塑料课程设计

塑料课程设计

课程名称

班级与班级代码

专业

学号：

姓名：

提交日期：年月日

青岛科技大学高分子科学与工程学院

ABS直角弯头设计

1．设计目的：

运用所学的基础理论和专业知识通过课程设计的实践，巩固和掌握专业知识，并为今后的毕业论文做必要的准备。通过塑料工程课程

设计，掌握塑料工程设计中材料的选择、制品设计结构的设计、加工设备的确定、生产工艺的要求，学习资料的查找、收集，方案的特点及几种方案的比较，提高计算、绘图能力。建立起一个完善的、符合塑料制品生产要求的整体过程。

2．设计任务和要求

设计任务：输水直角弯头

设计要求：5万个/月

3．设计

设计的一般程序

制品设计

3.1.1 材料的选择

原料选择: 注塑级ABS

特性备注：低温冲击强度好，光泽度硬度较好。

价格：9100-9300/吨

相关参数：

3.1.2生产配方的设计

生产配方: ABS 100

3.1.3 制品形状方面：

图2-1 直角弯头零件图

从零件壁厚上看，塑件最小壁厚4mm，塑件壁厚较为均匀，壁厚大小适中，不会放大充模阻力，不易出现缺料现象，也避免了壁厚太厚所容易出现的气泡、凹陷等缺陷，有利于零件的成型。

塑件冷却后会包紧在抽芯型芯上，为了使脱模顺利，φ孔处应设

置脱模斜度，查取ABS常用脱模斜度35′~1°。

该弯头属于输水管路连接件，弯头除需具备良较高的冲击强度、良好的尺寸稳定性和耐腐蚀性外，无其他较为特殊的工艺要求。塑件选择的ABS材料综合力学性能好，满足塑件机械性能要求。

综合分析，在注射成型工艺参数控制良好的条件下，零件的成型要求可以得到保证。

模具设计

3.2.1 确定生产方式

采用注射成型

3.2.2注射成型模具

注塑模具由动模和定模两大部分组成，分析直角弯头成型零件的特点，知道本次设计的模具应包括成型零件、浇注系统、导向机构、推出机构、侧抽芯机构、模温调节系统。

(1)分型面

分型面对塑件外观质量、尺寸、形位精度、脱模性能、锁模力、型芯型腔结构、排气、浇口和模具制造工艺性等都有直接影响。分型面的合理选择，对提高成型塑件质量、简化模具结构复杂程度等均有很大利好。注塑分型面的选择，要根据塑件的几何形状、塑件质量要求，结合浇注系统，脱模机构选择等综合考虑。

直角弯头零件结构具有特殊性，分析比较如下分型面方案：

图 3-1 分型面选择比较

该零件为直角弯头，由于有垂直孔的存在，必须有抽芯机构。

方案一的分型面选择，可使抽芯和分型同时进行，节省分型时间，但是型芯型腔结构复杂，加工成本较大。

方案二分型面选择在塑件最大截面处，加工容易，符合分型面选取一般原则，且型芯型腔加工较为容易。

综合分析，选择方案二的设计。

（2）确定型腔配置

型腔配置应有利于提高塑件成型效率，缩短成型周期。

综合考虑流道和分型面性能，确定零件在模具中排列如图3-2：（3）确定浇注系统

注塑模具的浇注系统指注射机喷嘴到成型型腔之间的料流通道，包括主流道、分流道、浇口、冷料穴四大部分。

流道表面粗糙度~μm。

A、主流道设计

主流道轴线一般与注射机的喷嘴轴线重合，并位于模具中心线上，型腔也以轴线为中心对称布置。为便于凝料从浇道中脱出，主流道设计成圆锥型，因ABS材料流动性中等，取主流道锥角α=3°，内壁表面粗糙度Ra=μm。

喷嘴与主流道对接处需紧密对接，可防止主流道与喷嘴处溢料，因此主流道对接处制成凹坑，凹坑半径根据注射机喷嘴半径决定，并

在其基础上加1~2，取19mm。小端直径d2=d1+1=，凹坑深度h=4mm。

主流道大端呈圆弧过渡，其圆角半径r=1mm，以减小料流从主流道进入分流道时的转向过渡阻力。主浇道的长度应视模板厚度、水道等具体情况而定。

考虑主流道与塑料熔体喷嘴反复碰撞，容易损坏，一般不将主浇道直接开设在模板上，而是将主流道制成可拆卸的主流道衬套，如图3-3所示。这样可以使容易损坏的主浇道部分单独选用优质钢材，便于更换和节约成本并提高模具寿命。主流道衬套结构如图3-3所示。通常，主浇道衬套需淬火处理。

B、冷料穴设计

两次注射间隔间和塑料熔体注射前沿部分，由于塑料熔体的冷凝，会产生冷料，冷料穴可储存这部分冷料，避免冷料进入模具型腔影响塑件质量。冷料穴必不可少，本模具中采用较为常用的带Z形头拉料杆的冷料穴。冷料穴长度取10mm

C、分流道设计

本模具采用一模四腔结构，需有分流道存在。由于塑料冷却会在流道管壁形成凝固层，为使熔体能在流道中部畅通，分流道要求塑料熔体能在相同的温度和压力条件下，从各个浇口尽可能同时地进入并充满模具型腔。设计使分流道中心与浇口中心位于同一直线上，故采用圆形截面，其优点有：比表面积最小，料流阻力小，压力损失小，流道中心冷凝慢，有利于保压。但是加工难度稍大。其分流道直径取

D=。分流道布置如图所示。

D、浇口设计

浇口连接分流道和模具型腔，具有两方面的作用：首先，控制塑料熔体流入型腔；其次，保压过程结束后，注射压力撤销，浇口首先固化，以封锁型腔，避免腔中未冷却的塑料倒流。

根据型腔排布，和塑件成型工艺，采用侧浇口较为合理。开设浇口在分型面上，选择矩形侧浇口，使加工容易，且便于试模时再进行修正。

矩形侧浇口的大小由其厚度、宽度和长度决定。

侧浇口厚度：

公式(3-1)

侧浇口宽度：

公式(3-2)

式中：t----塑件壁厚，mm

n----系数，ABS取为

A----塑件外表面面积，

由于该浇口属于一般侧浇口，根据经验数据，浇口长度为。

（4）成型零部件的结构设计

ABS塑件的平均收缩率为：Scp=，采用劈块，凸模结构如下所示，