塑料模具课程设计说明书最终版.doc
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1、课 程 设 计 课程名称 塑料成型模具课程设计 题目名称 结构件A3注塑模具设计 学生学院 材 料 与 能 源 专业班级 高分子材料与工程10(3) 学 号 学生姓名 指导教师 李思良 2013 年 01 月 04 日目录设计任务书 3中英文摘要 5一、塑件的工艺分析 61、塑料零件图及说明、要求 62、塑件的体积计算 63、材料性能 74、成型特性及条件 75、硬质PVC的注塑工艺条件 76、工艺参数 87、塑件的表面质量分析 8二、注塑机的选择 8三、确定模具基本结构和模具结构 101、分型面的选择 102、型腔数目的确定及型腔的排列 113、浇注系统的设计 114、推出机构的选择 125
2、、顶出机构的选择 126、合模导向机构 127、有关模具工作部分的设计及计算128、排气结构 149、冷却系统的设计 1410、标准模架的选择 14四、塑料模具制造技术要求 15五、设计小结 17六、参考资料 18广东工业大学课程设计任务书题目名称结构件A3注塑模具设计学生学院材 料 与 能 源专业班级高分子材料与工程10(3)姓 名学 号一、课程设计的内容要求学生根据由指导教师提供的塑料制品图纸,在规定时间内,独立地完成该制品的注塑模具设计工作,并向指导教师提交设计图纸和设计说明书。 二、课程设计的要求与数据1、注塑制品的注塑工艺分析:制品体积计算、主要的成型尺寸计算等。2、注塑机选择、审核
3、。3、塑料模具结构设计。三、课程设计应完成的工作1、编写塑料模具课程设计说明书,要求:1520页,包括封面、目录、英文摘要等。2、绘制塑料模具总装配图。3、结构零件图纸的绘制四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1完成注塑制品的注塑工艺分析、注塑机选择、审核、绘制塑料模具总装配草图并交由指导教师审核。大学城2绘制塑料模具总装配图及结构零件图纸大学城3编写塑料模具课程设计说明书、塑料模具课程设计答辩大学城五、应收集的资料及主要参考文献 1、注塑模设计 成都科大 2、注塑模设计手册 机械工业出版社3、塑料模具课程设计指导书 材料成形专业自编。发出任务书日期: 2012年 12 月 24
4、 日 指导教师签名:李思良计划完成日期: 2013 年 01 月 04 日 基层教学单位责任人签章:主管院长签章:结构件A3注塑模具设计任务指导书摘要:这次的课程设计主要是关于结构构件A3的模具设计。整个过程包括塑件的原料选择、外形分析、工艺分析及其主要的成型尺寸的计算;注射机的选择及校核、分型面的选择、模架的选择、模具内部结构的选择(浇注系统、冷却系统等的选择)。通过这次课程设计,让我更加深刻的认识和了解模具设计这门课程,获得了很大的提高。Abstract :The curriculum designed of the mold design is about the structures
5、of the A3 .The whole process, including pieces of plastic raw materials selection, analysis of the shape, and its analysis of the process ,and the main dimensions of the calculation; injection machine selection, the choice of parting surface and die carrier , the choice of the internal structure of
6、the mold (gating system , the cooling system, and so on). Through the course of design, have deepen the knowlodge of plastic and molds,and made great progress.一、注塑制品的注塑工艺分析二、注射机的选择三、确定模具基本结构和模具结构设计四、塑料模具制造技术要求五、设计小结六、参考资料1、 塑料零件图及说明、要求:该塑料产品为结构件材料为PVC,壁厚均匀为2.5mm,制品要求外观表面光泽、无杂色,生产批量中等。零件图如下:图1 塑料零件技术
7、要求:1.未注圆角R1.52.未注外表面粗糙度:Ra1.63.未注壁厚:2.5mm2、 塑件的体积计算计算塑件的体积是为了选用注射机及确定型腔数。单个塑件的体积进行体积估算,估算所得的体积为:V件=6.7cm33、 材料性能 PVC为热塑性材料,密度为1.351.45gcm3,抗拉强度3550MPa,抗弯强度90MPa,收缩率为0.61.0,常取0.8%,拉伸弹性模量为2.44.210。该材料力学性能好,电性能优良,耐酸碱度高,尺寸稳定,易于成型,化学定性好,但软垫较低。4、成型特性及条件 (1)无定形料,吸湿性小,流动性差,为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥。成型时宜用高压注射,模
8、具浇注系统宜粗短,浇口面积宜大,不得有死角,模具需冷却,表面渡烙;(2)极易分解,在200C温度下与钢,铜接触更易分解,分解时溢出腐蚀、刺激性气体,成型温度范围小;(3) 采用螺杆式注射机及直通式喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料;5、硬质PVC的注塑工艺条件(见塑料模具设计资料P15)性能单位数值密度g/cm31.35-1.45比体积cm3/g0.69-0.74吸水率%0.07-0.4收缩率%0.6-1.0熔点160-212热变形温度0.45MPa67-820.182MPa54抗拉屈服强度MPa35-50拉伸弹性模量MPa(2.4-4.2)103抗弯强度MPa90冲击强度(缺口)KJ/m258硬
9、度布氏16.2体积电阻系数cm6.711013击穿强度kV/mm26.56、工艺参数(见236见塑料模具设计资料P33)工艺参数取值范围预热和干燥温度/70-80时间/h3-4料筒温度/后部160-170中部165-180前部170-190成型时间/S高压时间0-5保压时间15-60冷却时间15-60成型周期40-140喷嘴温度/150-170注射压力/MPa80-130螺杆转速/(rmin-1)28模具温度/30-607、塑件的表面质量分析:塑件为结构件,在使用上只要求一般的配合精度,但是表面精度要求高,外表面粗糙度等级1.6级,故比较难实现。由以上分析可见,该零件结构属于简单构件,结构工艺
10、性合理,不需要对制件的结构进行修改。塑件的尺寸精度要求不高,对应的模具零件的尺寸加工容易保证。注射时,在工艺参数控制得较好的情况下,制件的成型要求可以得到保证。1、 注射机的初选额定PVC注射用量:模腔数制品体积1.25/0.85=2V件1.3/0.85=19.7cm3根据一次所需要的注射量,根据塑料模具设计资料P48 表2-40初步选择杆式注塑成型机:直角式 C4730-1注射机。 C4730-1型注射机的主要参数螺杆直径/mm25注射容量/cm330模具厚度/mm最大325锁模力/KN380最小165最大注射面积/cm390喷嘴球半径/mm15模板行程/mm225孔直径/mm4定位孔直径/
11、mm55+0.04顶出中心孔径/mm注射压力/MPa1702、 注射机有关参数的校核和最终选择1)注塑量的校核根据:V注V件/0.8V注:标称注射量;V件:注塑件和浇注系统的体积;0.8:最大注射容量利用系数;而V注=30,V件/0.8 =19.7/0.8=24.7cm3所以V注V件/0.8成立,注塑量校核合格。2)锁模力的校核单个塑件在分型面上的投影面积A1=1140mm2 (见分型面图)取型腔压力P腔=50Mpa(根据塑料模具设计资料P58查得型腔压力一般取40-50M Pa)。 锁模力计算F=P腔A =5011402=N虽然计算锁模力时没有把浇注系统包括在内,但注塑机的额定锁模力380K
12、N远大于计算的锁模力114KN,所以所选注塑机的锁模力满足要求3)注射机压力校核必须满足:P成P注式中 P成塑件成型塑件所需的注射压力,MPa或N/ cm3P塑所选注射机的额定注射压力,MPa或N/ cm3而P成=80-130MPa,取中间值105MPa, ,P成P注,所以所选注塑机的注射压力满足要求。4)模具闭合高度的校核安装模具的厚度应满足: HminH模Hmax式中 Hmin注射机所允许的最小模具厚度(mm) H模模具闭合厚度(mm) Hmax注射机所允许的最大模具厚度(mm)设计模具厚度H总=25+40+40+40+63+25=233mm。由于直角式C4730-1型注射机所允许模具的最
13、小厚度为Hmin=165mm,最大厚度为Hmax=325mm,所以,模具闭合高度能满足安装要求。5)模具开模行程校核模具开模行程应满足:SmSz其中:Sz为注塑机模板行程,查注射机 C4730-1型;Sm为模具的开模行程。Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+(5-10)mm =12.5+80+27-5=114.5mm可见SmSz, 直角式C4730-1注射机满足其开模行程6)模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为250mm315mm,型注射机模板最大安装尺寸为165mm325mm,故能满足模具安装要求。综上所述,所选择的 直角式C4730-1注射机满足各方面要求。1、分型面的选择
14、和确定选定分型面时通常应考虑下列基本原则:(1)分型面应选择在不影响塑件外观的部位,如四角或边缘,而且由于分型面所产生的的飞边要容易修整;(2)分型面应尽量简单,避免采用复杂形状以减少配合不良时的溢料现象和二次加工的困难;(3)分型面的选择应有利于塑件的脱模;(4)分型面不应影响塑件的尺寸精度;(5)分型面尽可能和料流的末端重合,以利于排气;(6)分型面应使模具分割成便于加工的部件,以减少机械加工的困难。根据制品设计要求,选择单分型面分型,点浇口,采用斜滑块抽芯机构进行侧抽芯,然后推杆、顶针推出. 分型面选择如下图所示。这样选择便于脱模,型腔深度浅,符合塑件的外观要求。这样的分型面是最合理的。
15、 图3 连轴套塑件分型面2型腔数目的确定及型腔的排列由于塑件尺寸较小,为了提高效率、降低成本,故本模具采用一模两腔,塑件型腔设置在模具对称中心两边成型。型腔的排布与浇注系统布置密切相关,型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的足够压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短,尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。同时,考虑模具可容型腔尺寸和塑件本身尺寸,确定塑件长度方向只能沿下图的平行方向。确定型腔的摆放位置只能如零件装配图的俯视图的放置方式所示。3、浇注系统的设计主流道设计 由于主流
16、道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞,所以设计成独立的主流道衬套,选用优质钢材制作并经热处理提高硬度。查表得知直角式C4730-1注射机的喷嘴孔直径d0=4、喷嘴球半径R0=15,故,取模具浇口套主流道小端直径为d= d0+1=4+1=5mm模具浇口套主流道球面半径为R=20m将主流道设计成圆锥形,斜度取30。分流道设计由主流道衬套长度25+40=65,流道斜度30,可求得主流道下端直径为D=5+265tg1.50=8.5mm由于制件较小,分流道截面取半圆形即可满足要求,其直径d=10mm。因为选择的无流道,熔体直接进入塑件。浇口设计浇口可以理解成熔融塑料通过浇注系统进入型腔的最后一道“门”,是
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