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灭火器
模具设计
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灭火器壳模具设计,灭火器,模具设计
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灭火器壳模具设计目录绪论2第一章 设计任务书3第二章 塑件成型工艺分析41 塑料成型特性42 塑件的结构工艺性4(1) 塑件特性4(2) 塑件表面质量5(3) 塑件的结构工艺性53 塑件的生产批量64 关于注射机6(1) 注射机参数6(2) 计算塑件体积和质量7(3) 确定型腔数目7第三章 分型面选择及浇注系统的设计71 分型面的选择72 浇注系统的设计8（1） 主流道设计8（2）直浇口设计9第四章 模具设计的方案论证101 型腔的布局102 成型零件的结构103 推出机构的确定104 合模导向机构的设计105 冷却系统的设计论证10第五章 主要零部件的设计计算111 成型零件的成型尺寸计算112 模具型腔壁厚的确定123 模具型腔模板总体尺寸的确定12第六章 标准模架的确定13第七章 塑料注射机有关参数的校核131 模具闭合高度的确定132 模具闭合高度的校核133 模具安装部分的校核144 模具开模行程的校核145 注射量的校核14第八章 绘制模具装配图15第九章 拆画零件图15总结16参考文献1718绪论近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年1315左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。 注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力，将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却固化定型后开模得到塑件。因此，构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个模腔的各个角落；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产第一章 设计任务书l 塑料制品的名称：灭火器壳；l 成型方法与设备：在LS200M-030MI注射机上注射成型；l 塑料原料：透明 PP1340;l 收缩率：0.4%0.8%；l 生产批量：大批量；塑料图如下：第二章 塑件成型工艺分析1 塑料成型特性 嵌段共聚聚丙烯（PP1340）除用于生产洗衣机内桶和配件外，还广泛应用在汽车、日用注塑品、小型家电外壳和建筑材料等方面；产品理化性质:淡乳白色透明粒料，无毒，密度为0.90-0.91，是通用树脂中最轻的一种，具有良好的耐热性，在通用树脂中是唯一能在水中煮沸并能在130 下消毒的品种，具有良好的绝缘性、化学稳定性和耐应力开裂性。但在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化济。嵌段共聚聚丙烯的成型特性为：流动性极好，易成型；热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；抗拉强度、抗压强度、表面硬度和弹性模量均优异，几乎不吸水；熔料低温高压取向明显，故要控制成型温度；由于热收缩和结晶作用，在成型过程中体积有较大的变化；成型收缩率大，低温呈脆性，要求壁厚均匀。2 塑件的结构工艺性(1) 塑件特性该塑件为灭火器壳，主要在灭火过程中温度较低，故要求材料有机械性质强韧、低温冲击强度高。还应具有抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，其中90mm孔要求与轴相配合，且配合关系要求高。为MT3MT4，因此在模具设计和制造中要严格地保证这两个尺寸的精度要求。其余的尺寸都无特殊的要求，按照自由尺寸或MT6级的精度查取公差等级即可 塑件主要尺寸按MT6级精度的公差要求 mm塑件标注尺寸塑件尺寸公差（按MT6级精度）塑件标注尺寸塑件尺寸公差（按MT6级精度）型腔内形尺寸5050-0.94型芯外形尺寸3434+0.8106106-1.724242+0.94114114-1.722424+0.31型腔深度尺寸100100-1.68型芯高度尺寸1010+0.588282+1.68中心尺寸24(2) 塑件表面质量 该塑件要求表面光泽，其表面粗糙度Ra为1.6m，无飞边、毛刺、缩孔、流痕等工艺缺陷。(3) 塑件的结构工艺性 （1）、由图可知，该灭火器壳结构为圆桶形壳体，侧壁厚为8mm，台阶部分较厚，塑件的尺寸属于中小件，pp1340材料能够满足充模流动要求。考虑制件壁厚不均，为防止变形，应强化冷却，模具温度取下限值，延长冷却时间。（2）、从模具总体结构上考虑，塑件为骨架主体，需设置侧向分型机构。 综合来看，该塑件结构简单，设置侧向分型机构、无特殊的精度要求。在注射成型生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。3 塑件的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产，因此，在模具设计中，要提高塑件的生产效率，倾向于多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。但出于结构考虑，只能运用一模一腔的模具去生产。4 关于注射机(1) 注射机参数现有设备LS200M-030MI型塑料注射机生产，该机为注射机，PP1340可以采用此类塑料注射机成型，据查有关资料列出该机的主要技术参数，如下所示：主要技术参参数数值主要技术参参数数值额定注射量/g361/446/643模板最大行程/mm480锁模力/KN2000喷嘴前端最大半径/mm10注射压力/MPa235/191/132喷嘴孔直径/mm4动、定模模板最大安装尺寸770*320mm2定位圈直径/mm90(2) 计算塑件体积和质量塑件体积计算：经计算得到塑件的体积为（利用三维软件得出）V=258246mm3。塑件质量计算：查有关手册，取塑料PP1340的密度为=0.9g/cm3，则塑件的质量为：M=v=0.9*258246*10-3232.42(g)(3) 确定型腔数目考虑到该塑件的特殊结构，本设计采用一模一腔形式。虽然塑件体积、质量不大，但该塑件生产类型为大批量，加上PP1340的比热容大，冷却速度慢，成型时必须充分冷却，模具设计时要求有效的冷却系统，所以该模具应采用冷却水强制冷却，冷却要均匀，以缩短成型周期，提高生产率。第三章 分型面选择及浇注系统的设计1 分型面的选择该塑件为灭火器壳，外形表面质量要求一般。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔的气体，分模后塑件留在动模一侧，便于取出塑件等因素，分型面应选择塑件外形轮廓的最大处，如图所示。另外，为了使填充迅速和保证外观，减少PP1340的取向变形以及保证塑件表面质量，决定采用直浇口，而模具采用了类似三板式结构。一个用于侧向分型，另一个分型面取出制件。2 浇注系统的设计（1） 主流道设计根据相关资料，查得LS200M-030MI型塑料注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径d0=4mm;喷嘴前端球面半径R0=10mm。根据模具主流道与喷嘴的关系得到：主流道进口端球面半径R= R0+（12）mm=10mm+（12）mm，取R=12mm主流道进口端孔直径d= d0+0.5=4+0.5=4.5(mm),取d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流动道设计成圆锥形，其斜度取40，主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与塑料注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减小了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。（2）直浇口设计由于该塑件外观要求一般，浇口位置和大小以不影响塑件的外观质量为前提，同时，也应尽可能使模具结构更简单。根据对该塑件的分析，并结合确定分型面位置，选择如下图所示的直浇口进料方式，进料位置设计在塑件顶部。直浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查表确定。第四章 模具设计的方案论证1 型腔的布局因为塑件的外形是圆形的，各方向尺寸一致；另外，塑件结构简单，但需要侧向分型，所以型腔的排列方式只有一种，即单个分布在模板中间。2 成型零件的结构模具的型腔、型芯采用整体式。整体式的型腔、型芯是直接加工在模板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。该塑件尺寸较小，最大处也只有110mm，且形状简单，型腔加工容易实现，可以采用整体式结构。3 推出机构的确定根据塑件的的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。由于该塑件属于壳体类制品，故采用推件板推出机构。4 合模导向机构的设计 该塑件精度要求不算高，塑件形状对称，由于塑件四周是通孔，注射压力对其影响较小，可采用常见的导柱导向定位机构，在动模板、推件板、定模板间使用4根导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。5 冷却系统的设计论证 该塑件为大批量生产，应尽量缩短成型周期，提高生产率；加上PP1340塑料为结晶型塑料，成型时需要充分冷却，冷却要均匀。因此，该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道，采用冷却水进行循环冷却型腔；而型芯的冷却则采用内部加装隔板喷流冷却方式，其进出水孔开在支承板上，冷却水道的分布如下图所示。第五章 主要零部件的设计计算1 成型零件的成型尺寸计算 该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。前面已经查得PP1340的收缩率为0.4%0.8%，故平均收缩率为SCP=（0.4%+0.8%）/2=0.6%=0.006根据塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取z=/3。成型零件尺寸的计算如下所示。塑件尺寸计算公式型腔/型芯工作尺寸型腔内形尺寸50-94Dn=D+DS-/2-z/249.67-0.31106-1.72105.5-0.57114-1.72113.52-0.57型芯外形尺寸34+0.8dn=d+dS+/2+z/234.74+0.27420.9442.88+0.3124+0.3124.35+0.1090+0.6590.97+0.22型腔深度尺寸100-1.68Hn=H+HS-/2-z/2101.72-0.56型芯高度尺寸100.58hn=h+hS+/2+z/2-10.83+0.19821.6883.61+0.56中心尺寸Lm=L+LSz24.14 0.312 模具型腔壁厚的确定采用经验数据法，直接查阅设计手册中的有关表格，得该型腔的推荐壁厚取4552mm。3 模具型腔模板总体尺寸的确定 该模具型腔直径为110mm，根据确定的型腔壁厚尺寸50mm，综合以上数据，确定型腔模板的总体尺寸为“200（B）250（L）133（H）”。第六章 标准模架的确定 本塑件采用直浇口注射成型，根据模具结构形式、型腔数目、塑件尺寸、冷却水道的分布等因素，查有关资料，选择的标准模架型号为：模架B 2025 GB/T12555-2006第七章 塑料注射机有关参数的校核1 模具闭合高度的确定组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板为H4=25mm型腔板为A=133mm推件板为H3=30mm型芯固定板为B=30mm支承板为H2=37mm动模板为H1=30mm动模座板为H0=25mm则该模具闭合高度为：H=H4+A+ H3+B+ H2+ H1+ H0=25+133+30+30+37+30+25=310(mm)2 模具闭合高度的校核 由于LS200M-030MI型塑料注射机所允许的模具最小厚度Hmin=300mm；模具最大厚度为Hmax=600mm。因计算得模具闭合高度H=310mm，所以模具闭合高度满足HminHHmax的安装条件。3 模具安装部分的校核 该模具的外形最大部分尺寸为250mm200mm，LS200M-030MI型塑料注射机模板最大安装尺寸为770320mm2，故满足模具安装的要求。4 模具开模行程的校核 开模行程也称为合模行程，指模具开合过程中动模座板的移动距离，用符号S表示。LS200M-030MI型塑料注射机的最大开模行程为Smax=480mm。为了使塑件成型后能够顺利脱模，并结合该模具的双分型面特点，确定该模具的开模行程S应满足下式要求：SmaxH1+H2 +(510)mm=100+100+8mm=208mm其中 H1-塑件所用的脱模距离；H2塑件高度； 因Smax=480mm208mm,故该机的开模行程满足要求。5 注射量的校核 在一个注射成型周期内，注射模内所需的塑料熔体总量与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值用下式计算：mi=Nms+mj式中N型腔的数量；-单个制品的质量或体积，g/cm3-浇济系统和飞边所需的塑料质量或体积，g/cm3已知，N=1、ms= 258.25cm3经估算mj60cm3，则mj320cm3。LS200M-030MI型塑料注射机的额定注射量为m=446cm3，为了使注射成型过程稳定可靠，就有mi=（0.10.8）mI=44.6356.8( cm3)因此，该机的注射量满足模具的要求。第八章 绘制模具装配图根据设计计算的结果，绘制模具装配图第九章 拆画零件图根据设计要求拆画出必要的模具零件图，如
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