塑料成型工艺与模具设计课程设计说明书

塑料成型工艺与模具设计

课程设计说明书

牙签盒上盖注塑模具设计

办学单位：班级：学生

指导教师：

提交日期：

第一部份：设计题目

（1）塑料制品名称：牙签盒上盖

（2）成型方法与没备：TWX-800型注塑机

（3）塑料原料：丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS）

（4）生产批量：300万件

（5）塑件图;图1-1为该制品的二维图样和三维图样。

图1-1

第二部份：塑件材料分析

1，塑料件材料分析：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS综合性能较好，抗冲击强度较高，化学稳定性及电性能良好；可制成双色塑件，且可表面镀铬，也可进行涂装处理。柔韧性好，流动性比PMMA、PC等塑料好。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02 ～1.05g /cm3。ABS具有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性，耐水性，有良的化学和稳定性和电器性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎没影响，但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等到化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS 的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70度左右，热变形温度为93度左右，且耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。

2，塑料成型特性：ABS在升温时粘度较高增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前必须进行充分的干燥处理，ABS流动性中等到，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，宜取高料温，高模温但料温过高易分解（分解温度大于270度）；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时；模具温度可控制在50～60度，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60～80度。根据ABS的成型特点，在生产实际中，其

注射模工艺条件如下：

（1）干燥处理。ABS材料吸收性较强，要求在加工之前进行干燥处理。一般干燥条件为80～90度下最少干燥2小时。

（2）熔化温度。210～280度；一般温度：245度。模具温度25～70度。

（3）注射压力。50～100Mpa。

（4）注射速度。中高速度。

第三部分：塑件的结构工艺性

1，塑件的尺寸精度分析：因为该塑件是同牙签筒配合的，其内孔尺寸和沟槽尺寸有一定的公差，其尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查取公差。

2，塑件表面质量分析：该塑件为牙签筒上盖，其表面没有特殊要求，一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取1.6um，没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度Ra可以取

3.2um.

3，塑件的结构工艺性分析:从图纸上分析,该塑件的外型基本上为回转体,内表面有一沟槽,图中尺寸[(A-B)/B≤5%]可允许强制脱模,强行脱模时不会引起变形。

综合来看，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求，在注射成型生产时只要工艺参数控制合适，该塑件是比较容易成形的。

第四部分：塑件的生产批量

该塑件的生产类型是大批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。

第五部分：关于注射机

1，根据塑件结构选用甬华Twx—800型注射机，据查有关资料可列出该注射机的主要技术参数，如下：

2,计算塑件体积和质量

(1)塑件的体积计算：由UG分析/体测量得到塑件的体积V≈4459.4793mm3。

(2)塑件的质量计算：查有关手册，取ABS密度为ρ=1.05g/cm3。所以塑件的质量为w=V ρ=4459.4793*1.05*10-3g≈4.682g

(3)确定型腔数量考虑到甬华TWX-800型注射机的额定注射量为130cm3,本设计中的塑件结构简单,单个塑件的体积为4.6 cm3,注射机的额定注射量限制成型该项塑件的最多数量为2,而该塑件的生产批量为大批量生产,为尽量提高生产率,决定取有一模两件的模具结构,型腔平衡布置在型腔板两侧,这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

虽然塑件体积、壁厚不大，但该塑件生产类型为大批量，加上低密度聚乙烯比热容大、冷却速度慢，成型时必须充分冷却，模具设计时要求有冷却系统，所以该模具应采用冷却水强制冷却，冷却要均匀，以缩短成型周期，提高生产率。

3、注射压力的校核

该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P

，

。我们这里选70MPa。

其值一般为70～150MPa，通常要求P> P

4、锁模力的校核

锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：

F锁 F胀 = A 分× P型

F锁—注射机的额定锁模力（N）；

P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=30MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）

由UG分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2∴ F锁≥ F胀 = A 分× P型

= 80×200×30=4.8×105（N）

而锁模力为800KN，大于480KN，符合要求。

5、开模行程与推出机构的校核

开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时

这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型：

⑴对单分型面注射模，所需开模行程H为：

S ≥ H = H1 + H2 + （5～10） mm

式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；

H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；

S —注射机移动板最大行程（mm）；

H —所需要开模行程（mm）。

而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：

H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵对双分型面注射模，所需开模行程为：

S机≥ H = H1 + H2 + a +（5～10） mm 式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第六部分：注射模设计

1，分型面的选择：

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需