模具设计7.doc

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职业技术学院

实施报告

课程名称：

塑料模具设计与制造

项目名称：

指示盘注塑模具设计与制造

学生姓名：

所在班级：

学生学号：

设计时间：

常州信息职业技术学院课程项目实施报告

目录

1、塑件的工艺性分析 1

1.1塑件的原材料分析 2

⑷模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大。

2

1.2塑件的尺寸精度分析 2

1.3塑件的表面质量分析 2

1.4塑件的表面质量分析 3

2、注射机的选择 3

2.1计算塑件的体积和质量 3

2.2确定模具型腔数量 3

2.3选择注射机 3

2.4制定注射成形工艺参数 4

3、模具结构设计 4

3.1分型面的选择 4

3.2型腔布局 5

3.3确定模具总体结构类型 5

3.4成型零件设计 5

3.5选择标准模架 8

3.6浇注系统 10

3.7推出机构 12

3.8温度调节系统 12

3.9排气系统 12

4、注射机的校核 12

4.1最大注射量 12

4.2注射压力 12

4.3锁模力 12

4.4安装部分尺寸 13

5、装配图零件图 13

5.1装配图 13

5.2零件图 14

信息职业技术学院课程项目实施报告

项目一：

指示盘注射模具设计

1、塑件的工艺性分析

塑件名称：

指示盘（如图1-1，1-2所示）

生产批量：

10万件

材料：

PVC

未注公差尺寸按8级加工

图1-1指示盘二维图

图1-2指示盘三维图

塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体分析如下。

1.1塑件的原材料分析

本塑件采用品种为PVC的工程塑料。

聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，形同面粉，造粒后为透明块状。

纯聚氯乙烯的密度为1.49cm3加入增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.5~2.00cm3范围内。

总的来说，聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能。

其使用温度一般为-15~55度

成形特点如下：

⑴聚氯乙烯的流动性差，过热时容易分解放出氯化氢。

所以聚氯乙烯中必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制成型温度及熔料的滞留时间。

⑵成型温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置。

⑶使用一般注塑机时需将料筒内的物料温度加热到166~193度，但这样做会引起热分解，因此应使用带预塑化装置的螺杆式注射机。

⑷模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大。

1.2塑件的尺寸精度分析

此塑件尺寸未注公差，按8级加工精度。

1.3塑件的表面质量分析

塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，表面粗糙度可取Ra0.4。

1.4塑件的表面质量分析

此塑件为回转体壳类零件，腔体深6mm。

壁厚均匀3mm，大于最小壁厚要求。

总体尺寸φ39×9，属于小型塑件。

侧壁有斜度，可以顺利脱模。

塑件顶面内圆角R0.5，可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。

通过以上分析可知，此塑件可采用注射成形生产。

又因产量为100,000件，属于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益。

2、注射机的选择

2.1计算塑件的体积和质量

经UG软件测得塑件的体积V=4cm3，PVC的密度为1.15~2.00g/cm3，则质量M=4×2.00=8.00g。

2.2确定模具型腔数量

塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，因此，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。

2.3选择注射机

根据公式Vmax≥（n·Vs+Vj）/K

式中Vmax——注射机的最大注射量（cm3）

n——型腔数量

Vs——塑件体积（cm3）

Vj——浇注系统凝料体积（cm3）

K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8

已知n=2，Vs=4cm3，估计Vj=5cm3

则Vmax≥（2×4+5）/0.8

=16.25cm3

查附录表，初步选择注射机XS-ZY-125。

明确注射机的规格参数：

最大注射量：

125cm3

注射压力：

120MPa

最大开模行程：

300mm

模板尺寸：

428mm×458mm

锁模力：

900kN

模具厚度：

最大300mm、最小200mm

拉杆空间：

260mm×290mm

喷嘴尺寸：

圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm

定位孔直径：

φ100mm

顶出形式：

两侧顶出，孔径φ22mm，孔距230mm。

2.4制定注射成形工艺参数

查附录表，PVC的注射成形工艺参数如下：

⑴温度（℃）

喷嘴温度：

150～170

料筒温度：

前段170～190，中段165～180，后段160～170

模具温度：

30～60

⑵压力（MPa）

注射压力：

80～130

保压压力：

40～60

⑶时间（S）

注射时间：

2～5

保压时间：

15～40

冷却时间：

15～40

成形周期：

40～90

3、模具结构设计

3.1分型面的选择

首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在盒盖的下底面处，如图1-3所示。

图1-3分型面

3.2型腔布局

由于采用一模两腔模具结构，型腔间隔20mm布置。

图1-4型腔布局

3.3确定模具总体结构类型

由于使用点浇口注射，优先采用三板模结构，即总体结构类型为双分型面注射模。

3.4成型零件设计

⑴结构设计

图1-5型芯结构形式

图1-6型腔结构形式

型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。

考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

型芯结构简单，选择镶嵌式，其为最常用的方法。

其结构形式见图1-5。

型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为装拆方便，选镶嵌式。

其结构形式见图1-6。

⑵工作尺寸计算

对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。

查附录表，可知RPVC的收缩率Smin=0.6%，Smax=1.5%，则其平均收缩率Scp=（Smin+Smax）/2

=（0.6%+1.5%）/2

=1.05%

1.5、3尺寸未注公差，按简化公式LM=（LS＋LSScp）计算，制造公差取IT7级，查附录得。

R0.5型腔圆角尺寸：

LM=（LS＋LSScp）+

=（0.5+0.5×1.05%）+0.01

=0.50525+0.01

8.5型腔深度尺寸：

HM=（HS＋HSScp）+

=（8.5+8.5×1.05%）+0.01

=8.58925+0.01

22.07型腔径向尺寸:

LM=（LS+LSScp）+

=（22.07+22.07×1.05%）+0.01

=22.301735+0.01

39.07型腔径向尺寸:

LM=（LS+LSScp）+

=（39.07+39.07×1.05%）+0.01

=39.48235+0.01

R0.5型芯圆角尺寸：

lM=（lS＋lSScp）－δz

=（0.5+0.5×1.05%）－0.01

=0.50525-0.01

6型芯高度尺寸

hM=（hS+hSScp）－δz

=（6+6×1.05%）－0.01

=6.063-0.01

0.5型芯深度尺寸

hM=（hS+hSScp+2Δ/3）－δz

=（0.5+0.5×1.05%）－0.01

=0.50525-0.01

20型芯径向尺寸

Ls=（Ls+LSScp+3Δ/4）+

=（20+20×1.05%）－0.01

=20.21-0.01

39.07型芯径向尺寸

Ls=（Ls+LSScp）+

=（39.07+39.07×1.05%）－0.01

=39.48235-0.01

32型芯径向尺寸

Ls=（Ls+LSScp）+

=（32+32×1.05%）－0.01

=32.336-0.01

⑶型腔侧壁和底板厚度计算

此模具采用组合式矩形型腔，查相关知识表，已知圆形型腔内壁短边39.07mm，则型腔壁厚S1=9mm，模套壁厚S2=22mm。

查相关知识表，由公式，L/b=39.07/39.07=1.0则a`=0.3078，已知p=40MPa，b=39.07mm，[σ]=300MPa，带入公式t≥（a`p/[σ]）0.5b=（0.3078×40/300）0.5×39.07=8mm

3.5选择标准模架

⑴确定模架组合形式

采用推板推出机构，定模和动模均由两块模板组成，则应选择A4型。

⑵计算型腔模板周界（如图1-7所示）

长度L=22＋9＋39.07＋20＋39.07＋9＋22=160.14

宽度N=22＋9＋39.07＋9＋22=101.07

图1-7型腔模板周界

⑶选取标准的型腔模板周界尺寸

首先确定模架宽度，N=101.07最接近于标准尺寸200，则选200×L；然后从124系列标准尺寸中选择接近于L=160.14的165。

最终确定的模架规格为124×165。

⑷确定模板厚度

A板（定模板），用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用盲孔式，则A板厚度=型腔深度+2×底板厚度=9＋2×10=29，选取标准中A板厚度HA=30mm。

B板（动模板），用来固定型芯，采用盲孔式，型芯高度为6，则型芯嵌入B板厚度在3~6之间，B板厚度=2×型芯嵌入B板厚度=2×6=12，选取标准中B板厚度HB=25mm。

C板（垫块），形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度＋推杆固定板厚度＋塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。

此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=15mm，塑件推出距离=型芯高度+（5～10）=6+10=16mm，则C板厚度=20＋15＋16=51，选标准Hc=50mm。

⑸选定模架

模架标记：

DAI-2025-A30-B25-C30如图1-8所示。

图1-8标准模架

⑹检验模架与注射机的关系

模具外形尺寸250×250＜拉杆空间260×290，适合。

最大模具厚度300＞模具厚度230＞最小模具厚度200，合理。

开模行程=6＋9＋10=25＜最大开合模行程300，合理。

3.6浇注系统

型腔布局为一模两腔，点浇口浇注系统。

浇注系统组成为主流道、分流道、浇口、冷料井。

⑴主流道

圆锥形，锥角a=2°，表面粗糙度Ra0.63m。

主流道进口端直径D1=4.5mm，长度L由装配决定，完整尺寸见附录浇口套零件图。

设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。

如图1-9所示。

图1-9浇口套

⑵分流道

选用圆形截面分流道，直径≥ts+1.5=3+1.5=4.5，取d=5mm。

图1-10分流道截面尺寸

⑶浇口

采用侧浇口，查表《点浇口直径尺寸》，已知材料为PVC，塑件壁厚3mm，则浇口直径d=（0.7~1.0）mm，取d=1.0mm，L=1mm，a=15°。

如图1-11所示。

图1-11浇口截面尺寸

浇注系统详细结构见图1-12

图1-12浇注系统

3.7推出机构

采用推杆推出机构，其优点是使用圆形推杆，较容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防卡死现象。

3.8温度调节系统

注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。

由于此塑件为小型（8g）、薄壁（3mm）塑件，且成形工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。

此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图1-13所示。

图1-13冷却水道

3.9排气系统

由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03mm，不必设排气槽。

4、注射机的校核

4.1最大注射量

已知Vs＋Vj=4×2+5=13，Vmax=125，K取0.8，则KVmax≥Vs＋Vj，适合。

4.2注射压力

已知P注=70～90MPa，P公=120MPa，则P公≥P注，适合。

4.3锁模力

已知Pq=20～40MPa，A分=3.14×（39.07/2）2×2＋32=2429mm2。

F锁=900kN，则PqA分=39.07×2429=94901N=95kN。

显然F锁＞PqA分，适合。

4.4安装部分尺寸

喷嘴圆弧半径φ12＜浇口套圆弧半径φ16

喷嘴孔直径φ4＜主流道小端直径φ4.5

定位孔直径φ100＝定位圈外径φ100

拉杆空间260×290＞模具外形250×250

最小模厚200＜模具厚度230＜最大模厚300

4.5开模行程

开模行程=9＋6＋10＝5325

则最大开模行程＞开模行程，适合。

4.6推出机构

两侧顶出，孔径φ22mm，孔距230mm。

5、装配图零件图

5.1装配图

尽可能按1:

1比例绘制，视图表达清晰合理（剖视＋动模方向视图），整体性为主（过模具中心的阶梯剖），辅以局部性（局部剖或虚线），明细表、技术要求或使用说明书写完整，标注模具外形尺寸（合模状态）、重要的装配尺寸。

如图1-14所示。

图1-14装配图

5.2零件图

绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。

如

图1-15~1-20所示。

图1-15型腔镶块

技术要求：

⑴材料：

CrWMn

⑵热处理：

HRC53~58

图1-16型芯

技术要求：

⑴材料：

CrWMn

⑵热处理：

HRC53~58

图1-17浇口套

技术要求：

⑴材料：

T8A

⑵热处理：

HRC53~57

图1-18定位圈

技术要求：

⑴材料：

45钢

⑵热处理：

HRC45~50

图1-19定模座板

技术要求：

⑴材料：

Q235钢

图1-20定模板

技术要求：

⑴材料：

45钢

⑵热处理：

HRC30~35

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