[硕士论文精品]高压水枪喷头套塑料模设计

南通职业大学毕业设计任务书08103113一、课题名称高压水枪喷头套塑料模设计二、工作内容（应完成的设计内容、论文内容）1塑件结构工艺性和成型工艺性分析；2模具结构方案选择比较并确定；3按最佳方案设计一套完整的注塑模具画出模具的全套设计图纸（标准件除外，计算机制图，要求尽量用PRO/E、UG、SOLIDWORKS等高端软件设计），整理一套完整的设计计算说明书（要求整理成WORD文档）；4编制主要零件的加工工艺卡片；5翻译一份模具专业的外文资料。三、工作要求（设计应达到的性能、指标，论文质量要求）方案可行结构合理造价低廉操作简便四、主要参考资料1塑压工艺与模具设计2塑压模设计手册3模具制造手册4其它参考资料五、工作进度要求11201220熟悉零件图纸，工艺分析；12210110方案选择并确定；01110408设计、画图、整理说明书等；04090422审图，准备答辩；课题组成员张忍忍班级模具081指导教师苏冬云签发日期2010年11月20日系科批准注本表一式三份，由指导教师填写，系签发，教务处、指导教师、学生各一份。PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计3PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计4PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计5高压水枪喷头套塑料模设计摘要本课题来源于一家电气公司，任务是高压水枪喷头套塑料模具设计。本文对塑件进行了工艺分析，确定了塑件注射的工艺参数，设计计算了喷头套的注射模具相关尺寸，并对注塑机注射量、模具闭合高度等参数进行了校核。最后得到喷头套注射模具，经生产实践验证确实可行，注射成型工艺过程稳定可靠，得到的塑件满足要求，为厂里解决了实际问题。模具工作原理开模时，在斜销作用下完成侧向抽芯。侧抽完成后，由推杆将塑件和浇注系统推出。闭模时由复位杆上的弹簧带动推杆复位。本副模具利用导柱导套导向，保证开合模精度。关键词塑料模具、注射成型、模具设计PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计6ABSTRACTTHISPROBLEMCOMESFROMANELECTRONICCOMPANYANDTHEASSIGNMENTISTODESIGNTHEPLASTICMOLDOFWATERCANNONSNOZZLECOVERTHISPAPERANALYSESTHEWORKPIECESFORMINGPROCESSANDDETERMINESITSINJECTIONPROCESSPARAMETERDESIGNSANDCALCULATESTHESIZEOFNOZZLECOVERSINJECTIONMOLD,ANDCHECKSTHESHOTQUANTITYOFINJECTINGMACHINEANDTHECLOSEHEIGHTOFINJECTIONMOLDANDSOONATLASTTHEINJECTIONMOLDISPUTINTOPRACTICETOPROVEITSFEASIBLE,ANDITSINJECTIONFORMINGTECHNIQUEPROCESSSTABLEANDRELIABLE,THEWORKPIECEOBTAINEDMEETTHEDEMANDANDSETTLETHEPRACTICEPROBLEMFORTHECOMPANYTHEMOULDOPERATIONALPRINCIPLEITPERFORMSSIDECOREPULLINGBYOBLIQUEPINWHENOPENTHEMOULDAFTERPULLINGTHESIDECORE,THEINJECTIONPARTANDTHEGATINGSYSTEMISINJECTEDSPRINGSONRELOCATEPOLEDRIVEPUSHRODRESETWHENCLOSETHEMOULDTHISPAIROFMOULDUSEGUIDEPINSANDGUIDEBUSHINGSTOGUARANTEETHEOPENCLOSEPRECISIONKEYWORDSPLASTICMOLD,INJECTIONMOLDING,MOLDDESIGNPDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计7目录1引言92塑件的工艺分析1121塑件的原材料分析1122塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析133塑件注射成型工艺条件1531注射成型工艺简介1532注射成型工艺条件154注射模具结构设计1641分型面的选择1642确定型腔的排列方式1743模架的选择185模具相关参数的选择和校核2151选择注塑机2152模具闭合高度的校核2253开模行程的校核236浇注系统的设计2361主流道设计237成型零件的工作尺寸计算2671型腔和型芯尺寸的计算2672型腔侧壁厚度和底板厚度计算2873模具加热和冷却系统的计算298斜导柱抽芯机构设计3081斜滑块的导滑形式3082斜滑块的导向斜度和顶出高度3183斜滑块的装配要求319脱模推出机构及导向机构设计3191脱模力的计算及推杆的选用3110绘制模具的总装图和非标零件图3311模具的装配工艺35111模具的装配方法35112模具的组装36113模具的组装工艺36PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计8114模具的总装及调试3712模具主要零件图及加工工艺规程41121加工要求41122型腔加工工艺规程42123动模固定板加工工艺规程43124其他零件的加工工艺规程44附录45参考文献48英文文献49致谢58PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计91引言11模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计1012我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48“（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，65KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计112塑件的工艺分析21塑件的原材料分析高压水枪在工作过程中，会有大量高压液体从喷头中喷出，这就要求喷头套的材料要有比较好的耐高压和耐高冲击性能。综合考虑高压水枪喷头套的使用性能、加工性能、经济条件和原料情况，选择材料为PA66。PA66又称聚己二酰己二胺或聚酰胺66或尼龙66，由己二酸和己二胺通过缩聚反应制得。尼龙66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光。分子式NHCH26NHCOCH24CON211PA66（聚酰胺66）化学和物理特性PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。它是一种半晶体晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。尼龙66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光，机械强度较高，耐应力开裂性好，是耐磨性最好的PA，自润滑性优良，仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐热性也较好，属自熄性材料，化学稳定性好，尤其耐油性极佳，但易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而尺寸稳定性差，成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在12之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到021。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在12之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到021。收缩率在流程方向和与PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计12流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。212PA66主要优点机械强度较高；耐应力开裂性好；是耐磨性最好的PA；自润滑性优良，仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛；耐热性也较好，属自熄性材料；化学稳定性好；尤其耐油性极佳，但易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，；加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而尺寸稳定性差；成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。213PA66主要缺点吸水性和吸水平衡值高尺寸稳定性差不耐强无机酸，易吸附极性溶剂加工前需要适当干燥处理因其粘度低，相比PA6更难加工PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计1322塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析221塑件形状图21高压水枪喷头套尺寸图图22塑件三维图PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计14如图21所示，该零件的形状为圆柱体，两侧有直径为3MM的通孔，一端部有两片支架，两侧还有4MMXMM4高的通孔，三维立体图如图22所示。因此，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，该零件形状相对比较复杂。222制品的体积和质量塑件为不规则零件体积不易通过计算得出精确的数值，所以通过三维造型软件给零件造型，然后使用测量功能测出塑件的体积。经过UG造型软件测得体积为V1741立方厘米塑件质量MRN（式221）MG5194117121式中M成型工件包括浇注系统的塑料质量GRPA66的塑料密度G/CM3。R112G/CM3V塑件体积（CM3）。223尺寸精度分析该零件重要的尺寸有0203F、05015、05029、75300500、960500，精度为MT1级，其余为次要尺寸，尺寸等级为MT5级，尺寸为25010F、28010F、429010F、827010F、525010F、1915010F、212030F等，其余尺寸如图21所示。该零件的尺寸精度要求一般，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看，最大壁厚为63MM,最小壁厚为1MM，壁厚偏差为53MM。壁厚差较大，塑件壁厚不均匀，塑件的结构相对复杂。224表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求。综合以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计153塑件注射成型工艺条件31注射成型工艺简介注射成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，然后由柱塞或往复式螺杆讲熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度、高质量的制品，而且可以加工的塑料品种多、用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。一般分为三个阶段工作。（1）物料准备阶段为了使注射能顺利地进行并保证产品质量，在成型前有一系列的准备工作。比如对物料的颗粒情况、外观色泽、杂质含量等进行检验，并测试其流动性、热稳定性及收缩率等重要指标。（2）注射过程阶段塑料在料筒内精工塑化达到流动状态后，进入模腔内的流动可以分为注射、保压、倒流和冷却四个阶段。（3）制件后处理阶段注塑制品经脱模或机械加工后，经常需要经过适当的后处理以改善制品的性能以及提高尺寸稳定性。32注射成型工艺条件查阅资料高分子材料高俊刚北京化学工业出版社2006，PA66（聚酰胺66）的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。选择注塑机型号为XZ200/120。注塑机的主要性能指标如表31所示。表31XZ200/120注塑机主要性能指标1、注塑机类型螺杆式7、保压力5070MPA2、喷嘴形式直通式8、注射时间35S3、螺杆转速（R/MIN）30609、保压时间1530S4、机筒温度240300OC10、模具温度40805、成型温度OC料筒前255中260后27011、冷却时间1530S6、注射压力100MPA12、成型周期4070S注意原料加工前必须在80温度条件下真空干燥24H以上PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计164注射模具结构设计注射模结构设计主要包括分型面选择、模具形腔数目的确定以及形腔的排列方式和冷却水道的布局及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型机构的设计、推出机构的设计等内容。41分型面的选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据分型面的设计原则1分型面应该选在塑件的最大轮廓处；2分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；3分型面的选择应保证塑件的精度要求；4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；5分型面的选择要便于模具的加工制造；6分型面的选择应有利于排气。综合考虑以上几点并结合塑件自身的特点所选的分型面如图41所示图41分型面图41所示的分型方式具有可降低模具的复杂程度，保证塑件的质量要求,减少模具加工难度又便于成型后出件的特点。该塑件大部分外表面光滑，仅在分型面处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易，而PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计17且塑件脱模方便。因此塑件选择如图42所示的分模结构。三维图如图43所示。图42分模方式图43分模结构三维图42确定型腔的排列方式421确定型腔数目型腔数量主要设计依据是（1）制品重量与注塑机最大注射量。（2）制品投影面积与注塑机的锁模力。（3）模具外形尺寸与注塑机安装模具的有效面积。即注塑机拉杆内间距（4）制品精度。数量提高，塑件精度相应降低，根据经验数值，每增加一个型腔，塑件尺寸精度降低48（5）侧抽芯及其处理方法。（6）制品的生产批量。月批量或年批量（7）经济效益。（每一模的生产值）综合考虑以上几点及塑件相对比较大，且四周又有比较复杂的孔，同时根据所初选的PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计18注塑机的额定锁模力，因此确定型腔数目为一模两腔。即N2本塑件在注射成型时采用一模两件，即模具需要两个型腔。422型腔布置方案塑料模具型腔布置原则（1）力求平衡，对称；（2）流道尽可能短，以降低废料率，成型周期和热损失，H型排位优于环形和对称型；（3）对高精度制品，型腔数目尽可能少。因为每增加一个型腔，制品精度下降4，精密模具型腔数目一般不超过4个；（4）结构紧凑，节约钢材。（5）高度相近；（6）先大后小，见缝插针；（7）同一制品，大进小远；（8）工艺性好。根据以上塑模设计原则并综合考虑浇注系统，模具结构复杂程度等因素拟采用如图44所示的型腔排列方式。这种型腔布置的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构，熔料容易填充型腔。图44型腔的排列方式43模架的选择431标准模架的选用根据型腔的布局等因素选用标准模架为大水口模架。模架型号为FUTABAFGFC如图45所示PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计19图45FUTABAFGFC标准模架表41FUTABAFGFC标准模架各板尺寸模架的结构尺寸如图46所示。板尺寸（MM）板尺寸（MM）12502303053823090220023020612023015320023090712023020420023090825023025PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计20图46模架结构尺寸PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计21432模架安装尺寸校核模具外型尺寸为，长250MM、宽230MM、高335MM，小于注塑机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注塑机上。5模具相关参数的选择和校核51选择注塑机1、注塑模的最大开模行程SMASSHH2（510）MM（式511）SMAS1013010150MM（式512）式中SMAS注塑机最大开模行程（MM）H推出距离（脱模距离）（MM）H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（MM）所以注塑机所需的的开模距至少为150MM2、锁模力锁模力不小于总注射压强的15倍,即F15PAX01（式513）F15X50X17X011125KN式中F注塑机的所需锁模力（KN）P塑料熔体对型腔的成型压力（MPA），其大小是一般的注射压力的80。A型腔包括浇注系统的投影面积（CM2）4、注塑机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80，所以工件的注射量MM/80（式514）45805625G式中M注塑机允许的最大注射量（G）M成型工件包括浇注系统的塑料质量G综上计算，选择注塑机型号为SZ200/120卧式注塑机其参数如表51所示PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计22表51注塑机参数名称SZ200/120数据额定注射量2003CM螺杆直径42MM模具厚度MAX400MMMIN230MM锁模力120KN注射压力150MPA顶出力22KN顶出行程80MM模板行程305MM螺杆转速0220R/MIN注塑速率120G/S塑化能力70KG/H拉杆间距（HXV）355X385MMXMM定位孔直径125MM定位孔深度10MM喷嘴伸出量20MM喷嘴球半径SR15MM油泵电动机功率15KW加热功率825KW机器质量43T外形尺寸（LXWXH）40X14X19MMXMMXMM52模具闭合高度的校核确定定模座板高度H130MM,定模垫板板高度H220MM，定模板高度H370MM，动模板高度H490MM,动模垫板高度H520，垫块高度H670MM，动模座板高度H725。因而模具的闭合高度HH1H2H3H4H5H6H7（式521）30207090207025PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计23325MMXZ200/120型注射机所允许模具的最小厚度HMIN230MM，最大厚度HMAX400MM，即模具满足HMINHHMAX的安装条件。53开模行程的校核所选注射机的最大行程与模具厚度无关，故注射机的开模行程应满足下式SH1H2（510）MM（式531）式中S注射机最大开模行程，MM；H1推出距离（脱模距离），MM；H2包括浇注系统在内的塑件高度，MM；因为H1H2（510）1013010150MM而XZ200/120型注射机最大开模行程为305MM,故满足要求。6浇注系统的设计浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。因此要求冲模速度快而有序，压力损失小，排气条件好，浇注系统凝料易于于塑件分离或切除，在塑件上留下的浇口痕迹要小。61主流道设计主流道是指浇注系统中从注塑机喷嘴与模具接触出开始到分流道为止的塑料体的流动通道。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及喷射机喷嘴的反复接触，因此设计时常采用可拆卸更换的浇口套。查得XZ200/120型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径D03MM；喷嘴前端球面半径R015MM。根据模具主流道与喷嘴的关系RR0（12）MM（式611）DD0051MM式612PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计24取主流道球面半径R65MM；取主流道的小端直径D35MM为了便于将凝料从主流道中拔出将主流道设计成圆锥形，其斜度为26，经换算得主流道大端直径D76MM。为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径R3的过度圆弧，也可不设。主流道村套为标准件可选购。主流道小端处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑到上述因素仍然将其分开设计，以便于拆卸更换同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中通常采用碳素工具钢（T8A或T10A）热处理淬火表面硬度为5055HRC。本次设计的主流道衬套如图61所示，其主要参数详见零件图。图61主流道衬套62分流道的设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注系统时应设置分流道，考虑到U形截面加工较容易，而且热量损失与压力损失均不大，故为所选。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据经验值分流道宽度为310才是合理的，故分道流道宽度B6MM，半径RB/0824,深度H取25才是合理的。所以取深度H3,为了能够使塑料流动平衡均匀，使排列紧凑流程尽量短，使胀模力的中心与注塑机锁模力中心一致。63浇口设计确定浇口形式及位置浇口位置的选择应满足以下几点（1）浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使起流程最短。（2）浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁部位，以便塑料PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计25顺利地流入。（3）避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型心或镶件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件变形。（4）尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不需要的部位。（5）浇口位置及其流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀地流入，并有利于型腔内气体排出。（6）浇口位置应在制品最易清除的部位，同时，尽可能不影响制品的外观。根据塑件的成型要求及形腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。浇口宽度和浇口深度可以根据经验公式计算AB30/9060（式631）D3/1T（式632）式中B侧浇口宽度MMA塑件外侧表面积2MMT侧浇口深度MMD侧浇口处塑件的壁厚MM用PRO/E测的A1172262MMD32MMMMB7261172230/750MMT1233/1对于小型塑件浇口长度L0830MM本副模具取L25MM本次设计的浇注系统如图62所示，详细尺寸见相应零件图。图62浇注系统PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计2664排气系统的设计为了使塑料熔体顺利充填模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的气体排干净。排气不良会使塑件产生气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷。另外，气体的存在还会降低充模速度，造成充模困难等。通常注塑模排气方式有三种1利用配合间隙排气；2在分型面上开设排气槽；3利用排气塞排气由于利用配合间隙排气，这是最常见的，也是最经济的，更是具有使用性的。利用滑块和导滑槽配合间隙便可以排气，所以这副模具无须开排气槽。7成型零件的工作尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素很多，概括地说，有塑料材料、塑件结构和成型工艺过程、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等因素，其中塑料材料方面的因素主要是指收缩率的影响。在模具设计中应根据塑件的材料、几何形状、尺寸精度等级及影响因素等进行设计算。该成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得增强聚丙烯的收缩率为S0408，故平均收缩率SCP（0408）/206，模具制造公差取Z。71型腔和型芯尺寸的计算711型腔和型芯尺寸的计算公式查书塑料模设计手册之二表14塑料PA66收缩率12,取值12。型腔、型芯工作尺寸计算公式型腔径向尺寸LM0Z1SLSX0ZX075（式711）型腔深度尺寸HM0Z1SHMX0ZX2/3（式712）型芯径向尺寸LM0Z1SLSX0ZX075（式713）型芯高度尺寸HM0Z1SHSX0ZX2/3（式714）中心距离尺寸CMDZ/21SCSDZ/2（式715）PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计27式中LS塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（MM）；LS塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（MM）；HS塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（MM）；HS塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（MM）；CS塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（MM）；LM型腔径向基本尺寸的最小尺寸（MM）；HM型芯高度基本尺寸的最大尺寸（MM）；HM型腔深度基本尺寸的最小尺寸（MM）；HM型芯基本尺寸的最大尺寸（MM）；CM模具中心距基本尺寸的平均尺寸（MM）；X修正系数，取05075；塑件公差（MM）；Z模具制造公差，取（1/31/4）。712模具主要尺寸计算以下为塑件有公差的尺寸的模具对应尺寸的计算，对于没有没有公差要求的塑件尺寸，其对应的模具尺寸就按塑件尺寸进行设计与加工。以下公式中取Z025模具主要型腔尺寸计算塑件尺寸平均成型收缩率成型尺寸计算公式塑件公差模具工作尺寸模具尺寸圆整值25010F1525010F0132502500F31250300F28010F1528010F013452802500F36280300F429010F15429010F017762902500F78290300F827010F15827010F011452802500F16280300F525010F15525010F0180752502500F82250300F212030F15820010FLM0Z1SLSX0Z010732102500F09210300FPDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计281915010F151190500F005311519012500F32190100F0203F159820400FLM0Z1SLSX0Z004099730010F1030010F05015150515010HM0Z1SHMX0Z00520875150250022150300050291595281000054512529005044290030753005001575300500HM0Z1SHSX000524475310012502431001096050015025096CMDZ/21SCSDZ/200500625000357020772型腔侧壁厚度和底板厚度计算721动模型腔侧壁厚度计算模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。大型腔以刚度为主计算，小型腔以强度为主计算矩形凹模长边L108136MM时以强度计算为主。这副模具型腔的侧壁厚度与底板厚度都应该按强度计算。图71矩形整体式型腔受力情况图PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计29/131SWAPSH本副动模型腔为整体式矩形的结构。其中（式721）式中H1为承受熔体压力的侧高度MML为型腔侧壁长边长MM则（式722）式中S矩形型腔侧壁厚度MMW为抗弯截面系数AB/LS为模具材料的许用应力722动模型腔底板厚度计算整体式矩形型腔底板的最大应力发生在短边与侧壁交界处/2SBAPH（式723）式中H为型腔底板厚度A由模脚（垫块）之间的距离和型腔短边长度之比L/B所决定的系数将相关数据带入公式可知S15MM,H30MM73模具加热和冷却系统的计算731模具加热系统一般而言，对于模温要求在90C以上的，必须对模具设置加热系统。PA66的模具温度要求在40C80C之间，故不需设计加热系统。732模具冷却系统冷却回路尺寸的确定及布置由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的冷却，因此用塑件的平均壁厚来确定水孔直径。塑件平均壁厚为32MM，尺寸较小，确定水孔直径为8MM。通过调节水温、水速来满足要求。冷却水的体积流量VV（式731）式中V冷却水体积流量，M3/MIN；410230/15T8A、T10A5055导柱、导套T8A、T10A、GCR155560孔径65MN、50CRVA455020（渗碳0508）推管孔径T8A、T10A5055推板导柱推板导套T8A、T10A、GCR155560PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计46分流道拉料杆65MN、50CRVA4550精密定位件CRWMN、CR12MOV、GCR155560注支承柱兼作推板导柱时，支承柱材料用T8A、T10A、GCR15，热处理硬度HRC5560。PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计47附录B塑料模常用成型零件的材料及热处理构件名称材料热处理方法硬度说明T8A、T10A淬火5458HRC用于形状简单的小型芯、型腔CRWMN、9WN2V、CR2MN2SIWMOVCR12、CR4W2MOV淬火20CRMNMO、20CRMNTI渗碳、淬火5458HRC用于形状复杂、要求热处理变形小的小型芯、型腔或镶件和增强塑料的成型模具5CRMNMO、40CRMNMO渗碳、淬火5458HRC用于高耐磨、高强度和高韧性的大型型芯、型腔等3CR2W8V、38CRMOAL调质、渗碳1000HV用于形状复杂、要求耐腐蚀和高精度型芯、型腔等P20预硬化3638HRC用于中小型热塑性塑料注射模5NISCA、SM1预硬化3545HRC用于大中型热塑性塑料注射模SM2、PMS预硬化后时效处理4045HRC用于注射模、长寿命而尺寸精度高的中小型模具06NICRMOVTIAL06NI7TI2CR精加工后480520时效5057HRC用于精度高的小型注射模具，可作镜面抛光PMS、8CRMN淬火空冷4260HRC用于大型注射模25CRNI3MOAL调质、渗碳1100HV适用于型腔腐蚀花纹PCR淬火空冷4253HRC用于制造聚氯乙烯及混有阻燃剂的热塑性注射模4CR5MOSIVS淬火空冷、二次回火4346HRC用于形状不太复杂的大型热塑性塑料注射模65NB、LD2CG2、012AL用于小型、精密、形状复杂的型腔及嵌件，热处理后耐磨性好调质2226HRC45淬火4348HRC用于形状简单、要求不高的型芯、型腔凹模凸模螺纹型芯螺纹型环成型镶件成型推杆等20、15渗碳、淬火5458HRC用于冷加工的型腔注牌号对照P203CR2MO）5NISCA5NIMNMOVSCASM155CRNIMNMOVSSM220CRNI3ALMNMOPMS10NI3CUALVS8CRMN8CRMNWMOVSPCRCR16NI4CUNB65NB65CRW3MO2VNBLD7CRMO3VSICG26CRMO3NI2WVO12AL5CR4MO3SIMNVALPDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计48参考文献1注塑制品与注塑模具设计付宏生、刘京华北京化学工业出版社2003062塑料模具课程设计与毕业设计指导沈言锦、林章辉长沙湖南大学出版社2008033塑料模具标准件及设计应用手册杨占尧北京化学工业出版社2008044塑料成型工艺与模具设计曲华昌北京高等教育出版社2007085简明塑料模具设计手册齐卫东北京北京理工大学出版社2008026塑料模具设计指南唐志玉、李德群、徐佩弦国防工业出版社1999067注塑成型技术难题解答崔继耀、谭丽鹃国防工业出版社2007018模具设计与制造实训朱光力、李学锋、周建安北京高等教育出版社2008129塑料注塑工中国注塑加工工业协会组织编写王加龙、石文鹏编写北京化学工业出版社20060510塑料模具图册阎亚林北京高等教育出版社20040811机械制图李业农上海上海交通大学出版社200812公差配合与测量技术徐茂功北京机械工业出版社20080113模具制造工艺学郭铁良北京北京高等教育出版社20090114GB/T12556790塑料注射模中小型模架15塑料模国家标注国家标准总局北京中国标准出版社199916模具材料及表面处理张清辉北京电子工业出版社200217聚合物加工工程赵素合北京中国轻工业出版社200118高分子材料高俊刚北京化学工业出版社200619AUTOCAD2007计算机绘图使用教程张爱梅等主编北京高等教育出版社20070820AUTOCAD2006工程绘图教育曾令宜高等教育出版社21模具设计技能培训AUTOCAD中文版22PRO/EENGINEERWILDFIRE40中文版模具设计23PRO/E塑料模具设计与数控加工（G）24从学习到实践PRO/ENGINEERWILDFIRE40模具设计PDFCREATEDWITHPDFFACTORYPROTRIALVERSIONWWWPDFFACTORYCOM南通职业大学2011届毕业设计说明书高压水枪喷头套塑料模设计49英文文献MOLDSDEVELOPMENTATPRESENT,PRODUCTSANDSOONELECTRON,AUTOMOBILE,ELECTRICALMACHINERY,ELECTRICAPPLIANCE,INSTRUMENT,MEASURINGAPPLIANCE,ELECTRICALAPPLIANCES,COMMUNICATIONANDWARINDUSTRY,6080SPAREPARTS,MUSTDEPENDUPONTHEMOLDFORMATIONHIGHACCURACYWHICH,HIGHCOMPLEXITY,HIGHUNIFORMITY,HIGHPRODUCTIVITYANDLOWCONSUMPTIONDISPLAYSWITHTHEMOLDFORMATIONSWORKPIECE,ISOTHERPROCESSINGMANUFACTUREMETHODISUNABLETOCOMPARETHEMOLDISDECIDINGTHEPRODUCTQUALITY,THEBENEFITANDDEVELOPMENTABILITYTOAGREATEXTENTATPRESENTOURCOUNTRYMOLDPROFESSIONISLARGESCALEDAYBYDAY,MOREOVERTHEPRECISIONWILLBEGETTINGHIGHERANDHIGHER10YEARSAGO,THEPRECISIONMOLDSPRECISIONFOR5M,HASREACHEDNOWGENERALLY23MSOON,1MTHEPRECISIONMOLDWILLGOONTHEMARKETALONGWITHTHECOMPONENTSMICROMINIATURIZATIONANDACCURACYREQUIREMENTSENHANCEMENT,SOMEMOLDSWORKINGACCURACYCO