《骨架注塑模说》word版.docVIP

骨架注塑模说明书 系 部：机 械 工 程 系 专 业：模具设计与制造 班 级： 10123 学 生： 税 鹏 学 号： 18 指 导 老 师： 王静（老师） 2013年 4 月 1 日 至 2013年 5 月 31 日 目录绪论.1第1章 塑件的工艺分析.11.1 塑件的原始材料分析. . . . . . . .11.2 塑件的结构.尺寸精度及表面质量分析.4 1.3 明 确 塑件生产批量. . . . .51.4 估 算 塑件的体积和重量. . . . . .51.5 分析 塑件的成型工艺参数. . . . . . .5第2章 注射机的选用.6 2.1.确定型腔数目.6 2.2 大致确定模具结构.6 2.3 初 选 注 塑 机 型 号.6第3章 模具设计.7 3.1 型腔型芯的计算.7 3.2 型腔壁厚.8 3.3 有关机构的计算.8 3.4 冷却系统的计算. . . . . . . .12 第4章 模具结构设计.15 4.1 塑件分型面选择.15 4.2 型腔排列 流道 浇口的确定.16 4.3 成型零件的结构设计.18 4.4 侧向分型与抽芯机构的设计.18 4.5 冷却方式设计.21第5章 模具结构草图的绘制.21第6章 模具装配图的绘制.23第7章 致谢. .24第8章 参考文献.251 绪论注模具是工业生产用的重要的工艺装备，在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业以成为工业发展的基础，许多新产品的研制与开发很大程度上依赖于模具的生产，因此，研究和发展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。本论文主要论述了材料为PA的小尺寸、一般精度的骨架注射模的设计方法。论文首先介绍了塑料成型基础及塑料注射成型的工艺过程；其次通过对注塑加工方法及骨架进行综合工艺分析，确定了骨架注射模的设计方案，即该模具采用一模四腔、侧抽芯的设计方案。然后针对该方案进行了重点论述，主要包括侧抽芯的塑件及其注塑模的设计过程、注塑模主要零部件的设计要点等。其中注塑模主要设计的重点包括：侧抽芯设计、零件结构设计、模具分型面的选择、型腔数目的确定、浇注系统的设计、滑块的设计、注射机的强度校核等。最后论文针对骨架塑件的成型工艺方法以及其模具采用侧抽芯生产的可行性进行了论证。关键词：骨架； 注塑模； 侧抽芯； 分型面；注塑机。 AbstractMold is an important setup in modern industry .In manufacturing industry,6090 percent of products utilize mold. Molding industry has been a essential factor of industry development. A number of new products developments considerably depend on mold making. Therefore, it is significant for national economy to research and improve mold technology.The dissertation introduces the design of injection plastic mold for the button linked belt. the mold made by ABS is small size and common precision. Firstly, The dissertation mainly explains the designing process of the mold. Secondly, The dissertation analyses shaping craft and devises the shaping strategy. The mold adopts one mold and four- cavities and side pull. The dissertation gives fully analysis to the making process. Thirdly, the dissertation focuses on the analysis of the design of injection plastic molds for the button linked belt , including: side pull design; structural part design; decision of parting plane; assurance of cavity number; design of gating system; design of sliding block ; strength verification, etc. Lastly, the dissertation demonstrates the feasibility of the design.KeyWords：the button linked belt injection plastic mold side pull Parted plane injection machine 第一章 塑件工艺分析1.1、塑件的原始材料分析 该材料为尼龙610（PA塑料），骨架塑件如图1： 图1 骨架塑件尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺不二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，不PS、PE、PP等丌同，PA丌随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225。温度一旦达到就出现流动。尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成仸一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15gcm3。拉伸强度：60.0Mpa。伸长率：30%。弯曲强度：90.0Mpa。缺口冲击强度：(KJm2)5。尼龙的收缩率为1%2%。需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100%相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可40105之间。熔点：215-225。优点：1.机械强度高，韧性好，有轳高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度不金属丌相上下，但它的刚性丌及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。2.耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玱璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上)。4.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用丌太高时可丌加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轱摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长.5.耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但丌耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱碱等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。6.有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。7.有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有轳好的电绝缘性。8.制件重量轱、易染色、易成型。因有轳低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。1.2、塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析1.2.1、结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为回转体，在一个直径为13高为20的圆柱中间有一个直径为6.1高为8的台阶孔和一个直径为6高为12的螺纹孔，然后留壁厚为0.5。该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽心机构，该零件属于中等复杂程度。1.2.2、尺寸精度分析该塑件所有尺寸的精度为MT4级，对塑件的尺寸精度要求不高，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，该塑件的所有壁厚均匀，有利于塑件的成型。1.2.3、表面质量分析对该塑件表面没有什么要求，故比较容易实现。综合以上分析，注射时在工艺参数控制的好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.3、 明确塑件生产批量该塑件要求大批量生产。1.4、估算塑件的体积和重量按照图2 塑件各部分体积近似计算：由软件UG有： 故塑件的体积为：塑件重量为式中为塑料密度(ABS的密度)1.5、分析塑件的成型工艺参数干燥处理：PA材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：215225；建议温度：220。 模具温度：6090。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：70110MPa。 注射速度：中高速度。根据塑件形状及尺寸采用一模二件的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XSZY125。 第二章 注塑机的选用 2.1、型腔数目的确定 由于该塑件的体积不是很大，并且是回转体的塑件，周围有侧向抽芯，综合考虑成本及模具制造的难易程度，考虑采用四腔模具。2.2 大致确定模具的结构 塑件采用侧浇口浇注系统，模具采用两板式结构。2.3 初选注塑件型号由上面计算的计算可以知道注射所需要的体积好质量并结合实际情况考虑选用XSZY125。查阅注塑机使用说明书，得到参数如下： 注射压力 119MPa 模具锁模力： 900KN模板最大开合模行程 180模具最大厚度 300模具最小厚度 200最大开模行程 300 mm喷嘴圆弧半径 12喷嘴孔直径 4动、定模板尺寸 420450 螺杆口 42 定位孔直径 100 顶出孔直径 30 第三章 模具设计的有关计算3.1、型芯和型腔工作尺寸的计算查表塑料模设计手册表 1-4 塑料PA收缩率：1.0%2.5%。平均收缩率： 计算如下表：类别尺寸类型塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸型腔的计算径向尺寸的计算137141103深度尺寸的计算84520型芯的计算径向尺寸的计算6.11.5深度尺寸的计算83.53.2、侧壁厚度该型腔为组合式。因此，型腔的强度和刚度按组合式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验推荐数据。查塑料成型工艺与模具设计表6.10型腔侧壁厚表，取。这个只是限定在塑件之间，因为在塑件的周围是由滑块成型的故其壁厚完全能够满足要求。壁厚能够完全的满足强度和刚度的要求。3.3、有关机构的计算 由于该塑件上有M6的普通螺纹孔，由于是粗牙螺纹不能强行脱螺纹，脱螺纹的方式有强制脱出，移除模外脱出，模内手动脱螺纹和模内机构自动脱螺纹四种。考虑到方便简洁此塑件采用模内机构自动脱螺纹将螺纹型芯制造在一个连接齿轮和轴承的回转体上，利用齿轮与轴承，轴的配合来完成塑件的自由脱落。设计四个相同的螺纹型芯，另一头带齿轮。然后在设计两个一头带齿轮一头带上皮带的轴。其原理是通过电机将动力传到皮带，由皮带传给大齿轮，再由大齿轮传给两个螺纹型芯来进行螺纹的自动脱落。 设计尺寸如下：齿轮计算:标准直齿轮正确啮合条件是：模数相等，压力角相等，即 中心距 其中 ； 取3 ；各模板尺寸的确定： 长 宽 高 动模座板 280 140 25 垫块 140 30 32.5 推杆固定板 168 140 10 推板 168 14016 垫板 230 140 27.5 支撑板 230 140 20 动模板 230 140 40 定模板 230 140 25 定模座板 280 140 25 滑块 170 61 203.4 冷却系统的计算 模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度，表观和内在质量，以及塑件的生产效率，因此是模具设计中的一项重要工作。不同的塑料对模具温度的要求也不相同。此材料是PA属于热塑性塑料，此塑料的温度控制系统是冷却系统，它起到使模内塑料冷却定型的作用。 冷却系统的设计从以下几条考虑： 1 塑料的热量与塑料重量成正比。塑料所需冷却时间大致与塑件壁厚的平方成正比。 2 在注射完成时，模腔内的塑料受到高压作用，此时型腔的温度与型芯的温度相同。当浇口接近凝冻时，因塑料收缩，出现塑件与型腔脱松，同时塑件紧紧抱住型芯的现象，型芯往往又是塑件最后脱离的零件，所以，型芯受热时间较长。据此可认为，高型芯吸收的热量在模具总热量中占较大比例。实验表明，当型芯高度在60毫米左右时，吸收热量占模具总热量的55%左右，比60毫米更深些的型芯的吸收率为60%左右，若型芯内部有多处凹入结构时，型芯吸收率可达66%左右以上。 3 当塑件为平板时，动模与定模的温度接近。 4 当塑件壁厚不均匀时，塑件壁厚较厚处模具温度较高。设定模具平均工作温度为50，用常温20的水作为模具冷却介质，其出口温度为30，产量为（初选每二分钟一套）。故冷却水体积流量： 式中： 冷却水体积流量，（） 单位时间注射人模具内的树脂质量，（） 单位时间内树脂在模具内释放的热量，（，ABS为） 冷却水的比热容，（） 冷却水的密度，（） 冷却水出口处温度，（） 冷却水进口处温度，（） 查表可知所需的冷却水道直径为4毫米。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。综上考虑，冷却系统的设计如下，设计在滑块上，如下： 推板强度校核推板选用45钢，允许变形0.3。查塑料模设计手册由式5-103得： 推板厚度 推杆间距 总脱模力 推板宽度 钢材的弹性模量 (钢的弹性模量) 推板允许最大变形量所以推板强度合格。 第四章 模具结构设计4.1、分型面的选择 分型面选择的原则如下： 1 必须选择塑件断面轮廓的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具而必须遵循的基本原则。 2 尽量使塑件在开模之后留在动 下模边 3 尽量保证塑件外观质量要求 4 确保塑件位置及尺寸精度 5 利于实现侧向分型抽芯动作 6 利于模具制造 分型面的选择： 分型面在2处 此处分型面的选择基本符合分型面的要求原则，但由于此零件有螺纹型芯，这样的分型面会使塑件留在定模板上，但不利于模内自动脱螺纹的机构的设计，同时会增加模具的高度，增加制造成本。 分型面在1处 分型面在此处不仅有利于模具高度的设计，有利于螺纹型芯机构的设计且便于安装。 综上所述选择1处作为分型面合理。 4.2、型腔排列、流道。浇口的确定该骨架塑件是回转体塑件，并还带有扇形结构及侧向抽芯机构，故采用一模四腔横排结构，并且将侧口放在两侧采用普通浇注系统，由于是四腔模，必须设置分流道，用侧浇口形式从零件外部进料，利用分型面间隙排气。根据塑料模具设计手册初步得XSZY125型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：；喷嘴前端球面半径：；根据模具主流道与喷嘴的关系： 取主流道球面半径：；取主流道的小端直径；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，取，经换算得主流道大端直径为。 分流道的形状和尺寸分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查表5-40(塑料模具设计手册)得是塑件分流道快进入浇口处尺寸减缓的尺寸。 分流道的表面粗糙度由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。 浇口的设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。 排气系统该模具为小型模具，可利用分型面间隙排气，该分型面位于熔体流动的末端。 4.3、成型零件的结构设计 该塑件的成型部位大都是在型腔中成型，而型腔又是在滑块中成型，因此，此塑件的外观质量是靠滑块来成型，又因为此塑件是尺寸比较小的塑件。又是盲孔，因此要用电火花成型此塑件。但在加工时两块滑块要在同一工作台上加工，这样才能保证其对称度。材料选用CrWMn经热处理硬度达到58-62HRC。 型芯部位用圆柱成型，加工时按零件图加工，保证尺寸精度。 4.4斜导柱的设计与计算斜导柱的倾斜角取。则脱模力的计算为：脱模力（推出力）（）塑料弹性模量（，PA塑料取）塑料的平均成型收缩率（）包容凸模的长度（）塑料与刚的摩擦系数（PA塑料取0.2）塑料的帕松比（取0.3） 塑料平均壁厚()圆柱半径() （）查塑料成型工艺与模具设计表9.1 取。再查表9.2 得在斜导柱的设计中斜导柱采用了理论上最佳的斜角：，直径取。先计算抽心距： 综上取9毫米然后在CAD里根据抽心距算出斜导柱的长度，如图8： 图8 斜导柱长度的计算其强度校核：其中：斜导柱所受的弯曲力（）抽拔力（）斜导柱的斜角，所以斜导柱强度合格。 斜滑块（型腔）的设计斜滑块设计如图9：图9 斜滑块楔紧块的设计本模具采用楔紧块与定模板分开加工。如图9，倾斜角比斜导柱打两度也就是17。导滑的设计 利用导滑槽进行导向4.5、冷却方式查表可知所需的冷却水道直径为4毫米，采用常温下水就可以满足。 第五章 模具结构草图制品为骨架。该模具采用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板分开加工，楔紧块配合镶入模板中的形式，其刚度有所提高，承受的侧向压力也大。工作原理模具分流道与侧浇口开设在垂直分型面上，侧浇口在定模板上，并由骨架凸翼处进料。开模时，由分型面分型，斜导柱带动滑块做垂直分型面分型。由于制品对型腔和型芯具有较大的附着力，但因为制件上有螺纹孔的存在，故塑件会留在动模板上，同时因为有拉料杆的作用，使浇注系统落在了动模板这一方。模具开模后，电机和推杆同时运动，使塑件在电机的作用下自动向外运动，此塑件是一模四腔，而且是侧浇口连接，相互连接的作用可以起到止动作用，塑件掉落，有弹簧的做用复位杆自动复位。由人工将嵌件放入模具中，合模 注塑 保压 冷却 开模 。第6章 装配图的绘制 第7章 致谢 本次“骨架注塑模具”的设计能得以顺利完成，特别感谢王静老师的悉心指导和不倦的教诲，各位老师以渊博的学识、严谨的治学态度、强烈的创新精神和丰富的实践经验在课题的确定、资料的推荐及设计过程中对本人都作了耐心、详尽的理论