毕业设计（论文）-端盖注塑模工艺及模具设计（全套图纸）.pdf

河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 0 绪绪 论论 80 年 代 以 来 ， 在 国 家 产 业 政 策 和 与 之 配 套 的 一 系 列 国 家 经 济 政 策 的 支 持 和 引 导 下 ， 我 国 模 具 工 业 发 展 迅 速 ， 年 均 增 速 均 为13%， 1999 年 我 国 模 具 工 业 产 值 为245 亿 ， 至2000 年 我 国 模 具 总 产 值 预 计 为 260- 270 亿元，其 中塑料 模约 占 30%左右 。在 未来 的模 具市场 中 ，塑 料 模 在 模 具总 量中 的 比例还 将逐 步提 高 。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 0.1 国 内 塑 料 模的现 状 和 发 展 趋 势国 内 塑 料 模的现 状 和 发 展 趋 势 塑 料 工 业 是 世 界 上 增 长 最 快 的 工 业 之 一 。 自 从 上 世 纪 初 叶 实 现 以 纯 粹 化 学 合 成 方 法 生 产 塑 料 算 起 ， 塑 料 工 业 已 有 近 百 年 的 历 史 。 随 着 科 技 日 新 月 异 的 发 展 ， 塑 料 工 业 得 到 了 前 所 未 有 的 发 展 ， 从 而 使 得 塑 料 的 数 量 也 不 断 上 涨 。 当 然 塑 料 工 业 的 发 展 是 离 不 开 塑 料 模 具 设 计 的 ， 模 具 工 业 被 誉 为 “工 业 之 母 ”。 随 着 模 具 技 术 的 迅 速 发 展 ， 在 现 代 工 业 生 产 中 ， 模 具 已 成 为 各 种 工 业 产 品 不 可 或 缺 的 重 要 工 艺 设 备 。 由 于 模 具 成 型 有 优 质 、高 产、低 耗和 低成本 等其 它加 工 方法无 法 比 拟的 优 点 ，因 此 在 机 械 、 电 子 、 轻 工 业 、 航 空 ， 日 用 品 等 工 业 领 域 得 到 了 极 其 广 泛 的 应 用 。 尤 其 现 在 电 子产 品种 类 繁多且 更新 换 代 速 度之快 ，更加 快了 模具行 业的 发 展 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 2 现 在 模 具 成 型 技 朮 已 经 成 为 衡 量 一 个 国 家 工 业 水 平 的 重 要 标 志 之 一 。 但 随 着 科 技 的 不 断 发 展 ， 各 种 性 能 的 塑 料 产 品 的 不 断 开 发 ， 注 塑 工 艺 越 来 越 多 地 被 各 个 制 造 领 域 用 以 成 型 各 种 性 能 要 求 的 产 品 。 要 高 质 量 、 低 价 格 、 快 速 地 生 产 注 塑 产 品 ， 必 须 综 合 考 虑 成 型 材 料 ， 注 塑 模 具 及 注 塑 机 的 问 题 。塑料 模具 设计 质 量直 接影 响 成型产 品的 生产 效 率 、质量 及成 本 。 这 样 对 注 塑 模 具 全 方 位 的 要 求 越 来 越 高 。 高 质 量 、 低 价 格 、 快 速 地 开 发 模 具 显 得尤 为重 要 。 注 射 模 具 在 注 射 制 品 成 型 中 起 极 其 重 要 的 作 用 ,除 了 塑 料 制 品 的 表 面 质 量 ，成 型精 度 完全 由 模 具 决定 之 外，塑 料 制 品的 内 在质量 ,成型 效 率 也 受 模 具 影 响 ， 所 以 如 何 提 高 质 量 ， 简 明 、 快 捷 、 规 范 化 地 设 计 注 塑 模 具 成 为 发挥 注塑 成 型工艺 优越 性 ， 扩 大注 塑 制品 生 产 应 用 的首 要问 题 。 以 上 所 体 现 的 各 个 方 面 ， 都 与 模 具 设 计 有 着 非 常 密 切 的 关 系 。 一 副 设 计 合 理的 模具 ，就有 85 成功 的希 望 ，其 余就 得依 靠 设备和 模具 制 造 工 人 的 熟 练 程 度 来 达 到 ， 所 以 ， 提 高 塑 料 注 射 模 具 的 设 计 水 平 就 显 得 尤 为 重 要 。 我 国 塑 料 模 工 业 从 起 步 到 现 在 ， 历 经 半 个 多 世 纪 ， 有 了 很 大 发 展 ， 模 具 水 平有 了较 大 提高 。 在 大型 模具 方面已 能生 产 48 英寸大 屏幕 彩 电 塑 壳 注 射模 具 、6.5kg 大 容 量洗 衣 机 全 套 塑 料模 具 以 及 汽 车 保 险杠 和 整 体 仪 表 板 等 塑 料 模 具 ； 精 密 塑 料 模 具 方 面 ， 已 能 生 产 照 相 机 塑 料 件 模 具 、 多 型 腔 小 模 数 齿 轮 模 具 及 塑 封 模 具 。 如 天 津 津 荣 天 和 机 电 有 限 公 司 和 烟 台 北 极 星 I.K 模 具 有限公 司 制 造 的 多 腔 VCD 和 DVD 齿 轮 模具 ， 所 生 产 的 这 类 齿 轮 塑 件 的 尺 寸 精 度 、 同 轴 度 、 跳 动 等 要 求 都 达 到 了 国 外 同 类 产 品 的 水 平 ， 而 且 还 采 用 最 新 的 齿 轮 设 计 软 件 ， 纠 正 了 由 于 成 型 收 缩 造 成 的 齿 形 误差 ，达 到 了标 准 渐开 线齿 形 要求。 还 能 生产 厚 度仅 为 0.08mm 的 一 模 两 腔 的 航 空 杯 模 具 和 难 度 较 高 的 塑 料 门 窗 挤 出 模 等 等 。 注 塑 模 型 腔 制 造 精度 可 达 0.020.05mm，表 面 粗糙 度 Ra0.2m， 模具 质量 、 寿 命 明 显提 高了 ，非淬火 钢 模 寿命 可 达 1030 万 次 ，淬火钢 模 达 50 1000 万次 ，交 货 期较以 前缩 短 ， 但 和国外 相比 仍有 较 大 差距 。 成 型 工艺 方面 ，多材 质塑 料 成 型 模、高 效多 色注 射 模、镶 件互 换结 构 和 抽 芯 脱 模 机 构 的 创 新 设 计 方 面 也 取 得 较 大 进 展 。 气 体 辅 助 注 射 成 型 技 术 的 使 用 更 趋 成 熟 ， 如 青 岛 海 信 模 具 有 限 公 司 、 天 津 通 信 广 播 公 司 模 具 厂 等 厂 家成 功地 在 2934 英寸 电视 机外壳 以及 一些 厚 壁零件 的模 具 上 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 3 运 用 气 辅技 术，一 些厂 家 还使 用 了 C- MOLD 气 辅软 件 ，取得较 好的 效 果 。 如 上 海 新 普 雷 斯 等 公 司 就 能 为 用 户 提 供 气 辅 成 型 设 备 及 技 术 。 热 流 道 模 具 开 始 推广 ，有 的 厂采 用 率 达 20%以 上，一 般采 用内 热 式或外 热式 热 流 道 装 置 ， 少 数 单 位 采 用 具 有 世 界 先 进 水 平 的 高 难 度 针 阀 式 热 流 道 装 置 ， 少 数 单 位 采 用 具 有 世 界 先 进 水 平 的 高 难 度 针 阀 式 热 流 道 模 具 。 但 总 体 上 热 流 道 的采 用率 达 不到 10%， 与国 外 的 5080%相比 ， 差距 较大 。 在 制 造 技术 方 面 ，CAD/CAM/CAE 技 术 的应 用水 平 上 了 一个新 台 阶 ， 以 生 产 家用 电器 的 企业为 代表 ，陆 续 引进了 相当 数 量 的 CAD/CAM 系 统 ， 如 美 国EDS的UG 、 美 国Parametric Technology公 司 的 Pro/Engineer、 美 国 CV 公 司的 CADS5、 英国 Deltacam 公司的 DOCT5、 日 本 HZS 公 司 的 CRADE、以 色列 公 司 的 Cimatron、美国 AC- Tech 公 司 的 C- Mold 及 澳 大利 亚 Moldflow 公司 的 MPA 塑模 分析软 件 等 等。 这 些 系 统 和 软 件 的 引 进 ， 虽 花 费 了 大 量 资 金 ， 但 在 我 国 模 具 行 业 中 ， 实 现 了 CAD/CAM 的 集 成，并能 支持 CAE 技术对 成型 过程 ，如充模 和 冷 却 等 进 行 计 算 机 模 拟 ， 取 得 了 一 定 的 技 术 经 济 效 益 ， 促 进 和 推 动 了 我 国 模 具 CAD/CAM 技术 的 发展。 近 年 来， 我 国自 主 开发 的塑 料 模 CAD/CAM 系 统 有 了 很大 发展 ， 主要有 北航 华正 软 件 工程 研究 所开 发 的 CAXA 系统 、 华 中 理 工大 学开 发 的注塑 模 HSC5.0 系统 及 CAE 软 件 等 ，这 些软 件 具 有 适 应 国 内 模 具 的 具 体 情 况 、 能 在 微 机 上 应 用 且 价 格 较 低 等 特 点 ， 为 进 一 步 普 及 模 具 CAD/CAM 技术 创造 了良 好条件 。 近 年 来 ， 国 内 已 较 广 泛 地 采 用 一 些 新 的 塑 料 模 具 钢 ， 如 ： P20、 3Cr2Mo、PMS、SM 、SM 等，对 模具的 质量 和 使 用 寿命有 着 直 接的 重 大 的 影 响 ， 但 总 体 使 用 量 仍 较 少 。 塑 料 模 标 准 模 架 、 标 准 推 杆 和 弹 簧 等 越 来 越 广 泛 地 得 到 应 用 ， 并 且 出 现 了 一 些 国 产 的 商 品 化 的 热 流 道 系 统 元 件 。但目 前我 国 模具标 准化 程度 和 商品化 程度 一般 在 30%以下，和 国 外 先 进 工业 国家 已 达到 70%- 80%相 比，仍 有很 大 差 距 。 如 今 ， 我 国 模 具 成 型 工 业 已 形 成 了 相 当 规 模 的 完 整 体 系 ， 越 来 越 多 的 新 技 术 ， 新 工 艺 ， 新 材 料 诞 生 ， 并 将 应 用 在 模 具 产 业 中 ， 这 将 促 使 我 国 模 具 工 业 的 飞 跃 发 展 。 同 时 ， 我 国 模 具 工 业 的 总 体 水 平 与 世 界 先 进 国 家 相 比 还有 一定 差 距，还 要 大力 推 进 模具产 业的 科 技 进 步，开展 新技 术， 新 材 料 研 究 开 发 ， 并 进 一 步 加 强 对 模 具 工 业 专 业 技 术 人 才 的 培 养 ， 使 之 可 持 续 发展 ，为 我 国模具 成型 加 工 技 术 超赶 世界 先进 水 平 作出 贡献 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 4 我 国塑 料模 具 工业和 技术 今后 的 主要发 展 方 向包 括 ： 1、 提 高 大型 、精 密、复 杂、 长寿 命 模具的 设计 制造 水 平 及比 例。 2、 在 塑 料模 设计 制造 中 全面 推广 应 用 CAD/CAM/CAE 技术。 3、 推 广 应用 热流 道技术 、气 辅 注 射 成型技 术 和 高 压 注 射 成型 技术 。 4、开 发新 的塑 料 成型 工 艺和 快速 经 济模具 。以 适 应多 品种 、少 批 量 的 生 产 方 式 。 5、 提 高 塑料 模 标 准化水 平和 标准 件 的使用 率。 6、应 用优 质模 具材 料和 先 进的 表面 处 理技术 对于 提高 模 具 寿命 和质 量 显 得 十 分 必要 。 7、 研 究 和应 用模 具的高 速 测 量技 术 与逆向 工程 。提 高 和 改善 。 0.2 国 外 的 注 塑模的 发 展 情 况国 外 的 注 塑模的 发 展 情 况 国 外 的 注 塑 模 的 发 展 情 况 ， 注 塑 成 型 是 最 大 量 生 产 塑 料 制 品 的 一 种 成 型 方 法， 二十 多 年来， 国外 的注 塑 模 CAD 技术 发展 相当迅 速。 70 年 代 已 开 始 应 用 计 算 机 对 熔 融 塑 料 在 圆 形 、 管 形 和 长 方 形 型 腔 内 的 流 动 情 况 进 行 分析 。80 年 代初，人 们 成功 采 用有限 元法 分析 三 维 型腔 的流 动 过 程 ， 使 设 计 人 员 可 以 依 据 理 论 分 析 并 结 合 自 身 的 经 验 ， 在 模 具 制 造 前 对 设 计 方 案 进 行 评 价 和 修 改 ， 以 减 少 试 模 时 间 ， 提 高 模 具 质 量 。 近 十 多 年 来 ，注 塑模 CAD 技 术在不 断进 行理 论 和试验 研究 的同 时 ，十分 注意 向 实 用 化 阶 段 发 展 ， 一 些 商 品 软 件 逐 步 推 出 ， 并 在 推 广 和 实 际 应 用 中 不 断 改 进 、 提 高和 改善 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 5 1 模塑工艺规程的编制模塑工艺规程的编制 该 塑 件 是端 盖产 品 ，其零 件 图 如 图 7-1 所示 。本 塑件 的 材料采 用尼 龙 1010， 生产 类型 为 大批量 生产 。 1.1 塑 件 的 工 艺性分 析塑 件 的 工 艺性分 析 1.1.1 塑 件 的 原 材料 分 析塑 件 的 原 材料 分 析 塑 件 的材 料采 用尼 龙 1010， 属热 塑 性塑 料。 从 使 用 性 能 上 看， 尼龙 1010 是半 透明 ，吸 水小， 耐寒 性较 好 ，坚韧 耐 磨 耐 油耐 水， 抗 霉 菌 ， 但 吸 水 性 大 ； 从 成 型 性 能 上 看 ， 塑 件 壁 不 宜 取 厚 ， 并 应 均 匀 ， 脱 模 度 不 宜 取小 ， 尤 其 对厚壁 及深 高塑 件 更应取 大。 受热 时 间不宜 超 过 30min， 料 温 高 则 收 缩 大 ， 易 出 飞 边 ， 收 缩 小 ， 取 向 性 强 ， 注 射 压 力 低 易 发 生 凹 痕 ， 波 纹 。 成 型 周 期 按 塑 件 壁 厚 而 定 ， 厚 则 取 长 ， 薄 则 取 短 ， 为 了 减 少 收 缩 ， 凹 痕 缩 孔 ， 一 般 宜 取 低 模 温 高 注 射 压 力 的 成 形 条 件 ， 以 及 采 用 白 油 作脱 模剂 ;尼龙 1010 的主 要 技术 指 标： 密度 是 1.04kg/dm 3比 体 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 6 积 是0.96dm 3/kg 吸 水 率 是 0.2 0.4 收 缩 率 是1.3 2.3s 熔 点 是 205t/ 0c 热 变 形 温 度 是 55 0c 抗 拉 屈 服 强 度 是 62Mpa 拉 伸 弹 性 模 量 1.810 3Mpa抗 弯 强度 88Mpa硬 度 9.75HB击 穿 强 度 20KV/mm。 1.2.1 塑 件 的 结 构和 尺 寸 精 度 及 表 面质 量 分 析塑 件 的 结 构和 尺 寸 精 度 及 表 面质 量 分 析 1.2.1.1 结构 分 析结构 分 析 从 零 件 图上 分析 ，该零件 总体 形状 为 长 方形 。在 宽度 方 向的一 侧有 两 个 高 度 6m,半径 为 2mm 的 侧孔 .在 高 度 为 8m,长为 40mm、 宽为 17mm 的凸 台 上 ,一 个带 有 10mm3mm 的孔 对称 分 布,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. 1.2.1.2 尺寸 精 度分 析尺寸 精 度分 析 该 零件 重要 尺寸 ，如 42mm,44mm,等尺 寸精度 为 MT1 级（GB/T14486 1993） ， 次 要 尺 寸 ， 如16mm,9mm,114mm， 3mm 等 的 尺 寸 精 度 为MT5 级 （ GB/T14486 1993） 。 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 尺 寸加工 可以 得到 保 证。 从 塑 件 的壁 厚上 来 看,壁 厚最 大处 为 4mm,壁 厚 均 匀, 符 合尼 龙 1010 的 最 小 壁 厚 原 则 ， 在 制 件 的 转 角 处 设 计 圆 角 ， 防 止 在 此 处 出 现 缺 陷 ， 由 于 制 件 的 尺寸 较小 ， 尼龙 1010 的强 度 较大不 需增 设 加 强 1.2.1.3 表面 质 量分 析表面 质 量分 析 该 零件 的表 面除 要 求没 有 缺 陷 毛 刺 ，内部 不得 有 导 电 杂质外 ，没 有 什 么 特 别的 表面 质 量要求 ，故 比较 容 易实现 。 综 上 分 析 可 以 看 出 ,注 塑 时 在 工 艺 控 制 得 较 好 的 情 况 下 ,零 件 的 成 型 要 求 可 以得 到保 证 . 1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量 计 算 塑 件的 质量 是 为了 选 用注 塑机 及 确定模 具 型 腔数 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 7 计 算塑 件的 体积 ： V=31.3 cm 3 计 算 塑 件 的 质 量 ： 根 据 设 计 手 册 可 查 得 尼 龙1010的 密 度 为 =1.04kg/dm 3 塑 件质 量： M=V =31.310 31.04103 =32.552g 采 用 一 模两 件的 模 具结 构 ，考 虑 其 外 形尺寸 ，注 塑时 所 需压力 和工 厂 现 有 设 备等 情况 ， 初步 选 用注 塑 机 XSZY 125 型。 1.3 塑件注塑工艺参数的确定塑件注塑工艺参数的确定 查 找 有 关文 献和 参 考工厂 时间 应用 的 情况 ，尼 龙 1010 的 成型工 艺参 数 可 作 如 下 选择 ： （ 试 模时， 可根 据实 际 情况作 适当 调整 ） 注 塑 温 度： 括 料筒温 度和 喷嘴 温 度。 料 筒 温 度： 后 段温 度 t 1选用 190210 0c； 中 段 温 度 t 2: 选 用 200220 0c； 前 段 温 度 t 3: 选 用 210230 0c； 喷 嘴温 度： 200210 0c； 注 塑 压 力一 ： 选用 40100Mpa； 注 塑时 间： 选用 2090s； 保 压压 力： 选用 65Mpa； 高 压时 间： 选用 0 5s； 冷 却时 间： 选用 20120s； 总 周期 ： 选用 45220s； 后 处理 方法 ： 采用油 水 盐 水 ； 后 处 理 温度 ： 90100t/ 0c; 后 处理 时间 ： 4h。 说 明 1：预 热和 干 燥均采 用鼓 风烘 箱 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 8 2：凡潮 湿环 境使用 的 塑 料 ，应 进行调 湿 处 理 ，在 100120 0c 水 中 加 热 218h。 1.4.塑料成型设备的选取 根 据 计 算及 原材 料 的注射 成 型 参数 初 选注塑 机 为 XS-ZY-125 查 材料 知 ： 标 称 注 射量 ： 192cm 3 螺 杆 直 径/cm 42mm 注 射 容 量/克： 125 克 注 射 压 力/10 5Pa： 1500Mpa 锁 模 力 10kN： 90kN 最 大 注 射面 积/: 320 2 模 具 厚 度/mm： 200300mm 模 板 行 程/mm: 300mm 喷 嘴 球 半径 ： 12mm 定 位 孔 直径 / 100 06 . 0 0 推 出 两 侧孔 径/mm 22mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 9 2 注塑模的结构设计 注 塑模 结构 设 计主要 包括 ：分型 面选择 模 具 型 腔 数目的 确定 型 腔 的 排 列 方 式 冷 却 水 道 布 局 浇 口 位 置 设 置 模 具 工 作 零 件 的 结 构 设 计 侧 向 分型 与抽 芯 机构的 设计 推 出 机构的 设计 等 内 容 。 2.1 分型面选择 模 具 设 计 中 ， 分 型 面 的 选 择 很 关 键 ， 它 决 定 了 模 具 的 结 构 。 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 为端 盖， 表 面无特 殊的 要求 ， 其 分型 面选 择如 下 图所示 ： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 10 2- 1 所示 取 A- A 向 为分型 面， 不影 响 零件外 观质 量， 抽 芯 在动 模 构 简 单 。如 图 2- 2 所示 取 A- A 向为 分 型面， 抽芯 在定 模 ， 抽芯 机构 复 杂 ， 应 当 避 免 定 模 抽 芯 。 从 以 上 两 个 分 型 如 图 面 的 比 较 可 以 很 容 易 的 看 出 应 该选 择第 一 个分型 方法 ，有 利 于模具 成型 。 2.2 确定型腔的数目及排列方式确定型腔的数目及排列方式 2.2.1 模 腔 数 量 的确 定模 腔 数 量 的确 定 塑 件 的 生 产 属 大 批 量 生 产 ， 宜 采 用 多 型 腔 注 塑 模 具 ， 其 型 腔 个 数 与 注 塑 机 的 塑 化 能 力 ， 最 大 注 射 量 以 及 合 模 力 等 参 数 有 关 ， 此 外 还 受 制 件 精 度 和 生 产 的 经 济 性 等 因 素 影 响 ， 有 上 述 参 数 和 因 素 可 按 下 列 方 法 确 定 模 腔 数 量； 2.2.1.1.按 注 射 机的 额 定 锁 模 力 确 定型 腔 数 量按 注 射 机的 额 定 锁 模 力 确 定型 腔 数 量 N1 N1=（F/PC）/AB/A 其中 ： F 注塑机 的锁 模力 N 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 11 PC 型 腔内 的平 均 压力 MPa A 每 个制 件在 分 型面上 的 面 积（ 2 ） B 流 道和 浇道 在 分型面 上的 投影 面 积（ 2 ） B 在模 具设 计前 为 未知量 ，根 据多 型 腔模具 的 流 动分 析 B 为（ 0.2 0.5） ， 常取 B=0.35， 熔体内 的 平 均压 力 取决于 注射 压力 ， 一般 为 2540MPa 实 际 所 需锁 模力 应 小于选 定注 塑机 的 名义锁 模力 ，为 保 险 起见 常 用 0.8F 则 N1=0.6F/APC=5000000.6/30342=29.2 （ 个） 2.2.1.2.注 射机 注 塑量确 定型 腔数 目 N2 N2=（GC）/V 其 中 ： G 注射 机的 公称 注 塑量（ 3） V 单个 制件 体 积 （ 3） C 流道 和浇 口 的总体 积（ 3） 生 产 中 每 次 实 际 注 塑 量 应 为 公 称 注 塑 量 的0.75 0.45 倍 ， 取0.6 倍 计 算 ， 同 时 流 道 和 浇 道 的 体 积 为 未 知 量 ， 据 统 计 每 个 制 品 所 需 浇 注 系 统 是 体 积 的 0.2 1 倍， 现取 C=0.6 则 N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=600.375 =10.7（ 个） 从以上 讨论 可以 看 到模 具 的型 腔个 数 必须 取 N1，N2 中的 较小值 ，在 这 里 可 以选 取的 个 数是 2，4，6，8，10 个，考虑 的制 件 的取出 和模 具 的 开 模 等 情况 ，以 及 模具的 主流 道 长 度 最好小 于 60mm，以 防止因 为注 塑 压 力 的 降 低 而 带 来 的 制 件 充 型 不 足 等 缺 陷 。 我 们 所 设 计 的 端 盖 注 塑 模 具 采 用 一 模 两腔 的方 案 ，即 N=2 2.2.2 型腔 的排 列 方式 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 12 本 塑件 在注 塑 时采用 一模 两腔 ,综合考 虑 浇 注系 统 ， 模 具结 构 的 复 杂 程 度 等 因素 采取 如 图 2-2-2-2 所 示的 型腔排 列方 式。 采 用 2-2-2-2 的 型 腔 排 列 方 式 的 最 大 优 点 是 便 于 设 置 侧 向 分 型 抽 芯 机 构 ， 其 缺 点 是 熔 料 进 入 型 腔 后 到 另 一 端 的 料 流 长 度 较 大 ， 但 因 本 塑 件 较 小 ， 故 对 成 型 没 有 太 大 影 响 。 若采用 如 图 2- 2- 2- 1 所 示 的型 腔排 列 方式， 显然 料流 长 度较短 ， 但 侧 向 分 型抽 芯机 构 设置则 相当 困然 ，势必成 倍增 大模 具 结构的 复杂 程 度 。 所 以 应 该采 用 2- 2- 2- 2 的 排列 方式 。 2.3 浇注系统设计浇注系统设计 2.3.1 主 流道 设 计 根 据 XS-ZY-125 型 注塑机 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 取主 流 道的球 面半 径： R=13mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 13 取主 流 道的小 端直 径 d= 4.5mm 为 了 方 便 将 凝 料 从 主 流 道 中 拔 出 ， 将 主 流 道 设 计 为 圆 锥 形 式 其 斜 度 取 1 3 度经 换算 得主流 道 大 端直 径 D=8.5mm，为 了 使 料能 顺利 的进 入 分 流 道 ，可 在主 流 道的出 料端 设计 半 径 r=5mm 的 圆弧 过 渡。 2.3.2 分流 道设 计 分 流 道 的 形 式 和 尺 寸 应 根 据 塑 件 的 体 积 ， 壁 厚 和 形 状 的 复 杂 程 度 来 确 定 分 流道 的长 度 的。由 于塑 件的 形 状比较 简 单 ，尼 龙 1010 的 流动 性好 ， 冲 型 能 力 比 较 好 ， 因 此 可 采 取 梯 形 分 流 道 ， 便 于 加 工 。 根 据 主 流 道 大 端 直 径 D=8.5mm， 则梯形 可选 用上 底 为 b=5.5mm,高 为 h=8mm 的截 面。 截面形 状 为 U 型， 在流道 设计 中 要 减 小压力 损失 ，则 希 望 流道 的 面 积 大 。 要 减 少 传 热 损 失 ， 又 希 望 流 道 的 面 积 小 。 因 此 可 用 流 道 的 面 积 与 周 长 的 比值 来表 示 流道 的 效率 。U 型 实质上 是一 种双 梯 形流道 截面 。 效率 为 0.195D 分流道 的尺 寸： 尼 龙 1010 分 流 道直 径/mm 3.8-7.5 选取 6mm 分 流道 表面 粗糙 度 ： 分流道 表面 不要 求 太光洁 ，表 面 粗 糙 度常 取 1.252.5R am，这可 增 加 对 外层 塑料 熔 体流动 阻力 ，使外 层塑料 冷却 皮层 固 定，形成 绝热 层 。 有 利 于 保温 。但 表 面不得 凸凹 不平 ， 以 免对 分型 不 利 。 2.3.3 浇口 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 。 设 计 时 考 虑 选 择 从 塑 件 的 表 面 进 料 ， 而 且 在 模 具 结 构 上 采 取 镶 拼 型 腔 型 心 ， 有 利 于 填 充 排 气 。 故 采 用 截 面 为 矩 形 的 侧 浇 口 ， 查 表 初 选 尺 寸 为 （ blh）1mm 0.8mm0.6mm,试 模时修 正. 2.3.4 排气 结构 的 设计 在 注 塑 模 具 的 设 计 过 程 中 ， 必 须 考 虑 排 气 结 构 的 设 计 ， 否 则 ， 熔 融 的 塑 料 流 体 进 入 模 具 型 腔 内 ， 气 体 如 不 能 及 时 排 出 会 使 制 件 的 内 部 有 气 泡 ，甚 至会 产 生很高 的温 度使 塑 料 烧焦 ，从 而出 现 废品。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 14 排气方 式有 两种 ： 开排气 槽排 气和 利 用合模 间隙 排气 。 由 于 端 盖 注 塑 模 是 小 型 镶 拼 式 模 具 ， 可 直 接 利 用 分 型 面 和 镶 拼 间 隙 进 行 排 气 ， 而不 需在 模 具上开 设排 气槽 。 （尼 龙 1010 塑料 的最 小 不溢 料间 隙 为 0.03mm，间隙 较 小，再 加上 尼龙 1010 的流 动性 较 好，也 不 宜开 排气 槽 . 2.3.5 主流 道衬 套 的选取 为 了 提 高 模 具 的 寿 命 在 模 具 与 注 塑 机 频 繁 接 触 的 地 方 设 计 为 可 更 换 的 主 流 道 衬 套 形 式 ， 选 取 材 料 为T8A， 热 处 理 以 后 的 硬 度 为53 57HRC，主 流道 衬 套和 定 模的 配合 形 式为 H7/m6 的过 渡 配合。 2.4 抽 芯机 构设 计 此 设 计 的 塑 件 侧 壁 有 两 个 修 袄 突 台 ,它 们 均 垂 直 于 脱 模 方 向 ,阻 碍 成 型 后 塑 件 从 模 具 脱 出 .因 此 成 型 小 突 台 的 零 件 必 须 做 成 活 动 的 型 心 ,即 必 须 设 置 抽芯 机构 .本 模具 采 用斜 销抽 芯 机构. 2.4.1 确定 抽芯 距 抽 芯 距 一 般 大 于 侧 凹 的 深 度 本 副 模 具 设 计 中 必 须 高 于 制 件 最 小 高 度 的 一 半 H1=B2/2=22.5/2=11.25mm 另 加 35mm 的 抽 芯安全 系数 ，可 取 抽芯距 为 15mm 2.4.2 确定 斜销 的 倾角 斜导柱 的倾 角 a 是 斜销机 构的 主要 技 术 参数 ，它 与抽 拔 距和抽 芯 距 有 直 接关 系， 一 般取 15 25本 副模具 取 a=20 2.4.3 确定 斜销 的 尺寸 斜 导 柱 的 直 径 取 决 于 抽 拔 力 及 倾 角 可 按 设 计 资 料 有 关 公 式 进 行 计 算 ， 本 例可 采用 经 验估值 ，取 斜导 柱 的直 径 d=16mm 2.4.4 斜导 柱的 长 度 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 15 可根据 抽拔 距， 固 定端模 板的 厚度 ， 斜销直 径及 斜角 大 小确定 ： L=L1+L2+L3+L4+L5 =D/2tana+h/cosa+d/2tana+H/sina+（10 15） =99.6mm 取 ： L=100mm 2.4.5 滑块 和导 滑 槽设计 由于 侧 凹的 尺寸 较 小型芯 滑块 可采 用 整体式 加工 增 加 强 度，导 滑 槽 的 导滑 长度 和 定位 装 置 的 设计 可 采用经 验法 ，侧向 抽芯的 抽拔 距 较 小 ， 也无 须滑 块 的定位 装置 。 2.5 推 出机 构设 计 如图 2-5-1 所 示模 具开模 后,塑件 包 紧动模 型心 的力 并 不大,适当 考 虑 脱 模 斜度 ,采 用 顶杆并 不会 将塑 件 顶变形 ,且 模具 结 构 简单 . 如图 2-5-2 所 示是 采用推 管 和 顶杆 联 合顶出 ,顶 出平 稳,塑件不 会变 形 ,但 推管 与中 间 的型心 想配 合,会 造成制 造 和 装配 上 的 困然 . 由以上 两种 方法 的 比较不 然 看 出图 7-6 的方法 比图 7-7 的方法 更 经 济 也 可 以给 制造 带 来方便 . 2.6 成 型零 件结 构 设计 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 16 2.6.1 凹模 的设 计 本副模 具采 用整 体 式凹模 结构 ，由 于 制件结 构 简 单， 模 具 牢固 ， 不 易 变 形 ，制 件没 拼 界逢， 适用 用于 本 制件的 模具 。 如 图 所示： 材料选 用 T8A, 硬 度 在 50HRC 以上 . 根 据 分 流 道 与 浇 口 的 设 计 要 求 ， 分 流 道 与 浇 口 设 在 凹 模 型 腔 上 其 结 构 见 上 图所 示。 凹模板 尺寸 ：根 据 矩形凹 模最 小壁 厚 经验曲 线知 ，此 塑 件的成 型 压力 小 于 30MPA， 那么尺 寸见 下图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 17 由 经 验可 知【3】 ： 长为 : 150 mm. 宽 为: 260 mm. 凹模高 为: h=45mm 件高为 : 17mm 加 工 可 以 直 接 用 铣 刀 铣 出 ， 也 可 以 用 成 型 电 极 。 为 了 节 约 成 本 。 在 这 里 我 选用 铣刀 铣 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 18 3 端盖注塑模具的有关计算端盖注塑模具的有关计算 本 例 中 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 损率来 计算 。 查常用 塑料 的 收 缩 率塑料 尼 龙 1010 的成型 收缩 率 为 S=0.54.0 ， 故 平 均 我们 取 为 Scp=0.5。考虑 到工 厂模具 制造 的现 有 条件 ，模 具制 造 公 差 取 =/3。 表 一 ： 凹模 工作 尺 寸的计 算： 塑 件 尺 寸 计算公 式 型腔工 作尺 寸 120 Lm=(Ls+LsScp 3/4)+ 119.95+0.05 114 113.95+0.07 40 39.96+0.08 成 型 36mm 的 型芯 ： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 19 成 型 零 部 件的 制造 误 差： 成 型 零 部 件 的 制 造 误 差 包 括 成 型 零 部 件 的 加 工 误 差 和 安 装 误 差 ， 配 合 误 差 等 几 个 方 面 。 设 计 时 一 般 应 将 成 型 零 部 件 的 制 造 公 差 控 制 在 塑 件 的 1/3 左右 ， 通 常 取 IT69 级， 综 合考虑 取 IT8 级 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 20 4 模具加热和冷却系统的设计模具加热和冷却系统的设计 塑 料 在 生 产 过 程 中 由 于 需 要 对 熔 融 的 塑 料 流 体 进 行 冷 却 ， 塑 料 制 件 不 能 有 太 高 的 温 度 （ 防 止 出 模 后 制 件 发 生 翘 曲 ， 变 形 ） 冷 却 系 统 设 计 可 按 下 式 进行 计算 ： 设 该模 具平 均工 作 温度为 60，用 20的常 温水 作为 模 具的 冷 却介 质 ， 其 出口 温度 为 30， 产量 为 （ 1 分钟 2 模） 1000g/h。 求塑 件 在硬 化时 每 小时 释 放 的 热量 为Q3， 查有 关 文 献得 尼龙 1010 的单 位热 流 量 为 Q2=314.3398.1J/g ,取 Q2=350J/g： Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J 求冷却 水的 体积 流 量 V V=WQ1/Pc1(T1 T2) =140cm3 温 度调 节对 塑件 的 质量 影 响 主 要表 现 在以下 几个 方 面 ： 变形 尺寸 精度 力学性 能 表面 质 量 在选择 模具 温度 时 ，应根 据使 用 情 况 着重满 足制 件的 质 量要求 。 在注射 模具 中溶 体 从 200 0C,左右 降低 到 600C 左右 ，所 释 放 的能 量 5 以 辐射，对流 的 方式散 发到 大气 中 ，其余 95 由冷 却 介质带 走，因 此 注 射 模 的 冷 却 时 间 只 要 取 决 与 冷 却 系 统 的 冷 却 效 果 。 模 具 的 冷 却 时 间 约 占 整 个 循环 周期 的 2/3。 缩短 循环 周期 的冷却 时 间 是提 高 是提高 生产 效 率 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 21 的 关 键 。在 冷却 水 冷却过 程中 ，在 湍 流下的 热传 递是 层 流的 1020 倍 。 在 次 我 选择 湍流 。 如图 表二 ： 表 二 表 二 5 模具闭合高度确定模具闭合高度确定 在支 撑 板与 固定 零 件的设 计中 根据 经 验确定 ：定 模板 厚 度 H1=42mm， 斜 楔 块 厚度 为 H2=34mm，腔板 型芯 固定 板 厚度 为 H3=28mm，推 件板 厚度 为 H4=16mm， 垫块 厚 度 H5=73mm 动模 板 厚度 H6=27mm(考 虑 模具的 抽芯 距)如 下 图 所 示： 1 计 算 模具 的闭 合 高度： H=H1H2H3H4H5 =254623702531 =220mm 2 校 核注 塑机 的 开，合 模空 间 (1)： 模具 合模 时 校核： 110mm220mm277mm （ 模具 符合注 塑机 的 要 求 ） (2)：模 具 开模时 校 核 ： 110mm220mm15mm200mm （模 具 符合注 塑机 的 要 求 ） 冷却 水 道直 径 d/（ mm） 最低 流量 v /（m/s） 流量 qv/（m 3/min） 12 1.10 7.410 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 22 6 注塑机有关参数的校核注塑机有关参数的校核 本模具 的 外 形尺 寸 为 300mm300mm220mm, XS-ZY-125 型注塑 机模 板 最 大 安装 尺寸 是 370mm350mm。 由于 上 述计 算的 模 具闭 合 高度 为 220mm，XS-ZY-125 型注 塑机的 最 小 模 具 厚 度 为 200mm，最 大 模具 厚度 为 300mm 1：模 具合 模时 校 核： 200mm220mm300mm 2： 模具 开 模时校 核： 200mm220mm15mm300mm 其中 ： 15mm 为 模具 的 抽拔 距 经 校 核 XS-ZY-125 型注塑 机能 满足 使 用要 求 故可 以采 用 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 23 7 绘制模具总装图和非标零件工作图绘制模具总装图和非标零件工作图 7.1 本模具总装图和非标零件工作图见附图本模具总装图和非标零件工作图见附图 7.2 本模具的工作原理本模具的工作原理： 模 具 安 装 在 注 塑 机 上 ， 定 模 部 分 固 定 在 注 塑 机 的 定 模 板 上 ， 动 模 固 定 在 注 塑 机 的 动 模 板 上 。 合 模 后 ， 注 塑 机 通 过 喷 嘴 将 熔 料 经 流 道 注 入 型 腔 ， 经 保 压 ， 冷 却 后 塑 件 成 型 ， 注 塑 完 成 。 开 模 时 动 模 部 分 随 动 模 板 一 起 渐 渐 将 分 型面 打开 ，与此同 时 在 斜导 柱 的作用 下侧 抽芯 滑 块 从型 腔中 退 出 ， 完 成 侧 抽芯 动 作 当 分 型 面打 开 到 23mm 时，动 模 运动 停 止，在 注塑 机 顶 出 作用下 ，推 动顶 杆 运 动 将 塑 件 顶 出 。 合 模 时 ， 随 着 分 型 面 的 闭 合 侧 型 心 滑 块 ， 同 时 复 位 杆 也 对 顶杆 进行 复 位。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 24 八八 模具主要零件加工工艺规程的编制模具主要零件加工工艺规程的编制 这 里 对 凹模 和斜 滑 块的加 工工 艺进 行 分析。 凹 模 的 加工 工艺 过 程见 表 2 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产 品 型 号 零 （ 部 ） 件 图 号 09 产 品 名 称 动 模 镶 件 零 （ 部 ） 件 名 称 动 模 镶 件 共（ 1）第 （ 1） 页 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 25 材 料 牌 号 T 8 A 毛 坯 种 类 圆 棒 料 毛 坯 外 型 尺 寸 150 每 个 毛 坯 可 制 件 数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 序 名 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单 件 05 下 料 锯 割 下 料 150 80 下 料 车 间 锯 床 0.5 10 锻 锻 成 160 100 锻 造 车 间 空 气 锤 2 15 热 处 理 退 火 热 处 理 车 间 热 处 理 炉 10 20 车 削 车 外 圆 160 达 尺 寸 ； 车 退 刀 槽 22； 车 外 圆 150， 留 磨 量 0.5 ； 车 右 端 面 ， 留 磨 量 0.2 ； 扩 34，镗 34 及 底 孔 ， 各 留 磨 量 0.5 和 0.2 （ 孔 深 度 镗 至 7 ） ； 切 断 ； 掉 头 车 左 端 ， 留 磨 量 0.2 ， 钻 锥 型 孔 ； 模 具 车 间 车 床 5 25 铣 削 铣 分 流 道 至 要 求 模 具 车 间 2 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 26 30 热 处 理 淬火并回火达 5458HRC 热 处 理 车 间 6 35 内 外 圆