卡盘模具设计说明书

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1、修祐漫z修珂Luoyang Institute of Science and Technology塑料模具课程设计说明书题 目:卡盘的模具设计专业班级：Z080314学生姓名：(Z08031411)指导老师：完成日期:2011-03-21目录一. 设计任务书2二. 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析3三. 分型面的选择及浇注系统的设计5四模具设计方案的论证6五.主要零部件的设计计算7七. 设计小结8八. 参考文献9一. 设计任务书1) 塑料制品名称：卡盘。2) 成型设备：在 SZ-100/80 型注塑机上成型3) 塑料原料： PS 。4) 收缩率： 1.5%3.0% 。5) 塑件图：图 1 为杯

2、盖的三维图样，图 2 为杯盖的二维图样6) 生产批量： 30 万件。图1104图2二塑件成型工艺分析1. 塑件成型特性聚苯乙烯（PS）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,日文名称为口一匕简称PS。它是一种无色透明的热塑性塑料， 具有高于摄氏100度的玻璃转化温度，相对分子质量较大，非晶态密度1.041.06 克/ 立方厘米，晶体密度1.111.12克/立方厘米，熔融温度240C，电阻率为10201022 欧厘米。导热系数30C时0.116瓦/（米开）。为无色透明、无毒无味，落地时发出清脆 的类似金属的声音，通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良

3、的绝热、绝缘和 透明性，长期使用温度070C，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙 烯。全同聚合物有高度结晶性。聚苯乙烯的成型特性为：1 成型性好，可采用注射、挤出及吹塑等成型加工方法2 吸湿性好，成型前可不干燥3熔体黏度小、流动性好，溢边值0.02mm；流动性对压力敏感，宜采用较高的压力 注射4 可能发生熔体破裂，与有机容剂接触会发生开裂5成型温度范围160240C。熔融温度低且塑件质量轻，塑件可采用柱塞式注射机 成型。应严格控制模具温度，一般以3565C为宜，模具应采用调质处理。6 冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。7 收缩率大而且波动范围大，方向性明显（取向），

4、不宜采用直浇口，宜翘曲，结晶 度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保证冷却均匀稳定。8 易产生应力集中，应严格控制成型条件，塑件成型后应进行退火处理，以消除内应 力；塑件壁厚宜小，应避免有尖角，脱模斜度宜取 13。9 质软宜脱模，当塑件有浅侧凹（凸）时，可强行脱模。该塑件的螺纹成型应采用强 行脱模方式。2、塑件的结构工艺性1 塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查取公 差，其主要尺寸的公差要求见表 1表1塑件上著有尺寸的公差要求（按MT7级精度查取）塑件标注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸401.80R101.808800.787201.80R2

5、.500.38内形尺寸16+0.484+1.802 塑件表面质量分析对该塑件表面没有特殊要求。一般情况下，外表面光洁，表面粗糙度 Ra 可以取 0.8um;没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度R可取3.2um。3 塑件的结构工艺性分析a从图纸上分析，该塑件的外形就是个椭圆体，容易建模和脱模，并且飞边去除容易，设计合理；壁厚薄且分布均匀，且符合最小壁厚要求为了使塑件顺利脱模，可在 塑件内部增设 1 到 2 度的拔模斜度。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，只要工艺参数得当，该塑件是比较容易成型和低成 本大量生产的。4 塑件的生产批量塑件的生产类型对注塑模具的结构

6、、注塑模具材料使用均有重要的影响。该塑件为中批量生产，产量为30万件，可以考虑采用一模多腔、快速脱模以及成型周期不宜 太长的模具，同时模具造价要适当控制。5 初选注射机(1) 经计算得到塑件的体积为V018.98O cm3(2) 塑件的质量计算查有关手册，取低密度聚苯乙烯的密度为p=1.054g/cm 3 , 所以塑件的质量为 M=pv=18.980x10.54=20.01g( 3) 该塑件采用注射成型加工，使用一模一腔有次可计算出一次注射成型过程 所使用量为：W=2m+m20%=44.22g根据以上一次注射量的分析以考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺 参数、注射模具尺寸大小等参数，

7、参考设计手册，初选定注射机型号为： SZ-100/80 注射机参数见表序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm 31002注射压力/Mpa1703锁模力/kN8004动、定模模板最大安装尺寸/(mmx mm)200x3155最大模具厚度/mm3006最小模具厚度/mm1707最大开模彳丁程/mm3058喷嘴前端球面半径/mm109喷嘴孔直径/mm410定位圈直径/mm1256确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点LDPE的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型 工艺参数，见下表塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度7080成型时间/s注射时间05时间12h保

8、压时间15 60料筒温度/C后段140160冷却时间15 60中段总周期40 130前段170200螺杆转数/(r/min)喷嘴温度/C150170后处理方法退火处理模具温度/C35 55温度/C循环烘箱10 20注射压力/MPa60 100时间/h812虽然塑件体积、壁厚不大，但该塑件生产类型为中批量，加上低密度聚苯乙烯 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，冷却要 均匀，以缩短成型周期，提高生产率。所以该模具应采用冷却水强制冷却，成型模 具温度控制在3555 C三分型面的选择及浇注系统的设计1 分型面的选择 该塑件为卡盖，外形表面质量要求不高。在选择分型面时，根

9、据分型面的选择 原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于模具型腔的气体、 分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的 最大处，如图所示。图 A 图 B在这两个方案中，A方案分型面塑件开模后留在定模一侧，塑件不易取出，顶出机 构设计复杂；B方案中分型面则塑件整体由一个模板成型，保证了塑件的外观，且容 易去边和顶出机构简单，所以选B方案。另外，为了提高自动化程度和生产率，减少低密度聚苯乙烯的取向变形以及保证 塑件表面质量，决定采用点浇口；而模具采用了双分型面结构，一个分型面用于成型 塑件，另一个分型面用于取出浇注系统凝料。2 浇注系统的设计1 主流道

10、设计由表3 可知， JPH50-B 型注射机喷嘴的有关尺寸为： 喷嘴孔直径 d =4mm。喷嘴前端球面半径 R=10mm。 根据模具主流道与喷嘴的关系得到： 主流道进口端球面半径R= R +(12)=10+(12取R=12。0主流道进口端孔直径 d=d +0.5=4.5mm。为了便于将凝料从主0流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取24 ；同 时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计 r=5mm 的圆弧度。主流道衬套采 用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与注塑机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减少了浇口套的总体 尺寸，还避免了浇

11、口套在使用中的磨损。2 点浇口设计由于塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量 为前提。同时，也应尽量使模具结构简单。根据对该塑件结构的分析，并结合已确定 的分型面位置，选择如图所示的点浇口进料方式。根据塑件外观质量的要求以及型腔 的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件 平均厚度查相关表确定。根据 Proe 软件塑料浇注分析如右图，浇口位置选在卡盘顶部 中心。四模具设计方案的论证1 型腔的布局 由于塑件的外形是正方形，各个方向尺寸一致，且塑件结构简单，不需要侧向分 型，所以型腔的排列方式只有一种，即中心放置。2 模具的型芯采用整体镶

12、嵌式 整体式型腔是直接加工再型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变 形。由于该塑件尺寸不是很大，最大处也只有104mm，且形状简单，型腔加工容易实现， 故可以采用整体式结构。3 推出机构的确定 根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模不犯法。塑件 成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件有倒圆角，圆角部分由倒圆角型 芯成型的。由于成型该塑件的塑料（LDPE）有很好的弹性，可以采用强制脱模的方式， 但需要较大的脱模力，故采用推件板推出机构。为了避免推件孔的内表面与型芯成型 面得圆角相摩擦，造成型芯的迅速擦伤，将推件板的内孔与型芯成型面以下的配合做 成单边斜度为5

13、。10。的锥面，该锥面不仅有效避免了擦伤，且能准确定位推件板，避 免该处的飞边溢料。4 合模导向机构设计 该塑件精度要求不算高，塑件形状、型腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采 用最为常见的导柱导向定位机构。在动模板、推件板、定模板间使用四对导柱，导柱 的长度要保证推件板推出塑件后不脱落。在定模座板与定模板间采用四对限距拉杆， 不仅起到限制第一次分型距地作用（所限距离要准确保证能取出凝料），同时还起到导 向定位定模座板与定模板的作用。5.主要零部件的设计计算1.成型零件的成型尺寸该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计K=(1.5+3)%/2=2.25%=0.0

14、225根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取5 =A/3。 z前面已经查得低密度聚苯乙烯的收缩率为1.5%3.0%。故其平均收缩率为类别塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔计算800-1.80L =（1+k） L -0.75A +5zMs080.45+0.560770-1.80L =（1+k） L -0.75A +5zMs077.575 +0.560720-1.80L =（1+k） L -0.75A +5zMs072.27 +0.56 0900.78L =（1+k） L -0.67A +5zMs08.6799 +o.i60500.38L =（1+k） L -0.75A +5zMs04.8275 +0.

15、070型芯计算5+0.480L =（1+k） L +0.75A冬Ms5込5.4725 0-0.0969+1.80。L =（1+k） L + 0.75A人Ms-冬71.9025 0-0.56成型零件尺寸的计算见表2 模具型腔壁厚的确定采用经验数据法，直接查阅设计手册中的有关表格，得改型腔的推荐壁厚为 2mm3 模具型腔板的总体尺寸的确定该模具型腔尺寸为104x64的椭圆，根据确定的型腔壁厚尺寸为2mm，综合以上数 据，确定型腔模板的总体尺寸为BxLxH,其中B=100mm,L=160mm,H=52mm。4 标准模架的确定本塑件采用点浇口注射成型，根据模具结构形式、型腔数量、塑件尺寸、冷却水 道的

16、分布等因素，查有关资料，选择P2-200315-型标准模架。设计小结在这两个周的塑料课程设计中让我从书本的理论知识转化为课外实践，了解和认 识了塑料模具，知道了各种塑料产品是怎样设计出来的。而且根据设计思路完成了一 套塑料卡盖的模具。刚开始做设计的时候感觉有点困难，不知该从何下手去做，有点 茫然，通过看参考书上的设计步骤和指导老师的辅导，渐渐明白了整个设计过程，这 确实是项很有挑战性的工作，首先要对模具的结构有很好的了解，并知道各部分的名 称及作用是什么，这对于设计是非常重要的，如果连模具结构都不清楚，那还谈什么 设计，根本完成不了的工作；再次要有很好的制图能力，如果这项不行，那设计图纸 就无法很好的完成，其次要能熟练掌握CAD绘图软件以及PROE三维建模软件，这是 基本了，整个图形的绘制都要用它。通过设计我将所学的理论很好的运用到中实践来了，对于模具制造工艺、塑件成 型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识有了进一步的了解，这次设计我 的收获很大，比上几节理论课收获大的多了，我很喜欢这次课程设计。再次感谢闵老 师的亲临指导！参考文献1. 申开智主编的塑料成型模具2. 刘谭玉等主编的画法几何及机械制图3. 陈于萍等主编的互换性与测量技术基础4. 王昆等主编的机械设计基础