塑料模具课程设计说明.doc

一、塑件分析、塑料的选取及其工艺性分析
该塑件应该是一个塑料板、称套，且承载不高，此符合低压聚乙烯（PE）的特点，并且聚乙烯还拥有硬、耐磨、耐蚀、耐热、及绝缘性好等优点，价格也比较便宜。而且聚乙烯流动性好、对压力变化敏感，适用高压注射，料温均与，填充速度快、保压充分、易脱模。
聚乙烯的缺点就是成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易变形、翘曲等。所以，在成型时应控制模温，冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。

结果：塑料用聚乙烯 成型方式为注塑成型
附：聚乙烯(PE)的主要技术指标
密度ρ（g/cm3）:0.19-0.96
收缩率s:1.5-3.6
成型温度t/°C：140-22

二．确定注射机
选用注射机型号为：ft-s200/400型卧式注射机
ft-s200/400型卧式注射机有关技术参数如下：
最大开合模行程/mm： 260
模具厚度/mm： 165——406
喷嘴圆弧半径/mm： 18
喷嘴孔直径/mm： 4
拉杆空间/mm： 290×368
锁模力/KN： 2540
额定注射量/cm3： 200/400
最大注射压力/MPa： 109
最大注射面积/cm2：645

三、型腔数目确定
我们小组采用按注射机的额定锁模力来确定型腔数目n，有
npA ≤ Fp – pA1
式中 Fp——注射机的额定锁模力 254000（N）
A——单个塑件在分型面上的投影面积 8167.14（mm2）
A1——浇注系统在分型面上的投影面积 200（mm2）
P ——塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。
代值计算得n = 14.27 故取值为14
综合考虑塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的结构，宜采用盘型浇口。若采用一模多腔设计、加工难度大，成本高。所以采用一模两腔。
结果： 型腔数目为二

四、分型面的选择及浇注系统设计
分型面选择一般原则
1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处
2.避免模具结构复杂
3.分型面应便于塑件脱模
4分型面应有利于侧面分型及抽芯
5.分型面应保证塑件质量
6.分型面的选择用力与防止溢流
7.分型面的选择应有利与排气
8.分型面的选择应使成型零件便于加工
9.应尽量减少由于脱模斜度造成塑件大小端的差异
参考着以上原则，我们的分型面选在了A面

浇注系统设计原则
1. 了解塑料的工艺特性
2. 排气量好
3. 防止型芯和塑件变形
4. 减少熔体流程即塑料耗量
5. 修整方便，并保证塑件的外观质量
6. 要求热量及压力损失小
参考着以上原则，我们采用如图所示浇注系统

（2）浇口套选用
浇口套如图所示

材料T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC~57HRC
五、成型零部件设计
查有关资料得聚乙烯（PE）的收缩率为S = 1.5% ——3.5% ，故平均收缩率Sca = （1.5%+3.5%）/2 = 2.5% =0.025 根据塑件尺寸公差要求，模具的公差取δz = Δ/4 。具体设计如下：
型腔 (φ50) Dm = (D+DScp-3Δ/4)
=（51.55+51.55*0.025-0.75*1.1）
=52.01mm
(φ44) Dm = (D+DScp-3Δ/4)
=(44.47+44.47*0.025-0.75*0.94)
=44.87mm
由以上公式依次算出φ16截面的尺寸为φ16.27mm，φ20截面的尺寸为φ20.35 mm
(3) Hm =(H+H*Scp-2Δ/3)
=(3.26+3.26*0.025-2*0.52/3)
=2.99mm
由此公式依次算出16的截面高度为16.28mm，26的截面高度为26.51mm。
型芯 （φ38）dm =(d+d*Scp+3Δ/4)
=(37.60+37.60*0.025+3*0.8/4)
=39.14mm
由此公式依次算出φ34截面尺寸为φ35.04mm，φ10.2截面尺寸为φ10.56mm
(1) hm =(h+hScp+2Δ/3)
=(0.77+0.77*0.025+2*0.46/3)
=1.09mm
由此公式算出5的截面高度尺寸为5.20mm
六、推出机构计算
（1）推出力计算
推件力： Ft=Ap(μcosα-sinα)+qA1
μ——塑件对钢的摩擦因素，一般为0.1~~0.3；
A——塑件包容型芯的面积；
P——塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件p取（2.4~3.9）×10Pa；模内冷却的塑件p取（0.8~1.2）×10Pa.
由式子可以看出；脱模力的大小由塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。当然，影响脱模的因素还很多，所以只是个估算值。
（2）确定推出方式及推杆位置
根据制品结构特点，确定制品的推出方式为四根推杆推出，保证塑件不顶出而变形损坏及影响外观。位置如图所示。

七、冷却系统的设计
该塑件的原料为聚乙烯（PE），在前面塑料的工艺性分析时已经指出：聚乙烯冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。针对该塑件采用加平行水道，以达到塑件的稳定充分冷却。如图所示：

八、标准模架的选择
根据以上分析，计算以及型腔尺寸位置尺寸可确定模架的结构型式和规格，查《中国模具设计大典》选用模架125×125系列；具体尺寸为：
定模座板厚度：A=16mm
定模厚度：A1=32mm
动模板厚度：B=50mm
垫块厚度：C=63mm
动模座板：B1=16mm
模具高度：H=16+32+50+63+16=177mm
模具外形尺寸：125×125×177mm3
九、注射机相关参数的校核
（1）最大注射量的校核
Nm+m1≤Kmp
式中： n——型腔数目;
mp——注射机允许的最大注射量（g或cm3）
m——单个塑件的质量或体积（g或cm3）
m1——浇注系统凝料及飞边的质量和体积（g或cm30）
K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8
代值n=2，m=20.147cm3，m1=4.358cm3计算得出结论：符合
（2）注射压力的校核
注射压力的校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。
现在一般借用注射模流动摸拟计算机软件，获得注射压力的预测值，后经试模确定。
（3）锁模力的校核
锁模力应大于高压熔体塑料充满模具型腔时，沿分型面将模具分开的那个压力，保证不发生溢料现象。即
Fs=p(nA+A1)<Fp
式中： Fs——高压塑料熔体产生的胀模力（N）
Fp——注射机的公称锁模力（N）
n——模具的型腔数目
A——单个塑件在分型面上的投影面积（mm2）
A1——浇注系统在分型面上的投影面积（mm2）
P——型腔内熔体压力，20~40Mpa。
代值有Fs=20（2*3.14*51*51/4+3.14*12*12/4）=83932.2N<2540KN
(4) 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核
为了使注射模具能够顺利的安装到注射机上并产生合格的塑件，一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚度、模板上安装螺孔位置及尺寸等。
a． 喷嘴尺寸
注射机喷嘴前端球面半径r应比模具浇口套始端的球面半径R小1~2mm，注射机喷嘴直径d比模具浇口套始端小口径D小0.5~1mm。以防止凝料及影响脱模。
b． 定位圈的尺寸
与注射机固定模板的定位孔按H9/f9间隙配合，一般厚度为5~15mm
c． 模具外形尺寸
应小于拉杆间距290mm×368mm，符合。
d． 模具厚度
模具厚度应位于注射机安装模具最大厚度406mm与最小模具厚度165mm之间，该模具为177mm，符合
e． 安装螺孔位置及尺寸 （略）
（5）开模行程的校核
（6）推出机构的校核
（7）型腔数目的确定（见前面三）
十、模具装配图（见设计图）
参考文献：
[1] 杨安：《塑料成型工艺与模具设计》 北京理工大学出版社 2007
[2] 孙玲：《塑料成型工艺与模具设计学习指导》 北京理工大学出版社 2008
[3] 《中国模具设计大典》
实习心得：