塑料成型模具设计论文

塑料成型模具设计论文内容摘要：

的情况下，一般以中、低速为宜。 在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在 60—80℃ 对一般制品可控制在 5060℃。 10 表 ABS 的主要性能指标 力 学 性 能 屈服强度 /Mpa 50 热性能及电性能 玻璃化温度 /C 拉伸强度 /Mpa 38 熔点（粘流温度） /C 130— 160 断裂伸长率 /% 35 热变形温度 /C 45 N/cm3 180 N/cm3 90— 108 83— 103 拉伸弹性模量 /Gpa 线膨胀 系数 /（ 105/C） 弯曲强度 /Mpa 80 比热容 /J/（ kg*K） 1470 弯曲弱性模理 /Gpa 热导率 /W/（ m*K） 件质量冲击强度 /kJ/m2 无缺口 缺口 261 燃烧性 /（ cm/min） 慢 11 体积电阻 /Ω*cm *1016 布氏硬度 /HBS 击穿电压 /（ kV/mm） 物理性能 密度 /（ g/cm3） — 吸水性 /%（ 24h） 0. 2— 比体积 /（ cm2/g） — 透明度或透光率 不透明 11 ABS 的成型工艺参数 温度 料筒一区 /℃ 150170 二区 /℃ 180190 三区 /℃ 200210 喷嘴 /℃ 180190 模具 /℃ 5070 压力 注射 /Mpa 60100 保压 /Mpa 4060 时间 注射 /s 25 保压 /s 510 冷却 /s 515 周期 /s 1530 后处理 方法 红外线烘箱 温度 /℃ 70 时间 /h 12 3 模具制造 模具加工精度的确定 本次设计的手机是日常用品，其外壳要能承受磨损。 对于制件的外观要求合表面精度等级要求比较高。 现初定制品精度等级为 4 级。 经分析，现确认模具的制造加工精度为 IT7 级，而型芯和型腔的加工精度均为 IT6，型腔采用机械粗加工后电火花精加工，其它采用机械加工。 模具的尺寸公差按 GB180079， IT7。 模具结构分析 标准模架的选择 上壳选用的模架尺寸 ： 表 上壳模架尺寸 单位 : mm 模板宽度 300 模板长度 300 动模板厚度 40 座板宽度 350 座板厚度 25 定模板厚度 40 垫块宽度 58 垫块厚度 70 — 推板厚度 20 推板宽度 180 推杆固定板厚度 25 导柱直径 30 导套直径 30 复位杆直径 8 沉头螺钉 8M14 － － － － 下壳所选用的模架尺寸： 13 表 单位 : mm 模板宽度 300 模板长度 300 动模板厚度 35 座板宽度 350 座板厚度 25 定模板厚度 35 垫块宽度 58 垫块厚度 60 动模垫板 35 推板厚度 30 推板宽度 180 推杆固定板厚度 20 导柱直径 30 导套直径 30 复位杆直径 20 沉头螺钉 4M14 拉杆直 径 30 浇口板厚度 20 模具闭合高度校核 根据注射机的参数， 450mmmaxH 200mmH min 而根据所 选标准模架组合尺寸所得， 对于手机上壳而言： H=25+70+40+40+25=200mm minH H maxH 因此，满足要求。 对于手机下壳： H=25+60+35+35+35+20+25=235mm minH H maxH 因此，满足要求。 开模行程的校核 开模行程＝ H1+H2+5～ 10 其中： H1―― 脱模距 离（顶出距离）； H2―― 制作高度包括浇注系统在内。 XSZ500 注射机的模板行程 700mm，合格。 模板尺寸的校核 所选注射机的模板尺寸为 550mm*650mm ，而本次 两个 注射模采用的是 14 300mm*300mm。 合格。 喷嘴尺寸校核 本模具主流道始端的球面半径为 R20，略大于 XSZ500 注射机的喷嘴球半径 R18。 合格。 浇注系统设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。 浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大 浇注系统的设计原则： 1. 结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。 2. 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。 3. 浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。 4. 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。 5. 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。 6. 熔接痕部位与浇口 尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。 7. 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。 8. 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有 IT8以上的精度要求。 9. 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。 10. 应尽可能使主流道中心与模板中心重合。 若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。 主流道衬套选择标准件： 15 图 (a) 上壳主流道 套 图 (b) 下壳主流道衬套： 主流道的设计： 为了使凝料顺利拔出，主流道的 小端直径 D 应大于注射机的喷嘴直径 d，通常为： D=d+(— 1)mm D=+=8mm 主流道入口的凹坑球面半径 R2 也应该大于注射机喷嘴球面头半径 R1，通常为： R2=R1+（ 1— 2） mm R2=18+2=20mm 主流道半锥角通常为 锥度 2 ~6 ，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。 主流 道内壁表面粗糙度应在 以下，抛光时沿轴而进行。 主流道的长度 L一 16 般按模板厚度确定。 为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度， L一般控制在 60mm 以内。 分流道的设计 分流道是指主流道与浇口之间的通道。 其作用是使熔融塑料过渡和转向。 由于圆截面加工困难。 本次设计 上壳 采用半圆形断面分流道。 根据以上原则和零件的实际情况，决定选用双点浇口形式，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的浇口形式。 它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充 模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。 浇口形式 选择浇口形式应该遵循以下原则： 1. 尽可能采用平衡式设置； 2. 型腔排列进料均衡； 3. 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象； 4. 确保耗料量小； 5. 不影响塑件外观。 根据以上原则和零件的实际情况 ， 为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短的流程到达各浇口并同时充满各型腔，本设计 上壳 采用非平衡式的分流道布置形式 ， 下壳决定选用针点浇口进胶 ，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的手机成型的 浇口形式。 它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小， 充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两 17 个分型面的三板式结构，结构比较复杂。 图 .(a) 上壳主流道，分流道，及浇口的设计 图 (b) 下壳主流道，分流道，及浇口的设计 图 (c) 下壳主流道，分流道，及浇口的设计 18 成型零部件设计 成型零件是与塑料接触的决定制品几何开关的模具零件。 它包括凹模、凸模、型芯、成型镶块及壁厚等， 是塑料模具的主要组成部分。 型腔分型面设计 合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。 因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则： 1. 分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。