型后冷料与塑件分离。冷料穴：在每个注射成型周期开始时，最前端的料接触低温模具后会降温、变硬被称之为冷料，为防止此冷料堵塞浇口或影响制件的质量而设置的冷料穴，其作用就是储藏冷料。冷料穴一般设在主流道的末端，有时在分流道的末端也增设冷料穴。2.2.3.2浇注系统设计原则1.必须了解塑料的工艺

11、特性 每一种塑料都有其所适应的温度及速率，设计浇注系统时应首先了解它们的这些工艺特征，以便于考虑浇注系统尺寸对熔体流动的影响。一般情况，都不希望浇注系统太长和太粗。2. 排气良好 浇注系统应能顺利地引导熔体充满型腔，料流快而不紊，并能把型腔内的气体顺利排出。3. 防止型芯和塑件变形 高速熔融塑料进入型腔时，要尽量避免料流直接冲击型芯或嵌件，否则会使注射压力消耗大或使型芯及或嵌件变形。对于大型塑件或精度要求较高的塑件，可考虑多点浇口进料，以防止浇口处由于收缩应力过大而造成塑件变。4. 减少熔体流程及塑料耗量 在满足成型和排气良好的前提下，塑料熔体应以最短的流程充满型腔，这样可缩短成型周期，提高成

12、型效率，减少塑料用量。5. 修整方便，并保证塑件的外观质量 浇注系统的设计要综合考虑塑件大小、形状及技术要求等问题，做到去除修整浇口方便，同时不影响塑件的外观和使用。例如，表面质量要求高的电器外壳或有装饰性作用的日用品，浇口绝对不能明显地暴露在塑件外表面上，而应放在次要表面或更隐蔽的地方。6. 要求热量及压力损失最小 熔融塑料通过浇注系统时，要求其热量及压力损失最小，防止温度和压力降低过多而引起填充不满等缺陷。因此，浇注系统应尽量减少转弯，采用较小的表面粗糙度值，在保证成型质量的前提下，尽量缩短流程，合理选用流道断面形状和尺寸等，以保证最终的压力传递。2.2.4浇注系统的设计1.主浇道设计a)

13、主流道设计成圆锥形，其锥角可取26，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。b)主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般d=2.55mm。c)主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。d)主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。e)主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度5357HRC。2.定位环与浇口套配合及固定形式一般有整体式和定位环与浇口套配合两种定位环与浇口套配合式 Error! Main Document On

14、ly.整体式 Error! Main Document Only.3.分浇道设计：常见分浇道形式 Error! Main Document Only.1）.分浇道设计原则： a.流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。 b.流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。c.分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。d.对于含玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。e.流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。f.塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心要重合。2).流道的排列原则：a.尽可能

15、使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。b.使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。4.浇口的设计：1）.浇口的概念：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节（浇口断面面积是分浇道的39）。2）.浇口作用：a.熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。b.注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。c.狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。3).浇口尺寸要求：浇口厚度a（制品壁厚的1/32/3）浇口宽度b（一般b310a）浇口长度c（0.72mm）浇口与制品圆角过渡（R0.5）4）.浇口形式：侧浇口 扇形浇口直接浇口 环形浇口轮辐式浇口爪形浇口点浇口潜伏式浇口护

16、耳形浇口分析：由于塑料盖是圆柱状有盖状，因此采用直通式浇口，不需要设计冷料穴；由于制品脱模后需要进行脱螺纹过程，只设置一个型腔，不需要设计浇道系统和浇口，熔体压力损失和热量损失比较小，有利于聚碳酸酯树脂的充模。聚碳酸酯树脂粘度比较大，因此直通式浇口高度比较小，浇口底部面积不宜太大，太大了会导致树脂在底部堆积，使树脂提前固化，一般设置在8mmm左右。2.2.4 排气系统的设计当塑料进入模具型腔时，必须排除浇注系统内的空气以及塑料受热或凝固过程中的产生的挥发气体，防止塑件产生缺陷。该模具为单型腔模具，并且塑件结构较为简单，可利用分型面和推杆间隙排气，故不需要特别设置排气系统。2.2.5 热交换系统

17、的设计根据该塑件所采用的材料PC的成型特性和工艺条件，模具温度为6080 。故该模具中需要增加加热系统，那么模具中需要设置温度调节装置，满足温度调节范围大和清洁无污染等特点，所以本设计中采用电加热装置。电加热装置的形式有：电阻丝加热，电热套式与电热板式，电热棒式。其中电热棒式加热装置的电热元件使用寿命长，且易于更换，故采用电热棒式加热装置。2.2.6 导向机构2.2.6.1 导柱的设计1导柱结构形式导柱的典型结构为带头导柱，结构简单，加工方便，故该设计院选用带头导柱。2.柱的精度导柱的固定部分与模板之间通常采用的配合形式，粗糙度为 。导向部分与相应导向孔采用 的配合形式，粗糙度 。3.导柱材料

18、导柱的材料应具有坚硬耐磨的表面，韧而不易折断的芯部，故而选用T10A钢，淬火处理，硬度为5055HRC2.2.6.2 导套的设计1结构形式参照导柱设计，选用形式简单的直通式导柱。2导套精度导套与模板之间通常采用 的配合形式，粗糙度为 。导向孔的表面粗糙度为 。3导套材料选用T08A钢，淬火处理，硬度为4548HRC。2.2.7顶出机构设计1、顶出机构的驱动类型a. 手动脱模b. 机械脱模c. 液压或气动顶出d. 带螺纹塑件的顶出机构2、顶出机构的设计原则a. 足够的刚度和强度b. 位置设置合理、顶出力分布均匀c. 顶出力靠近型芯、面积大d. 顶出在不易变形的部位e. 在塑件基准面顶出3、顶出机构设计方案：塑料盖内壁需要成型M27的螺纹，因此塑件成型固化后会对螺纹型芯产生很强的包裹力；PC树脂分子链刚性比较大，成型塑件的弹性以及韧性都比较低，因此无法采用顶出杆或推板顶出机构直接顶出。故直接由型芯顶出塑件，然后手动或机动脱模。塑件的脱模过程为：首先，注射机动模和定模分开时由动模带动塑件一起运动，利用螺纹型芯将浇口余料拉出浇口，动模和定模分开一定距离以后，由注射机