湖南工业大学
课程设计任务书
2015-2016学年第2学期
机械工程学院材料成型与控制工程专业材料成型1304班级 课程名称：塑料成型工艺与模具 设计题目：手柄注塑成型工艺及模具设计
完成期限：自2016年6月20日2016年7月1日共2周
内1、独立拟订塑件(见产品附图)的注塑成型工艺，正确选用成型设备； ； 容2、合理设计模具结构，绘制注射模具总装图一张（CAD绘制成A1图幅）； 及3、合理设计模具零件图结构，绘制注射模具零件图纸3张（CAD绘制成A4图幅）任4、编写设计计算说明书一份（A4幅面，20页左右） 务 起止日期 6月20日上午 进度安排 6月20日下午-21日 6月22至23日 6月24至27日 6月28至29日 6月30至7月1日上午 7月1日下午 设计准备工作 拟订设计方案 装配草图的绘制 装配图的绘制 零件工作图的绘制 编写设计说明书 答辩 工作内容 [1]黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社.2002 主[2]王善勤主编.塑料注射成型工艺与设备.北京:中国轻工出版社. 要[3]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社 参[4]塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册.北京:机械工业出版社. 考[5]何忠保等编.典型零件模具图册.北京:机械工业出版社. 资[6]钱可强.机械制图.北京:高等教育出版社. 料 [7]廖念钊,古莹庵等.互换性与技术测量.北京:中国计量出版社. 指导教师（签字）：________________ 年 月 日 系(教研室)主任(签字)：_________________ 年 月 日
手柄图
二维图 三维图 技术要求：
1.材料ABS
2.塑件外表光滑,无注塑缺陷; 3.脱模斜度30’—1° 4.中批量生产 5.未注圆角R1—R2
第1章 塑料成型工艺性分析
1.1 塑件分析
该塑件为手柄,所用材料为 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）,无颜色要求,该
塑 件是日用品,承受外力的几率较大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较多;塑件的工 作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降 低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和 模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。
图1-1-1 塑件尺寸图 图1-1-2 塑件三维图
技术要求：
1.材料ABS
2.塑件外表光滑,无注塑缺陷; 3.脱模斜度30’—1° 4.中批量生产 5.未注圆角R1—R2
1.2 性能分析
(1) 使用性能
ABS 树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药 品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容 易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工， 广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种 用途极广的热塑性工程塑料。 (2)成型性能
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须
长时间 预热干燥80-90℃，3 小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270 度).对精度
较高的 塑件,模温宜取50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80
3.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者
改变入水位等方法。
表１-１ABS性能分析 密度 ~cm 比体积 吸水率 < 14h/% 玻璃化温度 -120 至-125 熔点 105-137 计算收缩率 比热容 2310J/ 屈服强度 22-30MPa 抗拉强度 27MPa 拉伸弹性模量 抗弯强度 27-40MPa 弯曲弹性模量 抗压强度 22MPa 注射工艺参数
表1-3 注射成型机类型 料筒温度 模具温度 注射压力 螺杆式 中段160~220 55~75 MPa 70~130 转速 喷嘴温度 喷嘴形式 30-60r/min 185~195 直通式 第2章 分型面位置的分析和确定
分型面的选择原则
分型面选择是否合理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很
大影响。因此 分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。选择分型面总的
原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构应遵循以下原则：
1. 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构, 2. 选择分型面应尽量使塑件 .
3. 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消
除和修整; .
4. 分型面的选择应保证塑件尺寸精度; 5. 分型面选择应有利于排气;
6. 分型面选择应便于模具零件的加工; 7. 分型面选择应考虑注射机的规格。
分型面选择方案
综合以上各点因素主要基于分型面应选在塑件的最大截面处，如图所示。
图2-1 分型面
第3章 塑件型腔数量及排列方式的确定
型腔数量的确定
分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说,大中 型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。但对于精度要 求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型 腔模可使生产率大为提高降低成本。 排列方式的确定
本模具设计采用一模两腔。 现代注塑机的料筒通常置于定模板中心轴上，型腔的安排必须考虑主流道， 只有这样才能满足下面的条件：各型腔应在相同温度下同时充填，即分流道长度均等；熔料到各型腔流程短，以降低废料率；各型腔间的距离应尽可能大，以便 于有足够的空间来设置冷却水道、推出杆，并具有足够的截面积，以承受注射压 力；总的反作用力应作用于注射机模板中心。 根据以上的要求，一模两腔的模具要符合对称的布局很简单地就可以得到型腔对称于模板中心轴线的两侧。其结构如下图所示：
图3-2型腔的排布方式
第4章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算
注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解
现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是依 据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺 寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,拉杆间距,最大和 最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。 所需注射量的计算
模具所需塑料熔体注塑量
v=nv1+v2 公式4-1-1
式中，v——一副模具所需的塑料体积 n——型腔数目
v1——单个塑件体积 v2——浇注系统的体积 即：
v=1.6nv1 公式4-1-2
而v1根据塑件图可以算出大概值为 所以
v=1.6nv1=*98789mm3=≈316cm3
塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
A?nA1?A2 公式4-2-1
式中 A——塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； A1——单个塑件在分型面上的投影面积；
A2——流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积；
Fm=（nA1?A2）P型 公式4-2-2
式中 Fm——模具所需锁模力；
P型——塑料熔体对型腔的平均压力。
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2在模具设计前是未知值。根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上投影面A1的倍，可选G?m/α来估算。而ABS塑件作为中等黏度塑件其对型腔的平均压力P型为35MPa。 所以塑件及流道凝料在分型面上的投影面积为：
A?nA1?A2=1.35nA1==
模具所需锁模力为：
Fm=（nA1?A2）P型=
注塑机型号的选择
根据注射机的最大注射量G和额定锁模力F来选择，它们应该满足 式中 α——注射系数，无定型塑料取
G?316cm2/0.85=。
所以注塑机的选择为XS—ZY—500型号的注射机 其中 S：塑料机械
Z：注射机 X：成型 Y：螺杆式
500： 最大注射量为500cm3
表4-3 注射机型号基本参数 螺杆直径 65mm 额定注射量 额定注射压力 1040MPa 锁模力 最大成型面积 1000 cm2 最大开模行程 顶出行程 700mm 最大模具厚度 最小模具厚度 200mm 螺杆转速 定位孔直径 推出孔径 Φ150?0.006 两侧孔距 孔直径 530mm Φ 喷嘴球半径 500cm3 350KN 700mm 450mm 25-89r/min Φ40 SR18mm 有关工艺参数的校核
① 按注射机的最大注射量校核型腔数量
nV1?V2?80%Vn 公式4-4-1
K—注射机最大注射量的利用系数,一般取； Vn—注射机允许的最大注射量cm3； V2—浇注系统所需塑件的体积cm3； V1—单个塑件的体积cm3；
左边n=2，右边≈2，满足要求。 ② 注射量的校核
根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80%,由此有
nV1?V2?80%Vn 公式4-4-2
Vn—注射机允许的最大注射量cm3； V2—浇注系统所需塑件的体积cm3； V1—单个塑件的体积cm3；
左边=316，右边=400，满足要求。 ③ 注射压力的校核
所选注射机额定注射压力为104MPa,该塑件的注射压力为40-70MPa,由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,所以注射压力选用60MPa,注射应满足
Pmax≥k’P0 公式4-4-3
式中: max注射机额定注射压力 P0注射成型时所用的注射压力
k’安全系数,常取k’ = 左边 = 130MPa 右边 = ××60 = 75-84MPa
手柄注塑模课程设计
