塑料模具设计衬套设计

塑料成型工艺及模具设计学生姓名：王征070101020059郝燕飞090101020038王思懿090101020039课程名称:塑料成型工艺及模具设计指导教师:王强目录TOC\o"1-5"\h\z塑件成型工艺性分析 3\o"CurrentDocument"1.1塑件的分析 31.2PA1010的性能分析 3\o"CurrentDocument"1.3PA1010的注射成型过程及工艺参数 3拟定模具的结构形式 42.1分型面位置的确定 4\o"CurrentDocument"2.2确定型腔数量和排列方式 4\o"CurrentDocument"2.3注塑机型号的确定 4\o"CurrentDocument"成型零件的结构设计和计算 73.1成型零件的机构设计一 73.2成型零件的钢材选用一 73.3成型零件工作尺寸的计算 73.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算_ 9总结 10\o"CurrentDocument"参考文献 16一.塑件成型工艺性分析1.1.塑件的分析（1） 外形尺寸：该塑件壁厚2mm,结构对称，适合注射成型。塑件尺寸外形尺寸不大，塑料熔体流程不长，适合于注射成型。（2） 精度等级：MT3，查表确定每个尺寸的公差。（3） 脱模斜度：PA为无定型塑料，流动性好，参考表2-10选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度40分。PA的性能分析（1）使用性能：抗拉强度、硬度、耐磨性、自润滑性突出，吸水性强。成型性能：熔点高，熔融温度范围狭窄，成型前原料要干燥。熔体粘度低，要防止流涎和溢料，制品易产生变形等缺陷。密度/g/cm30.9~0.91比容/cm3/g0.90~1.10吸水率/(24h)%0.2~0.4收缩率/%1.52~2.0熔点/°c198~210抗拉屈服强度40MPA弯曲强度70MPA冲击强度78MPA（1）（2）（3）（4）3.3PA的注射成型过程及工艺参数1.PA1010成型工艺PA1010熔程较窄，一般为3〜4°C。熔融流动性较好。适合注射成型、挤出成型和吹塑成型。主要成型工艺如下。（1） 干燥鼓风干燥温度90C±5C干燥时间约4〜5h、真空干燥温度85C±5C，一般最好选择真空干燥工艺，避免热氧化变色（2） 注塑工艺料筒温度：后部190〜210C中部200〜220C前部210〜230C喷嘴200〜210C模具温度:20〜40C注射压力：60〜80MPa注射周期:30〜50S，（3） 挤出成型工艺

螺杆挤出温度：250°C,260^,270°C,280°C模头温度:200〜210C二・拟定模具的结构形式三.2.1.分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应该选在端盖截面积最大且有利于开模2.2.确定型腔数量和排列方式数量：由于塑件精度为MT5且尺寸较大，利用一模两腔的形式。模具结构形式的确定：模具设计为一模两腔，直线对称分布，推出机构采用推杆推出，浇口采用潜伏式交口且在最高处选用单分型面注射模。注塑机型号的确定（1）注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积： V塑=3.440cm3塑件质量： m塑=pV塑=3.440x1.04=3.58g（2）浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2〜1倍估算。由于本次采用留较短，因此凝胶柱系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和8个塑件体积之和）为V总=V塑（1+0.2）x8=3.440x1.2x8=33.042cm3（3）.选择注射机 根据第二步计算得出注入模具型腔的塑料总质量为33.042cm3,贝^有V总/0.8=33.042/0.8cm3=41.28cm3cm3根据以上的计算，初步选定公称注射量60cm3注射机型号为XS-Z-60卧式注射机，其主要参数为螺杆直径/mm38 最大模厚/mm200注射压力/MPa122 移模行程/mm180最小模厚/mm70 螺杆转速0~200r/mm定位孔直径/mm55喷嘴半径球/mm12 喷嘴孔直径/mm4（4）注射机有关参数的校核1）注射压力校核PA所需注射压力为70-100MPa取p=80MPa，该注射机的公称注射压o力P公=122MPa，注射压力安全系数1.25-1.4取k1=1.3K•P=1.3x80=104<122，所以注射机压力合格。2）锁模力校核①塑件在分型面上的投影面积A塑=：30）2-：（16）2=505mm2②浇注系统在分型面上的投影面积A浇即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。A是每个塑件在分型面上的投影面积A的0.2〜0.5倍。由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A=0.2A塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积A，则A总=n（A塑+A,）=X1.2A塑=6乂1.2乂505=3636mm2④模具在型腔内的胀形力H胀=A总P模=3636x30N=109.08KN-查表可得注塑机的公称锁模力七=500N，锁模安全系数为k=1.1〜1.2，这里取k=1.2,则kF胀=1.2F胀=1.2x109.08=130.90〈F锁，所以注塑机锁模力合格。四.成型零件的结构设计和计算4.1.成型零件的机构设计（1） 凹模的结构设计。凹模是成型制品外表面的成型零件。其结构可分整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式。（2） 凸模的结构设计。凸模是成型塑件内表面的成型零件。通常是整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析，着里采用组合式型芯。4・2.成型零件钢材选用对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的强度、刚度、耐磨性及良好的抗疲劳性，还考虑它的机械加工性能和抛光性能。该塑件是大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20。成型塑件型芯，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材也选用Cr12MoV。4.3.成型零件工作尺寸的计算采用相应公式的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件图给定的公差计算。（1）凹模径向尺寸计算 塑件外部径向尺寸的转换L,,1=300mm A=0.mm；L,=200mmA?=0.mm根据公式：L=[（1+S）L-X△]+&1计算可得：M1 cps1 1 10

L=[(1+0.0075)x30.3-0.6x0.3]+00067=30.41+0.05mmL=[(1+0.0075)x20.3—0.6x0.3]+。加=20.27+您mm其中平均收缩率s=崩075+0.0075=0.0075，x，x范围为0.5〜0.8,取TOC\o"1-5"\h\zcP 2 1 2x=x=0.6；A，A，5=-S-x0.3=0.051 2 1 2乙6 6凹模深度尺寸计算根据公式：H =[(1+S)H-X△]+5z1计算可得;M1 cp s1 1 10H=20+0.1 ；s1 -0.1A1=0.2根据公式：L=[(1+S)1+X△]0计算可得;—根据公式：L=[(1+S)1+X△]0计算可得;—5z1L=[(1+S)l+X△]0 =[(1+0.0075)x15.9+0.7x0.3]M1 cp s1 1 1—5Z10 =16.230mm（4）型芯高度尺寸计算塑件尺寸转换 h=20+o.1mm=19.9+0龙mm，x=0.63-0.1 0 1根据公式：h=［（1+S）h+X△］0 计算可得;h=[(1+0.00)7519k.9x.j3 0.2—0.0330 20.18—0.033x20.2-0.63x0.2]+0.033=20.23+0.033mmx20.2-0.63x0.2]+0.033=20.23+0.033mm（3）型芯径向尺寸计算1）动模型芯径向尺寸计算A^=0.3mmLs=A^=0.3mm塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的标准如下图凹模镶件型芯4.4.成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算（1）凹模侧壁厚度的计算。凹模侧壁厚度与型芯内压强及凹模的深度有关。其厚度根据公式计算。可得S=(3^)；=( 3x30X174 )；=12.58mm2E5 2x2.1x105x0.009p1其中，5p=15\=15x(0.35x175+0.001x17)=0.009mm1式中，i=0.35x175+0.001x17口m=0.63口m(2)动模垫板的厚度计算。根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力可计算动模垫板厚度为T=0.54L(―^)：=21,75mmEL5L是两个垫块之间的距离，约80mm；L1是动模垫板的长度，取200mm，A是2个型芯投影到动模垫板上的面积。型芯所受压力的面积为A=生D2n=1607.68mm2动模垫板按照标准厚度取22mm。通过本次课程设计的练习，我们对以前的知识有了更深的了解。在完成设计任务的同时，对设计方法、实验验证、文献资料的查阅、各种设计规范和设计标准的运用以及文档的撰写等方面的能力要求，需要得到全面的训练与提高。在课程设计的过程中，有很多不够了解的问题，感谢同学们和老师的帮忙解答,这次课程设计，为我们以后的学习和工作提供了很多有益的经验。参考文献孙凤勤主编.模具制造工艺与设备.2004第1版，北京机械工业出版社合编.模具制造手册.1999第2版，北京机械工业出版社郭铁良主编.模具制造工艺学.2002，高等教育出版社许发樾主编.模具标准应用手册.1997，北京机械工业出版社任鸿烈主编.塑料成型模具制造技术.1989，华南理工大学丁仁亮主编.金属材料与热处理.2000第三版，机械工业出版社徐嘉元主编.机械加工工艺基础.1996，北京机械工业出版社四川、北京、天津大学合编.塑料成型模具.2000.