毕业设计（论文）-轴套注射模具设计.doc

江苏信息职业技术学院毕业设计江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）题 目 轴 套 院 系 机电工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具091 学生姓名 指导教师 摘 要我国制造正飞速发展，而模具所在比重不可小视，现今注塑模具完全被融合到生产设备里，它在一定程度上发挥着对外围设备进行调控的作用。随着电子，信息等高技术的不断发展，模具cad/cae/cam正向集成化、智能化和网络化方向发展。本设计主要介绍轴套的设计，运用cad绘画装配图零件图，pro/e三维建模等等。塑件工艺性的分析等等。确定行腔数目，分型面的选择，确定浇注系统，推出机构导向机构，成型零件的结构设计、工作尺寸设计，模具材料的选择。关键词：轴套注射模具设计，工艺性分析，模具的设计pick tochinese manufacturing is rapid development, and mould in proportion can not be ignored, now injection molding was completely fusion to the production equipment, to a certain extent, it plays a peripheral device to control the role. as the electronic, information the continuous development of high technology, mould cad/cae/cam positive integration, intelligence and network development direction.this design mainly introduces the design of the collar, using cad drawing parts drawing assembly drawings, pro/e of 3 d modeling, and so on. the analysis of the technology of plastics, etc. determine the number of cavity while curing, points the selection of type, sure gating system, roll out institutions steering mechanism, the structure design, molding part work size design, mould material selection.keywords: collar injection mold design, technology analysis, mould design目 录第一章 轴套的工艺性分析 一）、塑料的工艺性分析 二）、塑件结构工艺性分析 三）、塑件尺寸工艺性分析第二章 注射机的选择一） 行腔数目的的初步确定二） 注射机的选择三） 最大注射量的校核四） 注射压力的校核五） 锁模力的校核六） 模具与注射机合模部分相关尺寸校核七） 开模行程校核八） 推出机构校核第三章 注射成型方案确定一） 分型面的类型。位置及数量的确定二） 浇注系统机构及尺寸设计三） 推出机构的选择四） 导向机构的选择五） 加热/冷却系统的选择及计算第三章 注射成型零件设计一） 成型零件结构设计二） 成型零件工作尺寸设计三） 模具材料的选择第四章 模具图纸一） 模具装配图二） 非标件零件图致谢参考文献第一章 塑件工艺性分析一） 塑料工艺性分析该塑件选用的材料是聚甲醛（pom）聚甲醛是以三聚甲醛为原料聚合而成的线型热塑性工程塑料，由于原料（甲醛）来源丰富，综合性能优异，成型方便，因此作为工程塑料发展很快。pom广泛应用于汽车、机械、仪表、电器、化工和农机等的零部件制造。pom的化学和物理性质：pom为半透明到不透明的白色粉末或粒料，密度为1.42/g cm3左右，着色性好，易燃，高结晶性。pom具有良好的力学性能，比强度、比刚度十分突出，与金属接近（超过尼龙）抗冲击性能是其他工程材料不能比的。用于制造各种齿轮、轴承、弹簧、凸轮、螺栓、螺母、泵体及机床导轨等。pom具有良好的电缘性，几乎不受温度影响，其介电性能在很宽的频率范围内变化不大。用于制造电动工具外壳、电话机、电视机、计算机及继电器中的零部件。pom的耐化学性质优良，耐有机溶剂烃、醇、酯、醚和油脂性能良好，不耐强酸、碱及氧化剂。需加入助剂提高热稳定性。pom尺寸稳定性好，吸湿性小，可用来制造精密零件。聚甲醛的成型特性：1) 可用注射（95%以上）、技出及吹塑等成型加工方法。吸湿性小，可不必干燥处理。2) 熔融温度范围窄，热敏性强，易分解，分解时有刺激性和腐蚀性气体产生，熔料不宜在料筒是时间过长塑化时螺杆转速要低，防止过热和长时间受热。采用直通喷嘴，喷嘴孔径大一些，防止滞料分解。3) 熔融及凝固速度快，有利于缩短成型周期，但结晶速度快，塑件易产生毛斑、折皱、凹陷及熔接痕等。料问稍低于熔融温度就会结晶，结晶后流动性变差。4) 流动性中等，溢边值约0.04，流动性对温度变化不敏感，对压力十分敏感，可增加压力提高熔体流动性。5) 摩擦系数小，弹性大，对于带有浅侧凹凸的塑件可强行脱模。6) 浇注系统流动阻力应尽量小，浇口截面宜取大些，应避免死角滞料；模具应加热，改善流动性，使塑件内外冷却均匀，防止产生缺陷；成型零件的模具应选耐磨及耐腐蚀的材料，并淬硬及镀铬，应排气。二）、塑件结构工艺性分析该塑件的表面没有提出特殊要求，通常一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取0.8微米，没有特殊要求的取ra=3.2微米。三）、 塑件尺寸的工艺性分析该塑件尺寸较大，整体结构有点复杂。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，据pom的材料性能，故选一般精度等级： mt6级。第二章 注射机的选择一）行腔数目的初步确定根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用一模两件的结构，因此，采用侧向分模有些困难，注射机需要较大的锁模力，且成型的产品上飞边较厚，故采用第一种布置方案。此种布置方式对浇注系统，冷却系统和推出机构的设计都较第一种方式有利。根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用一模二腔。型腔结构图二)、注射机的选择 1 塑件体积的计算跟据零件尺寸通过pro/e三维建模得出：塑件的体积为v1=1.432cm浇注系统的体积为v2=1.23cm塑件与浇注系统的总体积为v=v1+v2=1.432+1.23= 2.662cm2 塑件的质量查塑料模具设计教材p123 表4-3某些热塑性塑料的密度及压缩率知聚甲醛的密度为=1.4 g/cm 塑件的体积为v1=1.432cm塑件的质量为m= v1=2.0048g三）、最大注射量的校核v=klv=1.8v=1.8 (1.432+1.23)=4.79 cm根据最大注射量选择注射机，选取注射机的型号为xs-z-30，其参数如下：注射量30模板最大行程/mm160螺杆直径/mm28拉杆空间/mm235注射压力/mpa119模板尺寸/mm250280注射行程/mm130油泵压力/mpa6.5注射时间/s0.7模具定位孔尺寸/mm63.5锁模力/kn250喷嘴球径/mmsr12最大成型面积/cm290喷嘴孔径/mm4四）、注射压力校核注射机最大注射压力要大于或等于塑件成型时所需的注射力。塑件成型所需要的注射压力与注射机的类型、喷嘴的形式、塑料的流动性、浇注系统及行腔的阻力等因素有关。一般取值在p=40-200mpa五）、锁模力的校核fpa 即30（20.0275+0.0108）=1.97kn 符合 -注射时型腔内熔体（mpa），常取p=2040mpa。 -塑件在分型面上的投影面积() -浇注系统在分型面上的投影面积() -注射机的公称锁模力。六）、 模具与注射机合模部分相关尺寸校核1） 模具的外形尺寸 安装模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，否则模具无法安装。同时，模具的坐板尺寸不应超过注射机的模板尺寸。2.6.2喷嘴尺寸 注射机喷嘴前端球面半径r和孔径d与模具浇口套始端的球面半径r及小孔径d应吻合，以防止高压塑料熔体从缝隙中溢出。r=r+（12）mm 即r=12+(12)=1314d=d+（0.51）mm 即d=4+（0.51）=4.55七） 开模行程的校核开模行程是指模具开合模过程中，注射机移动模板的移动距离。选注射机时，其最大的开模行程必须大于取塑件或有其他要求时所需分开模具的距离。对于液压机械联合作用的锁模机构的注射机，xs-z-30其最大开模行程是由连杆机构的冲程或其他机构的冲程所决定，不受模具厚度的影响。该塑件分型面是双分型面故对于双分型面注射模开模行程的校核：式中 h1塑件脱模所需的推出距离； h2塑件高度（不包括浇注系统高） a取出浇注系统凝料所需的分模距离（mm）s1=9+9+10+20=48mms110h。（3）浇口长度l浇口的长度l尽量短，对减少塑料熔体流动阻力和增大流速均有利，通常取l=0.5-2mm参照教材第138页，点交口的尺寸基本确定为d=0.5mm l=2/3l1,a=601503.3.5 推出机构的设计根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构采用推杆推出机构、推件板推出机构。为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时 不影响外观，设立两个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。这里采用设计推杆、推板，全部固定在顶杆固定板。因此，它具有作用面积大，推出力大，脱模力均匀运动平稳，并且塑件上无推出痕迹的优点。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置， 以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔0.050.1cm。3.3.5 推件力的计算对于一般塑件按下式计算，并确定其脱模力(q)： 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长(cm)； -被包紧部分的深度(cm)； -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取7.8-11.8mpa； -磨擦系数，一般取0.1-0.2； -脱模斜度； l=102.25mmh=9mmq=102.25mm*9mm*10mpa (0.1*cos0.58-sin0.58)= 0.91(kn)3.3.6 推杆的设计推杆与动模板上的斜导向孔应制成的配合，由复位杆使其复位。查阅相关手册可得，选择推杆的倾斜角度为。3.3.7 导向机构的选择 其作用：1)定位作用；2)导向作用；3)承受一定的侧向压力要求导柱比凸模高出68cm，导柱端成锥形或半球形。技术要求导柱导套之间采用间隙配合h7/f7，导柱和模板固定孔之间的配合为h7/k6。导柱和导孔之间配合h7/f7。导套对型芯固定板过渡配合h7/f6 ，导柱对型腔固定板过渡配合3.3.8斜导柱侧抽芯机构设计与计算1、抽芯力和抽芯距的计算抽拔力：与脱模力相同 抽芯距（s抽）：s抽= h+（23）mm特殊情况 圆形线圈骨架的抽芯距 s抽= s1+（23）mms1：抽芯极限尺寸r：塑件大圆盘半径r：塑件腰部外圆半径即：轴套的抽芯距为s抽=16+（2 3）=18 19mm2、侧滑块的设计1）斜导柱的设计 斜导柱的结构设计：材料：t8、t10或20渗碳淬火 硬度hrc55表面粗糙度：ra0.8m斜导柱斜角的确定=1520，最大不超过25f弯=f抽/cos f开=f抽tan l4=s抽/sin h4=s抽/tan斜导柱直径的确定 参照教材p169及模具设计手册选取斜销的直径斜导柱直径（d）取决于它所受的最大弯曲力（f弯） d=10mm斜导柱长度的确定参照模具设计手册p591 l1= =0.65mml2=h/cosa= 21.03mm l3=dtana=3.25mm l4=s/sina=32.36+25.9=58.26mml=0.65+21.03+3.25+58.26+10=89.9mm2）滑块的设计设计要点：活动成型芯应牢固装配在滑块上，防止其在抽芯时松脱，还必须注意成型芯与滑块连接部位的强度。3）导滑槽的设计设计要点：滑块在导滑槽中滑动要平稳不应发生卡滞、跳动等现象。 4）楔紧块的设计设计要点：楔紧块要承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式 和模板相连接。压紧块的楔角应大干斜导拄倾斜角，通常大23，否则斜导柱无法带动滑块。5）滑块定位装置的设计设计要点 ：滑块限位装置要灵活可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动。 3.3.9加热/冷却系统的选择计算冷聊穴的作用是收集每次注射成型时，流动熔体前端的冷料头，避免这些冷料进入行腔影响塑件的质量或堵塞浇口。第四章 注射成型零件设计4.1 .1成型零件结构设计确定行腔壁厚 参照教材p125表4-4 平均压力24.5mpa，经查手册p546 s=20模板周界尺寸长=92mm；宽度=60mm主要板的厚度：a板的厚度=h+s=9+20=29mm b板的厚度=1.5d+（58）=18.521.5mm c板的厚度=12.5+16+9+10=47.5mmdai-2025-a30-b25-c704.2 成型零件工作尺寸设计聚甲醛塑料的收缩率是:1.5-3.0%取平均值=2.25% 型腔内径： 型腔深度： 型芯外径： 型芯深度： 型腔径向尺寸(mm )；- 塑件外形基本尺寸(mm)；-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸(mm)；-型芯径向尺寸(mm)；-型腔深度(mm)；-塑件高度(mm)；-型芯高度(mm）；-塑件孔深基本尺寸(mm)；成型零件的尺寸计算结果如下表：dmhmdmhbm4.3 模具材料的选择现有的模具模架已经标准化，所以在模具材料的选择时主要是根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料。如何选择合理的模具钢，是关系到模具质量的前提条件，如果选材不当则所有的精密加工和所投入的工时，设备费用将浪费。在选择模具钢时，首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能，从使用性能考虑：硬度是主要指标之一，模具在高应力作用下欲保持尺寸不变，必须有足够的硬度。当承受冲击载荷时还要考虑折断，崩刃问题，所以韧性也是一重要指标，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，pom的性能强度，刚度十分突出，耐摩擦耐高温。对塑料模具提出如下要求：1）钢料纯净，要求夹杂物少、偏析少，表面光洁度高；2）表面耐磨抗蚀，并要求有一定的表面硬化层，表面硬度一般在hrc45以上；3）足够的强度和韧性；4）热处理变形小，以保证互换性和配合精度。塑料模具的制造成本高，材料费用只占模具成本的极小部分。因此选用钢材时，应优先选用工艺性能好，性能稳定和使用寿命较长的钢种。从工艺性能考虑：要热加工工艺好，加工温度范围宽，冷加工性能如切削、铣削、抛光等加工性能好，此外还要考虑淬透性和淬硬性，热处理变形和氧化脱碳等性能。另外从经济考虑，要求材料来源广，价格低。加工工艺路线；锻造-退火-粗加工-调质或高温回火-精加工-淬火-回火-钳工抛光-镀铬-抛光装配。查手册选择