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0.5mm

4）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