机械毕业设计（论文）-盒盖塑料注射模模具设计【全套图纸】 .doc

编号 淮安信息职业技术学院淮安信息职业技术学院 毕毕业业论论文文 题 目盒盖塑料注射模模具设计 学生姓名 学 号 院 系 专 业 班 级 指导教师 顾问教师 二一三年十月 摘要 i 摘要摘要 本设计为盒盖注塑模的设计,设计分型面选在截面最大处,由于产品有内孔, 所以模具结构要用侧抽芯，浇口采用侧浇口，塑件成型后利用推板将成型制品 从动模上推出。 设计中需要对塑件的尺寸进行计算，确定尺寸精度，然后进行注射机的选 取。对注射机参数进行校核，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行 程、注射机的锁模力等。各个参数都满足要求后才能确定注射机的型号。 在设计过程中，为了更清楚的表达模具的内部结构，因此附有大量的模具 结构图和模具局部图，并通过通过 cad 出它的二维图。 关键词：关键词：塑料件,分型面,浇口,工艺分析 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 abstract ii abstractabstract this design is the design of injection mould for the cabinet. the design uses two mold cavity, type of the sprue is latent gate, the parting surface is chosen in the maximum section of the plastics. after plastics are molded， molding products are driven by putting from dynamic model,then using reset stem returned. in the design ,the size of the plastic parts needed to calculate ,thendetermine the size precision and select the type of injection moulding machine. checking the parameters of injection machine, including the thickness of mold closing,the size of mould installation,the trip of opening mold ,the clamping force of injection machine,and so on. determining the model of injection machine after each parameter are meet the requirements. finally use the cad software to mill out molding parts. in the design process , in order to express the internal structure of mould clearly，there have a lot of mould structure and mould local charts ，then throcadh cad and cad software plot its 2d stereo. keywordskeywords： cabinet,parting surface,runner,process analysis 目录 iii 目录目录 摘要摘要 i i abstractabstract iiii 目录目录 iiiiii 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1.1 模具的作用与地位 1 1.2 我国模具行业现状与特点 1 第二章第二章 塑件技术要求及工艺分析塑件技术要求及工艺分析 3 3 2.1 塑件技术要求 3 2.1.1 塑件零件图 3 2.1.2 塑件技术要求 3 2.2 塑件的工艺性分析 3 2.2.1 塑件的原材料的分析 3 2.2.2 塑件的尺寸分析 4 2.2.3 塑件表面质量分析 4 2.2.4 结构分析 4 2.2.5 计算塑件的体积和质量 4 第三章第三章 分型面的选择与浇注系统设计分型面的选择与浇注系统设计 5 5 3.1 分型面的确定 5 目录 iv 3.2 型腔的布局 6 3.3 初步确定注射机的型号 7 3.4 浇注系统的设计 8 3.4.1 主流道 8 3.4.2 分流道设计 9 3.4.3 浇口设计 9 3.5 浇注系统的计算 .11 3.5.1 剪切速率的校核 .11 3.5.2 主流道剪切速率校核 .11 3.5.3 浇口剪切速率的校核11 第四章第四章 成型零部件及计算成型零部件及计算 1212 4.1 型腔和型芯工作尺寸计算 .12 4.2 型腔侧壁厚度计算 .14 第五章第五章 模架的选择模架的选择 1616 5.1 组成模架的主要零件 .16 5.2 注射模标准模架结构尺寸的计算.16 5.3 注塑机的校核 .17 5.3.1 最大注塑量的校核 .17 5.3.2 锁模力的校核 .18 5.3.3 塑化能力的校核 .18 5.3.4 喷嘴尺寸校核 .18 5.3.5 定位圈尺寸校核 .19 5.3.6 模具外形尺寸校核 .19 5.3.7 模具厚度校核 .19 5.3.8 模具安装尺寸校核 .19 第六章第六章 推出机构设计推出机构设计 2020 6.1 概述 .20 6.2 脱模力的计算 .20 第七章第七章 冷却系统设计冷却系统设计 2323 7.1 温度调节系统的要求 .23 7.2 冷却回路尺寸的确定 .23 7.3 冷却回路的布置 .24 第八章第八章 抽芯机构设计抽芯机构设计 2727 8.1 侧向分型与抽芯机构的分类 .27 8.2 机动侧向分型与抽芯机构 .27 8.3 液压或气动侧向分型与抽芯机构 .27 8.4 手动侧向分型与抽芯机构 .27 目录 v 8.5 确定抽芯距 .28 8.6 确定斜导柱倾角 .28 8.7 确定抽拔力 .28 8.8 确定斜导柱的尺寸 .29 第九章第九章 合模导向系统设计合模导向系统设计 3030 9.1 导柱的设计 .31 9.2 导向孔与导套 .31 9.3 导柱的数量和布置 .31 第十章第十章 模具的装配与模具的调试模具的装配与模具的调试 3333 10.1 模具的装配 33 10.2 模具的调试 34 第十一章第十一章 模具工作过程模具工作过程 3636 总结与展望总结与展望 1 1 致谢致谢 2 2 参考文献参考文献 3 3 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 模具的作用与地位模具的作用与地位 模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模 型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为 “工业之母” 。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高 新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效 率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被 国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航 空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日 用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩 托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视 机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上； 在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中 占 90%以上；在枪支等兵器军工产品中占 95%以上。为我国经济发展、国防现代 化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展， 模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水 平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要 的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 1.2 我国模具行业现状与特点我国模具行业现状与特点 改革开放特别是近十年以来，我国国民经济飞速发展，市场对模具的需求 量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，十五期间， 我国模具行业年增长速度达到 20。很多大型企业纷纷建立自己的模具设计中 心。权威统计：目前全国共有模具生产企业约 3 万家，从业人员近 100 万人， 2009 年模具销售额约 980 亿元。根据 2008 年我国工业普查资料，模具制造行业 主营收入 500 万元以上企业全国共有 2813 个，从业人员 41.22 万人，工业总产 值 1178.35 亿元（含模具及非模具产品） ，资产总计 1206.34 亿元。2011 年 1- 10 月中国模具产量为 8172664 套。其中，2011 年 10 月份，我国生产模具 103 万套，同比增长 44.24%。 但是我国绝大部分模具都是针对特定用户而单件生产的，模具企业与一般 工业产品企业相比，数量多、规模小，多为中小企业。由于模具产品技术含量 较高，活化劳动比重大，增值率高，生产周期较长，因而模具制造行业就有了 技术密集和资金密集、均衡生产和企业管理难度大、对特定用户有特殊的依赖 性、企业资金积累慢以及投资回收期长等许多特点。由于模具产品品种繁多， 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 大小十分悬殊，要求各异，因此模具企业发展适于“小而精、小而专、小而特” ； 行业发展适合于集聚生产和集群式发展，以建立较强的协作配套体系。这也是 模具行业的重要特点之一。 从产业布局来看，广东省和江浙地区是我国模具工业最为集中的地区，内 地的模具制造也成快速发展的势头，相继涌现出来模具园区、模具园城等。 从产需情况看，我国中低档模具已供过于求，而以大型、精密、复杂、长 寿命模具为主要代表的高技术含量模具自给率还较低，有很大一部分依旧依靠 进口。目前模具总销售额中塑料模具占比最大，约占 45%；冲压模具约占 37%； 铸造模具约占 9%；其他各类模具共计约 9%。 从产业技术进步看，近年来，在政府政策扶持和引导下，模具行业投入较 大，企业装备水平和实力有了很大提高，生产技术长足进步，cad/cam 技术已普 及；热流道技术和多工位级进冲压技术已得到较好推广；cae、capp、plm、erp 等数字化技术已有一部分企业开始采用，并收到了较好的效果；高速加工、并 行工程、逆向工程、虚拟制造、无图生产和标准化生产已在一些重点骨干企业 实施。 第二章 塑件技术要求及工艺分析 3 第二章第二章 塑件技术要求及工艺分析塑件技术要求及工艺分析 2.1 塑件技术要求塑件技术要求 2.1.12.1.1 塑件零件图塑件零件图 图 1-1 塑件图 2.1.22.1.2 塑件技术要求塑件技术要求 该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别 高的表面质量要求，所以比较容易实现 2.2 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析 2.2.12.2.1 塑件的原材料的分析塑件的原材料的分析 聚甲醛是结晶度很高的高聚物。它的突出特点是综合力学性能好。其强度、 硬度很高，尤其是弹性模量很大，具有与金属材料较接近的比强度和比刚度； 聚甲醛还具有很好的冲击强度和疲劳强度，好的耐磨性和小的摩擦系数。 聚甲醛的吸水性比聚酰胺和 pom 等塑料小，成型前可不必要进行干燥，其 制品尺寸稳定性较好，可以制造较精密的零件。但聚甲醛熔融温度范围小，熔 融和凝固速度快，其制品容易产生毛斑、折皱、熔接痕等表面缺陷，并且收缩 率大，热稳定性差。 聚甲醛是一种较好的工程材料，可以在很多领域代替钢、铜、铝、铸铁等 金属材料制造许多多种结构零件。 注射机类型： 螺杆式 预热和干燥 t/: 80100 35h 密度1.411.43 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 计算收缩率/%1.53 料筒温度/： 后段 160170 中段 170180 前段 180190 喷嘴温度 t/: 170180 模具温度 t/:90120 注射压力 p/mpa：80130 成型时间 t/s:注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 2060 总周期 50160 螺杆转速 n/(rmin-1):28 后处理：方法红外线灯、古风烘箱 温度 t/140145 时间 t/h4 2.2.22.2.2 塑件的尺寸分析塑件的尺寸分析 技术要求中提出该塑件的尺寸公差 it3（sj1372-78） 。 由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺 寸加工可以保证。 2.2.32.2.3 塑件表面质量分析塑件表面质量分析 该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别 高的表面质量要求，所以比较容易实现。 综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要 求可以得到保证。 2.2.42.2.4 结构分析结构分析 见零件图,考虑到简化模具结构,而且产品有侧凹。就此看来，该零件属于 中等复杂程度。 2.2.52.2.5 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量 计算塑件重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 根据设计手册可查得 pom 的成型收缩率成:2% 密度为 1.42g/ cm 成型温度： 180200。 计算塑件的体积：v10.5cm（通过软件计算） 计算塑件重量：w=v10.5cm1.42g/cm=14.91g 故塑件的重量为：14.91g 第三章 分型面的选择与浇注系统设计 5 第三章第三章 分型面的选择与浇注系统设计分型面的选择与浇注系统设计 3.1 分型面分型面的确定的确定 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具 的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分 型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。 应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件表面质量 无特殊要求，结构也比较间单，固选平直分型面。如图 3 如何确定分型面，需 要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统 设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、 排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从 几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 （2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 （3）保证塑件的精度要求。 （4）满足塑件的外观质量要求。 （5）便于模具加工制造。 （6）对排气效果的影响。 与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、 成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短 等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以 提高生产效率，降低塑件的整体成本。模具的型腔数可根据塑料制品的产量、 精度高低、模具的制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因 素确定的。 型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货 长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。 由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考 虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的 足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑 件内在质量均一稳定。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 图 2-1 3.2 型腔的布局型腔的布局 注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也可以 是多腔，每一次注射生产多个塑件，模具按型腔数目可以分为两类： (1) 单型腔模具 该类型仅有一个型腔的模具，每次成型一个塑件。 (2) 多型腔模具 该类型有两个或两个以上的型腔，可一模制成成型多个塑件。目前常规设 计都是单层腔。另外也有双层型腔模具，它的优点是在模板面积大小基本不变， 获的加倍数量产品，提高经济效益。 确定模具型腔数目时，我们可以从以下几个方面考虑： （1） 塑件大小与设备的关系 成型大或中型塑件时，一般采用单型腔。这一方面是考虑、塑料的充模流 动性，要保证塑料充满型腔，另一方面，设计多个型腔则模具体积大而重，加 工难度增大。中、小型塑件的成型模具设计多个型腔可以较好地发挥设备和模 具能力，提高生产效率，实现经济化生产。 （2）充分利用现有设备 应优先考虑利用企业自己的生产资源，如成型设备，使生产更加经济。 （3）使塑件精度比较容易得到满足 一般，塑件精度要求不高时，对模具制造以及制品成型工艺的控制要求也 较低。在此情况下，可以根据设备的能力计算，确定型腔数目。当塑件精度较 高时，型腔过多会使制品质量难以保证，模具加工费过高，型腔数目愈多，对 各个型腔的成型工艺条件控制的一致性也就愈差。 （4）不使模具结构复杂化 对形状较复杂或精度较高的塑件，有时为了增加一个型腔，模具结构会变 得复杂得多，模具制造精度也提高了许多，所以考虑型腔数目要注意经济效益， 第三章 分型面的选择与浇注系统设计 7 不合算则予以避免。 （5）视塑件生产批量要求 当塑件生产批量不大时，为了降低成本，常常设计单型腔模具。塑件生产 批量较大或很大时，模具需达到完成相应任务的能力，所以常常设计多个型腔。 （6）降低模具制造费用 模具费用是构成制品成本的一因素，为了降低制品成本，常常对模具费用 作一定限制。复杂、精密塑件，其模具每增加一型腔，加工成本增大的数量十 分可观。 总之，影响型腔数目因素较多且错综复杂，应统筹兼顾，切忌犯片面性错 误 本模具的型腔布置图如下： 3.3 初步确定注射机的型号初步确定注射机的型号 注射量的确定：经计算，该塑料制件的单件质量为： gms91.14 浇注系统的重量可根据 0.2 倍塑件体积来计算浇注系统的体积； 1.2x0.25.10 1 v 3 cm 粗略估计浇注系统质量：ggvm jj 342.11.2 总重量为：gm91.7191.143 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 满足注射量： 80 . 0 / 塑机 vv 式中：额定注射量 机 v 塑件与浇注系统凝料体积 塑 v 由上可得： = 21.26 塑 v3 8.0 )91.14(2.1 cm 3 cm 结合上面计算，初步确定注塑机为注射机 xs-z-200.其主要技术参数如表所 示: 表 2-1 注射机参数 型号xsz200 型 螺杆直径（mm） 35 注射容量（cm3或 g） 200 注射压力（n/cm3） 150 锁模力 （kn） 600 最大注射面积（cm2） 14.05 模具厚度（mm）150550 模板行程（mm） 300 喷嘴球半径（mm） 10 喷嘴孔直径（mm） 4 喷嘴伸出量（mm） 20 顶出行程（mm） 80 外形尺寸（m * m * m） 3.9 x 1.3 x 1.8 3.4 浇注系统的设计浇注系统的设计 3.4.13.4.1 主流道主流道 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑 料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体 的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最 小。 根据设计手册查得 xsz200 型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径：d0=4mm； 喷嘴前端球面半径：r0=12mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 r=r0+(12)mm d=d0+(0.51)mm 第三章 分型面的选择与浇注系统设计 9 取主流道球面半径 r=13mm； 取主流道的小端直径 d=4.5mm. 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为 13，经换算得大端直径 d=8.5mm。为了使熔料顺利进入分流道，可在主流 道出料端设计半径 r=3mm 的圆弧过渡。 图 2-3 主流道 3.4.23.4.2 分流道设计分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的 作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注 意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 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。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选 用形状为圆形分流道，查塑料模设计手册得 r=3mm。 塑料迅速冷却，只有内布的熔体流动比较理想，因此分流道表面粗糙度一 般取 ra1.6mm 3.4.33.4.3 浇口浇口设计设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的 选择恰当与否，侧关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。 浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。 按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式。 (1).侧浇口 (2).中心浇口 (3).侧浇口 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 (4).环形浇口 (5).轮辐式浇口 (6).爪形浇口 (7).侧浇口 (8).侧浇口 按此零件对外表面的要求:该零件的表面要求没有明显的缺陷、毛刺、无飞 边及要有一定的光泽。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试 模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型及 质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇 口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要 认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： (1)浇口应开设在塑件壁厚最大处。 (2)必须尽量减少熔接痕。 (3)应有利于型腔中气体排出。 (4)考虑分子定向影响。 (5)避免产生喷射和蠕动。 (6)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 (7)尽量缩短流动距离。 图 2-4 胶口的位置 第三章 分型面的选择与浇注系统设计 11 3.5 浇注系统的计算浇注系统的计算 3.5.13.5.1 剪切速率的校核剪切速率的校核 生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 r=5.810 510 s 23 、浇口的剪切速率 r=10 10 s时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性 1451 塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示： r= 3 3 . 3 n v r q 式中 q 体积流量（cm /s） ；r 浇注系统断面当量半径（cm） 。 v 3 3 n 3.5.23.5.2 主流道剪切速率校核主流道剪切速率校核 q=0.8q/t =338.21.5=225.5 （cm /s） 主v公 3 t 注射时间：t=2.5（s） ； r 主流道的平均当量截面半径：r =0.538（cm） nn 4 21 dd d 主流道小端直径 ，d =0.63 （cm） ；d主流道大端直径， 112 d=1.2（cm） 2 r= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 s 主 3 3 . 3 n v r q 31 510 1.4710 510 (满足条件) 233 3.5.33.5.3 浇口剪切速率的校核浇口剪切速率的校核 r= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 s 浇 3 3 . 3 n v r q 1 其中：浇口面积 s=/4(d22-d12),当量面积 s=r所以 r=7mm。 2 当n当n 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 2 腔， 无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易， ，传递压力好，所以浇口 的剪切速率是合适的。 从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证 明流道与浇口的尺寸取值是合理的。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 第四章第四章 成型零部件及计算成型零部件及计算 本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 pom 收缩率为 q=2%，考虑到工厂模具制造的 现有条件，模具制造公差取 z=/3 4.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算 根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素， 定模的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定模芯采取整体式结构， 其结构见总装图。 成型塑件内表面的零件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯 和 螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体 部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成 型杆。 主型芯的结构设计 按结构主型芯可分为整体式和组合式两种 组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这 种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。 所以我们采取动模型芯采取组合式结构，将型芯割开以便加工。其凸模型 芯凹模的结构形式另见模具总装图。 型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 s，塑件的基本尺寸 ls 是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为 ls-，模具 型腔的基本尺寸 lm 是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为 lm+z/2。型腔的平均磨损量为 c/2，如以 lm +z 表示型腔尺寸, pom 平 均收缩率 s=0.5%. lm +z/2+c/2=(ls-/2)+(ls-/2)s 经整理最终公式为：lm0+z=(1+s)ls-(0.50.75)0+z 型腔计算 第四章 成型零部件及计算 13 07.0 0 07.0 0 28.0 4 1 0 0 0 38.55 21.038.76 28.0 4 3 38)02.01( 4 3 )1()( z z sm lsl 07.0 0 07.0 0 28.0 4 1 0 0 0 38.55 21.016.11 28.0 4 3 16)02.01( 4 3 )1()( z z sm lsl 型腔高度计算 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 0 34.58 1.034.68 15.0 3 2 3402.01 3 2 1 z z sm hsh 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 0 19.28 1.019.38 15.0 3 2 1902.01 3 2 1 z z sm hsh 型芯计算 0 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 32.75 11.032.64 15.0 4 3 32)02.01( 4 3 )1()( z z sm lsl 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 0 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 6.23 11.06.12 15.0 4 3 6)02.01( 4 3 )1()( z z sm lsl 0 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 8.27 11.08.16 15.0 4 3 8)02.01( 4 3 )1()( z z sm lsl 型芯高度计算 0 04.0 0 04.0 0 15.0 4 1 0 0 31.72 1.031.62 15.0 3 2 3102.01 3 2 1 z z sm hsh 4.2 型腔侧壁厚度计算型腔侧壁厚度计算 (1)凹模型腔侧壁厚度计算 凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式 sr-r=r(/-2p)1/2-1 进行计算。 式中各参数分别为： p=50mpa(选定值)； =0.05mm； =160mpa r=28mm sr-r=r(/-2p)1/2-1 =28(160/160-250)1/2-1 16.8mm 一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度 为 17。 (2)凹模底板厚度计算 第四章 成型零部件及计算 15 按强度条件计算，型腔地板厚为： p=50 mpa r=28mm =160mpa h1.22pr2/1/2 1.2250282/1601/2 17.3mm 一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度 为 18mm。 图 4-1 型芯图 图 4-2 型腔图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 图 4-3 型芯镶件 第五章第五章 模架模架的选择的选择 塑料注射模模架已经标准和系列化了，因此设计时只需根据塑件的结构和 尺寸标 由于注塑件结构采用侧浇口,并且是自动化生产,模具所需要分型,才能实现 自动化,侧选用即可。 塑料模的模架包括动模（或下模）坐板、定模（或上模）坐板、动模（或 下模）板、定模（或上模）板、支承板、垫板等。 5.1 组成模架的主要零件组成模架的主要零件 动模座板和定模座板 它是动模和定模的基座，也是固定式塑料模或成型设备连接的模板。应具 有足够的强度和刚度。 二 动模板和定模板 它的作用是固定凸模或型芯、型腔、导柱、导套等零件，所示又称为固定 板。对于移动式压缩模，开模力作用在固定板上，因而固定板应有足够的强度 和刚度。为了保证型腔、型芯等零件固定稳固，固定板应有足够的厚度。 三 支承板 支承板是垫在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯或凸模、型腔、导 柱、导套等零件的脱出，增强这些零件的稳固性并承受型芯和型腔等传递而来 的成型压力。 四 垫块 第五章 模架的选择 17 垫块的作用是使动模支承板与动模座板之间形成用于推出机构运动的空间， 或调节模具高度以适应成型设备上模具安装空间对模具高度的要求。 5.2 注射模标准模架结构尺寸的注射模标准模架结构尺寸的计算计算 一 应选择的关键参数 选择模架的关键是确定型腔模板的周界尺寸 )(宽长 和厚度，要确定周界 尺寸就要确定型腔到模板边缘之间的壁厚。 1 型腔壁厚 s 的确定 根据经验数据，当型腔压力（注射） ，型腔侧壁厚度 mpa49 ， )(1720 . 0 mmls 注：型腔为整体式， mml100 ，表中值需乘以 9 . 085. 0 2. 支承模厚度 h 的确定 根据经验数据，当 mmb102 时， lmmb ，则 bh)13. 012. 0( 注：当压力时，取表中数值乘以。 mpap29 35 . 1 25 . 1 型腔中 pom 塑料的平均压力为 mpampa29 3 . 34 二 模架的选择步骤 1.确定模架的组合形式 2. 确定型腔壁厚 3. 确定模架尺寸 型腔深度根据，查资料： 定模板选择 b=300.l=350，h=70； 动模板选择 b=300.l=350，h=100； 选择标准模架 a3 型。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 图 5-1 模架图 5.3 注塑机的校核注塑机的校核 5.3.15.3.1 最大注塑量的校核最大注塑量的校核 注射量的确定：经计算，该塑料制件的单件质量为： gms91.14 浇注系统的重量可根据 0.2 倍塑件体积来计算浇注系统的体积； 1.2x0.25.10 1 v 3 cm 粗略估计浇注系统质量：ggvm jj 342.11.2 总重量为：gm91.7191.143 满足注射量： 80 . 0 / 塑机 vv 式中：额定注射量 机 v 塑件与浇注系统凝料体积 塑 v 由上可得： = 21.26 塑 v3 8.0 )91.14(2.1 cm 3 cm 为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在 公称注塑量的 35%75%范围内，最大可达 80%，最小不小于 10%。为了保证塑件 质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在 50%80%。 所以满足 第五章 模架的选择 19 5.3.25.3.2 锁模力的校核锁模力的校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模 力： fk ap 分 型 1.21/43.1411222510 6 295.42kn 因此锁模力满足要求。 式中 :f 注塑机额定锁模力： 600kn；k 安全系数，取 k=1.2； 5.3.35.3.3 塑化能力的校核塑化能力的校核 由初定的成型周期为 60 秒计算，实际要求的塑化能力= 成型周期 每次实际注射量 即：217.6/60=3.63（g/s） ，远小于注塑机的塑化能力 22.2（g/s） ，说明注 射机能完全满足塑化要求。 5.3.45.3.4 喷嘴尺寸校核喷嘴尺寸校核 在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径 r2 取比注射机喷嘴 球面半径 r1 大 12 mm，主流道小端直径 d 取比注射机喷嘴直径 d 大 0.51 mm，如图 4 所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴 尺寸是标准，模具的制造以它为准则。 图 5-2 喷嘴与浇口套尺寸关系 由于本次选择的注塑机喷嘴球半径为 18mm，喷嘴口直径 6mm。选择浇口套 时同时考虑到相关标准选择 r2=20mm，d=8.5mm。 5.3.55.3.5 定位圈尺寸校核定位圈尺寸校核 模具安装在注塑机上必须使模具中心线与料筒、喷嘴的中心线相重合，定 位圈与注塑机固定模板上的定位孔呈间隙配合（h8/e8） 。定位圈的高度，对小 型模具为 8mm10mm，对大型模具为 10mm15mm。此外，对中小型模具一般只在 定位模板上设置定位圈，对大型模具可在动、定模板上同时设置定位圈。本次 设计的模具只在定模板上设置定位圈，定位孔直径为 100mm，定位圈的高度为 10mm。定位圈形式如下图所示： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 图 5-3 定位圈 5.3.65.3.6 模具外形尺寸校核模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸 要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间 装在注塑机的工作台面上。本书中拉杆内间距 410510mm，模具外形尺寸设计 为 300350mm，满足要求。 5.3.75.3.7 模具厚度校核模具厚度校核 模具厚度必须满足下式： hh h min m max 150mm331mm550mm 式中：h 所设计的模具厚度 331 mm；h注塑机所允许的最小模 mmin 具厚度 150 mm；h注塑机所允许的最大模具厚度 550 mm； max 5.3.85.3.8 模具安装尺寸校核模具安装尺寸校核 注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“t”形槽，用 于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉 直接固定时（大型模具常用这种方法） ，模具动，定模板上的螺孔及其间距，必 须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这 种方法） ，只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。 该模具外形尺寸为 300350 属中，小型模具，所以采用压板固定法。 第六章第六章 推出机构设计推出机构设计 6.1 概述概述 推出机构是开模后将塑件推出的机构。本模具根据塑件的情况采用推板推 出塑件。推板机构是推出机构中最简单最常见的一种形式。推板的推出的特点 是加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中 广泛应用，但是，由于它与塑件接触面积一般比较少，设计不当易引起应力集 中因而顶穿塑件变形，因此当用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状或箱类塑件 第六章 推出机构设计 21 时，应增加推板数量，增大接触面积。 制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将 最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构 时应遵循下列原则13。 1）推出机构应尽量设置在动模一侧，由于推出机构的动作是通过装在注射 机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正 因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。 2）保证塑件不因推出而变形损坏，为了保证塑件在推出过程中不变形、不 损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推 出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体 形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿 孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、 不损坏。 3）机构简单动作可靠，推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机 构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确 保塑件顺利脱模。 4）良好的塑件外观 ，推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和 非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕 迹影响塑件的外观质量。 5）合模时的正确复位，设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复 位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动 推出，机动推出，液压气动推出机构。 6.2 脱模力的计算脱模力的计算 将制件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。计算脱模力时 应考虑以下方面； （1）由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值由试验决定； （2）由大气造成的阻力； （3）由塑件的粘附力造成的脱模阻力； （4）推出机构运动摩擦阻力 以上各项中， （1）与（2）两项起决定作用， （3）与（4）两项可用修正系 数的形式包括在脱模力的计算公式中。 此外，脱模力的 大小还与制品的厚薄及几何形状由关系，因此将制品所需 脱模力，按厚壁和薄壁两类加以区别，在本课题中，对脱模力作粗略估算。 根据黄虹主编的塑料成型加工与模具 ， 制件为矩形断面所需的脱模力为 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 a k fesl f1 . 0 )1 ( )tan(cos8 2 2 cossin1 2 fk k2无量纲系数，其值随 f 和而异；k2可从表 8-2 中选取； t/d壁厚与直径之比； 2矩形制件的平均壁厚，； a,b矩形型芯的断面尺寸，； s塑料平均成型收缩率； e塑料的弹性模量，mpa； l制件对型芯的包容长度，mm； f制件与型芯之间的摩擦系)； 脱模斜度 0 塑料的泊松比； a盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm2，通孔制件的 a 等 于 0。 根据黄虹主编的塑料成型加工与模具查表得 pom 的相关参数为： 的范围为 0.4-0.8，取 0.5； e 的范围为 11001600 mpa,取 1350mpa； 取 0.32 f 取 0.30 查表 8-2，脱模斜度取 140 23 s1.5 073834196 . 1 96707453. 0254493299 . 0 3 . 01 2 k nf84.85362 073834196.1)32.01( )263157894.030.0(967074537.0180015.0135038 6.3 推板的设计 推出结构由推出、复位、导向三大部分组成。本设计塑件脱模依靠注射机 的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。 推出机构设计原则： （1）设计的推出机构应尽量使塑件留于动模一侧 （2）塑件在推出时不发生变形和损坏 （3）不损坏塑件的外观质量 （4）合模时推出机构正确复位 （5）在推出和复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠、灵活，制造容 第七章 冷却系统设计 23 易。 图 6.3 推板 第七章第七章 冷却系统设计冷却系统设计 7.1 温度调节系统的要求温度调节系统的要求 模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和 粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的 银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不 均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上 需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。pom 推荐的成型温度为 160- 220，模具温度为 4080 。 (1)根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式； 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 24 (2)希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量； (3)采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好； (4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉； (5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。 在注塑成型工艺过程中，模具温度侧影响塑料的充模和塑料件的定形，也 侧影响注塑周期和塑料件质量，因此，必须对模具进行有效冷却，使其温度保 持在一定范围内。 注射模具的温度是指模具型腔的表面温度。在注射成型过程中，模具温度 侧影响到塑件的质量(如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等） ，并 且对生产效率起到决定性的作用，因此，必须采用温度调节系统对模具的温度 进行控制。 模具温度调节系统包括冷却和加热两个方面，对于大多数要求较低模温 （一般低于）的塑料（如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、pom 等） ，只需设置c80 模具的冷却系统即可，因为，通过调节水的流量就可达到调节模具温度的目的。 7.2 冷却回路尺寸的确定冷却回路尺寸的确定 求塑件在硬化时每小时释放的热量 q1 查表得 pom 的单位流量为 30104 j/kg 得 q1=wq2=0.2630104 =7.8104 需要设计冷却回路 冷却回路的孔直径的确定