牛头支架注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 学院毕业设计 课程名称： 课题名称： 牛头支架 注塑模具设计 指导教师： 班 级： 姓 名： 学 号： 成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 随着各种性能优越的工程塑料的不断开发，工业、民业的各种塑料制品需要的不断增长，注塑工艺越来越多地用于制造领域成形各种性能要求的制品。而注塑模具的设计质量、注塑机应用等直接影响成形制品的生产效率、质量及成本。一副好的注射模具可成型上百万次，由于其寿命的延长，从另一方面降低了塑件的成型成本，并且好的模具由于更换，检修少，从而提高了其生产效率。为了满足日益发展的工业的要求和民需生活品的需要，我们应不断的研究开发，设计出能提高注射 模性能的注射模，以满足各行各业的需要。 在本设计中，通过运用 头支架 进行一模 四 穴的设计开发，其中包括凸、凹模的设计、推出机构的设计、注射机的选择与校核、浇注系统的设计、冷却系统的设计、模架的选择等各项工作。在本设计中，设计的重点在成型零部件即凸、凹模的设计和浇注系统、冷却系统的设计。其中浇注系统和冷却系统的设计是一副模具的设计灵魂，浇注系统的设计直接影响着塑件的成型质量和生产效率 1。因此，对浇注系统的设计是注射模具设计的重点工作。而与此同时，模具的温度对塑件的质量和生产效率也着直接的影响，模具温 度的控制直接影响着模具的凝固时间和收缩内应力，从而影响模具的成型周期长短和塑件质量好坏，及其表面粗糙度等。在本设计中着重设计了凸、凹模尺寸、浇注系统和冷却系统的尺寸及其系统结构。通过本次设计，我们首先学习了解了我国塑料模具的现状和发展状况、注射模的基本结构和注射模成型工艺过程以及模具设计的基本原理。 关键词： 牛头支架 ；注射模；设计； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of to to is in of of by a on of be a of of on of as a of a In to of of we to of in to of of In AD in a on a of of of In to on of of is of a 1. of is of of At of a of of in we to of in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目录 摘 要 . I . 塑料成型工艺性分析 . 1 塑件分析 . 5 注射成型过程及工艺参数 . 5 性能分析 . 6 2 拟定模具结构形式 . 1 分型面位置的确定 . 1 确定型腔数量和排列方式 . 2 模具结构形式的确定 . 2 3 注射机型号的确定 . 3 所需注射量的计算 . 3 注射机型号的选定 . 3 型腔数量及注射机有关工艺参数校核 . 3 4 浇注系统的形式和浇口的设计 . 7 主流道的设计 . 7 冷料穴的设计 . 9 分流道的设计 . 9 浇口的设计 . 10 浇注系统的平衡 . 11 浇注系统凝料体积的计算 . 11 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 . 11 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 . 12 5 成型零件的结构设计和计算 . 14 定模部分的型芯与型腔 . 14 动模部分的型芯 . 15 成型零件的强度及支撑板厚度校核 . 16 6 模架的确定和标准件的选用 . 18 7 导向机构的设计 . 20 8 脱模推出机构的设计 . 21 9 排气系统的设计 . 23 10 温度调节系统的设计 . 24 冷却系统 . 24 加热系统 . 25 设计总结 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 塑料成型工艺性分析 塑件分析 该塑件为 牛头支架 ， 如图 1示 ， 图 1件零件图 该塑件为 牛头支架 ,所用材料为 颜色要求 ,生产批量为中批量 。 由塑件图分析可知 ,精度未注 ,采用一般 经济级 精度 6 级 。 所用塑料为 聚丙 烯 ,该塑料流动性好 ,注射充型流动平稳 ,塑件外设置有脱模斜度 ,脱模斜度为 30 注射成型过程及工艺参数 聚乙烯为典型的 热塑性塑料 ，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的 脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。其分子量在 1 万一 范围内。分子量超 过 10 万的则为超高分子量聚乙烯 f 子量越高，其物买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为 10耐低温性能优良。在一 60 下仍可保持良好的力学性能，但使用温度在 80110 。 聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐 稀硝酸 、稀硫酸和任何浓度的盐酸、 氢氟酸 、磷酸、 甲酸 、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化的腐蚀，如发烟硫酸 浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在 90下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。 聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下， 会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。正因为聚乙烯拥有如上特质，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深远的价值。 2 注射工艺参数 表 1注射成型机类型 螺杆式 转速 （ 3060） r/筒温度 后 段 160170 中段 200220 前段 180200 喷嘴温度 250260 模具温度 4080 喷嘴形式 直通式 注射压力 70120压力 5060射时间 05s 成型周期 40120s 保压时间 2060s 冷却时间 1550s 注：源自参考文献 1中的表 4 性能分析 使用性能 聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的 介电性 能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明 度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为 132，低密度聚乙烯熔点较低（ 112 ）且范围宽。 常温下不溶于任何已知 溶剂 中， 70 以上可少量溶解于 甲苯 、 乙酸戊酯 、 三氯乙烯 等溶剂中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 2 拟定模具结构形式 分型面位置的确定 在塑件设计阶段 ， 就应该考虑成型时分型面的形状数量 ， 否则就无法用模具成型。在模具设计阶段 ， 应首先确定分型面的位置 ， 然后才选择模具的结构。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。 1) 分 型面的 选择 原则 1： (1) 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构 ， 选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模 ; (2) 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 ; (3) 分型面的选择应保证塑件尺寸精度 ; (4) 分型面选择应有利于排气 ; (5) 分型面选择应便于模具零件的加工 ; (6) 分型面选择应考虑注射机的规格 2) 分型面的选择方案 (1) 分型面选择方案 。分型面与开模方向垂直，位置选在如图 2动模上的型芯凸出 ， 开模后，塑件包紧型芯，留于动模，然后 采用脱模板将塑件 推出 ， 整个塑件成型精度较高，模具也比较简单。 图 2分型面形式与位置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 综上所述 ，分型面选择方案，模具结构相对简单，塑件成型精度可靠，因此采用方案。 确定型腔数量和排列方式 该塑件 为小型塑件， 精度要求不高，又是中等批量生产，可以采用一模 多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模四 腔的模具形式。 如图2 图 2型腔的排列 模具结构形式的确定 从上面分析中可知，本模具拟采用 一模 四 腔，推件板推出，流道采用 平衡式，浇口采用侧浇口，定模不需 要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上确定模具结构形式为 件板的单分型面注射模。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 3 注射机型号的确定 所需注射量的计算 1) 塑件质量、体积计算 对于 该设计，提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型 用建模 分析得： 塑件体积 31 64.8 塑件质量 2) 浇注系统凝料体积的初步估算 可按塑件体积的 估算，由于该模具采用一模 四 腔，所以浇注系统凝料体积为 312 7 3 3) 该模具一次注射所需塑料 积 3210 质量 注射机型号的选定 根据以上的计算初步选定型号为 型卧式注射机， 查表 2其主要技术参数见表 3 表 3注射机主要技术参数 额定 注射量 125模力 900杆直径 42杆内间距 260 360定注射压力 150大开 模行程 300射 时间 大模具厚度 300化能力 50kg/h 最小模具厚度 200杆转速 10 140r/位孔直径 100嘴球半径 嘴孔 直 径 4模 方式 液压 注： 该注射机由 上海 塑料 机械厂生产 型 腔 数量及注射机有关工艺参数校核 1) 型 腔数量的校核 (1) 按注射机的最大注射量校核型腔数量 式中 K 注射机最 大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 25 体积， 上式中 左边 =4; 右边 = 3 满足要求 (2) 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 12m 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取 M 注射机的额定塑化量，该注射机为 50kg/h=s； t 成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 50s； 单个塑件的质量和体积，取 ； 浇注系统所需塑件质量和体积，取 146.0 m 。 上式中 左边 =4; 右边 = 满足要求 2) 注射机工艺参数的校核 (1) 注射量的校核 注射量以容积表示，最大注射容积为 3m a x 575.0 式中 V 指定型号与规格的注射机注 射量容积，该注射机为 125a 注射系数，取 定型塑料取 晶型塑料取 处取 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑件在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射容积 3m i n 。故每次注射的实际注射容积 V 应满足m ，而 30 ，符合要求。 (2) 锁模力 的 校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力推T，其大小等于制件 浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力合T，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 型腔内塑料熔体的推力推T： 0 平均推式中 推 A 塑料与浇注系统在分型面上积 投影面积； 平均一般是注射压力的 30%50%， 动性好，所薄壁容器类，取型腔平均压力为 50 p 型腔内塑料熔体的压力 ； 0 K 压力损失系数，可在 范围内选取，此处选 上式 左 边 =50A 60A=右边 ，符合要求。 (3) 最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 50m （见表 3应该大于注射成型是所需调用的注射压力0P，即 0式中 k 安全系数，常取 k 。 0实际生产中，该塑件成型时所需注射压力00120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 ,同时 动性好 ,因此注射压力00 代值计算 : 左边 =150 右边 = M 符合要求。 3) 安装尺寸校核 (1) 喷嘴尺寸 1 主流道的小端直径 D 大于注射机喷嘴 d ，通常为 1 对于该模具 ，取 ，符合要求。 2 主流道入口的凹球面半径0R，通常为 21(0 对于该模具 2 30 ，符合要求。 (2) 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应满足m a xm 式中 00m ， 00m 而该套模具厚度 6025634032255025 ，符合要求 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 4) 开模行程和推出机构的校核 (1) 开模行程的校核 105(21 式中 H 注射机动模板的开 模行程，取 300表 3 1H 塑件推出行程，取 2H 包括流道凝料在内的塑件高度为 80值为 05( ，符合要求 (2) 推出机构的校核 该塑件的推出行程为 于注射的机推出行程，符合要求。 5) 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 该套模具模架的外形尺寸为 250 250注射机拉杆内间距为260360 36050合要求。 注：对上面 2、 3、 4、 5 的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 4 浇注系统的形式和浇口的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道 ,具有传质、传压和传热的功能 ,对塑料质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统 。 该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴和浇口。 主流道的设计 主流道置于模具中心塑料熔体的入口处， 它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料 的顺利拔出。 1) 主流道尺寸 (1) 主流道小端直径 )11 ）（注射机喷嘴直径d 。取 (2) 主流道球面半径 ）（）（注射机喷嘴球头半径 2112210 。取 30 (3) 球面配合高度 。3 取 (4) 主流道长度 由标准模架结合该 塑料制件 的结构决定 取 L=80 (5) 主流道大端直径 )221(a a ，取为半锥角。取 (6) 浇口套总长 。0250250 2) 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机 反复接触，属易损件，对材料要求较严。因而模具主流道部分常设计成可拆卸 更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质的钢材单独进行加工和热处理，采用碳素工具钢 处理硬度为 505图 4示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 4流道衬套 由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如图 4示。 图 4位圈 3) 主流道衬套的固定 主流道衬套的固定形式如图 4示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 4流道衬套的固定形式 冷料穴的设计 冷料穴的作用是贮存两次注射间隔而产生的冷料及熔体流动前锋冷料 ， 以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设置在主流道的末端 ， 当分流道较长时 ， 在分流道的末端有时也设冷料穴。同时冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧。本设计采用推板脱模机构 ， 由于 采用 沟形头 冷料穴， 分流道的 设计 1) 分流道的布置形式 在分型面上与前面所述型腔排列密切相关 ， 有多种不同的形式 ， 但应遵循两个方面的原则 ： 一是排列紧凑 ， 缩小模板尺寸 ， 二是流程尽量短 ， 锁模力均匀。该流道布置采用平衡式 2) 分流道的长度 长度应尽可能短 ， 结合模具尺寸结构 ， 取分流道长度 L = 30) 分流道形状及尺寸 圆形分流道截面积虽然效率高 ， 但其是以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出 ， 因而其加工工艺性不佳 ， 不予采用。许多模具设计采用梯形截面 ， 加工工艺性好 ， 且塑料熔体的热量散失 ， 流动阻力均不大 ， 一般采用如下公式（参考文献 3公式 55确定截面尺寸 ， 即 式中 B 梯形大底面的宽度 (m 塑件质量 (g) L 分流道的长度 (H 梯形高度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 注 ： 上述公式的适用范围 ， 塑件厚度在 3下 ， 质量小于 200g， 且 B 的计算结果在 合理 。 由于 4 5 4 ，不在适用范围，需自行设计。 分流道 设计为 梯 形 ， 由参考文献 2中图 流道直径尺寸曲线一 ） 和参考文献 3中（常用分流道形状及尺寸） 取得分流道直径 ， 考虑到分流道长度系数 f ，所以修正后分流道直径为 ，圆整为 形斜角通常取 105 ，此处取 6 ；底部圆角 R=1 R=1截面形状及尺寸如图 4示。 图 4流道截面形状及尺寸 4) 分流道表面粗糙度 分流道表面不要求太光洁 ， 表面粗糙度常取 m ， 这可增加对外层塑料熔体流动阻力 ， 使外层塑料冷却塑料皮层固定形成绝热层 ， 有利于保温 。 此处取Ra m。 5) 分流道与浇口连接形式 分流道与浇口采用斜向与圆弧连接 ， 这样有利于塑料的流动与填充 ， 防止塑料流动产生反压力 ， 消耗动能。 浇口的设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道 ， 是浇注系统的关键部分 ， 起着调节控制料流速度 ， 补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸、位置对塑件的质量产生很大的影响。 1) 类型及位置的确定 该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，在底部 36的圆周上设置浇口比较合适。 类型选用常用的侧浇口 ， 这类浇口加工容易 ， 修整方便 ，并且可以根据塑件的形状特征灵活选择进料位置。 2) 浇口结构尺寸的经验计算 矩形侧浇口的大小由其厚度 ， 宽度和长度决定（参考文献 1式 66 h = 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 b = 30 h 侧浇口厚度 （ b 侧浇口 宽度 （ t 塑件壁厚 （ n 与塑料品种有关的系数 ， 查 文献 1表 6 n = 塑件外表面积 （ 代入数据得 h = 6 浇口长度取 L = 浇注系统的平衡 对于该模具 ， 从主流道到各个型腔和分流道的长度相等 ， 形状及截面尺寸相同 ，各个浇口也相同 ， 浇注系统显然是平衡的。 浇注系统 凝料体积的计算 1) 主流道与主流道冷料井凝料体积 3322 冷推主2) 分流道凝料体积 31 7 ）（梯 3) 浇口凝料体积 浇取为 0。 4) 浇注系统凝料体积 33 浇梯主总 该值远小于前面对浇注系统凝料体积的估算，所以前面有关浇注系统的各项计算与校核符合要求，不需要重新设计计算。 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 1) 流过浇口的体积 364.8 塑 2) 流过 分 流道的体积 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 梯塑 3) 流过主流道的体积 s 主 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 1) 确定适当的剪切速率 根据经验浇注系统各段的 取以下值，所成型塑件质量较好。 (1) 主浇道 1312 105105 (2) 分浇道 12105 (3) 浇 口 1510 (4) 其他 浇 口 1413 105105 2) 确定体积流量 1) 主浇道体积流量 13102 333 2) 浇口体积流量4101 代入得 G /422 3) 注射时间的计算 (1) 模具充模时间 (2) 单个型腔充模时间 (3) 注射时间 根据经验公式求得注射时间 s 3/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据文献 3中表 知 t 注射机最短注射时间，所选时间合理。 4) 校核各处剪切速率 (1) 浇口剪切速率 14223 G ，基本合理。 (2) 分流道剪切速率 1233 sR ，合理。 式中 R /， (3) 主流道剪切速率 1333 ，基本合理 。 式中 R， 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 5 成型零件的结构设计和计算 定模部分的型芯 与型腔 由于该塑