垫块塑料模具课程设计 2

塑料模具课程设计

课题：垫块注射模

设计人：洪辉跃、段泽熙、

卓文辉、陈孝斌

学号：

指导老师：陈咏梅

课题要求说明

（1）塑料制品名称：垫块

（2）成型方法与设备：在XS-ZY-125型注射机上成型 （3）生产批量：8万件 （4）塑料原料：ABS （5）收缩率：0.8%

（6）塑料图：如图（1）为垫块的二维图样

图（1）垫块的二维图样

一． 塑料的成型工艺分析

1.塑料原材料的成型特性分析

ABS是聚苯乙烯的改性产品，是目前最大、应用最广的工程塑料。ABS是不透明非结晶型聚合物，无毒。无味，密度为1.02~1.05g/cm3,ABS具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬；具有一定的化学稳定性和良好的介电性质；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好的光泽，经过色调可调配成任何颜色，表面可镀铬。其缺点是耐热性差，连续工作温度为70oC左右，热变形温度为93oC左右，但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。 ABS成型性能如下

（1）易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥。 （2）流动性中等，溢边值为0.04mm左右。

（3）壁厚和熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。 （4）比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。

（5）表现黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大部分采用点浇口形式。 （6）顶出力过大或机械加工是塑料表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取2o以上。 （7）易出现熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。

（8）宜采用高料温、高模温、高注射压力成型。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50~60oC;而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60~80oC。 2、塑件的结构工艺性分析 （1）塑件的尺寸精度分析

该塑件的尺寸均未标注公差的自由尺寸，可按IT5查取公差，表（1）所列为塑件主要尺寸的公差要求。 部位 尺寸 尺寸公差 部位 尺寸 6XФ8 尺寸公差 Ф62 外 形 尺 寸 0-0.013 ?0.060 50 0-0.011 孔 尺 寸 9XФ4 36.7 0-0.011 0-0.09 0-0.09 ?0.050 20 18 R2.5 ?0.040 ?0.045 3 0-0.03 孔 30 7 0-0.04 ?0.060 间 距 尺 寸 36.7 内形 10 ?0.055 尺寸 5 ?0.050 表（1）塑件主要尺寸的公差要求

（2）塑件的表面质量分析

该垫块要求外观光洁、色彩艳丽，不允许有成型斑点和熔接痕Ra为0.4μm，而内表面无特殊要求

（3）塑件的结构工艺性分析

①从图纸上看，该塑件外形为半圆形边框，圆角过渡且无明显夹角存在，壁厚均匀，符

合最小壁厚要求。

②塑件的型腔较小，有尺寸相同的孔和凸台，如Ф4、Ф8。它们均符合最小孔径要求。 ③在塑件的中间凸台两侧有R2.5的凹陷，要考虑侧向分型抽芯装置。 ④为使塑件顺利脱模，可在塑件内部及加强肋处增设1o~2o的拔模斜度。 综上所述，该塑件可采用注射成型加工。 3.塑件的生产批量

塑件的生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出，所以考虑使用自动化程度较高、结构复杂、精度寿命高的模具。如果是小批量生产，则采用结构简单、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。该塑件产量为8万件，生产类型属于中批量生产，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。

4.初选注射机

（1）计算塑件体积或质量

通过三维造型可获得垫块的体积 V=15472.8mm3≈15.47cm3

ABS的密度 ρ=1.03g/cm3，所以塑件的质量 W=ρV=15.47X1.03≈15.93g （2）根据塑件本身的几何形状及生产批量来确定型腔数目。

由于塑件两侧面有内凹，加上塑件尺寸有一般精度要求，外表面有光洁要求，不易采用太多型腔数目，所以考虑采用一模两腔，两套模具。型腔平衡布置在型腔板两侧，以方便侧抽实现、浇口排列和模具的平衡。 （3）确定注射成型的工艺参数

根据该塑件的结构特点和ABS的成型性能，查有光资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见表（2）。 工艺参数 预热和干燥 料筒温度/oC 温度/oC 时间/h 后段 中段 内容 80~90 2 180~200 210~230 工艺参数 成型时间/s 注射时间 保压时间 冷却时间 成型周期 内容 3~5 15~30 15~30 40~70 前段 喷嘴温度/oC 模具温度/oC 注射压力/oC

200~210 180~190 60~80 70~90 螺杆转速/（r/min） 后处理 方法 温度/oC 时间/h 30~60 红外线灯烘箱 70 2~4 表（2）塑件注射成型工艺参数

（4）确定模具温度及冷却方式

ABS为非结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以模具应考虑适当的循环水冷却，成型模具温度控制在60oC~80oC。 （5）确定成型设备

由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，因此可计算出一次注射成型过程所用的塑件量为V=2v/80%=2X15.47/80%=38.8cm3。

根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑件品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因数，参考设计手册，初选SZ-100/60型螺杆式注射机。记录下SZ-100/60型螺杆式注射机的主要技术参数，见表（3）。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8

主要技术参数 最大注射量/cm3 注射压力/map 锁模力/kN 最大模具厚度/mm 最小模具厚度/mm 最大开模行程 喷嘴前端球面半径/mm 定位圈直径/mm 参数数值 100 150 600 300 170 300 10 125 表（3）SZ-100/60型螺杆式注射机的主要技术参数

（6）制定塑件注射成型工艺卡

综上所诉，填写塑件注射成型工艺卡，见表（4） 车间 零件名称 装配图号 零件图号 垫块 塑料注射成型工艺卡片 材料牌号 材料定额 单件质量 ABS 15.93g 资料编号 共 页 设备型号 每模件数 第 页 SZ-100/60 4件

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