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1、塑料模具课程设计一、塑件分析及成型工艺设计l 1、塑件的原材料分析l 塑件的材料采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)塑料，为热塑性塑料，它的密度1.171.20g/cm3，比体积0.830.84g/cm3，计算收缩率0.50.7%，其主要成型特性如下：l 1）无定形料，吸湿性大，不易分解l 2）质脆，表面硬度低l 3）流动性中等，溢边值0.03mm左右，易发生充填不良、缩孔、凹痕、熔接痕l 4）宜取高压注射，在不出现缺陷的前提下宜取高料温、模温，可增加流动性、降低内应力、取向性、改善透明性及强度l 5）模具浇注系统应对流料阻力小，脱模斜度应大，顶出均匀，表面光洁性好，排气良好l 6）防止出现气泡，
2、银丝，熔接痕及滞料分解，混入杂质。l 塑料成型条件（塑料模具设计师手册P 31）l 注射成型机类型：柱塞式l 密度：1.18l 收缩率：0.50.7l 预热：7080摄氏度4小时l 料筒温度：160180l 喷嘴温度：210240l 模具温度：4060l 注射压力：80130MPal 成形时间：注射时间 2060l 高压时间 05l 冷却时间 2090l 总周期 50150l 适用注塑机类型：螺杆柱塞均可l 2、塑件结构分析l 高15.09mm,宽度45mm,长42.11mm。上面有圆形槽，下面有伸出的两个圆柱，圆柱并有圆孔。内有矩形槽。侧边有圆孔。边沿为倒圆角，内部并有台阶。所以内部矩形槽必
3、须用斜推杆的内斜抽芯；侧壁的圆孔用侧抽芯机构。从塑件的壁厚来看，最大处为3.09mm，最小处为1.5mm，壁厚差为1.60mm，较均匀，有利于零件的成型。单个塑件成型模拟l此塑件尺寸较大，采用的材料为PMMA，流动性一般，容易出现充填不足，根据材料属性设定工艺参数，初步拟定顶部点浇和底部侧浇方案，通过MOLDFLOW分析，结果如下：l方案一：点浇口：l工艺条件：模具表面温度：60l熔体温度：200l注射压力：120充填不足。气穴很多，而且不好处理。熔接痕l 芳案二：侧浇口：l 工艺条件：模具表面温度：60l 熔体温度：200l 注射压力：120l 可以充满气穴较少，且在分型面附近，可通过分型面
4、排气。有一点熔接痕，但不影响使用性能。l通过比较分析，初步决定采用底部侧浇的方案。二、模具总体结构方案设计l1）分型面的选择l 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。所以选择如图所设的分型面l2）确定型腔布置方案l 根据任务书要求一模四腔，并采用底部侧浇口注射。所以型腔布置l如图下所示：l3）、确定模具总体结构形式三、注塑成型设备的选择l1、计算塑件的体积l 塑件体积V0: 10715.77mm3 l 一模四腔V1：10715.774=42863.08 mm3l流道凝料lV2=0.6410715.77=25717.85mm3l总体积
5、为V=V1+V2=68580.93 mm3=68.58 cm3l即理论注塑容量为68.58 cm32.计算塑件的重量l PMMA的密度为1.18g/cm3l故塑件的重量为：W=V=10715.77mm31.18g/cm3=12.64gl注射量：M=1.6nW=1.6412.64=80.90gl3.所需锁模力lF=A*P=10460.12*30=313803.6N l 根据上面的计算，由理论注塑量和所需锁模力，初选注射机SZ100/80 ，其主要规格参数如下：四、注射机有关参数的校核l 1）注塑量校核l 额定注塑量80.9080%=101.1g，选定的注塑机额定注塑量为100cm31.18g/c
6、m3=118g 注塑量校核合格； l 2）注射压力校核l peK*po=1.3*120=156Mpa,而pe=170Mpa，注射压力校核合格。l 3）.锁模力校核l FkAp型=1.2*313803.6N =376.56KN，所选注塑机的锁模力为800KN，锁模力校核合格。l 4）、模具高度与注射高度关系的校核l HminHHmax 160256280 l 模具高度与注射高度关系校核合格。l 5）、开模行程的校核l 单分型面 SmaxH1+H2+（510）mm l 8042+15.09+（510）mm=57.09+（510）mml 开模行程校核合格l6）、模具外形尺寸的校核l选择模架尺寸为23
7、0mm250mm，整个模具的最大外形尺寸为250mm280mm,注射机的拉杆间距为320320mm,所以模具可以装入该选择的注射机。l7）、注射机定位孔与模具定位圈配合校核l 注射机定位孔直径为100mm,模具上选择的定位圈外形尺寸为100mm,所以可以满足配合。l 8）、喷嘴的校核l 该注射机的喷嘴球面半径半径为10mm选择的浇口套球面半径为12mm。满足喷嘴和浇口套(主流道始端球面半径应比注射机喷嘴球面半径大12mm)的配合要求 l综上校核，SZ100/80型注射机能满足使用要求，故可采用。五、浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计l 1、主流道衬套的形式 定位环 l2、主流道的
8、设计 l主流道小端直径：取4 mml主流道球面半径 取16 mml球面配合高度：取h=3mm l主流道长度 L0=59 mml主流道大端直径： lD= 7.1mml拉料杆的设计l本模具选用Z形拉料杆，其基本尺寸如下图所示：l3、分流道设计l 截面形状：圆形l 截面尺寸：L1是两个产品间的中心距，即L1=74.33mm。 l 由于是侧面进浇，所以分流道单向长度为L=16mml 一级分流道当量直径，可用经验公式： l =6.1mml B=1.14D=6.95mml H=0.76D=4.64mml二级分流道当量直径：D=0.9D=5.5mml 冷料穴的设计冷料穴的设计l 主流道冷料穴一般开设在主流道
9、对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的0.51.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。将分流道延伸做为分流道冷料穴，长度为直径的0.51.5倍。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如下图中所示。l 此模具浇注系统的具体布局如下图：六、确定成型方法及成型零件尺寸确定成型方法及成型零件尺寸 七、脱模机构八、侧抽芯机构内抽芯机构九、合模导向机构l 1)导向机构的总体设计l （1）导向零件应合理地均布在模具的周围或者是靠近边缘位置。l （2）该模具采用4根导柱，其布置为等直径到导柱对称布置。、l （3）该模具导柱安装在支撑板和模套上，导套安装
10、在定模固定板上。l （4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面出应制有承屑槽l （5）在合模时，应保证导零件首先接触，避免凸模先进入行腔，导致模具损毁。l （6）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求l 2）导柱设计l （1）该模具采用带头导柱不加油槽l （2）导柱的长度必须比凸模断面高出68mml （3）为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥后球形的先导部分l （4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知直径为20mm）l （5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7k6配合，导柱滑动部分按H7f8配合。l （6）导柱工作部分
11、的表面粗糙度为R=0.4uml (7)导柱应该有坚硬而耐磨的表面，和坚韧的内芯，采用T10A经淬火处理，硬度为50HRCl 3）导套设计l 导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动，定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。l （1）导套结构形式。采用带头导套l (2)导套的端面应该倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余气体l （3）导套孔的滑动部分按H8f7配合。表面粗糙度为0.4um导套外径与模板为采用H7k6配合，另一端采用H7e6配合镶入模板l （4）导套材料可用淬火钢等耐磨材料制造，该模具中采用T8A十、温度调节系统l1)、加热系统的设计l本模具在注射成型时不要求
12、有太高的模温（该模具的模温是60C,而模温在80C以上的才需要设置加热系统）。故该模具无需设置加热系统。l2）、冷却系统的设计：l（参照装配图可见）l上模仁的冷却 l下模仁的冷却十一、典型零件的加工工艺 l1、A板的加工工艺l 划线定位钻定距拉杆孔铣两边的紧固件槽钻紧固件螺钉槽钻拉料杆孔及沉孔深孔钻冷却水孔钻吊丝孔在CNC上铣型腔槽对型腔进行渗N处理抛光型腔槽至图纸尺寸按图纸要求铣出推料板槽l2、B板的加工工艺：l 划线定位钻定距拉杆孔按图纸要求钻4的推套孔及2的顶针孔线切割出斜顶杆孔在CNC上铣出型芯镶块槽和滑块槽钻型芯固定孔至图纸要求深孔钻冷却水孔钻吊丝孔吊丝孔攻丝3、型芯镶块的加工工艺l下料粗铣型芯钻顶针孔及推套孔线切割出斜顶杆孔精铣淬火+中温回火抛光至精度及表面粗糙度要求装配图