注塑成型与模具设计课程设计-管套注塑模设计.doc

全套图纸加153893706注塑成型与模具设计课程设计说明书班 级：学 号：姓 名：指导老师：时 间：2017.12题目：管套注塑模的成型模具结构设计任务：1 完成零件的模具结构设计（要求：结构合理）2 一张A0或A1的模具总装图及两张A3典型零件图（要求：图纸规范符合国家标准；如：尺寸与配合）3 完成设计说明书一份（要求：按照附件格式编写并打印、控制在10-15页。大标题：四号加黑；小标题：小四加黑；正文：小四宋体）目 录1 零件成型工艺分析. . . 11.1 产品结构分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 设计计算. . 22.1确定型腔数目22.2选择注射机型号与校核. .3（1）最大注射量的校核3（2）注射压力的校核 3（3）锁模力校核 . . . . . .32.3选择分型面 . . .3 2.4确定型腔的布置方案. .33 模具结构设计. .43.1 浇注系统的设计 . . . . . . . 4 3.1.1主流道设计. . . . . . .43.1.2 分流道设计. . . . . . .53.2 顶出机构设计 . . . . . . . .53.3 冷却系统设计 63.4 模架的设计 . . . . .7 4 结束语95 参考文献91 零件成型工艺分析1.1产品结构分析图1.1 管套上图1.1 所示是管套零件。结构分析如下：该塑件为管套，具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。管套内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度。2 设计计算2.1确定型腔数目确定型腔数目时因考虑到型腔数目的增加对产品质量的影响，根据经验，每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。设制品典型尺寸(基本尺寸)为(mm)，制品尺寸偏差为，单型腔时制品可能到的尺寸偏差百分数为(ABS等非结晶塑料为)，则有： 本制品基本尺寸112，尺寸偏差，由上式验算可知增加型腔对本制品的尺寸精度影响不大。同时考虑模具设计加工成本以及生产成本，最终确定为一模四腔。2.2选择注射机型号与校核注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。（1）最大注射量的校核注射量以容积表示最大注射容积为：最少注射容积： 而 符合要求。（2）注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即式中；为7090；代入数据计算，符合要求。（3）锁模力校核符合要求。2.3选择分型面 分型面与开模方向垂直, 如图2.1所示。利用塑件中间凸台的反锥度，使开模时塑件留在动模型芯上。2.4确定型腔的布置方案本套模具采用一模四腔如图2.2所示。图2.2 型腔排列方式3 模具结构设计3.1 浇注系统的设计 3.1.1主流道设计主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。1）主流道尺寸和浇口的设计（1）主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.51） =3+（0.51），取D=3.5mm 。（2）主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（12） =15+（12），取SR=16mm 。（3）球面的配合高度 ，取h=3mm 。（4）主流道的长度 取L=71.5mm。主流道大端直径 （半锥角）取浇口套总长 2）浇口套的设计主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC,如图所示。3）定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取 ，两者之间呈较松的间隙配合。定位圈结构尺寸如图3.2所示；定位圈和上模座板做成一个整体如下图。 3.1.2 分流道设计及浇口设计采用梯形截面的分流道，平衡式流到，塑料熔体通过主流道然后到分流道流入型腔。分流道形式如下图示。3.2 顶出机构设计该套模具的塑件分开模后，注塑机上的液压系统工作，注塑机推杆通过顶杆孔推顶板18，顶板18通过顶杆推推件板12，推件12将塑件从动模型芯上推出。推出机构的结构如下图。3.3 冷却系统设计PP-R塑料注射到模具内的塑料温度为180190 左右，而塑料固化后从模具型腔中取出时其温度在60 以下，热塑性塑料在注射成型后，须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。PP-R的成型温度和模具温度分别为180220 、5070 ，用常温水对模具进行冷却。1）冷却介质冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水比较多，因为冷却水热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道。2）冷却系统的简略计算如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。（1）求塑料固化时每分钟释放的热量查表得PP-R单位质量放出的热量 ，故式中 W单位时间内注入模具中的塑料质量（kj/min），模具每分钟注射1次。（2）冷却水的体积流量 式中 冷却水的密度，为; 冷却水出口温度，取25； 冷却水进口温度，取20； C冷却水的比热容，为4.187；（3）冷却管道的直径为使冷却水处于湍流状态,查资料取d=8mm。（4）冷却水在管道内的流速 (5)冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数查参考文献中的表取f =7.22,水温为25时,因此 (6) 冷却管道的总传热面积 (7) 模具上应开设的冷却水孔数（孔） 式中 l模珂长度，为150mm.理论上算得两孔，但实际上分布是每个滑块上设置一个冷却水孔，具体分布见装配图。3.4 模架的设计根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合模架，选用结构形式为200A35 B33 C50模架。1）定模座板（270mm、厚为25mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过2个M6的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合。2）定模板（220mm，厚35mm）用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用45号钢，调质到230HB270HB。其上的导柱和导套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合；定模板与浇口套采用H7/m6配合。3）动模座板（270mm、厚为25mm）材料为45钢，其上的注射机顶孔为。4）动模板（220mm，厚33mm）行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为45钢。其上的导柱和导柱孔为H7/k6配合。5）推板（ 139.5mm mm，厚度15mm）材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用M6的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。6）推杆固定板（ 139.5mm mm，厚度15mm）钢材为45钢,其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。装配结构如图所示：1.导柱2.顶杆3.浇口套4.密封垫5.上型芯6.定模板7.定模镶块8.型腔镶件9.型腔板10.下型芯11.动模镶块12.推板13.拉料杆14.导水管15.动模块16.托板17.支撑环18.顶板结构原理：分型面与开模方向垂直, 如图所示，利用塑件中间凸台的反锥度，使开模时塑件留在动模型芯上。由于型腔板（9）固定于定模端，制品滞留动、定两端的可能性都存在，在不影响制品正常使用的前提下，将中间的凸台稍作处理，使其略呈反锥度，如A处所示，以确保制品留于下型芯（10）上，再以推板脱模，避免使用动、定模双向顶出机构，使模具结构得以简化。通过更换定模镶块（7）、动模镶块（11）、上、下型芯（5、10）及型腔镶件（8），可生产一组不同规格的制品，一般23个规格为一组。应注意型腔在动模镶件中不能过深，能成型圆角即可，以便脱模时制品能落下。开模后，制品留于下型芯（10），拉料杆（13）将料头从浇口套（3）中拉出，顶板（18）通过顶杆（2）、推板（12）将制品和料头脱下。冷却装置理论上算得两孔，但实际上分布是每个滑块上设置一个冷却水孔。4 结束语通过这一阶段的课程设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。此次课程设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次对我今后的工作会有一定的