注射模具设计说明书.docx
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注射模具设计说明书
目录
一．塑件工艺分析1
1原材料分析1
2、塑件的结构、精度、质量分析1
二．成型设备的选择与模塑工艺参数的确定2
1、确定制品的成型方法、型腔数。
2
2、计算制品的体积、质量及制品的正面投影面积2
3、预选注射机的型号2
4、拟定制品成型工艺参数2
三．模具结构方案及尺寸的确定3
1、选择制品发的分型面3
2、型腔布置4
3、浇注系统4
4、溢流、排气系统的设计5
5、选择脱模方式5
6、成型零件工件尺寸的计算6
7、模具主要零件的结构和尺寸设计7
8、模具调温系统的设置8
四．注射机有关工艺参数的校核9
五．编写工作零件机械加工工艺10
六．温度调节系统11
七.设计小结12
八.参考文献：
13
一．塑件工艺分析
1原材料分析
ABS为热塑性塑料，工程塑料ABS,属热塑性塑料，是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯组成的三不共聚物,化学稳定性较好，机械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差。
ABS吸水性较大，塑件上的脱模斜度易稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响较小，总的成型性能很好。
表1ABS主要技术指标
密度
吸水率（24h）
收缩率
熔点
抗拉强度
抗弯强度
硬度HB
1.02～1.16
0.2～0.4
0.4～0.7
130～160
50Mpa
80Mpa
9.7R121
2、塑件的结构、精度、质量分析
塑件为上部分为半圆形下部分为长方形的课壳体零件，壁厚2mm，半圆部分半径为R11mm，在圆心处以及距离长方形底边5mm，距离长方形侧边5mm处有3个直径为3mm，高度为3mm的圆柱台。
整体尺寸不大不小，成型工艺性较好。
零件上有尺寸R11、15、10、12、2、5、Φ3为IT14级，精度较低。
成型工艺较好。
塑件质量没有较高要求，外表面粗糙度为Ra1.6μm，内表面粗糙度为Ra3.2μm，成型工艺性较好。
二．成型设备的选择与模塑工艺参数的确定
1、确定制品的成型方法、型腔数。
根据塑件所用材料和批量，成型该零件采用注射成型方法来成型。
根据塑件外形尺寸（22×26）的大小,取一模两腔。
2、计算制品的体积、质量及制品的正面投影面积
塑件体积：
V1=2.207cm3,浇注系统体积V2=1.793cm3。
一次浇注所用塑料总体积V=2.207+1.793=4cm3。
塑件质量：
查《塑料制品成型及模具设计》ABS的密度取1.1×10-6
塑件的质量M1=2.207×1.1×10-3=2.427g
一次浇注所用塑料总的质量M=4000×1.1×10-6=4.4g
正面投影面积19.24cm2
所需锁模力：
5000×19.24=96.2KN
3、预选注射机的型号
卧室注射机机身低，利于操作和维修；机身因重心较低，故较稳重；成型后的制品可利用其自身自动落下，容易实现全自动操作。
所以选卧室注射机。
每次的实际需要的塑料体积为6.574cm3，初步选用SZ-60/450型注射机，理论注射量为7.8cm3。
4、拟定制品成型工艺参数
注射机类型：
螺杆式
预热和干燥：
温度（℃）80～85时间（h）2～3
料筒温度（℃）：
前端：
180～200中断：
165～180后段：
150～170喷嘴温度（℃）：
170～180
模具温度（℃）：
50～80
注射压力（Mpa）：
60～100
成型时间（S）：
注射时间：
20～90高压时间：
0～5
冷却时间：
20～120总周期：
50～220
螺杆转速：
30（r/min）
三．模具结构方案及尺寸的确定
1、选择制品发的分型面
分型面的形式和位置会影响到模具加工、排气、脱模、塑料的表面质量及工艺操作。
选择分型面时一般应遵循一下几项原则：
（1）分型面应选在塑料外形最大轮廓处。
（2）便于塑料顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。
（3）保证塑件的精度要求。
（4）满足塑件的外观质量要求。
（5）便于模具加工制造。
（6）应合理安排塑件在型腔中的位置。
（7）有利于排气。
2、型腔布置
考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费因素，定位一模两腔。
由于选择的是一模两腔，故采用中心对称排列。
3、浇注系统
本设计采用普通的浇注系统，它一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。
流道及浇口位置的选择应遵循以下原则：
（1）设计浇注系统时，流道应尽量少弯折；
（2）应考虑模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线成对称布置；
（3）单型腔塑件投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开浇口，不然会造成注射时模具受力不均；
（4）设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上不留痕迹
（5）在设计浇口时，避免塑件熔体直接冲击小直径型芯及嵌件，以免产生弯曲、折断或移位；
（6）一模多腔时，应防止将大小悬殊的塑件放在同一副模具内；
（7）在满足成型排气良好的前提下，要选取最短的流程，这样可以缩短填充时间；
（8）能顺利地引导塑料熔体填充各个部位，并在填充过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内的气体顺利排出模外；
在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却时间及成型周期；
（9）浇口的位置应保证塑件熔体顺利流入型腔.
（10）尽量避免使塑件产生熔接痕，或使熔接痕产生在塑件不重要的位置。
普通浇注系统一般有直流道、浇口、冷料穴四部分组成。
再设计浇注系统时应考虑到塑件质量、塑件大小及形状，壁厚，技术要求等因素、型腔布局设计。
另外还有考虑去除、修整进料口方便，同时不影响塑件外表美观、防止喷嘴端部的冷料注入型腔影响塑件质量、注射机安装模板的大小等等。
主流道：
注射机的喷嘴直径为3mm，注射机的喷嘴头球半径为20mm。
主流道衬套的球面半径应比注射机的喷嘴头球面半径大1～2mm，主流道小端直径应该比注射机的喷嘴直径为4mm。
流道为圆锥形，其锥度为3°。
分流道：
分流道取半圆形，D=6mm。
浇口：
采用侧浇口，从塑件上端两边圆形孔进料。
冷料穴：
采用到Z形拉料杆和冷料穴。
4、溢流、排气系统的设计
根据该制品的形状与浇注系统，不设溢流槽。
利用型芯与固定板和分型面的间隙进行排气。
5、选择脱模方式
开模后塑件包紧动模板留在动模一侧，根据塑件壳体的特点，采用推杆退出形式。
这样退出平稳，有效地保证了塑件退出后的质量，模具结构也比较的简单。
设置六根Φ3的推杆推出板，中间一根Φ8的拉料杆。
脱模行程大于10mm。
脱模力F=p*A*cosa*（f-tana）/（1+fsinacosa）=10*5502.76*2*cos1（0.5-tan1）/（1+0.5sin1cos1）=2433.9714N
式中p=10MpaA=508.68f=0.5
6、成型零件工件尺寸的计算
参考《塑件制品成型及模具设计》（材料的收缩率=0.6％）得：
该塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收缩率方法计算。
1.型腔或型芯的径向尺寸计算
型腔的径向尺寸：
1M=[1s（1+s）+3/4Δ]-δz0
型芯的高度尺寸计算：
hM=[1s（1+s）+2/3Δ]-δz
型腔的径向尺寸计算：
LM=[1s（1+s）-3/4Δ]-δz
型腔的高度尺寸计算HM=[hs（1+s）-2/3Δ]-δz
中心距尺寸：
LM=[1s（1+s）]+-δz
式中Ls、Hs、1s、hs为名义尺寸Δ为塑件的公差
δz=1/3～1/4Δ为模具的制造公差
（1）型芯径向尺寸有Φ30+0.25
lM1=[3*（1+0.006）+0.75*0.25]0-0.07=3.180-0.07
（2）型芯径向尺寸有R110-0.43、150-0.43，高度尺寸有20-0.25
Lm1=[11*（1+0.006）-0.75*0.43]+0.120=10.7435+0.120
Lm2=[15*（1+0.006）-0.75*0.43]+0.120=14.7675+0。
120
hM=[2*（1+0.006）-2/3*0.25]+0.070=1.85+0.070
7、模具主要零件的结构和尺寸设计
1.型芯和型腔板的结构和尺寸确定
根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式型芯，型腔板（定模板）采用整体式，型腔壁厚，参考《塑件制品成型及模具设计》得：
表2型腔壁厚预算
侧壁厚度
底板厚度
按刚性条件计算
按强度条件计算
按刚性条件计算
按强度条件计算
S（cph4/E[δ]）1/3
S≥[3h²p（1+wa）/[δ]]1/2
hs≥（ClpL4/E[δ]）1/3
hs≥L2[p/2[δ]（1+β）]1/2
式中E=2.1*105Mpap=30MpaL1=46mmL2=20mm[δ]=0.05mm[σ]=245Mpaа=0.75β=1.74C=0.0006w=0.235C1=0.021h=10mm
根据塑件在分型面上的投影面积nA为10.4cm2查模具专业课程设计指导书表3.3得型腔垫板厚度经验尺寸h取20-25mm。
根据型腔壁部投影面积为10.4cm2，查表3.3得壁厚h1=30cm,h5=55cm.
考虑到型腔的强度、刚性和装螺钉。
销子、导柱导套和开冷却水道孔的位置，参考塑料模具设计手册，取型腔160*200*20的规格。
大小型芯、定模板采用预硬钢3Cr2Mo。
2、其他零件的尺寸（mm）
动模板：
160*200*20
支撑板：
160*1200*32
垫板：
160*32*50
推杆固定板：
94*200*12.5
推板：
94*200*16
定模坐板：
200*200*20
动模座板：
200*200*20
用Φ16*40*20的台肩导柱，Φ16*54推板导柱
模具和模高度:
20+20+20+32+50+20=162mm
8、模具调温系统的设置
一般注射模具内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。
所以热塑性塑料注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠的冷却定型并快速脱模，挺高塑件的质量和生产效率。
该模具在型腔上开一个直通水道。
四．注射机有关工艺参数的校核
结构类型：
卧式注射机可行
注射机类型：
螺杆式（螺杆直径：
30mm）能满足工件成型需要可行
注射量：
理论注射量7.8cm3>工件成型需要的4cm3可行
注射压力：
170Mpa>工件成型需要的60~100可行
螺杆转速：
14~200（r/min）在工件成型需要的30（r/min）可行
合模力450KN>工件成型需要的锁模力96.2KN可行
拉杆内向距：
280*350>模座外尺寸200*200
移模行程：
220mm>工件成型需要的行程2.5*5+（5~10）=22.5mm可行
最大模具厚度：
300mm>模具合模高度162mm可行
最小模具厚度：
100mm<模具合模高度162mm可行
最大成型面积：
360cm2>工件成型面积10.2cm2可行
推出方式：
推杆推出
面积定位孔直径：
φ55mm喷嘴球半径：
22mm喷嘴口直径：
φ3mm
以上几项校核条件都符合要求，所以初选注射机（SZ-60/450）可行。
五．编写工作零件机械加工工艺
选用标准模板。
标准模板已调质，并且已有了螺钉孔，装上了导套。
表3动模板机械加工工艺规程卡
定模板机械加工工艺规程卡材料3Cr2Mo预硬钢：
35~45HRC
序号
工序名称
工序内容
1
备料
标准定模板，以备好加工基准
2
数控铣
在数控铣床上校准，用中心钻钻出两个销钉孔的引导孔
3
钳工
①钻孔用麻花钻将销钉孔钻穿留0.3mm的铰孔余量
铰孔铰销钉孔到要求，用塞规检验
4
粗铣
粗铣型腔，留0.3mm精铣余量
5
精铣
精铣型腔，留0.05mm的打磨余量
6
钳工
①划线钻2-φ10水道孔到要求
攻丝攻水孔端口M1螺纹孔到要求
打磨型腔表面到粗糙度要求
7
检验
按图纸检验
六．温度调节系统
材料干燥
干燥设备名称
螺杆式
温度/℃
80~85
成型过程
料筒温度
后段/℃
150~170
中段/℃
165~180
前段/℃
180~200
喷嘴/℃
170~180
模具温度/℃
50~80
七.设计小结
历时两周的模具课程设计终于顺利完成了，这次课程设计我收获颇多。
经过了两天计算，3天努力的绘图，还有2天的撰写课程设计报告书，终于完成了模具课程设计。
我在这次的课程设计中，学习到了很多东西，从理论到实际的运用。
在此过程中，我查找很多资料，请教老师，以及不懈的努力，培养出了独立刻苦专研的设计精神，在各种其它能力上也都有了提高。
在这次设计中，我学习到了很多书本上无法学习到的东西，也体会到把一个理念，变成现实需要付出的汗水。
通过这次的课程设计，我和同学们还形成了很默契的团队配合能力，我们互相学习，互相指出错误，大家也为了一些尺寸和部件的方方面面争吵过。
但是大家都是为了更好的完成设计任务，所以在争执中获得成功也是必须的。
这次课程设计我必须感谢老师们的细心指导，让我们把种种的困难和问题一一化解。
谢谢老师！
八.参考文献：
【1】刘小年、刘国庆主编.工程制图.北京：
高等教育出版社.2004。
【2】叶永新、王群主编.塑料制品成型及模具设计.长沙：
湖南科学技术出版社.2004。
【3】彭建生编著.模具设计与加工速查书册.第一版.北京：
机械工业出版社.2005。
【4】叶久新、王群主编.塑料成型工艺及模具设计.北京：
机械工业出版社.2008。
【5】申树义、高济编.塑料模具设计.北京：
机械工业出版社.1999。
【6】张利君编写.模具专业课程设计指导书。
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