机械毕业设计（论文）-插针罩注塑模模具设计【全套图纸】 .doc

插针罩（smbs-02）注射模模具设计摘要：插针罩（smbs 02）注射模是编写者两个月以来所编写的毕业设计说明书。主要介绍：注射模的整个过程，包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。在论文书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了论文所写的模具结构。本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。关键词：三板式、点浇口、侧抽芯全套图纸，加1538937061 绪论1.1 来源背景插针罩（smbs-02） 为pa1010塑料制品，采用注塑模成型，这种制品结构比较简单，但具有侧孔结构，在模具设计的注重考虑这一问题。1.2 目的通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握pro/e、cad、word等软件的操作方法。1.3 要求设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。1.4 实际意义通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对pro/e、cad、word等软件的操作，可以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。1.5 主要设计内容本课题的饿设计主要包括成型零件的设计，流注系统设计，侧向抽芯与侧向分型的设计，导向及定位部分的设计，推出复位部分的设计，紧固件的设计，模具结构的整体设计，工艺过程的编导。2 原始资料2.1 塑料制品产量和生产要求根据图纸要求，此制品为小批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。2.2 塑料品种牌号此制品要求的材料为聚酰胺，牌号为pa1010。聚酰胺是无色，透明并有光泽的非结晶型的线型结构的高聚物，流动性好，其原料来源广泛，石油工业的发展促进了聚苯乙烯大规模的生产。2.3 制品图样2.3.1具体尺寸及要求如图2.1 图 2.12.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析2.3.2.1 尺寸及公差从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表3-7为4级精度等级，查表3-8得4级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。2.3.2.2 塑料制品的形状如图1.1，此制品为圆形制品，具有一小孔，所以在设计时着重是侧抽芯机构。2.3.2.3 塑料制品的壁厚由图1.1可知，此制品壁厚为4mm。拐角处壁厚不均匀，它会固化或冷却速度的不同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力。因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。2.3.2.4 脱模斜度所设计的制品没有脱模斜度，即脱模斜度为零，这样制品对型心的包紧力大，脱模时较有脱模斜度的难，生产时可喷涂脱模剂。2.4 塑料制品成型性能聚酰胺成型性能优良，硬度、耐磨性和润滑性很突出，并且有很好的耐冲击性，其吸水性小，成型前可不进行干燥，收缩小，制品尺寸稳定，比热容小，可很快加热塑化，塑化量较大，故成型速度快，生产周期短，可进行高速注射；流动性好，可采用注射、挤出、真空等各种成型方法。但注射成型时应防止溢料，应控制成型温度，压力和时间等工艺条件，以减少内应力。故设计成型零件时要注意配合间隙的选择，并且设计冷却水道以控制温度变化情况。3 基本参数3.1 注射机选择根据制品结构选择立式注射机，查表塑料制品及其成型模具设计0.10初步选用sz-100/60立式注射机，主要参数如表3.1 表 3.1参数sz-100/60结构类型立式注射机理论注射容量/cm360螺杆直径/mm30注射压力/mpa150琐模力/kn400拉杆内间距/mm295185移模行程/mm260最大模具厚度/mm280最小模具厚度/mm160喷嘴球半径/mm15喷嘴口直径/mm4模具定位孔直径/mm503.2模具型腔数目的计算3.2.1 计算原理通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的80，即 v实 = vmax80 (3-1)式中 v实 - 制品实际所需注射量，单位cm3。 vmax - 注射机最大注射量，单位 cm3。 由表3.1 vmax=60cm3所以 v实=48cm33.2.2 制品体积制品的结构及尺寸如图2.1，体积如下式计算，v制=12236-823214420324=5.02cm33.2.3 型腔数目确定制品数目用n表示，利用下列公式进行计算， n= v实/v制=48/5.02=9.5通过计算可以设计八个型腔。因此制品为小批量生产，暂设计型腔数目为两个。 3.3 模架选择型腔数目为四个，设计为四方布排，根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表6-15初步选用200200模架具体结构如图3.1(a)、3.1(b) 图3.1 （a） 图3.1 (b)4 成型零件尺寸及结构4.1聚苯依稀的收缩率（s） 查塑料制品及其成型模具设计表0.1聚苯乙烯的收缩率范围为0.6-0.8，换算成平均收缩率scpscp=(0.5+4.0)/2=2.25 4.2 大型芯尺寸及结构设计 图 4.10.4.2.1 大型芯径向尺寸计算利用公式lm=ls(1+scp)+ 将数值代入计算 lm=16（1+2.25%）+0.8 =16.794.2.2 大型芯高度尺寸hm= hs(1+scp%)+ 将数值代入计算hm = 36(1+2.25%)+1.04 =18.274.3 侧型芯尺寸及结构设计4.3.1 侧型芯径向尺寸计算利用公式lm=ls(1+scp)+ 将数值代入计算 lm=4（1+2.25%）+0.8 =3.894.3.2 侧型芯深度尺寸hm= hs(1+scp%)+ 将数值代入计算hm= 4(1+2.25%)+1.04 =4.274.4 型腔尺寸及结构设计4.4.1 型腔径向尺寸，利用公式 lm=ls(1+scp)- 将数值代入计算 lm=24(1+2.25)-0.96 =23.574.4.2 型腔高度尺寸，利用公式 hm = hs(1+scp%)- 将数值代入计算 hm = 40(1+2.25%)-1.2 =39.92 4.4.3 型腔结构简单，采用整体式凹模，这种结构成形的制品质量较好，加工方便，并且就加工在型腔板上，与型腔板构成一体。 4.4.4 型腔底厚、壁厚计算 1 按刚度校核侧壁厚度，利用公式 t=r （4-8） 代入计算得 t=0.84 mm 2 按强度计算，利用公式 t=r( 代入计算 t= 2.58 mm 取较大值2.58mm。 4.4.5 底厚计算 按刚度计算 h=3.46mm 按强度计算 h=5.2mm 取较大值5.2mm。5 模具结构模具结构主要由以下部分组成：成型部分、侧向分型及抽芯部分、支承部分、推出机构、浇注系统、导向部分、紧固定位部分、冷却排气系统。在模具设计过程中，主要考虑塑料怎样进料，制品怎样成型、制品怎样脱出。从设计的制品结构来说，主要是侧孔的成型与脱出。5.1 制品小孔成型结构5.1.1 侧向分型与抽芯结构设计 本模具中，制品侧壁上有与开模方向不同的侧向孔，阻碍制品成型结构的直接脱模，因此需将成型侧孔的成型零件做侧向运动，需做成侧型芯，然后在再从模具中推出制品，完成侧型芯的抽芯与复位的机构称为侧向分型抽芯机构。5.1.2 抽芯距离的确定 抽芯距离指的是侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品取出位置时，侧型芯在抽拔方向所移动的距离，抽芯距一般应大于制品侧孔深度或凸台高度23mm。即： s= h + (23) mm s抽芯距 h制品最大侧孔深度 h=4 s= 4+ (23) =67mm5.1.3 抽芯力的计算塑料制品在冷凝收缩时，对侧型芯产生包紧力，抽芯机构所需的抽芯力，必须克服包紧力所引起的抽芯阻力及抽芯机构机械滑动时的摩擦力，才能把活动型芯拔出。影响抽芯力的因素很多，且相当复杂，精确抽芯是十分困难的，在设计抽芯结构时，应全面分析，找出主要影响因素进行粗略计算。如下图所示侧型芯受力分析：从图中可知：摩擦力f=f（ffsin） （5-1）式中： f摩擦力 f由塑料制品收缩产生的对侧型芯的包紧力造成的抽芯阻力。 f摩擦系数，一般取0.5-1.0，本设计中取0.5。依据受力图可列出平衡方程式=0 即： fcos= ffsin （5-2） 将（5-1）代入（5-2）得 f(ffsin) cos= ffsin f=pa 式中p塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，制品在模内冷却，p取19.6mpa。 a塑料制品包紧侧型芯的侧面积所以：f=19.6234 =147.7056 148 n那么 f=1480.908 =134.4 n 5.2 模具结构图6 浇注系统6.1 概述注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。对其要求是：使熔体平稳的进入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔内的气体顺利排出，在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分的把压力传到各个部位，以获得组织致密，外形清晰，尺寸稳定的塑料制品。可见，浇注系统的设计是十分重要的。浇注系统的设计正确与否，是注射成型能否顺利进行的关键，因此，要引起高度重视。6.2 浇注系统的设计1 主流道的设计主流道的截面形状一般为圆形，其锥度为26，在此模具的设计的设计中采用2，小端直径一般取36mm,且大于注射机喷嘴直径0.51mm,由表3-1注射机喷嘴直径为4mm。将此模具主流道小端直径设计为4.5mm。主流道的长度一般不超过60mm,本模具设计为15 mm。主流道大端倒角r2。由于主流道需要与高温塑料频繁接触，故设计主流道衬套是十分必要的，尤其是主流道要穿过两块板时，如果没有主流道衬套，在结合处很容易发生溢料，导致主流道难以取出，主流道衬套的球半径比注射机的球半径大12mm，设计球半径为sr14mm。主流道衬套的尺寸查表3-6-62模具实用技术设计综合手册。2 分流道设计在采用多型腔模具时，就应该使用分流道，在设计时，根据情况的不同，采用不同的截面，不同的布置。1）分流道的截面形状和尺寸 分流道的截面形状有好几种，包括圆形、u形、半圆形、正方形。在设计时一般常用的为梯形半圆形和u形。在此模具中，采用u形分流道。 2）分流道的布置 在多型腔注射模具中，要求各型腔的制品表面质量和内部性能差异不大，所以流道的布置要合适，分流道的布置有平衡式和非平衡式两种，在本模具的设计过程中，为了保证制品质量，采用平衡式布局。 3 浇口的设计 浇口的基本作用是使分流道来的熔体产生加速以快速充满型腔。1） 浇口的形式及特点浇口在通常情况下有直接浇口、中心浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口等几种形式。直接浇口适用与热敏性塑料；中心浇口去除浇口方便一些，它适用与圆筒形、圆环形等中心带孔的制品成型，侧浇口是从制品侧面进料；点浇口截面积较小，熔体进料时，产生很高的剪切速度，同时产生摩擦作用，提高熔体温度；潜伏式浇口适用与表面质量高的制品。在本模具的设计中，考虑使用的是多型腔，采用侧口。2） 浇口截面形状、尺寸及位置本模具为三板式，为了便于制品脱模和浇注方便，采用点浇口，上端直径为3mm,下端直径为0.5mm。7模具与成型机械关系的校核7.1制品及流道体积7.1.1 制品体积 vi=5.02cm7.1.2 流道体积 主流道体积 v主=1/3h(r+rr+r) 代入计算v主=1/3h(r+rr+r) =1/33.1415（4.54.566）=3.07 cm7.1.3分流道体积v分1= rlr= 3.143503.143 =2.3 cmv总= v主+v分 =3.072.3 =5.37 cm7.2注射机的校核1 最大注射量的校核根据公式 kv0v代入计算得v=32.9 cm 符合注射机的要求 2. 注射压力的校核，按下公式 pop 根据p=60-110mpa 符合所需要求 3. 锁模力校核 根据公式 f机（nia+a1）pi 经过计算 a=803mm a1=503 mm 代入计算 f=89符合所须的注射要求 4拉杆间距的校核由表3-1可知，注射机的拉杆间距为295185，模具尺寸为250200，符合所须的注射要求。 5开模行程的校核 根据公式 sh1+h2+h3+(510)mm 代入计算h1+h2+h3+(510)= 6786mm 符合所须的注射要求 6. 模具厚度的校核 模具总厚度为200mm。 符合h小247h大 8 推出机构 8.1 概述 推出机构的设计是为了把制品从型芯型腔中推出来，为下一次注射做准备，推出机构的设计要求有：1 尽量使制品留在动模上。2 保证制品不变形，不损坏。3 保证制品外观良好。4 结构要可靠。8.2推出机构推出机构一般有推杆、推管、推件块等，从制品的形状、尺寸考虑，利用推管制品的壁厚太小，采用直推杆，制品的受力面积太小，会损坏制品，其他结构不适合成型本产品，所以将推杆设计成倒锥形，下面采用螺钉固定，保证装配需要。 9 导向支承紧固复位机构 9.1 导向机构 设计导向机构是为了使模具和模有正确的位置，以提高制品成型质量。另外，它还可以提高模具寿命。一般注射模采用的导向零件为导柱导套，在设计时选用标准件，查表5-5 模具标准应用手册。9.2支承零件在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、支撑板等。 9.3 紧固件及其他附件9.3.1 上模部分 固定定位圈螺钉选用m410。 9.3.2 下模部分 固定下模的螺钉选用m1260。 10 冷却系统 模具在注射时，应对模具温度进行较好的控制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计冷却系统，但由于本零件较小，可以通过模具自然冷却来保证热平衡。另外此制品为小批量生产，成型的制品精度等级为一般精度，故采用模具自然冷却，不设计冷却水道。 结束语通过此次毕业