2022年PS注塑模具课程设计说明书 .pdf

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1、塑料成型加工与模具课程设计计算说明书设 计 人：专业： 材料成型及控制工程学号：指导教师：完成日期： 2012年 1 月 6 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 注塑模具设计说明书1.工艺和产品分析

2、苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene,简称 PS 。普通聚苯乙烯树脂为无毒、无臭、无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料。其制品具有极高的透明度，透光率可达90% 以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。聚苯乙烯质地硬而脆，无色透明，可以和多种染料 混合 , 密度为 1.04-1.06g/cm3改性 PS,即高抗冲聚苯乙烯，密度为 1.05g/cm3，熔融温度 150180，热分解温度 300。尽管改性 PS 的冲击强度比 PS 的冲击强度高出

3、很多 ,但其综合性能还是不如 ABS（丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯塑料）、PC/ABS（聚碳酸酯和丙烯腈- 丁二烯 - 苯乙烯共聚物和混合物） 。其冲击性能在工程塑料中还是比较低的。因此，我们在使用时应注意对制件的冲击性能的检验。2.计算塑件的体积和质量在 Proe 中建立三维模型，由此软件计算出体积V=33.74cm3，质量M=33.74*1.05=35.43g 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 3. 注射

4、机的选择在一个注射成型周期内， 需注入模具内的塑料熔体的容量应为制件和浇注系统两部分容量之和，即V总=33.74*2+0.5*33.74=84.35mm3。由此值查表初步选择注射机，其型号为XS-ZY-125。其主要参数如下：螺杆直径 /mm 42 注射容量 /cm3或 g 125 注射压力 /105Pa 1190 锁模力 /10kN 90 模具最大厚度 /mm 300 模具最小厚度 /mm 200 模板行程 /mm 300 喷嘴球半径 /mm 12 喷嘴孔半径 /mm 4 4. 塑件注射工艺参数成型特性及条件1. 吸湿性小 , 易发生融体破裂, 长期与热金属接触易分解. 2. 流动性好 ,

5、但收缩范围及收缩值大, 易发生缩孔 . 凹痕 , 变形 . 3. 冷却速度快 , 浇注系统及冷却系统应缓慢散热, 并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显. 低温高压时尤其明显, 模具温度低于50 度时 , 塑件不光滑 , 易产生熔接不良, 留痕 ,90 度以上易发生翘曲变形4. 塑料壁厚须均匀, 避免缺胶 , 尖角 , 以防应力集中. 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.4%-0.7%之间。注

6、塑模工艺条件干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80、 2-3 小时。熔化温度： 180-280 ，对于阻燃型材料其上限为250。模具温度： 40-50 。注射速度：建议使用快速的注射速度。流道和浇口 : 可以使用所有常规类型的浇口。5. 注射模结构设计根据塑件结构形式，确定分型面为单分型面，分型面选在塑件最大外形轮廓名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 3. 注射机的选择在一个注

7、射成型周期内， 需注入模具内的塑料熔体的容量应为制件和浇注系统两部分容量之和，即V总=33.74*2+0.5*33.74=84.35mm3。由此值查表初步选择注射机，其型号为XS-ZY-125。其主要参数如下：螺杆直径 /mm 42 注射容量 /cm3或 g 125 注射压力 /105Pa 1190 锁模力 /10kN 90 模具最大厚度 /mm 300 模具最小厚度 /mm 200 模板行程 /mm 300 喷嘴球半径 /mm 12 喷嘴孔半径 /mm 4 4. 塑件注射工艺参数成型特性及条件1. 吸湿性小 , 易发生融体破裂, 长期与热金属接触易分解. 2. 流动性好 , 但收缩范围及收缩

8、值大, 易发生缩孔 . 凹痕 , 变形 . 3. 冷却速度快 , 浇注系统及冷却系统应缓慢散热, 并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显. 低温高压时尤其明显, 模具温度低于50 度时 , 塑件不光滑 , 易产生熔接不良, 留痕 ,90 度以上易发生翘曲变形4. 塑料壁厚须均匀, 避免缺胶 , 尖角 , 以防应力集中. 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.4%-0.7%之间。注塑模工艺条件干燥

9、处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80、 2-3 小时。熔化温度： 180-280 ，对于阻燃型材料其上限为250。模具温度： 40-50 。注射速度：建议使用快速的注射速度。流道和浇口 : 可以使用所有常规类型的浇口。5. 注射模结构设计根据塑件结构形式，确定分型面为单分型面，分型面选在塑件最大外形轮廓名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - b. 冷料穴设计冷料穴的作用是储存因两次注

10、射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔，冷料穴一般设计在主流道的末端，本产品选用带 Z形头拉料杆的冷料穴。如图主流道最下端就是冷料穴。 c.浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。鉴于模具产品结构要求，采用侧浇口。如上图，上下两侧的突出部分就是浇口的位置所在，但实际设计中，浇口的宽度要比分流道要小很多。6. 注射模成型零部件设计1. 成型零件的结构设计为了便于热处理和节约优质模具钢，型腔和型芯均采用整体式结构。2. 成型零件钢材的选用此模具形状简单，要求有一定的韧性和硬度，因此选用45 钢。

11、3. 成型零件工作尺寸的计算名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 塑件尺寸公差按 SJ/T1068-1995 标准中的 6 级精度选取 , 4. 型腔数目的确定按照注射机额定注射量确定型腔数量n, 根据式子n(0.8Vg-Vj)/Vn=2.5 考虑到工件简单，大批量生产，塑料为PS塑料，为使模具制造费用、设备运转费用低一些，拟采用一模两腔的模具形式型腔数目n=2。 5. 型腔和型芯的尺寸计算型腔径向尺寸计算公式 :L

12、m=(Ls+LsScp-x )0+z型芯径向尺寸计算公式 :lm=(ls+lsScp+x)0-z 型腔深度尺寸计算公式 :Hm=(Hs+HsScp-x )+z0型芯高度尺寸计算公式： hm=(hs+hsScp+x )0-z查表平均收缩率 Scp取 0.6 ，并查出未标注尺寸的公差，则求得（1） 型腔径向尺寸：L1=106.60+0.03mm L2=57.80+0.03mm L3=39.20+0.03 （2） 型芯径向尺寸：L3=47.0-0.110mm L4=35.4-0.090mm （3） 型腔深度尺寸：L5=26.00+0.07mm L6=10.00+0.06mm（4）型芯高度尺寸： L7

13、=24.3-0.070 6. 成型零件和支撑板厚度的计算查有关手册，拟定定模模板尺寸为250*250*50，因为塑件较简单，动模和其固定板做成一体，尺寸为250*250*60。通常，注射模型腔侧壁厚度的取值都在型腔长边L 或直径 D的 0.2 0.5的范围内。由经验公式 S=0.85*(0.2L+17) 定模型芯壁厚 S=32mm 7. 模架的选择查模架手册并结合以上数据，可选择A2型模架，尺寸为 250*250。a. 定模座板尺寸： 315*250*25 b. 动模座板尺寸： 315*250*25 c. 垫板尺寸： 250*50*80 d. 推板尺寸： 250*148*15 名师资料总结 -

14、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - e. 推杆固定板尺寸： 250*148*20 f. 支撑板计算公式为H=L(5pl1l2/32EBy)1/3 =30 则尺寸： 250*250*30 7. 脱模机构设计注射成型后，使塑件从动模上脱下来所需的力，其按照动力源和机构动作特点有可以分成许多类，而且在设计中要遵循一系列的原则。脱模力的计算 F脱=F正cos(f-tan)/1+fsincos =137,45N 其中 F正=pA P为塑件对

15、型芯的包紧力，A 为塑件包紧型芯的侧面积。推杆直径的计算计算公式为 d=K4L2F/nE =8mm K取 1.5 ，L 是推杆长度， F 是脱模力， n 是推杆数目， E是推杆材料弹性模量。 8. 顶出机构的设计采用 6 根直径为 8 的推杆分布在零件上，从而在脱膜完成后，将塑件从动模板上顶出。9 温度系统的设计成型时模温要控制在4080, 因此要布置冷却水管根据经验数值，冷却水管直径为 8mm, 路采用单一矩形回路。10. 校核的计算 a.注射量的校核模具设计时，必须使一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量在在注射机额定注射量的80以内。即：nVn+Vj0.8Vg 33.74*2+0.5

16、*33.74=84.35125*0.8=100 故注射量满足条件。b. 注射压力的校核注射机的最大注射压力要大于该塑件所要求的注射压力，查有关资料得到PS要求的注射压力为20-60Mpa ，远小于所选注射机的注射压力， 因此满足条件。c. 锁模力的校核高压熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的推力T推，该推力应小于名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 注射机额定的锁模力T合。即T合T推T推=A*P平均 = =1.3

17、5*106*39*2*25 =279kN900kN 所以满足条件。d. 安装部分尺寸校核喷嘴尺寸模具主流衬套小端孔径D和球面半径 R要与注射机喷嘴前端孔d和球面半径 r 满足下列关系： R=r+(1-2)=14mm D=d+(0.5-1)=5mm 定位圈尺寸定位圈用于使进料口套和注射机喷嘴孔对准定位，其直径要与注射机的定位孔配合， 材料一般采用 45钢或 Q275钢，按 H9/f9 配合实现定位， 以保证模具主流道的轴线与注射机喷嘴轴线重合，小型模具定位环高度为8-10mm ，取10mm 模具厚度与注射机模板闭合厚度HminHHmax 200HS 因为是单分型面 S=H1+H2+(5-10)

18、=(26+5)+26+8=65mm e. 顶出机构校核在设计模具推出机构时， 需校核注射机顶出的顶出形式， 弄清所使用的注射机是中心顶出还是两侧顶出，最大的顶出距离，顶杆直径，双顶杆中心距等。并注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。由本产品注射机型号选择两侧双顶杆机械顶出机构。11. 模具装配简图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 11，设计小结通过本次注塑的设计， 让我又对这门课程有了重新的了解。让我学到了不同与课堂的新东西，增加了自己的动手能力。虽然我设计的模具不一定好，但是，我觉得通过不断努力，我可以设计一套实用的模具。这次的设计也让我巩固了软件知识，制图知识，很有收获。12，参考文献塑料成型加工与模具工程图学简明注射模具设计手册塑料模具典型结构设计手册等名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -