塑料模具课程设计实例.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,塑料注射模具设计与实例,1,塑料注射模具制造特点,塑料注射模具零件常用加工方法和材料,塑料注射模具装配,塑料注射模具设计与制造实例,本章基本内容,2,重点、难点,塑料注射模具制造特点,塑料注射模具零件常用加工方法和材料,塑料注射模具设计,3,塑料模具课程设计实例,一、塑料注射模具制造过程的基本要求：,要保证模具质量,要保证模具制造周期,要保证模具使用寿命,要保证模具成本低廉,要提高模具的加工工艺水平,要保证良好的劳动条件,4,二、塑料模具设计流程,：,1.,接受设计任务（设计任务书、开模指令）,2.,原始资料分析（塑料分析、注塑机分析等）,3.,塑件基本参数计算（收缩率、公差选择等）,4.,模具结构确定（有无抽芯、何种顶出等,),5.,绘制模具结构草图（平面图、排位图、抽芯等）,6.,绘制模具装配图（三维造型和分模）,7.,绘制模具零件图,(,出工程图,),8.,校核后投产,9.,试模反馈后更改设计至合格,5,塑料模具课程设计实例,1,、接受任务书,成型塑料制件的任务书通常由塑料制件的设计者提出，内容如下,:,(1),经过审签的正规塑件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度、颜色等。,(2),塑料制件说明书或技术要求。,(3),生产批量。,(4),如果是仿制，则提供塑料制件样品,。,6,2,、原始资料分析,(1),塑件分析,塑料的分析,塑件成型工艺性分析,(2),熟悉工厂实际情况,(3),熟悉有关参考资料及技术标准,塑料模具课程设计实例,7,3,、塑件成型工艺规程的制定,(1),确定成型工艺方法,(2),塑件成型工艺过程的制定,(3),成型工艺条件的确定,(4),选择成型设备,(5),工艺文件的制定,塑料模具课程设计实例,8,4,、模具结构设计,模具结构设计的目的,：,确定必需的成型设备，理想的型腔数，保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。在确定模具结构时主要解决以下问题,:,(1),确定塑件成型位置及分型面,(2),模具型腔数的确定，浇注系统和排气系统的设计。,(3),确定主要成型零件，结构件的结构形式。,(4),侧向分型抽芯机构的设计。,(5),选择塑件的推出方式,(,推杆、推管、推板、组合式推出,),。,(6),拉料杆形式的选择。,(7),模具外形结构及所有连接、定位、导向件位置的设计。,(8),决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。,塑料模具课程设计实例,9,模具结构设计时的有关计算包括,:,(1),成型零件工作尺寸的计算。,(2),加料腔尺寸的计算。,(3),根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件的壁厚及底板厚度。,(4),模具加热或冷却系统的计算。,(5),有关机构的设计计算，如斜导柱等侧向分型抽芯机构的计算。,塑料模具课程设计实例,10,5,、绘制模具结构草图,参照有关塑料模架标准和其他零件标准，绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。,塑料模具课程设计实例,11,6,、绘制模具装配图,模具总装图内容,:,(1),模具成型部分结构。,(2),浇注系统、排气系统结构。,(3),分型面及分模取件方式。,(4),外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。,(5),辅助工具,(,取件卸模工具，校正工具等,),。,(6),按顺序将全部零件序号编出，填写明细表。,(7),标注模具必要尺寸，如模具总体尺寸、特征尺寸、装配尺寸、极限尺寸。,(8),标注技术要求和使用说明。,塑料模具课程设计实例,12,模具总装图的技术要求：,(1),模具装配工艺要求。如模具装配后分型面的贴合间隙，模具上、下面的平行度等要求。,(2),模具某些机构的性能要求。例如对推出机构、滑块抽芯机构的装配要求。,(3),模具使用和拆装方法。,(4),防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。,(5),试模及检验要求。,塑料模具课程设计实例,13,7,、绘制零件图,由模具总装图拆画零件图的顺序为,:,先内后外，先简单后复杂。通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，认真绘制，其余零部件尽量采用标准件。,(1),根据需要按比例绘制零件图，视图选择要合理。,(2),标注尺寸要集中、有序、完整。,(3),根据零件的用途正确标注表面粗糙度。,(4),填写零件名称、图号、材料牌号、热处理和硬度要求表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术要求等都要正确填写。,塑料模具课程设计实例,14,8,、校核后投产,(1),校对 校对以自我校对为主，其内容包括,:,模具及其零件与塑件图纸的关系,;,模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合塑件图纸的要求,;,成型收缩率的 选择,;,成型设备的选用等。专业校对原则上按设计者自我校对项目进行，但是要侧重于结 构原理、工艺性能及操作安全方面。,(2),审图 审核模具总装图、零件图是否正确，验算成型零件的工作尺寸、装配尺寸、安装尺寸等。,(3),投产制造 在所有校对、审核正确后，就可以将设计结果送达生产部门组织生产。模具设计人员应参加模具的加工、组装、试模、投产的全过程。,塑料模具课程设计实例,15,9,、试模反馈后更改设计至合格,塑料模具课程设计实例,16,三、塑料注射模具常用材料,、塑料注射模具零件常用材料基本要求,:,具有良好的机械加工性能,具有足够的表面硬度和耐磨性,具有足够的强度和韧性,具有良好的抛光性能,具有良好的热处理工艺性,具有良好的的耐腐蚀性,表面加工性能好,塑料模具课程设计实例,17,、塑料注射模具零件常用材料,（）结构零件用钢,Q235A,钢,：动、定模座板、垫块。,45,、,55,钢,：优质碳素结构钢，用来制造形状较简单，精度要求不高的塑料注射模具，但其使用寿命较低，抛光性不好。,45,、,55,钢可以通过调质处理来改善其性能制造塑料注射模具的推板、型芯固定板、支承板等零件。,T8,、,T,O,钢,：碳素工具钢，其含碳量高，淬火硬度可达,50,55 HRC,，制造导柱、导套、斜销、推杆等塑料注射模具零件。,40Gr,钢,：低合金钢，制造形状不太复杂的中小型塑料注射模具。,40Gr,钢可以进行淬火、调质处理，制作型芯、推杆。,塑料模具课程设计实例,18,（）模具钢,3Cr2Mo(P20),钢,：可预硬化的塑料模具钢，预硬化后硬度为,36,38 HRC,，适用于制作塑料注射模具型腔，其加工性能和表面抛光性较好。,10Ni3CuAIVS(PMS),钢,：析出硬化钢。预硬化后时效硬化，硬度可达,40,45 HRC,。热变形极小，可做镜面抛光，特别适合于腐蚀精细花纹。可用于制作尺寸精度高，生产批量大的塑料注射模具。,6Ni7Ti2Cr,钢,：马氏体时效钢。在未加工前为固熔体状态，易于加工。精加工后以,480,520,进行时效，硬度可达,50-57 HRC,。适用于制造要求尺寸精度高的小型塑料注射模具，可做镜面抛光。,8CrMnWMoVS(8CrMn),钢,：为易切预硬化钢，可做镜面抛光。其抗拉强度高，常用于大型注射模具。调质后硬度为,33-35 HRC,，淬火时可空冷，硬度可达,42-60 HRC,。,25CrNi3MoAI,钢,：适用于型腔腐蚀花纹，属于时效硬化钢。调质后硬度,23 25 HRC,，可用普通高速钢刀具加工。时效后硬度,38,42 HRC,。可以做氮化处理，氮化处理后表层硬度可达,1100 HV,。,Crl6Ni4Cu3Nb(PCR),钢,：耐腐蚀钢。可以空冷淬火，属于不锈钢类型。空冷淬硬可达,42 53 HRC,，适于有腐蚀性的聚氯乙烯类塑料制品的注射模具。,19,（）其他材料,镀铜合金,锌基合金,环氧树脂,塑料模具课程设计实例,20,、,机械加工及设备,普通切削加工方法及设备,车床,铣床,刨床,磨床,钻床,数控加工机床,塑料注射模具常用加工方法,21,、特种加工,电火花加工,电火花加工特点：,脉冲放电的能量密度高,工具电极与工件间无作用力,工件加工质量高,加工适应性广,自动化程度高,塑料模具型腔常用的电火花工艺方法：,单电极平动加工法,多电极更换加工法,分解电极加工法,塑料注射模具常用加工方法,22,电火花线切割加工特点,采用线电极加工工件,适合加工复杂零件,加工效率高,线电极加工精度高,加工零件形状受限制,塑料注射模具常用加工方法,23,电解加工,优点：,加工适应性广,生产效率高,表面质量好,工具损耗小,塑料注射模具常用加工方法,24,一、塑料注射模具标准件,标准模架,导向系统标准件,导柱,导套,推出系统标准件,推杆,推管,推件板,浇注系统标准件,浇口套,拉料杆,其他标准件,定位环,支撑柱,塑料注射模具装配,25,二、塑料注射模具部件装配,(1),模具装配必须满足装配精度要求,位置精度,配合精度,运动精度,(2),型腔装配,压人法装配,镶嵌法装配,型腔拼块法装配,塑料注射模具装配,26,(3),型芯装配,型芯与通孔或固定板装配,型芯埋入式装配,型芯螺钉固定式装配,(4),推杆装配,装配要求：,推杆与型腔推杆孔的配合间隙要合理，即要保证推杆动作灵活，又要防止间隙太大而渗料。,推杆装配后在推杆孔中应往复平稳、无卡滞现象。,推杆和复位杆端面应分别与型腔表面和分型面齐平或高出分型面,0.05-0.10mm.,塑料注射模具装配,27,(5),滑块抽芯机构装配,确定滑块槽的位置,精加工滑块槽及铣,T,形槽,测定型孔位置及配制型芯固定孔,安装滑块型芯,装配楔紧块,斜导柱装配,安装滑块复位、定位装置,塑料注射模具装配,28,三、,总装配要求及注意事项,模具的装配是指按照模具的技术要求将零件组合成部件，最后装配成模具的过程。模具装配过程包括试装、研配、调整、试模等工作。通过装配过程，最后达到生产出合格制品的要求。,总装配注意事项：,成形零件及浇注系统,推出系统零件,滑块及活动零件,导向机构,加热与冷却系统,模具外观,塑料注射模具装配,29,塑料注射模具设计与制造实例,产品名称,：,防护罩,产品材料：,ABS,（抗冲）,塑料质量：,15,克,塑料颜色,：,红色,30,1,、塑件成型工艺性分析,(1),塑件材料特性,ABS,塑料,(,丙烯脂,-,丁二烯,-,苯乙烯共聚物,),是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯晴、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。,ABS,是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。,ABS,塑料一般不透明。,ABS,无毒、无味，成形塑件的表面有较好的光泽。,ABS,具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。,ABS,还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。,缺点：,耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。,塑料注射模具设计与制造实例,31,(2),塑件材料成形性能,使用,ABS,注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使,ABS,制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。,ABS,易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，,ABS,制品的尺寸稳定性较好。,塑料注射模具设计与制造实例,32,2,、塑件的成形工艺参数确定,查有关手册得到,ABS(,抗冲,),塑料的成形工艺参数,:,密度,1.0,1.1g/cm,;,收缩率,0.3%0.8%;,预热温度,80,c85,c,，预热时间,23h;,料筒温度 后段,150,c170,c,中段,180,c190,c,前段,200,c210,c;,喷嘴温度,180,c190,c;,模具温度,50,c70,c;,注射压力,60100MPa;,成形时间 注射时间,25s,，保压时间,510s,，,冷却时间,515s,。,33,3,、模具的基本结构,（,1,）确定成形方法,塑件采用注射成形法生产。为保证塑件表面质量，使用点浇口成形，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模,),。,塑料注射模具设计与制造实例,34,（,2,）型腔布置,塑件形状较简单，质量较小，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有,10mm,的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。,塑料注射模具设计与制造实例,35,（,3,）确定分型面,塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择，图,a,的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量，同时这种分型面也使侧向抽芯困难,;,图,b,的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成形，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。,塑料注射模具设计与制造实例,36,（,4,）选择浇注系统,塑件采用点浇口成形，其浇注系统如图示，点浇口直径为,0,.,8mm,，点浇口长度为,1mm,，头部球,R1.,5,2mm,锥角,为,6,。分流道采用半圆截面流道，其半径,R,为,33,.,5mm,。主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径,6,8mm,。,塑料注射模具设计与制造实例,37,（,5,）确定推出方式,由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。所以选择推件板推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。,（,6,）侧向抽芯机构,塑件的侧面有,10mm,的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构,。斜导柱装在定模板上，滑块装在推件板上。,塑料注射模具设计与制造实例,38,（,7,）模具的结构形式,模具结构为双分型面注射模，如图所示。采用拉杆和限位螺钉，控制分型面,A-A,的打开距离，其开距应大于,40mm,，方便取出浇口。分型面,B,一,B,的打开距离，其开距应大于,65mm,，用于取出制件。模具分型面的打开顺序，由安装在模具外侧的弹簧,-,滚柱式机构控制。,39,(8),选择成形设备,选用,G54-5200/400,型卧式注射机，其有关参数为,额定注射量,200/400cm,注射压力,109MPa,锁模力,254OkN,最大注射面积,645cm,模具厚度,165406mm,最大开合模行程,260mm,喷嘴圆弧半径,18mm,喷嘴孔直径,4mm,拉杆间距,290mmX368mm,塑料注射模具设计与制造实例,40,4.,选择模架,(1),模架的结构,模架的结构如图所示。,(2),模架安装尺寸校核,模具外形尺寸为长,300mm,、宽,250mm,、高,345mm,，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。,41,42,5,、模具结构设计,(1),型腔结构,如图所示，型腔由定模板,4,、定模镶件,26,和滑块,19,共三部分组成。定模板,4,和滑块,19,构成塑件的侧壁，定模镶件,26,成形塑件的顶部，而且点浇口开在定模镶件上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光。定模镶件可以更换，提高了模具的使用寿命。,(2),型芯结构,如图所示，型芯由动模板,16,上的孔固定。型芯于推件板,18,采用锥面配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。另外，锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。型芯中心开有冷却水孔，用来强制冷却型芯。,塑料注射模具设计与制造实例,43,(3),斜导柱、滑块结构,如图所示。,(4),模具的导向结构,如图所示，为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱,1,和导套,2,导向定位。推件板,18,上装有导套,6,，推出制件时，导套,6,在导柱,1,上运动，保证了推件板的运动精度。定模座板上装有导柱,30,，为点浇口凝料推板,24,和定模板,4,的运动导向。,(5),结构强度计算,(,略,),塑料注射模具设计与制造实例,44,6,、模具成形尺寸设计计算,取,ABS,的平均成形收缩率为,0,6%,，塑件末注公差按照,SJ1372,中,8,级精度公差值选取。,塑料注射模具设计与制造实例,45,7,、模具加热、冷却系统的计算,(1),模具加热,一般生产,ABS,材料塑件的注射模具不需要外加热。,(2),模具冷却,模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板,(,中间板,),上的两条,10mm,的冷却水道完成，如图所示。,塑料注射模具设计与制造实例,46,型芯的冷却如图所示，在型芯内部开有,6mm,的冷却水孔，中间用隔水板,2,隔开，冷却水由支承板,5,上的,10mm,冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯,1,与支承板,5,之间用密封圈,3,密封。,塑料注射模具设计与制造实例,47,8,、模具主要零件图及加工工艺规程,1,）模具定模板,(,中间板,),零件图及加工工艺规程,定模板,(,中间板,),零件图如图所示。,塑料注射模具设计与制造实例,48,定模板,(,中间板,),的加工工艺,:,(1),以基准角定位，加工,52mm,和,40,31mm,的型腔孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。,(2),以基准角定位，加工宽,32mm,、长,40mm,、深,25mm,及宽,l0mm,、深,20,66mm,的装配侧滑块孔，可以采用铣床或加工中心完成。,(3),以基准角定位，加工宽,32mm,、长,2Omm,、深,4Omm,的斜楔装配孔及其上的,M8,螺钉沉孔，可以采用铣床和钻床完成。,(4),钳工研配侧滑块和斜楔。,(5),将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定，共同加工,5mm,的斜导柱孔，可以采用铣床或钻床完成。,(6),以基准角定位，加工,4x,6mm,孔，可以采用钻床或铣床完成。,(7),加工,2x,10mm,冷却水孔，由钻床或深孔钻床完成。,塑料注射模具设计与制造实例,49,2,）模具侧滑块零件图及加工工艺规程,侧滑块零件图如图所示。,塑料注射模具设计与制造实例,50,侧滑块加工工艺如下,:,(1),加工外形尺寸，由铣床或加工中心完成。,(2),钳工研配，首先与推件板研配侧滑块的滑道部分，要求滑动灵活，无晃动间隙,;,其次研配侧滑块与型芯及定模板的配合，要求配合接触紧密，注射成形时不产生飞边,;,最后研配斜楔，要求斜楔在注射成形时锁紧侧滑块。,(3),与定模板配钻斜导柱孔。,(4),加工侧滑块的两个,3mm,定位凹孔。,塑料注射模具设计与制造实例,51,3,）模具动模板,(,型芯固定板,),零件图及加工工艺规程,动模板,(,型芯固定板,),零件图如图所示。,塑料注射模具设计与制造实例,52,动模板,(,型芯固定板,),加工工艺如下,:,(1),以基准角定位，加工,5Omm,和,6Omm,的型芯固定孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。,(2),以基准角定位，加工,4x,21mm,孔，可采用镗床或钻床完成。,(3),钳工装配型芯。,塑料注射模具设计与制造实例,53,9,、模具总装图及模具的装配、试模,塑料注射模具设计与制造实例,54,Thank You!,55,