注塑模具设计项目书

6黎明职业大学塑料成型工艺与模具设计课程设计设计课题3 外壳说明书院系：机电工程与自动化学院专业：模具设计与制造学号：xxxxxxxxxx姓名：xxxxxx指导老师：xxxxxxxx题目：塑料名称外壳图号SJ-03 材料ABS 生产批量10万件一、塑件成型工艺分析1、塑件原材料成型特性分析：ABS是聚苯乙烯的改性产品，是目前产量最大、应用最广的工程塑件。

ABS是不透明非结晶型聚合物，无毒、无味、密度为1.02~1.05g/cm3,ABS具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬;具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好的光泽，经过调色可配成任何颜色，表面可镀铬。

其缺点是耐热性差，连续工作温度为70℃左右，热变形温度为93℃左右，但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。

ABS成型性能如下：（1）易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥。

（2）流动性中等，溢边值为0.04mm左右。

（3）壁厚和熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。

（4）比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。

（5）表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。

（6）顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取2°以上。

（7）易产生熔接痕，模具设计是应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。

（8）宜采用高料温、高模温和高注射压力成型。

在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50~60℃;而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在60~80℃.2、塑件结构工艺性分析1）结构分析：①从图纸上看,该塑件外形为四方外壳加两个侧耳，圆角过渡且无尖角存在，壁厚均匀为2mm，符合最小壁厚要求。

②塑件型腔较大，在一侧面有一个孔，要考虑侧抽装置。

③在塑件的两边还有两个凸台，凸台上各有一个Φ4的孔，要考虑分型抽芯装置。

2）尺寸精度分析该塑件尺寸精度要求按MT3级，查表3-1得主要尺寸公差标注如下：3）表面质量分析该塑件是个外壳，所以要求表面外观光洁，不允许有斑点和溶解痕，外表面Ra为1.6，而内表面没多大要求可取Ra为3.2。

4）塑件的生产批量该塑件的生产类型是中批量生产，因此在模具设计要求提高塑件的生产率，倾向于采用多型腔，高寿命。

自动脱模模具，因此模具造价要适当控制。

3、初选注射机1）计算塑件的体积和质量通过pro-e可获得矩形上壳罩的体积V=12.96cm3.ABS的密度ρ=1.03g/cm3.所以塑件的质量:W=ρv=1.03x12.96=13.35g.2）确定型腔数目由于塑件需要单边侧抽，所以考虑采用一模四腔，型腔平衡布置在型腔板四周，以便加工、浇口排列和模具的平衡。

3）确定注射成型的工艺参数:根据该塑件的结构特点和ABS的成型性能，查看有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，如下表：4）确定模具温度及冷却方式ABS为非结晶塑料，流动性中等，壁厚一般。

因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。

所以模具应考虑适当的水循环冷却，成型模具温度控制在60℃-80℃5）确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为：w=4w/(80%)=64g考虑其外形尺寸，注射时所需的压力等设备因数，初步选用XS-ZY-250型注射机。

记录下XS-ZY-250型注射机的主要技术参数，如下表：XS-ZY-250型注射机的主要技术参数二、分型面及浇注系统的设计1、分型面的选择要始终保持分型面应选在塑件外形最大轮廓处原则，所以分型面需在塑件的侧耳上。

由于该塑件是个外壳，表面质量要求高，所以采用如下的分型：2、确定型腔的排列方式为了满足生产时间要求，所以在注射时采用一模四件，既一模四腔，综合考虑浇注系统和模具结构的复杂程度等因素，拟采用如下的型腔排列方式：3、浇注系统的设计1）主流道设计主流到与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计独立可拆卸更换的浇口套，采用优质钢材制作，并统一处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计。

根据设计手册查XS-ZY-250型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d1=4mm，喷嘴前端球面半径SR1=18mm.根据模具主流到尺寸与喷嘴尺寸的关系SR=SR1+(1~2)及d=d1+(0.5~1),取主流道球面半径SR=20mm,小端直径d=4.5mm。

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为1°~3°，经换算的主流道大端直径D=8.5mm.为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径为5mm的圆弧过渡。

2）分流道设计：本设计采用梯形截面分流道，如图:梯形侧面斜角a取5°，b取5mm.3）浇口设计：本设计采用圆形的点浇口，直径取0.5mm4）冷料穴设计采用一级冷料穴设计，位于四个分流道末端。

三、模具设计方案论证1、型腔布置对于一模多件的模具布置，在保证浇注系统分流道德流程短，模具结构紧凑，模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称，均衡，取件方便。

本案例的模具采用一模四腔，型腔平衡布置在型腔板两侧。

2、成型零件的结构确定成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响塑件的质量。

该塑件的材料为ABS的工程塑料，对于表面的粗糙度和精度要求比较高，因此要求成型零件有足够的强度，钢度，硬度和耐磨性。

应用优质模具钢制作，还应进行热处理以使其具备50-55HRC的硬度。

1）凹模（型腔）设计用组合式凹模放在动模板一侧，主要从节省优质模具钢材，方便热处理，方便冷却水道位置。

2）凸模（型芯）设计型芯结构也采用组合式，可节省贵重钢材，减少加工工量。

成型塑件内壁的大型芯装在动模一侧，成型2*Φ4的小型芯加工在镶块上。

3、导向定位机构设计由于塑件基本对称且无单向侧压力，所以采用直导柱导向变可以满足合模导向的定位注意：导柱要比主型芯高出6-8mm4、推出机构设计根据该塑件的形状特点，起推出机构可才用推杆推出或推板出，其中推板推出机构结构可靠，顶出力均匀，不形象塑件的外观质量，但制造困难，成本高；推杆推出机构简单，推出平稳可靠，故采用推杆推出。

5、抽芯机构的确定塑件需单边侧抽且是一模四腔排布，则一快滑块有两个抽芯，采用应用最广泛的斜导柱侧向抽芯机构，结构简单制造方便，运作可靠。

6、冷却系统的设计采用冷却水冷却，模具冷却水道采用环绕型腔的单层式或塑件型腔上下个一组回路四、主要零部件的设计计算1、成型零件的成型尺寸查相关手册得ABS的收缩率为0.4%~0.7%得平均收缩率Scp=（0.4+0.7）%/2=0.55%=0.0055根据塑件尺寸公差要求，定模制造公差去δz=Δ/3成型尺寸如下2、模具型腔壁厚的确定本模具的凹模采用的是组合嵌入式，因此可用整体式矩形腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S和型腔底板厚度T.1）型腔侧壁厚度S的计算C=0.177 P=40MP E=2.2×1.5 [δ]=26.1 W=0.176S强>=[(pH1l2)/(2H[σ])]1/2= [(40*38*522)/(2*68*300)] 1/2=10.10mm S刚>=[(pH1l4)/(32HE[δ])]1/3= [(40*38*524)/(32*68*2.2*105*26.1)] 1/3=0.97mm2）型腔底板厚度T的计算H强>=[(3pbl2)/(4B[σ])]1/2= [(3*40*44*522)/(4*104*300)] 1/2=10.70mmH刚>=[(5pbl4)/(32BE[δ])]1/3= [(5*40*44*524)/(32*104*2.2*105*26.1)] 1/3=0.03mm3、抽芯机构设计1）抽芯距S的计算S=h+（2~3）=2+3=5mm2）抽芯力的计算3）确定斜导柱的倾斜角该处的侧向抽芯距小，抽芯力不大，斜导柱倾斜度取20º4）确定斜导柱的直径根据抽芯力Fc和斜导柱的倾斜角α=20 º，查表4-9, 4-10得最大弯曲力Fw=1kN，斜导柱的直径d=10mm5）斜导柱的总长度计算，Lz=L1+L2+L3+L4+L5=(d2/2)tanα+h/cosα+（d/2）tanα+S/sinα+（5~10）=13/2*tan20º+35/cos20º+10/2*tan20º+5/sin20º+（5~10）=61~66mm根据经验得：Lz取62mm6）确定楔紧块的αº由于滑块移动方向与合模方向垂直，故αº=20º7）确定滑块装置的定位距离由于滑块移动方向与合模方向垂直，故滑块装置的定位距离S应等于实际抽芯距S=5mm4、推出机构的设计采用推杆推出机构，由于该塑件脱模力不是太大，推杆的布置空间足够，所以无需用繁琐的计算方法确定推杆尺寸大小，可根据经验选取d=4mm的国际推杆（GB/4169.1-2006），注意保证推出距离略大于型芯的突出长度2~3mm，即推出距离大于40mm5、标准模架的确定查表8-7选取标准模板的尺寸为350×350×A100×B 40×C100五、成型设备的校核计算1、锁模力的校核10 ×4=314.88KNF≥k PA=1.2×40×610×1.64×32、安装尺寸的校核实际模具闭合高度为H=H4+H3+A+B+C+H1=45+35+100+40+100+30=350mm注射机最大安装尺寸598mm*520mm，模具最小厚度Hmin=200mm，模具最大厚度Hmax=350mm，符合Hmin<=H<=Hmax故模具符合安装要求。

4、推出机构的校核：符合5、开模行程的校核：S=500＞H1+H2+a+(5~10)=40+38+75+10=163mm符合要求。

绘制模具装配图。