1、数控模具设计纱窗滑轮塑料模具设计说明书精编（数控模具设计）纱窗滑轮塑料模具设计说明书1塑件分析1.1塑件工艺性分析在进行模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括以下几个方面：1.纱窗轮滑轮（见图1-1），材料为聚丙烯（PP），要求形状规则，滑轮槽面光滑，表面无毛刺，无凹陷，大批量生产，采用注塑成型。图1-1纱窗轮滑轮2.制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本塑料制品的尺寸按MT5级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具成型部分粗糙度，壹般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12级。3.制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根
2、据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。壹般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。由于本塑件导滑槽具有斜度，滑轮的轴肩厚度尺寸又较小，所以本设计不设置脱模斜度。1.2塑件材料及性能1.2.1聚丙烯（PP）聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产，其历史意义更体当下，它壹直是增长最快的主要热塑性塑料，1991年它的世界总产量达到240亿磅。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用，特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。基本特性聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但
3、比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.900.91g/cm。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用聚丙烯注射成型壹体铰链（盖和本体合壹的各种容器），经过7107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯熔点为1641700C，耐热型好，能在1000C之上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-150C，低于-350C时会断裂。聚丙烯的高频绝缘性能好。因不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。（2）主要用途聚丙烯可用作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和
4、自行车零件。作水、蒸气、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层。制造盖和本体合壹的箱壳，各种绝缘零件，且用于医药工业中。成型特点1)结晶性好料,吸湿性小,可能发生熔融破裂,长期和热金属接触易发生分解。2)流动性极好，溢边值0.03mm左右。3)聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路。4)成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。5）注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，聚丙烯成型的适宜模温为80左右，模具温度低于50以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90之上易发生翘曲、变形。6)塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以
5、避免应力集中。1.2.2聚炳烯塑料的主要技术指标:(查塑料模具设计指导第2版表9-6)密度(Kg.dm-3)比体积dm3.kg-11.101.11吸水率（24h）0.010.83收缩率%1.03.0熔点170176热变形温度0.46MPa1021150.185MPa5667抗拉屈服强度MPa37抗弯强度MPa67.5冲击韧度无缺口78缺口3.54.8硬度HB8.65R95105体积电阻系数击穿强度301.2.3聚丙烯（PP）的注射成型工艺参数注射机类型螺杆式料筒温度前段150170中段180190后段190205加热和干燥温度170190时间h35喷嘴温度170190模具温度4060注射压力M
6、Pa60100成型时间S注射时间15高压时间510冷却时间1020总周期1535螺杆转速r/min30802注塑设备选择2.1拟订模具结构形式和初选注射机2.1.1分型面位置的确定模具上用来取出塑件和（或）浇注系统凝料可分离的接触表面称为分型面。在模具设计的初始阶段，首先应确定分型面的位置，然后才能确定模具的结构形式。分型面设计的是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具复杂程度具有很大影响。本设计浇注系统凝料分型面为定模板和中间板之间的配合面。塑件分型面选择如图2-1示。图2-1塑件分型面2.1.2 型腔数量和排位方式的确定由于本塑件要求大批量生产，故应采用壹模多腔的结构，考虑到模具大小，
7、初步确定为壹模四腔，浇口形式采用点浇口，如图2-2示。图2-2模具型腔布局2.2注射机选择2.2.1注射量计算该塑件材料为聚丙烯（PP），其密度为0.90.91g/cm,收缩率为1%2.5%，本塑件取其密度为=0.9g/cm,平均收缩率为1.75%。通过Pro/E造型，对塑件进行分析，如图2-3示，得知塑件体积V1=1.17cm3，塑件质量m1=1.05g浇注系统凝料的质量m2仍是个未知数，由于该塑件属于小型制件，可按塑件质量的4倍来估算,图2-3塑件质量属性即m2=4m1从上述分析中确定为壹模四腔，所以注射量为：m=8m1=81.05=8.4gV=m/=8.4/0.9=9.32.1.2选择注
8、射机根据塑料制品的体积或质量，查模具设计和制造实训书附录5的附表5-2或查有关手册选定注塑机型号为SZ-60/40。注塑机的参数如下：螺杆直径/mm30理论注塑容量/60注塑压力/MPa180注塑速率（g/s）70塑化能力(kg/h)35锁模力/kN400拉杆间距模板行程/mm250模具最小厚度/mm150模具最大厚度/mm250定位孔直径/mm80定位孔深度/mm10喷嘴伸出量/mm20顶出行程/mm70喷嘴球面半径/mm10喷嘴孔直径/mm3.5顶出力/kN123浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统前首先必须确定塑件的成型位置，该纱窗轮滑轮模具采用壹
9、模四腔三板式结构，点浇口，顶出装置采用推杆式结构。3.1主流道设计3.1.1主流道的作用主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在
10、成型过程中，其小端入口和注射机喷嘴及壹定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。壹般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。在壹般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向和锁模方向垂直的模具，壹般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口和型腔相连接，所以也承受模具
11、型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，且用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。3.1.2 主流道设计要点(1) 浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度26。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。(2) 浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径d1大0.5mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，且积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。(3) 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，壹般为
12、0.53mm。(4) 浇口套和注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面半径为SR，注射机球面半径为r，其关系式为：SR喷嘴球面半径0.51mm。浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。(5) 浇口套长度（主流道长度）应尽量短，能够减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。(6) 浇口套锥度内壁表面粗糙度0.72，满足要求。5脱模推出机构的设计在注射成型的每壹个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。推出是注射成型过程中的最后壹个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出机构是不可忽
13、视的。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则。(1)推出机构应尽量设在动模壹侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以壹般情况下，推出机构设在动模壹侧。正因为如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模壹侧。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。为了保证塑件在推出过程最后不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具包紧力和黏附力的大小，合理的选择推出方式和推出位置。推力点应作用在塑件刚性好的部位，如肋部、凸缘、壳体形塑件的壁缘处，尽量避免推力点作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔。从而时塑件受力均匀、不变形、不损坏。用推杆推出时，推杆作用在塑件表面的面积要进行计算
14、，以防推出力过大而使塑件发白或变形报废。(3)机构简单、动作可靠。推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。(4)良好的塑件外观。推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部或隐蔽面好非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(5)合模时的正确复位。设计推出机构时，仍必须考虑合模时推出机构的正确复位，且保证不和其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出、机动推出、液压或气动推出机构。由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：（1）推杆的推出位置应设在脱模阻
