毕业设计（论文）-箱体锁扣注射模具设计（全套图纸）.doc

济源职业技术学院毕业设计 论文 1 济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 文 全套全套 CAD 图纸 联系图纸 联系 153893706 题目箱体锁扣 系别机电系 专业模具设计与制造 班级模具 0401 班 姓名 学号 指导教师 日期2007 年 6 月 24 日 济源职业技术学院毕业设计 论文 2 目录 摘 要 4 前 言 5 一 塑件工艺分析 6 1 11 1 塑件设计要求塑件设计要求 6 1 21 2 塑件生产批量要求塑件生产批量要求 6 1 31 3 塑件的成型要求塑件的成型要求 6 二二 塑件的材料选择塑件的材料选择 6 2 12 1 塑料的各种性能特征塑料的各种性能特征 6 2 22 2 塑件材料的确定塑件材料的确定 8 2 32 3 塑件成形参数确定塑件成形参数确定 8 三 塑料的收缩率及密度的确定 9 四 模具种类与模具设计的关系 9 五 塑件的尺寸精度与结构 10 六 注射机的选择 11 七 模具设计的有关计算 12 7 17 1 型腔工作尺寸计算型腔工作尺寸计算 12 7 27 2 型芯的工作尺寸计算型芯的工作尺寸计算 13 7 37 3 模具中孔中心距计算模具中孔中心距计算 13 八 注塑机参数校核 14 8 18 1 最大注射量校核最大注射量校核 14 8 28 2 锁模力校核锁模力校核 14 8 38 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 15 8 48 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 15 8 58 5 开模行程校核开模行程校核 15 九 模具结构设计 15 济源职业技术学院毕业设计 论文 3 9 19 1 制品成型位置及分型面的选择制品成型位置及分型面的选择 15 9 29 2 模具型腔数的确定 型腔的排列和流道布局模具型腔数的确定 型腔的排列和流道布局 16 9 39 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计主流道 主流道衬套及定位环的设计 17 9 49 4 分流道的形状及尺寸分流道的形状及尺寸 19 9 5 19 5 1 浇口位置的选择浇口位置的选择 22 9 69 6 导向机构的设计导向机构的设计 22 9 79 7 推出机构的设计推出机构的设计 22 9 7 19 7 1 复位零件的确定复位零件的确定 23 9 7 29 7 2 抽芯距的确定抽芯距的确定 24 9 89 8 拉料杆的形式选择拉料杆的形式选择 24 9 99 9 模具排气槽设计模具排气槽设计 25 十 模具冷却 加热系统计算 25 10 110 1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定 25 10 1 110 1 1 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 25 10 1 210 1 2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 26 10 1 310 1 3 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 27 10 210 2 模具加热系统模具加热系统 27 十一 注射模标准件的选用及技术要求 28 11 111 1 注射模标准及模架选用注射模标准及模架选用 28 11 211 2 模架周界尺寸选择模架周界尺寸选择 28 11 311 3 塑料注射模具技术要求及总装技术要求塑料注射模具技术要求及总装技术要求 29 11 3 111 3 1 零件的技术要求零件的技术要求 29 11 411 4 总装技术要求总装技术要求 29 结 论 31 致 谢 32 参 考 文 献 33 济源职业技术学院毕业设计 论文 4 摘 要 本次模具设计是 箱体锁扣 的模具图形及加工制造的全过程 其设计思 路是根据多个模具加工事例生产事例总结出来 设计内容是从零件的工艺分析 开始的 根据工艺要求来确定设计的大体思路 其开始是从零件的材料选择 接下是成型参数 密度 收缩率的确定 模具种类与模具设计的关系 塑件的 尺寸精度与结构 注射机的选择 模具设计有关尺寸的计算 包括模具行腔型 芯的计算及其公差的确定 注塑机参数的校核 模具结构设计 模具冷却 加 热系统计算 注射模标准件的选用及总装技术要求等内容 其中模具结构设计是这次设计的主要内容 其内容包含了模具的分型面选 择 主流道及分流道的设计与布局 推出机构导向机构等一系列模具的重要零 部件的设计加工方法和加工注意要点 这样更有利于加工人员的一线操作 使 其通俗易懂加工方便 本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识 而且让我做 到所学的运用到实践当中 更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的 各种要点 使我在本次设计实践当中有一个质的飞跃 关键词 塑模 型腔 型芯 尺寸公差 济源职业技术学院毕业设计 论文 5 前 言 通过在兴华模具公司的实习 使我对模具制造行业有了一定的了解和认识 故在这次做毕业论文选择课题时 我最终选择设计关于以塑模为课题的设计 说明塑模在兴华模具公司中的应用 随着经济总量和工业产品技术的不断发展 各行各业对模具的需求量越来 越大 技术要求也越来越高 业内专家认为 虽然模具种类繁多 但在 十一 五 期间其发展重点应该是既能满足大量需要 又具有较高的技术含量 特别 是目前国内尚不能自给 需大量进口的模具和能代表发展方向的大型 精密 复杂 长寿命模具 又由于模具标准件的种类 数量 水平 生产集中度等对 整个模具行业的发展有重大影响 因此 一些重要的模具标准件也必须重点发 展 而且其发展速度应快于模具的发展速度 这样才能不断提高我国的模具标 准化水平 从而提高模具质量 缩短模具生产周期及降低成本 由于我国的模 具产品在国际市场上占有较大的价格优势 因此对于出口前景好的模具产品也 应作为重点来发展 而且应该是目前已有一定基础 有条件 有可能发展起来 的产品 如 1 1 大型精密塑料模具大型精密塑料模具 塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升 发展潜 力巨大 目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展 但技术水平与国外仍有 较大差距 总量也供不应求 每年进口几亿美元 2 2 主要模具标准件主要模具标准件 目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架 导向 件 推杆推管 弹性元件等 这些产品不但国内配套大量需要 出口前景也很 好 应继续大力发展 济源职业技术学院毕业设计 论文 6 一 塑件工艺分析 1 11 1 塑件设计要求塑件设计要求 该产品用于各种箱体上 对箱体起到锁合的作用 产品精度及表面粗糙度要 求为一般精度 但在加工制造过程中要求各部分有一定配合精度关系 1 21 2 塑件生产批量要求塑件生产批量要求 该产品为大批量生产 故设计的模具要有较高的注塑效率 浇注系统要能 自动脱模 可采用点浇口自动脱模结构 由于该塑件要求批量大 所以模具采 用一模四腔 同模异腔结构 浇口形式采用侧浇口 由于塑件相对较小 所以 可以采用两点进料 以利于充满型腔 相对于大塑件可采用相对于小的塑件大 的分流道 以达到同时充模的效果 1 31 3 塑件的成型要求塑件的成型要求 化学性能稳定 宜于成形加工等 闭弯折不容易产生损坏和断裂现象 塑 件表面要求无飞边或缩孔现象 二二 塑件的材料选择塑件的材料选择 2 12 1 塑料的各种性能特征塑料的各种性能特征 1 聚乙烯 PE 基本特征 聚乙烯塑料为无毒 无味 呈白色或乳白色柔软 半透明的大 理石状颗粒料 密度为 0 91 0 96g cm3 为结晶型塑料 聚乙烯吸水性小 且 介电性能与温度 湿度无关 因此聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料 主要用途 低压聚乙烯可用于制造塑料管 塑料板 塑料绳以及承载不高 的零件 如齿轮 轴承等 中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形 可 制造瓶类 包装用薄膜以及各种注射成形制品 也可用在电线 电缆上面 高 压聚乙烯常用于制造塑料薄膜 软管 塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆 外皮等 成形特点 成形收缩率及收缩范围大 方向性明显 容易变形 翘曲 应 济源职业技术学院毕业设计 论文 7 控制模温 保持冷却均匀 稳定 流动性好且对压力变化敏感 宜用于高压注 射 料温均匀 填充速度快 保压充分 冷却速度慢 因此必须充分冷却 模 具应设有冷却系统 质软易脱模 塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模 2 聚丙烯 PP 基本特征 聚丙烯无色 无味 无毒的 外观似聚乙烯 但比聚乙烯更透 明 更轻 密度为 0 90 0 91g cm3 它不吸水 光泽好 易着色 聚丙烯具有 聚乙烯的所有优良性能 如卓越的介电性能 耐水性 化学性能稳定 宜于成 形加工等 还具有聚乙烯所没有的许多性能 可制做铰链 有教高的抗弯曲疲 劳强度 如 盖和本体合一的各种容器 经过 7x107次开闭弯折未产生损坏和 断裂现象 但其在氧 热 光的作用下极易解聚 老化 所以必须加入防老化 剂 主要用途 可用于各种机械零件如法兰 接头 泵叶轮 汽车零件 可作 为各种酸碱等的输送管道 化工容器和其他设备的衬里 表面涂层 可制造盖 和本体合一的箱壳 各种绝缘零件 并用于医药工业中 成形特点 成形收缩范围及收缩率大 易发生缩孔 凹痕 变形 方向性 强 流动性极好 易于成形 热容量大 注射成形必须设计能充分进行冷却的 冷却回路 注意控制成形温度 料温低时方向性明显 尤其是低温 高压时更 明显 聚丙烯成形的适宜模温为 80 度左右 不可低于 50 度 否则会造成成形 塑件表面光泽差 产生熔接痕等缺陷 温度过高会产生翘曲或变形 3 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 基本特征 ABS 是三种单体的共聚物 价格便宜 原料易得 是目前产量 最大 应用最广泛的工程塑料之一 ABS 无毒 无味呈微黄色或白色不透明粒 料 成形的塑件有较好的光泽 密度为 1 02 1 05g cm3 ABS 是由于三种组分 组成的 故它有三种成分的综合力学性能 而每一组分有在其中起着固有的作 用丙烯腈使 ABS 具有良好的表面硬度 耐热性及化学腐蚀性 丁二烯使 ABS 坚 韧 苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能 主要用途 ABS 在机械工业上用来制造齿轮 泵叶轮 轴承 把手 管道 仪表 水箱外壳等 汽车工业上用其制造汽车挡泥板 扳手 热空气调节导管 加热器等 还可用 ABS 夹层板制作小轿车车身 纺织器材 电器零件 文教体 济源职业技术学院毕业设计 论文 8 育用品 玩具 电子琴及收录机壳体 食品包装容器 农药 喷雾器等 成形特点 ABS 易吸水使成形塑件表面出现斑痕 云纹等缺陷 为此成形 加工前应进行干燥处理 在正常的成形条件下 壁厚熔料 温度对收缩率影响 极小 要求塑件精度高时 模具温度可控制 50 度和 60 度之间 要求塑件光泽 和耐热时应控制在 60 度和 80 度之间 ABS 比热容低塑化效率高 凝固性也快 故成形周期短 ABS 的表现黏度对剪切速度的依赖性很强 因此模具设计中大 都采用浇口形式 2 22 2 塑件材料的确定塑件材料的确定 综上以上三种材料特征 用途 和成形特点看 其各种塑料具有各自的特 殊性能 但考虑到箱体锁扣的工作环境以及所受的力的大小来看 其在工作过 程中需要频繁的开合 所以总上各种塑料的性能来考虑 聚丙烯 PP 具有以 上工作环境所需的性能 为此确定使用材料为 聚丙烯 聚丙烯 PPPP 2 32 3 塑件成形参数确定塑件成形参数确定 查得塑料成形的工艺参数 出自塑料模具设计与制造 P26 模具温度 40 80 喷嘴温度 190 200 料筒温度 前段温度 200 220 中段温度 220 240 后段温度 190 200 注射压力 70 120MPa 注射机类型 螺杆式 保压压力 50 60 MPa 喷嘴形式 直通式 注射时间 0 5S 保压时间 20 60S 冷却时间 15 50S 成形周期 40 120S 济源职业技术学院毕业设计 论文 9 三 塑料的收缩率及密度的确定 如表 3 1 材料性能参数 出自刀量模具设计简明手册 P213 材料 代号 密度 kg m 3 收缩率 模具温度 注射压力 P注 Mpa 最大不溢 料间隙 mm PE940 9601 5 3 660 7060 1000 02 PP900 9101 0 2 580 9070 1000 03 ABS1030 10700 3 0 850 8060 1000 04 PVC13800 6 1 530 6080 1300 03 由 3 1 表知聚丙烯 PP 的收缩率 1 0 2 5 由聚丙烯的成形特点可 知其成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率大 所以在选择聚丙烯的收缩率 时应考虑使用大的收缩率确定收缩率值为 1 8 其平均密度为 0 905g cm3 四 模具种类与模具设计的关系 不同种类的塑料其工艺性能 成形特性也不相同 因此为了确定塑料的工艺 性能 成形特征 并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件 如表 4 1 塑料种类与模具设计关系 出自刀量模具设计简明手册 P214 塑料特征注意事项 聚丙烯 PP 结晶型 1 直接浇口处易产生 定向应力 以致使 塑料变形 2 冷却速度快 3 流动性好具有铰链 1 尽量采用直接浇口 尤其是 成形较大面积的扁平体 2 浇注系统散热面积要小 以 降低冷却速度 保证塑料顺 利充填型腔 济源职业技术学院毕业设计 论文 10 性能 五 塑件的尺寸精度与结构 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的 尺寸公差精度等级 如表 5 1 塑件有关尺寸精度等级参数 出自刀量模具设计简明手册 P215 精度等级 12345678 基本尺寸 mm 公差数值 mm 30 040 060 080 120 160 240 320 46 3 60 050 070 080 140 180 280 360 56 6 100 060 080 100 160 200 320 400 64 10 140 070 090 120 180 220 360 440 72 14 180 080 100 120 200 240 400 480 80 18 240 090 110 140 220 280 440 560 56 24 300 100 120 160 240 320 480 640 96 30 400 110 130 180 260 360 520 721 00 40 500 120 140 200 280 400 560 801 2 50 650 130 160 220 320 460 640 921 4 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公差精 度分为高精度 一般精度 低精度三种 济源职业技术学院毕业设计 论文 11 如表 5 2 塑件精度等级参数 出自刀量模具设计简明手册 P216 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 聚丙烯 567 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高 所以精度等级选择一般精度 5 1 5 2 两表可查得模具加工时的各尺寸工差 六 注射机的选择 由工件可得其质量为 13 75g 因为采用一模四腔的生产方式 所以四个塑 件的总质量为 55g 可计算浇注系统的体积为 3 6 11 cm 所以 3 3 77 60 905 0 55 cm cm g gm V 塑件 浇塑件总 VVV 3 37 72 6 1177 60 cm 选用 XS ZY 125 型卧式注射机 其性能参数如下 出自刀量模具设计简明手册 P218 额定注射量 3 125cm 注射压力 Mpa120 锁模力 KN900 最大注射面积 2 320cm 济源职业技术学院毕业设计 论文 12 最大开模行程 mm300 模具最大厚度 mm300 模具最小厚度 mm200 拉杆间距 mm290260 喷嘴直径 mm4 喷嘴圆弧半径 mm12 七 模具设计的有关计算 由于零件的形状为正方形且各部分的形状厚度大致相同 其内有两 4mm 的 内孔 7 17 1 型腔工作尺寸计算型腔工作尺寸计算 模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能 和表面的粗糙度 为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足 够的加工余量 对于塑件 出自冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 P81 mm 56 0 49 因为 4 3 1kLL 塑件模具 式中 塑件形状最大尺寸 塑件 L 塑件的平均收缩率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 故 56 0 5 1 56 0 4 3 018 0 149 模具 L mm 11 0 11 0 46 49 42 0882 49 对于塑件高度尺寸模具设计mm 4 0 15 济源职业技术学院毕业设计 论文 13 因为 3 2 1kLL 塑件模具 塑件最高方向最大尺寸 塑件 L 故 4 0 5 1 4 0 3 2 018 0 115 模具 L mm 08 0 08 0 96 14 27 0 23 15 7 27 2 型芯的工作尺寸计算型芯的工作尺寸计算 模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触 其加工要求和型腔基本上是 相同的 但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同 其制造公差和型芯相反 取负偏差 对于塑件尺寸的模具设计 mm 56 0 40 因为 出自冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 4 3 1kLL 塑件模具 P83 塑件内形径向的最小尺寸 塑件 L 故 56 0 5 1 56 0 4 3 018 0 140 模具 L mm 11 0 11 0 14 41 42 0 72 40 对于塑件尺寸的模具设计mm 32 0 10 因为 3 2 1kLL 塑件模具 塑件内腔的深度最小尺寸 塑件 L 故 32 0 5 1 32 0 3 2 018 0 110 模具 L 济源职业技术学院毕业设计 论文 14 mm 06 0 06 0 39 10 21 0 18 10 7 37 3 模具中孔中心距计算模具中孔中心距计算 2 1 1kCmC 两孔间的距离Cm 故 mm C 28 0 72 40 56 0 2 1 018 0 140 八 注塑机参数校核 8 18 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞 边 通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80 所以 选用的注塑机最大注塑量应 出自刀量模具设计简明手册 P217 浇塑件机 VVV 8 0 式中 注塑机的最大注塑量 单位 机 V 3 cm 注塑机的体积 单位 塑料 V 3 cm 该产品 V 塑件 60 77 3 cm 浇注系统体积 单位 浇 V 3 cm 该产品 11 6 浇 V 3 cm 故 3 46 90 8 0 6 1177 60 8 0 cm VV V 浇塑件 机 所 选择注塑机的注塑量为 125 故 满足要求 3 cm 8 28 2 锁模力校核锁模力校核 出自刀量模具设计简明手册 P217 锁机 FAP模 济源职业技术学院毕业设计 论文 15 熔融型料在型腔内的压力 70 100 Mpa 80 选取型腔内压 模 P 力的平均值为 85 Mpa 所以 计算得 68 Mpa 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 计算为 9782mm2A 注塑机的额定锁模力 锁机 F 故 68 x 9782 665 KN 锁机 FAP模 所以选定的注塑机为 900 KN 满足条件 8 38 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即 模具长 x 宽 拉杆间距 出自教学课件 模具的长宽为 250 x250 注塑机拉杆间距 260 x290 8 48 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H模 223 mm 注塑机最小闭合厚度 H最小 200 mm 即 H模 H最小 故满足要求 8 58 5 开模行程校核开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关 故注塑机的开模行程应 满足下式 出自教学课件 最小模机 HHS mmHH105 21 因为 最小模机 HHS 200223300 mm277 mmHH1611012535105 21 H1 推出距离 单位 mm H2 包括注射系统在内的塑件高度 单位 mm S机 注射机最大开模行程 故 满足要求 九 模具结构设计 济源职业技术学院毕业设计 论文 16 9 19 1 制品成型位置及分型面的选择制品成型位置及分型面的选择 选择分型面时的考虑方向 1 塑件开模后留在动模上 2 分型面的痕迹不影响塑件的外观 3 浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 根据以上的分型面选择的原则 本塑件的分型面选择在塑件的最上面 这 样有利于塑件型腔的加工 更有利于塑件的成形 而塑件的整体将在脱模后留 在动模侧 而对于推杆的设计 将采用塑件的底面形状 圆弧度 的面积 这 样既增大了推出力 又减小了推杆的痕迹的存在 9 29 2 模具型腔数的确定 型腔的排列和流道布局模具型腔数的确定 型腔的排列和流道布局 根据设计需要和生产效率的要求可知 为满足塑件的使用要求 在同一次的 注射成型中 一次成型塑件的个数为四个 也就是采用一模四腔的生产方式 型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列 济源职业技术学院毕业设计 论文 17 如 9 1 型腔排列图 因为同模异腔 所以塑件的尺寸为竖直方向 取得标准模架的周界尺寸为 250 x250mm 浇注系统设计及流道的布局 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀 迅速地输入型腔 使型腔内 气体及时排出 并且将注射压力传递到型腔的各个部分 从而得到组织紧密的 制品 9 39 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计主流道 主流道衬套及定位环的设计 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷喷嘴在同一轴线 上 其为一圆锥孔 其小头正对注射机的喷嘴 因喷嘴外形为球面 所以主流 济源职业技术学院毕业设计 论文 18 道小头孔端的外形应为一凹球面 为了配合紧密 防止溢料 凹球面的半径应 比喷嘴的球面半径略大 2 3mm 主流道衬套的材料常用 T8A T10A 制造 热处理后硬度为 50 55HRC 主 流道衬套与定模板采用 H7 m6 的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用 H9 m9 的 过渡配合 由于受型腔或分流道的反压力作用 主流道衬套会产生轴向定位移 动 所以主流道衬套的轴向定位要可靠 主流道设计应注意的问题 1 便于流道凝料从主流道衬套中拔出 主流道设计成圆锥形 锥角 粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑 球半径略大于喷 4 2 63 0 Ra 嘴头半径 2 主流道要求耐高温和摩擦 要求设计成可拆卸的衬套 以便选 用优质材 料单独加工和热处理 3 衬套大端高出定模端面 并与注射机定模板的定位孔成间隙配mm10 5 合 起定位隙作用 4 主流道衬套与塑料接触面较大时 由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中退出 可设计定住 5 直角式注射机中 主流道设计在分型面上 不需沿轴线上拔出凝料可设 计成粗的圆柱形 主流道直径计算的经验公式 出自塑料成形工艺与模具设计手册P253 4 mm K V D 式中 主浇道大头直径 Dmm 流经主浇道的熔体体积 注射量为 125V 3 cm 3 cm 因熔体材料而异的常数K 塑料种类 PSPE PPPAPCPOMCA K 值 2 5451 52 12 25 故 mmD31 6 414 3 1254 济源职业技术学院毕业设计 论文 19 所以主流流道的大头直径确定为 6 31mm 如 9 2 主流道衬套图 出自刀量模具设计简明手册 P221 如表 9 3 定位环的尺寸参数 出自刀量模具设计简明手册 P221 d116202530 d 注射机喷嘴直径 0 5 1 D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径 1 2 9 49 4 分流道的形状及尺寸分流道的形状及尺寸 分流道的截面形状有 圆形 梯形 u 形 半圆形 矩形 分流道的长度 应尽可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 Ra 1 6mm 如表 9 4 分流道截面形状和特征比较 济源职业技术学院毕业设计 论文 20 出自塑料成形工艺与模具设计 P106 特征 截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 矩形大易大不良 通过以上截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 但其加工较难 为此选用梯形截面形状 多腔模中 分流道的排布 1 平衡式和非平衡式 平衡式 分流道的形状尺寸一致 非平衡式 a 靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸 b 分流道不能太细长 太细长 温度 压加体大会使离主流道较远的型腔难以 充满 c 一般需要多次修复 调理达到平衡 d 即使达到料流和填充平衡 但材料时间不相同 制品出来的尺寸和性能有差 别 对要求高的制品不宜采用 e 非平衡式分布 分流道长度短 f 如果分流道较长 可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴 使 冷料不致于进入型腔 g 分流道和型腔布置时 要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线 重合 分流道计算经验公式 出自塑料成形工艺与模具设计手册P230 73 4 mmL W D 式中 各级分流道的直径 Dmm 流经该分浇道的熔体质量 Wg 流过熔体的分流道长度 LWmm 各种塑料的分流道推荐值 济源职业技术学院毕业设计 论文 21 故 mmD75 4 140 73 40 4 塑料种类 ABSPSPEPVCPPPMMA D4 8 9 53 2 9 51 6 9 56 4 12 74 8 9 88 12 7 由上表和公式计算得 PP 的分流道直径为 5mm 分流道截面形状采用梯形且平衡分布 因为梯形分流道热量损失较小 易加 工 效率较高且可保证各型腔均衡进料 从而保证塑件质量 如图 9 5 梯形分流道的截面尺寸及图形 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P109 9 59 5 浇口的形状及其位置选择浇口的形状及其位置选择 浇口的作用是使料流加速 并控制衬料时间 控制料流状态 常用的截面 形状有圆形和矩形两种 流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关 而且 与塑件的成形质量有着密切的关系 因此浇口的形式与塑料品种要相互适应 所以基于塑件的特点来看选择点浇口 点浇口的特征 1 形状简单 便于加工 而且尺寸精度容易保证 2 试模时 发现不适当 容易及时修改 济源职业技术学院毕业设计 论文 22 3 能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4 可用于各种塑料 5 对于壳体类塑件 流动填充效果较佳 点浇口的直径计算公式 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P253 4 mmAcnd 式中 点浇口的直径 dmm 系数 依塑料种类而异n 塑料种类 PVCPE PSPPPCPOMPVAV n 值 0 90 60 80 70 70 8 依塑件壁厚而异的系数c 型腔表面积A 如表 9 6 点浇口尺寸参数 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P154 塑件厚度 塑料种类 5 1 3 5 13 PSPE 7 0 5 09 0 6 02 1 8 0 PP8 0 6 00 1 7 02 1 8 0 PVCPOM 0 1 8 08 1 9 00 2 0 1 PA2 1 9 02 1 0 16 1 2 1 9 5 19 5 1 浇口位置的选择浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应减少熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件的浇口选择在塑件的壁厚 处 由于塑件所填充塑料多 为此 在塑件处的两壁厚处各设一浇口 这样可 以提高充模速度 济源职业技术学院毕业设计 论文 23 9 69 6 导向机构的设计导向机构的设计 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合 模导向机构 合模导向机构在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合拢时 都有一个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形状 二是导向作用 引导动 定模正确闭合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 三是承受一定的侧压力 在成行过程中承受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导套组成 如图 9 7 模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P153 9 79 7 推出机构的设计推出机构的设计 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必 须完成一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推 出机构 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二 部分是用来固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推 出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件 脱模时不发生变形或损伤塑件的外观 推力的分布依脱模阻力的大小合理合理 安排 推出机构的结构力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复 位 推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力 因此塑 济源职业技术学院毕业设计 论文 24 件脱模时必须有一个足够大的脱模力 脱模力可用下式计算 出自刀量模具设计简明手册 P229 coscos 1 fAPF 式中 脱模力 单位 N 1 F 型芯的脱模斜度 单位 该模具为 45 塑件包容型芯的面积 单位为 m 该模具为 6 45x10 A m 塑件对钢的摩擦系数 通常取为 0 1 0 3 取 0 2f 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 模外冷却时P 2 4 3 9 x10 PaP 故 75 0 cos75 0 cos2 0100 11045 6 73 1 F N 4 1021 1 对于大塑件而言 因为其内型腔有两个圆孔 所以使用一般的推杆推出机 构 推板推出机构等满足不了塑件脱模的要求 为此大塑件的脱模方式采用侧 陷槽脱出机构 侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位 这些部位 在脱模时必须采用特殊的方法 推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出 用内倾 滑块脱出 用内斜销及滑块脱出等多中方式 根据本模具的成型特点考虑 使 用内倾滑块脱出机构 因为其可用滑动的倾斜推杆推出 在大塑件的另一端用 一个推杆将其推出 9 7 19 7 1 复位零件的确定复位零件的确定 为了使推出元件合模后能回到原来的位置 在设计时应考虑推出机构的复 位 推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧 对于本模具的形式和结构的 综合考虑 选用复位杆推出机构 9 7 29 7 2 抽芯距的确定抽芯距的确定 抽芯距 s 是将型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置 型芯 滑块 济源职业技术学院毕业设计 论文 25 所需要移动的距离 其值可用下式计算 出自刀量模具设计简明手册 P230 mmSS3 2 1 型芯成型部分的深度 单位为 mm 1 S 故 mmS55 25 2 9 89 8 拉料杆的形式选择拉料杆的形式选择 拉料杆可分为球形拉料杆 z 形拉料杆和薄片式拉料杆 根据对各种拉料 杆的对比分析和对本模具成型特点考虑用 z 形拉料杆 如图 9 8 z 形拉料杆尺寸及形状 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P156 如表 9 9 拉料杆尺寸参数 出自塑料成形工艺与模具设计手册 P157 直径 d 基本尺寸极限偏差 DH 与拉料杆配 合的模板孔 d H7 6 0 02 0 05 104 0 012 0 8 0 02 0 05 134 0 015 0 济源职业技术学院毕业设计 论文 26 10 0 02 0 05 155 0 015 0 12 0 02 0 05 175 0 018 0 14 0 02 0 05 196 0 018 0 根据以上的标准可知选用的直径 d 为 8 8 mmmm 9 99 9 模具排气槽设计模具排气槽设计 当塑料熔体充填型腔时 必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料 受热而产生的气体 如果气体不能顺利地排出 塑件会由于填充不足而出现气 泡 接缝式表面轮廓不清等缺陷 甚至气体受压而产生高温 使塑件焦化 为 此设置排气槽是很有必要的 通常排气槽设计有多种方式 通过对模具型腔的 研究 采用利用配合间隙排气的方式为最优 因为在分型面与模板间的配合间 隙进行排气 间隙值为 0 03 聚丙烯的最大不溢料间隙为 0 03mm 十 模具冷却 加热系统计算 10 110 1 冷却回路的尺寸确定冷却回路的尺寸确定 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的 热量 使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷 却介质在回路系统内流动畅通 无滞留部位 10 1 110 1 1 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 出自塑料模具设计与制造 P135 WM Mq A 3600 式中 冷却回路总表面积 A 2 m 单位时间内注入模具中树脂的质量 M h kg 济源职业技术学院毕业设计 论文 27 单位质量树脂在模具内释放的热量 值可查表 q Kg J q 冷却水的表面传热系数 Km W 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W PP 成形时放出的热量 5 9qKgJ 冷却水的表面传热系数可用下式计算 2 0 8 0 d 式中 冷却水的表面传热系数 Km W 2 冷却水在该温度下的密度 3 m Kg 冷却水的流速 s m 冷却水孔直径 dm 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 10 1 如表 10 1 水的值与其温度的关系 平均水 温 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 6610 05 10 1 210 1 2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 出自塑料模具设计与制造 P136 d A L 1000 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 冷却水孔直径 dmm 济源职业技术学院毕业设计 论文 28 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于 14mm 否则冷却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径 可根据塑件的平均壁厚来确定 平均壁厚为 2mm 时 水孔直径可取 10 14mm 10 1 310 1 3 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发 到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具 热量 假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传 热因素 那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算 出自塑料模具设计与制造 P137 21 60 c Mq qV 式中 冷却水体积流量 v q min 3 m 单位时间注射入模具内的树脂质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 q Kg J 冷却水比热容 c KKg J 冷却水的密度 3 m Kg 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 10 210 2 模具加热模具加热系统系统 当注射成形工艺要求模具温度在 80 以上时 模具必需有加热装置 由于 PP 注射成形工艺要求模具温度在 40 80 因此模具中不用设置加热装置即可 满足需要 十一 注射模标准件的选用及技术要求 济源职业技术学院毕业设计 论文 29 11 111 1 注射模标准及模架选用注射模标准及模架选用 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑料注射模 具的标准模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围 为 560mmx900mm 并规定模架的形式为品种型号 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四个品种 表 11 1 四种模架的组成 功能及用途 出自刀量模具设计简明手册 P234 型号组成 功能及用途 A1 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 与推杆推件机构 组成模架 适用于立式和卧式注射机 A2 型 动 定模均采用两块模板 与推件机构组成模架 适用于 立式和卧式注射机 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具 也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 它们中间设置了 一块推件板 用于推件板件的模具 适用于立式和卧式注 射机 A4 型 动 定模均采用两块模板 它们中间设置了一块推件板 用于推件板件的模具 适用于立式和卧式注射机 根据以上四种模架的组成 功能及用途可以看出 A2 型模型适用于本次模 具的设计 固选用 A2 模架 11 211 2 模架周界尺寸选择模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数 规格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 450 L 和 500 L 等模架规格 根据模具型腔布置可以选用的模架规格为 250mm 250mm 再根据所选取的模架规格可通过标准模架 表查得上 下模板 的厚度为 40mm 垫板厚度为 63mm 济源职业技术学院毕业设计 论文 30 11 311 3 塑料注射模具技术要求及总装技术要求塑料注射模具技术要求及总装技术要求 11 3 111 3 1 零件的技术要求零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 选用标准模架和 标准件 模具成形零件 材料和热处理要求 优先按下表内容选用 如表 11 2 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数 出自刀量模具设计简明手册 P251 模具材料热处理硬度 零件名称 牌号标准号 HBSHRC 45GB699216 26040 45 4CrGB3077216 26040 45 40CrNiMOAGB3077216 26040 45 3Cr2MoGB1299 预硬状态 35 45 4Cr 5MoSiV1GB1299246 28045 55 型腔 型芯 定模镶件 动模镶件 活动镶件 3Cr13GB1220246 28045 55 11 411 4 总装技术要求总装技术要求 如表 11 3 总装技术要求 出自刀量模具设计简明手册 P251 条目编号条目内容 1 定模 式定模板 与动模 式动模应板 安装平面 的 平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 规定 2 导柱 导套对定 动模安装面 式定 动模座半安 装 面 的垂直度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠 不得 济源职业技术学院毕业设计 论文 31 有 歪斜和卡滞现象 要求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位 置应定位准确 安放可靠 具有防止错位措施 5 流道转接处应光滑圆弧连接 镶拼处应密合 浇注 系 统表面粗糙度为 Ra 0 8um 6 热流道模具 其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳 合模后镶块应压紧 接触面积不 少 于 3 4 开模后定位准确可靠 合模后分型面应紧密结合 成形部位的固定镶件配 合处应紧密贴合 其间隙应小于塑料的额最大不落 料间 隙 其值应符合如下规定 塑料流动性好一般较差 8 塑料间隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷却加热 不包括电加热 系统应畅通 不应有泄 漏 现象 10 气动式液压系统应畅通 不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠 不允许有漏电式短路现象 12 在模具上装有吊环螺钉时 应用符号 GB825 的规定 13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔 以免 积 存溢料 济源职业技术学院毕业设计 论文 32 结 论 这次的毕业设计是大学3年中的最后一个环节 是对3年的学习生活中所学 知识的一个汇总和概括 使我们每个人都能了解自己学到了什么 理解多少 会运用多少 还有多少知识不了解 需要进一步加深理解 在校期间 开设有 机械制图及AUTOCAD 机械设计 机械制造 液 压传动 数控机床及编程 PLC 等课程 这些课程对我们搞好这次毕业设 计有很大的帮助 综合运用好这些课程 加之我们平时的知识积累和老师的极 大帮助和指导 为这次毕业设计提供