2013塑料模具课程设计说明书 2

课程设计说明书 课程名称： 塑料成型工艺与模具设计 专 业： 模具设计与制造 班 级： 黄冈科技职业学院模具教研室 设 计 者： （样 件） 指导教师： 设计日期： 2013.5.7 机电与汽车工程系 设计及计算说明 结果 目 录 1、 设计任务书························ 2 二、塑件成型工艺分析·················· 3～6 三、分型面的选择及浇注系统的设计······ 6～8 四、模具设计的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证················ 8～9 五、主要零部件的设计计算·············· 9～10 六、注射机有关参数的校核·············· 10～11 七、总装及零配图件图·················· 11 七、设计小结·························· 12 八、参考文献·························· 13 设计及计算说明 结果 一、任务书 产品名称：碗 产品技术要求： 图 1-1塑件图： 产品材料：聚苯乙烯（PS） 产品数量：中小批量生产 精度要求：采用MT5级精度 表面精度：透明 设计及计算说明 结果 二、塑件成型工艺分析 1．塑件成型特性 （1）基本特性 聚苯乙烯是热塑性塑料品种，为非结晶型聚合物，无色,透明，无毒无味，有光泽易着色，落地时发出清脆类似金属的声音，密度为1.054g/cm3。其塑件原料为无色透明粒状或珠状，易燃，燃烧时有黑烟并伴有特殊气体。 （2）主要用途 聚苯乙烯在工业上可用于制造仪表外壳、灯罩、化学仪器零件和透明模型等；在电气方面可用于制造良好的绝缘材料接线盒和电池盒等；在日用品方面，由于聚苯烯具有良好的卫生性能，广泛用于制造食品包装材料及各种容器、玩具等；发泡型的聚苯乙烯塑料用于防震、隔离材料及电冰箱衬里等。 （3）成型性能 ①成型加工性好，可采用注射、挤出。真空和模压等多种加工方法。 ②聚苯乙烯性脆易裂。易出现裂纹，所以成型塑件脱模斜度易取20以上，顶出均匀防止脱模防发生开裂。 ③ 塑件中不宜有嵌件（如有嵌件应预热），缺口和尖角各面应圆滑连接，塑件壁厚应均匀。 ④由于流动性好，溢边值为0.03mm左右，应注意模具间隙，防止飞边。 ⑤模具设计中大多采用点浇口形式，防止除去浇口时损坏塑件，也可用于热流道系统。 ⑥宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，这样有利于降低内应力，以防止缩孔及变形，如料温低或脱模剂多，则塑件透明性差，但料温过高容易出现银丝。 2、塑件的结构工艺性 （1）塑件的尺寸精度分析 该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5级精度查取公差，主要尺寸的公差要求见表2-1. 设计及计算说明 结果 表2-1 塑件上主要尺寸的公差要求 mm 外形尺寸 塑件标注尺寸 塑件尺寸公差 Ø49 Ø49 46 46 中心距 12.3 12.3±0.16 4.5 4.5±0.12 99.2 99.2±0.57 其它 1.5 1.5±0.1 1 1±0.1 0.8 0.8±0.1 R0.4 R0.4±0.05 R38 R38±0.28 R15 R15±0.22 (2)塑件表面质量分析 该塑件表面要求透明，模具要求有高的光洁度，必须通过抛光和研磨处理，表面粗糙度Ra可以取0．1um。 (3)塑件的结构工艺性分析 从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚相对均匀，且符合最小壁厚的要求，如图1-1所示，并无缺口和嵌件，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求。在注射成型时，只要工艺参数设计得当，该塑件是比较容易成型的。 设计及计算说明 结果 3．塑件的生产批量 该塑件的生产类型是中小批量生产，根据现有设备状况宜采用一模一腔，自动脱模模具结构。 4．关于注射机 (1)计算塑件体积和质量 ①塑件的体积计算：经计算(计算过程略)得到塑件的体积为V≈11895 。 ②塑件的质量计算：查有关手册，取聚苯乙烯的密度为 p=1．054g／ ，所以塑件的质量为 (2)确定型腔数量 虽然该塑件的质量为12.54g,本设计中的塑件结构简单，根距塑件的投影面积和现有注射机的状况，决定采用一模一件的模具结构。 (3) 注塑机的选择 由前面的计算以及型腔的数量可以大致知道整个成型部分的体积和投影面积，以此为依据选择XS-ZY-125型号的注塑机，注塑机的技术参数如图2-2所示： 表2-2 XS-ZY-125注射机参数 理论注射容积/ 125 螺杆直径/㎜ 42 注射压力/MPa 120 锁模力/KN 900 最大成型面积/mm2 320 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 最大行程/mm 300 拉杆空间/mm 360×360 模具厚度/mm 最大 300 最小 200 喷嘴球半径/mm 12 喷嘴口孔径/mm 3 设计及计算说明 结果 (4)确定注射成型的工艺参数 根据所选用塑料（PS）的特性和设计中塑料自身的成型特点，查阅有关资料，确定注射成型工艺参数见表2-3所示。 表2-3 塑件的注射成型工艺 参数 工艺参数 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 工艺参数 内容 预热和干燥 成型时间/s 注射时间 0(3 保压时间 15(40 料筒温度t/℃ 后段 140(160 冷却时间 15(30 中段 总周期 40(70 前段 170(190 螺杆转速 喷嘴温度t/℃ 160(170 后处理 方法 退火处理 模具温度t/℃ 20(40 温度℃ 红外线灯火烤箱70 注射压力p/MPa 60(100 时间 /h 2(4 (5)冷却系统 该塑件体积不大，壁厚簿并均匀，不说冷却水道，利用空冷即可。 三、分型面的选择及浇注系统的设计 1．分型面的选择 该塑件外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图3-1所示。 设计及计算说明 结果 图3-1分型面的选择 另外，为了提高自动化程度和生产率，减少聚笨乙烯的取向变形以及保证塑件表面质量，同时有利于排气，决定采用点浇口；而模具采用了三分型面结构，一个分型面用于成型塑件，另两个分型面用于取出浇注系统凝料，便于自动化生产。 2．浇注系统的设计 (1)主流道设计 由表2-2 可知，XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为： 喷嘴孔直径do=3 mm； 喷嘴前端球面半径Ro=12 mm。 根据模具主流道与喷嘴的关系得到： 主流道进口端球面半径R=R。+(1～2)=12+(1～2)mm，取R=14 mm； 主流道进口端孔直径d=do+0.5=3+0.5mm，取d=3．5 mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度取4°；主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸，采用标准件。 (2)分流道设计 该塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。同时采用一摸一腔的模具结构，可不说分流道。 (3)点浇口设计 由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图3-2所示的点浇口进料方式。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查相关表确定。 设计及计算说明 结果 图3-2浇口的结构、位置及尺寸 (4)冷料穴设计 根据该模具结构，一模一腔的点浇口，加之塑件的壁厚较薄，可不设冷料穴。 四、模具设计的方案论证 1．型腔的布局 由于塑件的外形是圆形，各方向尺寸一致，且塑件结构简单，不需要侧向分型，加之一模一腔，所以型腔的排列方式只有一种，即布置在模具中心。 2．成型零件的结构设计 (1)模具的型腔采用镶嵌式 镶嵌式型腔可节省贵重模具钢，便于机加工和抛光处理，修理更换方便，考虑到型腔加工制造方便和降低模具成本，故采用镶嵌式型腔，即采用凹模底部在碗底处作一镶块。 (2)模具的型芯采用整体镶嵌式 整体镶嵌式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工，修理更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气，故采用整体镶嵌式型芯。 3．推出机构的确定 根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件壁厚较薄，在塑件的中心开设一支截面尺寸较大的倒圆锥形推杆推出机构。 4．合模导向机构的设计 该塑件精度要求不算高，形状简单，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导向定位机构。在定模座板与定模板和水口板间采用四对反装导柱，并分别在两块板之间采用四支限位螺钉，起到限制第一次和第二次分型距的作用(所限距离要确保能取出浇口系统凝料)，另外在定模板和动模板之间加两对尼龙栓结构，以确保开模顺序。 设计及计算说明 结果 五、主要零部件的设计计算 1．成型零件的成型尺寸计算 该塑件的材料是一种收缩范围较小的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。经查得聚苯乙烯的收缩率为0.6％～0.8％，故其平均收缩率为 =(0.6+0.8)%/2=0.7%=0.007 根据塑件尺寸公差的要求，成型零件都是采用数控加工，模具的制造公差取δ=△/3 成型零件尺寸的计算见表5-1： 表5-1 成型零件尺寸计算 mm 尺寸内别 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯工作尺寸 型腔径向尺寸 Ø49-00.64 Lm=(Ls+LsScp- Δ) 48.86 型腔深度尺寸 Ø45.6-00.64 Hm=(Hs+LsScp- Δ) 45.49 中心距 Ø99.2±0.57 Cm=(1+Scp)CS± Ø99,89±0.19 12.3±0.16 Cm=(1+Scp)CS± 12.39±0.053 4.5±0.12 Cm=(1+Scp)CS± 4.53±0.04 其他 1.5±0.1 Cm=(1+Scp)CS± 1.51±0.03 1±0.1 Cm=(1+Scp)CS± 1.01±0.03 R0.4±0.05 Cm=(1+Scp)CS± R0.4±0.015 R38±0.28 Cm=(1+Scp)CS± R38.27±0.09 R15±0.22 Cm=(1+Scp)CS± R15.11±0.07 2．模具型腔壁厚的确定 采用经验数据法，直接查阅设计手册中的有关表格，得该型腔的推荐壁厚为20 mm。 设计及计算说明 结果 3模具型腔镶块尺寸的确定 该模具型腔直径为Φ100，根据已确定的型腔厚壁尺寸20mm，型腔深度为46mm,综合以上数据，确定型腔镶块总体尺寸为Φ140×71mm. 4．模具型腔模板总体尺寸的确定 根据型腔镶块尺寸Φ140×71mm，考虑三板模的模具结构，确定型腔模板总体尺寸为250×250×70（mm）。 5．标准模架的确定 本塑件采用点浇口注射成型，根据模具结构形式、型腔数量、塑件尺寸等因素，查有关资料，选择DCI型2525A70B60标准模架。 六、注射机有关参数的校核 1．模具闭合高度的确定 组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有： 定模座板为 =35mm； 水口板为 =25mm 型腔板为 =70mm； 动模座板为 =25mm。 型芯固定板为 =60mm； 垫块为 =80mm； 则该模具闭合高度为 H= + + + + + + + =35+25+70+60+80+25=295mm 2．模具闭合高度的校核 由于XS-ZY-125型注射机所允许的模具最小厚度 =200 mm；模具最大厚度 =300 mm，而计算得模具闭合高度H=295 mm，所以模具闭合高度满足 ≤H≤ 的安装条件。 3．模具安装部分的校核 该模具的外形最大部分尺寸为300 mm×250 mm，XS-ZY-125型注射机模板最大安装尺寸为360 mm×360mm，故能满足模具安装的要求。 4．模具开模行程的校核 开模行程也叫做合模引程，指模具开合过程中动模座板的移动距离，用符号S表示。XS-ZY-125型注射机的最大开模行程 =300 mm。 为了使塑件成型后能够顺利脱模，并结合该模具的双分型面特点， 确定该模具的开模行程S应满足 > + +a+(5～10)=40+46+（93+5）+10=198 mm 设计及计算说明 结果 式中 ——塑件所用的脱模距离，mm； ——塑件高度，mm； a——取出浇注系统凝料所必需的长度，mm。 因 =300mm>198 mm，故该注射机的开模行程满足要求。 5．注射量的校核 在一个注射成型周期内，注塑模具内所需的塑料熔体总量( )与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值用下式计算： =N + 式中N——型腔数量； ——单个制品的质量或体积，g或 ； ——浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积，g或 。 已知N=1、 =11.89 =12.54g，经估算 ≈3.87 ，则 ≈15.57 16.41g。 XS-ZY-125型注射机的额定注射量为 =100 ，为使注射成型过程稳定可靠，应有 =(0.1～0.8） =10～80 因此，该注射机的注射量满足模具的要求。 七、总装配图及零件图： 总装配图及零件图见图纸。 设计及计算说明 结果 设计体会 通过此次课程设计，我能更好地从各个方面去考虑一套模具的设计、生产，不光是要达到能够成型、能够顺利投产，好要考虑这样设计是否能够加工出来，是否经济实惠。 这次课程设计让我把理论知识与实际生产联系地更紧密了。 设计及计算说明 结果 参考文献 【1】高汉华 何冰强. 《塑料模具设计指导与资料汇编》. 大连理工大学出版社，2009 【2】高汉华 何冰强. 《塑料成型工艺与模具设计》. 大连理工大学出版社，2009 【3】王大兴. 《注射成型技术》. 化学工业出版社, 2000 【4】唐志玉. 《塑料模具设计师指南》 . 北京 ：国防工业出版社，1999 【5】陈志刚. 《塑料模具设计》. 北京：机械工业出版社， 2002.1 【6】曹宏深. 《塑料成型工艺与模具设计》. 北京:机械工业出版社, 1993 V≈11895� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ��� m≈12.54 g 选择XS-ZY-125型号的注塑机 R=14mm d=3.5mm 主流道斜度取4° 型腔采用镶嵌式 型芯采用整体镶嵌式 采用推杆推出机构 � EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���=0.007 选择DBI型2025A50B30标准模架 � EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ��� _1234567923.unknown _1234567940.unknown _1234567948.unknown _1234567952.unknown _1234567954.unknown _1234567956.unknown _1234567957.unknown _1234567958.unknown _1234567955.unknown _1234567953.unknown _1234567950.unknown _1234567951.unknown _1234567949.unknown _1234567944.unknown _1234567946.unknown _1234567947.unknown _1234567945.unknown _1234567942.unknown _1234567943.unknown _1234567941.unknown _1234567932.unknown _1234567936.unknown _1234567938.unknown _1234567939.unknown _1234567937.unknown _1234567934.unknown _1234567935.unknown _1234567933.unknown _1234567927.unknown _1234567929.unknown _1234567930.unknown _1234567931.unknown _1234567928.unknown _1234567925.unknown _1234567926.unknown _1234567924.unknown _1234567907.unknown _1234567915.unknown _1234567919.unknown _1234567921.unknown _1234567922.unknown _1234567920.unknown _1234567917.unknown _1234567918.unknown _1234567916.unknown _1234567911.unknown _1234567913.unknown _1234567914.unknown _1234567912.unknown _1234567909.unknown _1234567910.unknown _1234567908.unknown _1234567899.unknown _1234567903.unknown _1234567905.unknown _1234567906.unknown _1234567904.unknown _1234567901.unknown _1234567902.unknown _1234567900.unknown _1234567894.unknown _1234567896.unknown _1234567898.unknown _1234567897.unknown _1234567895.unknown _1234567891.unknown _1234567893.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown