畢業(yè)設計注射模設計.doc

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1、湖北鄂東職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 題目：花柄注射模具設計 系：機械工程系 班級：數控1011 姓名：李瀟 學號：06 指導老師：李貞 2012年10月16日 15 花柄注塑模設計 論文目的：通過畢業(yè)設計，使自己在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：1塑料五金制品的設計及成型工藝的選擇：2一般塑料五金制品成型模具的設計能力：3塑料五金制品的質量分析及工藝改進，塑料模具結構改進設計的能力：4了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。 一 產品要求 本零件如圖1所示

2、:材料為酚醛塑料，酚醛樹脂（加有玻璃纖維）屬于批量生產 二 塑料件工藝性分析 （1）查模具設計與制造課本表7.3，可知該塑件精度一般，尺寸較小，成型后的塑件收縮率也小，由于該塑件在上表面有一個弧度的流線型設計，所以我打算一模一腔的方案，并在塑件成型后不進行后加工。 （2）為滿足成品的高光亮的要求與提高成型效率采用側澆口。 （3）為了便于加工和熱處理，型腔與型芯部分采用整體，直通式結構。 確定型腔數目。根據塑件的生產批量及精度要求采用一模兩腔，根據圖1計算體積 計算塑件體積（根據圖1的三維模型，利用軟件直接查詢到） 塑件的體積：V1=275.436立方厘米 計

3、算塑件的質量 M1=體積*密度=550.872克 （4）選用注射機 根據塑件的形狀，一模一件的模具機構，初步選取螺桿式注射成形機; XS-ZY-500 三 分型面的設計 （1）分型面的選擇應保證塑件能順利取出。 （2）分型面選擇應方便塑件順利脫模。 （3）分型面選擇應保證塑件的精度要求。 （4）分型面選擇應考慮塑件外觀質量。 （5）分型面選擇應考慮排氣效果。 選擇的分型面如圖-2所示 圖-2 經過對塑件的分析，設計出花柄的分型面如下圖-3 圖-3 四 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料穴等四部

4、分組成 1.主流道設計 （1）主流道是指注射機噴嘴與型腔或與分流道連接的這一段進料通道，是塑料熔體進入模具最先經過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。在臥式或立式注射機用模具中，主流道垂直于分型面。主流道的結構形式及與注射機噴嘴的連接如圖-4。 （2）主流道需設計成錐角為2~3的圓錐形，表面粗糙度Ra<0.8μm，以便于澆注系統(tǒng)凝料從其中順利拔出。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計在課拆卸的主流道襯套內，襯套一般選用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理要求53~57HRC，襯套與定模板的配合可采用H7/m6。 為使塑料熔體完全進入主流道而

5、不溢出，主流道與注塑機噴嘴的對接處應設計成半球凹坑，其半徑SR=SR1+（1~2）㎜，其小端直徑d=d1+(0.5~1)㎜，如圖所示。 圖-4 為便于模具安裝時與注射機的對準，模具上應設有定位圈。在大多數情況下，主流道襯套和定位圈分開設計，然后配合固定在模板上，襯套與定位圈的配合可采用H9/f9。 2 冷料穴的分析 在主流道末端一般應設置冷料穴。冷料穴的作用是為了防止冷料進入澆注系統(tǒng)和型腔，影響塑件性能。冷料穴底部應設置拉料桿，以便開模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出。考慮花柄塑件的外觀，可以不用考慮冷料穴的設計 3 分流道設計 （1）分流道即為連接主流道和澆

6、口的進料通道，起分流和轉向作用。分流道設計時要求塑料熔體在流道時，熱量和壓力損失小，同時使流道中的塑料量最小。為便于分流道的加工和凝料脫模，分流道大都設置在分型面上。 （2）分流道的常用截面形狀為圓形，梯形，U形，半圓形及矩形等，考慮塑件的性能，本設計采用半圓形的分流截面。如下圖-5 圖-5 （3）分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，結合塑件花柄的形狀，本論文采用平衡式的分流道，這種布置形式的優(yōu)點是可實現均衡送料和同時充滿各型腔，使各型腔的塑件力學性能基本一致。分流道的表面不必要求很高，表面粗糙度Ra一般在1.25μm即可。 4 澆注口的設計 （1）澆口是指連接分流道和

7、型腔的進料通道，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小且長度最短的部分。澆口的作用表現為：由于塑料熔體為非牛頓液體，通過澆口時剪切速率增高同時熔體的內摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，從而提高了塑料的流動性，有利于充型。同時在注射過程中，塑料充型后再澆口處及時凝固，防止熔體的倒流，成型后也便于塑件與整個澆注系統(tǒng)的分離。但是，澆口的尺寸過小會使壓力損失增大，冷凝加快，補縮困難。 (2)根據塑件花柄的塑形材料，設計出整個澆注系統(tǒng)如圖-6，主流道呈圓錐形，錐度取3；采用側澆口。 圖-6 （3）對于大型塑件，一般要進行流動比的校核，流動比是指熔體在模具中流動通道的最大流動長度與其厚度之比，流

8、動比按下式計算： 流動比=Liti 式中，Li———各段流道的流程長度，㎜： ti———各段流道的厚度或直徑，㎜ 若流動比超過允許值時會出現充型不足，這時應調整澆口位置或增加澆口數量，模具設計與制造課本表8.3是幾種常用塑料的極限流動比，由于花柄屬于小型塑件，在此可以不用考慮。 （4）澆口位置的選擇要避免塑件變形，如圖-6采用多個點澆口，可以克服翹曲變形缺陷。 （5）澆口位置的設置應減少或避免產生熔接痕，提高熔接痕的強度。 五 成型零件的設計 1成型零件的結構設計 （1）凹模有整體式和組合式兩類。結合花柄塑件的外形，本設計采用整體嵌入式凹模，即組合式凹模。

9、組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成，這種凹模加工工藝性好。組合式凹模主要用于形狀復雜的塑件成型。 整體嵌入式凹模 對于多型腔模具，一般情況是將每個型腔單獨加工，然后壓入模板中，凹模與模板采用過度配合H7/m6如下圖-7所示 圖-7 （2）型芯的結構 型芯是成型塑件內表面的凸狀零件。型芯也有整體式和組合式兩類。 本設計考慮花柄的外形，采用整體嵌入式型芯，這種形式的凸模是將凸模單獨加工后鑲入模板中組成，這樣可以節(jié)約貴重模具材料，便于加工，尺寸精度容易保證。配合采用H7/m6。當凸模結構復雜或加工困難時，可將凸模分成容易加工的幾個部分，然后鑲拼起來裝配入模板中，其相互間的配

10、合也采用H7/m6。如圖-8所示 圖-8 六 成型零件工作尺寸計算 成型零件的的工作尺寸是指凹模和型芯直接構成塑件的尺寸。 1 影響成型零件尺寸的因素 （1）成型收縮 塑件成形后的收縮率與多種因素有關，計算工作尺寸時，通常按平均收縮率計算： S=(Smax+Smin)2100% 式中，S———塑件的平均收縮率； Smax———塑件的最大收縮率； Smin———塑件的最小收縮率。 （2）模具成形零件的制作公差 它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設計時，成形零件的制作公差可選為塑件公差△的三分之一~四分之一，或選IT7級左右精度，

11、表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。 （3）模具成形零件的磨損 模具使用過程中由于塑料熔體，塑件對模具的作用，成形過程中可能產生腐蝕氣體的銹蝕以及模具維護時重新打磨拋光等，均有可能使成形零件發(fā)生磨損。一般來說，中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差△的六分之一。 2 成形零件工作尺寸的計算 成形零件的工作尺寸是根據塑件成形收縮率，成形塑件的制造公差和模具成形零件的磨損量來確定的。 （1）凹模和型芯的徑向尺寸。 凹模 (LM) = （8.3） 型芯 (lM) =

12、 （8.4） 式中，LM,lM——凹模，型芯徑向工作尺寸，㎜ S——塑件的平均收縮率。 Ls,ls——塑件的徑向尺寸，㎜。 △——塑件的尺寸公差，㎜。 X——修正系數。當塑件尺寸較大，精度較低時，x=0.5；當塑件尺寸較小，精度級別較高時，x=0.75。 （2）凹模深度和型芯的高度尺寸 凹模 (HM) = （8.5） 型芯 (hM) = （8.6） 式中，HM，hM——凹模，型芯高度的工作尺寸

13、，㎜。 Hs,hs——塑件高度尺寸，㎜。 X——修正系數。當塑件尺寸較大，精度級別較低時，x=三分之一；當塑件尺寸較小，精度級別較高時，x=二分之一。 （3）中心距尺寸 塑件上凸臺之間，凹槽之間或孔的中心等這一類尺寸稱為中心距尺寸。計算時不必考慮磨損量。 （CM）= （8.7） 式中，CM——模具中心距尺寸，㎜ Cs——塑件中心距尺寸，㎜ 為保證塑件實際尺寸在規(guī)定的公差范圍內，尤其是對于尺寸較大且收縮率波動范圍較大的塑件，需要對成形尺寸進行校核。其校核的條件是塑件成形尺寸公差應小于塑件尺寸公差。

14、 凹?；蛐托镜膹较虺叽纾? （Smax-Smin）L++<△ 凹模深度或型芯高度尺寸： （Smax-Smin）Hs+< △ 塑件的中心距尺寸： （Smax-Smin）Cs< △ 根據上述公式及條件，計算出花柄的型芯及型腔的尺寸如下： 凹模和型芯的徑向尺寸 由凹模的徑向尺寸為13㎜，根據公式（8.3）得到凹模的徑向制造公差為IT7級，計算結果12.69㎜ 由凹模的徑向尺寸為10㎜，根據公式(8.3)得到凹模的徑向制造公差為IT7級，計算結果9.6805㎜ 由型芯的徑向尺寸為6㎜，根據公式（8.4）得到型芯的徑向制造公差為IT6級，計算結果6.20 ㎜

15、 （計算中取IT6.IT7級精度公差值） 凹模深度和型芯的高度尺寸 由凹模尺寸為13㎜的徑向尺寸高度為2㎜，根據公式（8.5），取凹模的公差為IT7級，計算結果得到1.91㎜ 由凹模的另一尺寸為10㎜的徑向尺寸高度為1.5㎜，根據公式（8.5），取凹模的公差為IT7級，計算得到結果1.46㎜ 由型芯的尺寸為6㎜的徑向尺寸高度為1㎜，根據公式（8.6），取型芯的公差為IT6級，計算得到結果1.07㎜ 七 機構設計 為了保證模具正確合模，塑件順利脫模，注射模中還包含有結構零，部件，合模導向機構，退出機構，側向抽芯機構等，其中結構零，部件，合模導向機構組成

16、了模架。 1 注射模模架的選擇 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機地聯系成為一體。標準模架一般由定模座板，定模板A板，動模板B板，動模支撐板，墊塊，動模座板，推桿固定板，推板，導柱，導套及復位桿等組成。 根據塑件花柄的形狀，，查詢課表8.4，選取基本型A4模型的模架，如下圖-9 圖-9 2 支撐零部件設計 固定板的連接方式，如圖-10 圖-10 3 合模導向機構 合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位導向兩種形式，通常采用導柱導向定位機構。合模導向機構的作用：保證動，定?；蛏?，下模位置正確，引導型芯進入型腔，工作時承受一定的側向力，在模具裝配時可起定位作

17、用。 依據花柄是酚醛塑料，且工作時，溫度較高，型腔與型芯間間隙較大，因此其導向精度可適當降低。 八 推出機構的設計 把塑件從成形零件上脫出的機構稱為推出機構。推出機構工作時必須克服塑件與型芯之間的摩擦力。 1 脫模力的計算 注射成形后，塑件在磨具內冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產生包緊力。塑件要從型芯上面脫出，就必須克服因包緊力而產生的摩擦力。對于殼體類塑件，脫模時還必須克服大氣壓力。脫模力F可用下式計算： F=PA( (8.8) 式中，———塑料與鋼的摩擦系數， P———塑料對型芯的單位面積上的

18、包緊力 A———塑件包容型芯的面積 ———脫模斜度 2 推出機構的選擇 常用的推出機構包括推桿推出機構，推件板推出機構，推管推出機構，活動鑲塊及凹模推出機構等。本設計采用推桿推出形式，如圖-11所示 圖-11 3 推件板的選擇 推件板推出機構是在型芯的根部安裝了一塊與之相配合推件板，在塑件的整個周邊端面上進行推出，其工作過程與推桿推出機構類似。這種推出機構作用面積大，推出力大而均勻，運動平穩(wěn)，并且在塑件上無推出痕跡，因此常用于薄壁容器及各種罩類塑件?；ū耐萍暹x擇如圖-12所示。 圖-12 九 注射機有關工藝參數校核 1 注射量的校核 如前面

19、所述，塑件的體積為V=275.436立方厘米，遠遠小于注塑機的公稱值。 2 模具閉合高度的校核 由裝配圖可知模具閉合高度：H閉=225㎜，注射機的最小裝模高度Hmin=200㎜，最大裝模高度Hmax=300㎜，能夠滿足Hmin