2022年模具課程方案設(shè)計書-單分型面注射模

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1、目錄一、塑料的工藝分析二、注射成型機(jī)的選擇三、型腔布局與分形面設(shè)計四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計五、成型零件的設(shè)計六、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計七、拉料桿的設(shè)計八、模架的結(jié)構(gòu)九、開模行程的校核十、模具加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計十一、工藝卡片精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 1 頁，共 14 頁端蓋：材料為ABS,塑件重量為 5g，大批量生產(chǎn)，塑件要求：外側(cè)表面光滑，不允許有交口痕跡，試設(shè)計該塑件的成型模具塑件零件圖。設(shè)計任務(wù)：裝配圖一張零件圖兩張?jiān)O(shè)計說明書精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 2 頁，共 14 頁塑料的工藝分析1、注塑模工藝ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙

2、烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。ABS 是非結(jié)晶性材料。ABS 材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。注塑模工藝條件：干燥處理：ABS 材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為 8090C下最少干燥 2 小時。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。熔化溫度：210280C；建議溫度：245C。模具溫度：2570C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。注射壓力：5001000bar。注射速度：中高速度。2、塑件

3、成型工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格料筒溫度()后段：160-220中段：180-200前段：160-180成型時間(t)注射時間：2保壓時間：15冷卻時間：20噴嘴溫度()220-310螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)40模具溫度()20-60注射壓力(MPa)70-1003、塑件的尺寸與公差塑料的尺寸精度往往不高，應(yīng)保證在使用要求的前提下盡可能的選用低精度的等級。我國已頒布了工程塑料尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn),塑件尺寸公差代號為MT，等級分為 7 級，每一級又可分為 A、B 兩部分，其中 A 部分不受模具的影響尺寸的公差，B部分為受模具活動影響尺寸的公差。塑料公差等級的選用與塑料品種及裝配情況有關(guān)，該

4、塑料選用未注公差尺寸MT5，對孔類尺寸可取數(shù)值冠以+號，對軸類尺寸可取表中數(shù)值冠以號對中心距尺寸可取表中數(shù)值冠以+號一般模具表面粗糙值要比塑件的要求低 12級，塑料制作的表面粗糙度值一般為 Ra0.8 0.2之間。型腔的基本尺寸為：直徑 35-0.056高度 2500.5型芯的基本尺寸為：3100.56精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 3 頁，共 14 頁深度：23、注射成型機(jī)的選擇3.注塑機(jī)的初選擇 查手冊，ABS的注射壓力6001000（105）帕，塑件較簡單，取 P=70Mpa（1）型腔壓力計算P腔=2/3P=46.7Mpa（2 鎖模力計算 F=AP腔=60.246.7=28104牛根據(jù)

5、計算，查表初選螺桿式注射機(jī)：XS-ZY-60。（二）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇1模具閉合高度的校核 安裝模具的高度應(yīng)滿足：HminH Hmax設(shè)計模具高度為 H總=237mm 由于 XS-ZY-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin70mm，最大厚度為 Hmax200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。2.注射機(jī)有關(guān)參數(shù) XS-ZY-60型注射機(jī)的主要參數(shù)標(biāo)稱注射量60cm3定位孔直徑55mm最大開模行程 S180mm 噴嘴球頭直徑12mm最大裝模高度 Hmax200mm噴嘴孔直徑4mm最小裝模高度 Hmin70mm中心頂桿直徑50模板最大安裝尺寸330 400 mm頂出行程0-

6、110mm3模具開模行程校核模具開模行程應(yīng)滿足：SmSz其中：Sz為最大開模行程，Sm為模具的開模行程；Sm=塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂件的頂出高度+（5-10）mm=15+50+20+7=92mm可見 SmSz，XS-ZY-60 滿足其開模行程型腔的布局與分型面的設(shè)計型腔數(shù)目的確定：本題要求大批量生產(chǎn)，且形狀簡單，重量輕，因此采用一模兩腔，平衡布置，有利于生產(chǎn)效率的提高，且成本較低。型腔的布局 采用平衡式布局分型面的設(shè)計精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 4 頁，共 14 頁單分型面注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(1)普通澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)

7、一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。安裝在臥式或立式注射機(jī)上的注射模具所用的澆注系統(tǒng)，亦稱為直澆口式澆注系統(tǒng)，其主流道垂直于模具分型面.安裝在角式注射機(jī)上的注射模具所用澆注系統(tǒng)，主流道平行于分型面。(2)澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則設(shè)計澆注系統(tǒng)應(yīng)遵循如下基本原則：了解塑料的成形性能盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕有利于型腔中氣體的排出防止型芯的變形和嵌件的位移盡量采用較短的流程充滿型腔(4)主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力

8、損失最小。主流道尺寸在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量生產(chǎn)時，主流道才在注射模上直接加工，大部分注射模中，主流道通常設(shè)計成可拆卸、可更換的主流道澆口套。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 5 頁，共 14 頁為 2o6o。小端直徑 d 比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51 mm。由于小端的前面是球面，其深度為 35 mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1-2mm。流道的表面粗糙度值 Ra為 0.08m。主流道

9、澆口套圖 4 主流道澆口套及其固定形式主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度5357HRC。主流道澆口套及其固定形式如圖 4 所示.(5)分流道設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道作用是改變?nèi)垠w流自，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。分流道的形狀與尺寸分流道開設(shè)在動模分型面的一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積(流道表面積與其體積之比)小。梯形及 u 形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，此次選用u形截面。分流道的長度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一

10、次分流道、兩次分流道甚至三次分流道。分流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度數(shù)值不能太小，一般取 0.16 m左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。分流道的布置采用平衡式布置 B=6mm H=5mm精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 6 頁，共 14 頁(6)澆口設(shè)計澆口的概念澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形。澆口的作

11、用澆口通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體通過撓口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。a)澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。b)澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離。c)側(cè)澆口：側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上，特點(diǎn)是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。L=1mm b=2mm t=0.5mm 側(cè)澆口澆口

12、位置的選擇原則精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 7 頁，共 14 頁盡量縮短流動距離；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度(7)澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計澆注系統(tǒng)的平衡概念為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達(dá)到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。澆注系統(tǒng)的平衡計算方法澆注平衡計算的思路是通過計算多型腔模具各個澆口的BGV(Balanced Gate Value)

13、值來判斷或計算。澆口平衡時，BGV值應(yīng)符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的 BGV 值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的BGV 值必須與其塑件型腔的充填量成正比。單分型面注射模成形零部件的設(shè)計(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件。整體式型腔結(jié)構(gòu)：整體式型腔是由整塊金屬加工而成的，其特點(diǎn)是牢固、不易變形、不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是由于整體式型腔加工困難，熱處理不方便，所以常用于形狀簡單的中、小型模具上。型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計：按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式主型芯結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)牢固但不便加工，消耗的模具鋼多。主要用于工藝實(shí)驗(yàn)

14、或小型模具上的簡單型芯。組合式主型芯結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)四０?。此次選用整合式(2)工作尺寸計算成形零件工作尺寸指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、fL 間距離尺寸、孔或凸臺至某成形表面的距離尺寸、螺紋成形零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。計算成形零部件工作尺寸要考慮的要素a)塑件的收縮率波動；模具成形零件的制造誤差；模具成形零件的磨損；模精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 8 頁，共 14 頁具安裝配合的誤差；塑件的總誤差；考慮塑件尺寸和精度的原則；b)成形零部件工作尺寸計算：ABS 的收縮率取 0.5 制造公差z 是公c)差的 1/3 最大磨損量c 是公

15、差的 1/6,因此 X=0.75 型腔的徑向尺寸深度尺寸 及型芯的徑向尺寸、高度尺寸依據(jù)課本上的公式進(jìn)行設(shè)計，其中Ls都為基本尺寸，(3)剛度強(qiáng)度校核：剛度強(qiáng)度計算時要考慮的要素塑件變形破碎型腔尺寸擴(kuò)大出現(xiàn)溢料現(xiàn)象、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)長度：導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出812mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形成半球形，以便導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度5055HRC，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分表面粗糙值Ra 為 0.80.4um。數(shù)量及布置：導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直

16、徑的11.5 倍，導(dǎo)柱的布置應(yīng)采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對稱布置。配合精度：導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或 H7/k6 的過渡配合，導(dǎo)精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 9 頁，共 14 頁柱導(dǎo)向部分通常采用 H7/f7或 H8/f7的間隙配合導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形狀：導(dǎo)套的前端應(yīng)到圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。若模板較厚，導(dǎo)柱必須做成不通孔時，可在不通孔的側(cè)面打一小孔排氣。材料：導(dǎo)柱與導(dǎo)套的材料相同或銅合金，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度，可防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度值一般為Ra0.8mm。固定形式：可用 H7/n6或 H7/k6配合鑲?cè)?/p>

17、模板。、拉料桿的設(shè)計當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了積存此部分楞料渣，在進(jìn)料之口的末端的動模板上開設(shè)一洞穴，此穴就是冷料穴。性愛注射時必須防止楞料渣進(jìn)入流道或模具型腔內(nèi)，否則將會堵塞流道和減緩料流速度進(jìn)入模具型腔就會造成塑料制品上的冷斑。為了在開模時從澆口套內(nèi)拉出進(jìn)料口冷凝料與注射機(jī)噴嘴分離，一般冷料穴的末端設(shè)置拉料桿。拉料桿一般由注射機(jī)頂出機(jī)構(gòu)頂板帶動，開模后塑料制品脫模，進(jìn)料口的冷凝料被拉料桿拉出。、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(1)推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成概念：在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)

18、構(gòu)的動作通常是由安裝在精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 10 頁，共 14 頁注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。(2)結(jié)構(gòu)分類手動推出、機(jī)動推出、液壓或氣動推出(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求塑件留在動模塑件在推出過程中不變形、不損壞不損壞塑件的外觀質(zhì)量合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位動作可靠(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計推桿推出機(jī)構(gòu)推桿推出機(jī)構(gòu)是整個推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度推桿推出時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)橥茥U的推出面積一

19、般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 11 頁，共 14 頁、模架的結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模板、定模座板、動模板、動模支撐板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、及復(fù)位桿等組成。另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)澆口模架、帶推件板推出的模架等。模架按可分為基本型和派生型。適用的模板尺寸為B（寬）L（長）560m m 900mm 基本型組合 它是以直接澆口為主基本型組合推板推出機(jī)構(gòu)定模兩板，動模一板式（A1 型）、開模行程校核開模行程 s指模具開合過程中動模固定板的移動距離。它的大小直接影響模

20、具所能成型的塑件高度。注射機(jī)最大開模行程smax與模后無關(guān)時的校核，對于單分型面注射模 smaxsH1+H2+510mm 式中 H1推出距離（脫模距離）（mm）H2包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 12 頁，共 14 頁溫度調(diào)節(jié)(模具的溫度調(diào)節(jié)指的是對模具進(jìn)行冷卻或加熱)既關(guān)系到塑件的質(zhì)量(塑件尺寸精度、塑件的力學(xué)性能和塑件的表面質(zhì)量)，又關(guān)系到生產(chǎn)效率。因此，必須根據(jù)要求使模具溫度控制在一個合理的范圍內(nèi)，以得到高品質(zhì)的塑件和高的生產(chǎn)率。(1)冷卻系統(tǒng)設(shè)計冷卻水回路布置的基本原則冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大冷卻水道到型腔表面距離適當(dāng)冷

21、卻水道應(yīng)暢通無阻冷卻水道應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位(2)模具加熱系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)注射成形工藝要求?？h溫度在80以上時，對大型模具進(jìn)行預(yù)熱或者采用熱流道的模具時，模具中必須設(shè)置加熱裝置。模具的加熱方法電加熱方法，還可在冷卻水管中通入熱水、熱油、蒸汽等介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱。電加熱義可分為電阻絲加熱和電熱棒加熱。工藝卡片：成型工藝卡片資料編號車間共頁第頁零件名稱材料牌號設(shè)備型號裝配圖號材料定額 g5g 每模件數(shù)零件圖號單件質(zhì)量 g工裝號零件圖(比例：1：1)材料干燥設(shè)備真空干燥機(jī)溫度()80時間（h）2料筒溫度()后段160-220中段180-200前段160-180精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 13 頁，共 14 頁噴嘴220-310模具溫度()20-60成型時間(s)注射2保壓15冷卻20壓力(MPa)注射壓力70-100背壓10-15后處理溫度時間額定(s)輔助10時間單件處理編制校對審核組長車 間 主任檢驗(yàn)組長主管工程師精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 14 頁，共 14 頁