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机械毕业设计全套
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MJZ02-069@瓶塞注射模设计,机械毕业设计全套
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湖南大学衡阳分校 毕业设计 题 目 瓶塞注 射 模 设计 专 业 模具设计与制造 班 级 03 级模二班 学生姓名 苏 灿 指导教师 李良喜 2006 年 05 月 20 日 nts湖南大学衡阳分校毕业设计 计 算 内 容 说 明 目 录 一、 塑件的分析 (1) 二、 形腔数目的确定及排布 (5) 三、 分型面的选择 (6) 四、 浇注系统的设计 (7) 五、 注射机的型号和规格 (9) 六、 成型零部件的结构设计和工作尺寸计算 (10) 七、 导柱导向机构的设计 (15) 八、 推出机构的设计 (17) 九、 温控系统的设计 (19) 十、 注射机的校核 （ 21） 十一、设计小结 (23) 十二、参考文献 (24) nts nts 1 计 算 内 容 说 明 第一部分 塑件的分析 一 塑料 ABS ABS 中文名：丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物 英文名： Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。 基本特性： 无毒无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度在1.021.05g/cm3,其收缩率为 0.30.8%。 ABS 吸湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于 0.3%。流动性一般，溢料间隙约在 0.04mm。 ABS 有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降 。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 成型特点： ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的 阻 力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060oC，要求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080 oC。 nts 2 计 算 内 容 说 明 主要技术指标： 比重： 1.021.16g/cm3。 比容： 0.860.98cm3/g。 吸水性： 0.20.4% (24h)。 熔点： 130160oC。 热变形温度： 4.6 105Pa- 130160oC。 18.5 105Pa- 90108oC。 抗拉屈服强度 (105Pa): 500 拉伸强度模量： 1.8 104 Mpa 弯曲强度： 800 105Pa ABS 的注射工艺参数： 注射机类型： 螺杆式 螺杆转速： 3060 r/min 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 190200oC 料筒温度： 前 200210oC 中 210230oC 后 180200oC 参见塑 料成型工艺与模具设计表3-1 nts 3 计 算 内 容 说 明 模温： 5080oC 注射压力： 70120Mpa 保压力： 5070Mpa 注射时间 (s)： 35 保压时间 (s)： 1530 冷却时间 (s)： 1530 成型周期 (s)： 4070 二 塑件的形状尺寸 塑件图如下页所示： 塑件的工作条件对精度要求较低，根据 ABS 的性能可选择其塑件的精度等级为 5 级精度（查阅塑料成型工艺与模具设计 P66 表3-8）。其密度为 1.01.1g.cm3 经计算得塑件的底面积为： S 塑 =530.66mm2 得塑件的体积为 ： V 塑 =1.351cm3 塑件的质量为： W 塑 =V 塑 r 塑 =1.5(g)。 零件需要的尺寸精度 壁厚 : nts 4 计 算 内 容 说 明 塑件图 nts 5 计 算 内 容 说 明 第二部分 型腔数目的 确 定及排布 已知的体积 V 塑 或质量 W 塑 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模四腔对称性排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用侧浇口。排布图如下图示 ： 型腔数目及排 布图 nts 6 计 算 内 容 说 明 侧浇口 它又称边缘浇口 .一般情况下 ,侧浇口开设在模具的分型面上 ,从制品侧面边缘进料 .它能方便地调整浇口形式 .它的截面形状通常采用矩 形 , 第三部分 分型面的选择 塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模 的角 度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模。而且不影响塑件的量和外观形状，以及尺寸精度。 分型面图nts 7 计 算 内 容 说 明 第四部分 浇注系统的 设计 浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷 料穴等四部分组成。 浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。 浇注系统图nts 8 计 算 内 容 说 明 塑件的截 面厚度较小，不适合采用推杆推出，而采用推件板推出较为合适。因而不宜开设冷料穴，所以拉料杆采用球扣形式。不影响塑件外观质量，依据上述分型面，分流道宜采用圆形截面，在定模固定板上采用浇口套。 根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下： d=4mm D=8mm R=15mm t=4mm r=2mm l=4550mm L=4050mm 初步估算浇注系统的体积， V 浇 =67cm3。 其质量约为： W 浇 =V 浇 r 塑 =78g。 S=(n W 塑 + W 浇 ) /0.8=1617g。 所以，选择用注射机型号为： XS-Z-30。 nts 9 计 算 内 容 说 明 第五部分 注射机的型号和规格 注射机的技术规格： 型 号 ： XS-Z-30 额定注射量 (cm3)： 30g 螺杆直径 (mm): 28 注射压力 (MPa): 119 注射行程（ mm）： 130 注射时间（ s） : 0.7 注射方式 ： 柱塞式 合模力 kN : 250 最大注射面积（ cm2）： 90 最大开（合）模行程（ mm）： 160 模具最大厚度（ mm）： 180 模具最小厚度（ mm）： 60 模板最大距离（ mm） : 340 最大开模行程（ mm）： 160 喷嘴圆弧（ mm）： SR12 喷嘴孔径（ mm）： 2 注射机 型 号参见塑 料成型工艺与模具设计表 4-1 nts 10 计 算 内 容 说 明 第六部分 成型零部件的 结构设计和 工作尺寸计算 1、产生偏差的原因： 塑料的成型收缩 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因 有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过 程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。 s=(Smax-Smin)制品尺寸 s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。 Smax、 Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 成型零部件的制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。 成型零部件的磨损 、本产品为抗冲制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取 .8%和 .3 。此产品采用4 级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深 度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.50.75 的范围之间， nts 11 计 算 内 容 说 明 凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 IT IT级，综合参考，相关计算具体如下： (Lm3 )0+ z = (1+ s )LS3 - 0.5 0+ z = (1+0.5%) 27- 0.5 0.240 +0.24/4 =27.020 +0.06mm nts 12 计 算 内 容 说 明 (lm2 )0+ z = (1+ s )LS2 - 0.5 0+ z = (1+0.5%) 22- 0.5 0.220 +0.22/4 =220 +0.055mm (lm1)0- z =(1+ s )LS1+0.5 0- z = (1+0.5%) 19+0.5 0.220-0.22/4 = 19.210-0.055 mm (Hm2) 0+ z = (1+ s )HS2-0.5 0+ z = (1+0.5%) 2-0.5 0.120+0.12/4 =1.950+0.03mm (hm3) 0+ z = (1+ s )HS3-0.5 0+ z = (1+0.5%) 3-0.5 0.120+0.12/4 =2.940+0.03mm (srm)0- z =(1+ s ) +0.5 0- z = (1+0.5%) 30+0.5 0.240-0.24/4 = 30.130-0.06 mm (SRM) 0+ z = (1+ s )SRS-0.5 0+ z = (1+0.5%) 30-0.5 0.240+0.24/4 =29.900+0.06mm (Hm) 0+ z = (1+ s )HS-0.5 0+ z = (1+0.5%) 2-0.5 0.120+0.12/4 =1.940+0.03mm 收缩率见塑料成型工艺与 模具设计 附录 B 计算参考 塑料成型工艺与 模具设计 第五章第三节 P151 nts 13 计 算 内 容 说 明 3、成型零件的强度、刚度计算 注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个 模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。 一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。 因在设计时采用的是整体式圆形型腔。因此，计算参考公式如下 : 侧壁： 按强度计算： 按刚度计算： )12( mp pc prt )1)1()1( urPEurPErtmpmpc nts 14 计 算 内 容 说 明 底部：按强度计算 : 按刚度计算： 凸模、型芯计算公式： 按刚度计算： 由公式分别计算出相应的值为： 按强度计算得： tc=4.93mm th=4.38mm r=8.52mm 按刚度计算得： tc=0.93mm th=1.91mm r=3.97mm 参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（ MPa）取值范围 5070； E 材料的弹性模量（ MPa）查得 2.06105； 材料的许用 应力（ MPa）查得 176.5； u 材料的泊松比 查表得 0.025； 成型零部件的许用变形量（ mm）查得 0.05； 采用材料为 3Gr2W8V，硬度 55HRC。 pmh rrPt 43 3 41758.0 p mh E rPt 34pmELPr ppnts 15 计 算 内 容 说 明 第七部分 导柱导向机构的设计 导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。 导柱导向机构 的作用： 1、 定位件用：模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。 2、 导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3、 承受一定的侧向压力。 一、 导柱导套的选择： 导柱结约形式及尺寸如下图： nts 16 计 算 内 容 说 明 其材料采用 45 钢经调质，表面淬火，低温回火，硬度为55HRC。导柱固定部分表面粗糙度 Ra 为 08m，导向部分表面粗糙度 Ra 为 0.80.4m。具体尺寸如上图所示。 布局形式如右图示： 为便于导套与导柱配合后工作 时的的排气，在定模固定板的开设通 气孔。 nts 17 计 算 内 容 说 明 第八 部分 推出机 构的设计 1、 推出机构的组成 推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。 2、 设计原则： a、 推出机构应尽量设在动模一侧； b、 保证塑件不因推出而变形损坏； c、 机构简单动作可靠； d、 合模时的正确复位。 3、脱模力的计算： 根据力平衡原理，列出平衡方程式： Fx=0 Ft+Fbsin=Fcos Fb 塑件对型芯的包紧力； F 脱模时型芯所受的摩擦力； Ft 脱模力； 型芯的脱模斜度。 nts 18 计 算 内 容 说 明 又： F=Fb 于是 Ft=Fb(cos-sin) 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即： Fb=Ap 由此可得： Ft=Ap(cos-sin) 式中： 为塑料对钢的摩擦系数，约为 0.10.3； A 为塑件包容型芯 的总面积； p 为塑件对型芯的单位面积上的包紧力，在一般情况下，模外冷却的塑件 p 取 2.43.9 107Pa;模内冷却的塑件 p 约取 0.81.2107Pa。 所以 :经计算， A=379.94mm2 , 取 0.25,p 取 1 107Pa,取 =45， 。 Ft=379.94 10-6 1 107(0.25 cos45-sin45) =900.04N. 因此，脱模力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。由于影响脱模力大小的因素很多，如推出机构本身运动时的摩擦阻力、 塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，而且也只能是个近似值。 nts 19 计 算 内 容 说 明 第 九 部分 温控系统设计 1、 注射模冷却系统设计： 1.冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大 型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面 尺寸及冷却水的温度有关。 2冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型 腔表面最好距离相等，但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小一些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于 10mm，常用 1215mm. 3浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度就越低，因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在浇口附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换后的温水作用下冷却。 4冷却水道出、入口温差应尽量小 如果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模 温不均匀，所以在设计时应引起注意。 5冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置 聚乙烯的收缩率大，水道应尽量沿着收缩方向设置。 nts 20 计 算 内 容 说 明 冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理一般水道孔径为 10mm 左右，不小于 8mm。根据此套模具结构，采用孔径为 8mm 的冷却水道。 nts 21 计 算 内 容 说 明 第十部分 注射机的校核 一、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时，塑件在模分型面的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需锁模力也就越大，若超过注射机的允许最大成型面积，则在成型过程中会出现涨模溢料现象。因此有： 塑件总的投影面积 nA1 与浇注系统的投影面积 A2之和要小于最大成型面积 A。 nA1 +A2 A 4x5.5*5.5*3.14+4x0.6x6=394.34mm29000mm2 满足要求 应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力： （ nA1 +A2 ） PF T=394.34*55 =21688.7N=21.68KN250KN 满足要求 模具厚度校核 模具厚度 H 必须满足： HminHHmax 式中 Hmin 注射机允许的最小模厚，即动，定模板之间的最小开距； Hmax 注射机允许的最大模厚。 H=210mm,Hmin =200mm,Mmax=300mm。符合条件。 nts 22 计 算 内 容 说 明 二、 开模行程校核 由于注射模最大开模行程 Smax与模厚无关，因此有： S H1+H2+a+(510)mm 式中 H1 推出距离（脱模距离）（ mm）； H2 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ mm）； a 取出浇注系统凝料必须的长度（ mm）。 H1=40mm, H2=40mm,a=24mm 所以 s=114mm,远小于注射机的最大开模行程 300mm,合适。综上所述，所选择的注射 机满足注射要求。 nts 23 第十一部分 设计 小 结 通过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各工作零部件的设计原则和设计要点，了解了注射模具设计的一般程序。 进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型 工艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平 。 nts 24 第十二部分 参考文献 参考资料： 1. 屈华昌主编 .塑料成型工艺与模具设计 .北京：机械工业出版社，1995 2. 黄毅宏、李明辉主编模具制造工艺 .北京：机械工业出版社， 1999.6 3. 何忠保，陈晓华，王秀英主编 .典型零件模具图册 .北京：机械工业出版社， 2000.9 4. 李绍林，马长福主编 .实用模具技术手册 .上海：上海科学技术文献出版社， 2000.6 5. 王树勋主编 .注塑模具设计与制造实用技术 .广州：华南理工大学出版社， 1996.1 6. 李绍林主编 .塑料橡胶成型模具设计手册 . 北京：机械工业出版社， 2000.9 nts 1 湖南大学衡阳分校 毕业设计 题目 瓶盖塑模设计说明书 模具制造与设计 专业 模具一 班 学生姓名 指导教师 （签名） 2006 年 5 月 nts 2 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 1 页 计 算 内 容 说 明 目 录 一、 塑件的分析 (1) 二、 塑件的形状尺寸 (2) 三、 形腔数目的决定及排布 (3) 四、 分型面的选择 (4) 五、 浇注系统的设计 (5) 六、 注射机的型号和规格校核 (6) 七、 成型零部件的工作尺寸计算 (7) 八、 导柱导向机构的设计 (11) 九、 推出机构的设计 (13) 十、 温控系统的设计 (14) 十一、设计小结 (16) 十二、参考文献 (16) nts 3 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 2 页 计 算 内 容 说 明 第一部分 塑料 PS PS：聚 苯乙烯 一、基本特性： 聚苯乙烯无色透明、无毒无味。落地有清脆的金属声、密度为 1.054g/cm。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量 大小、定向度和质量有关，相对分子质量越大机械强度越高。它有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。它能耐碱、硫酸、磷酸、 10%-30%的盐酸、稀醋酸及其他的有机酸。但不耐硝酸及氧化剂的作用，对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。但耐热性能低，热变形温度一般在 70-80 度，只能在不高的温度下作用。 主要用途： 在工业中做仪表、灯罩、化学仪器、零件、透明模型等。在电器方面做良好的绝缘材料、接线盒电池盒等。在日用品方面广泛的用于包装材料、各种容器、玩具等。 成型特性： 1. 无定形料、 吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂。 2. 流动性能较好，溢边值 0.03mm 左右。 3. 塑件壁后均匀，不宜有镶件，缺口，尖角，各方面应圆滑连接。 4. 可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。 5. 宜用高料温、模温、低注射压力，延长注射时间有利降低内应力，防止缩孔，变形，但是温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。 6. 可采用各种形式进料口、进料口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件；脱模斜度宜取 2 度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形、可用热浇道系统。 综合性能： 比热容： 1340J/（ kg.k） 热变形温度： 65-950oC 抗拉屈服强度 : 35-63Mpa 拉伸弹性模量： 2.8-3.5%Gpa 抗弯强度： 61-98Mpa 抗压强度： 80-112MPa 断裂伸长率 ： 1.0% 抗拉强度： 35-63MPa PS 的注射工艺参数： 注射机类型： 柱塞式 参见塑料 橡胶成型 模具设计手册表1-2-2 P16 参见塑 料成型 工艺与模具设计表3-1 P55 nts 4 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 3 页 计 算 内 容 说 明 螺杆转速： 48（ r/min） 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 160-170 oC 料筒温度：前段 170-190 oC 后段 140-160 oC 模具温度： 20-60 oC 注射压力： 60-100 Mpa 保压力： 30-40 Mpa 注射时间： 0-3 S 保压时间： 15-40 S 冷却时间： 15-30 S 成型周期： 40-90 S 适用注射机类型： 螺杆、柱塞均可 第二部分 塑件的形状尺寸 塑件图如下所示： 塑件图 nts 5 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 4 页 计 算 内 容 说 明 塑件的工作条件对精度要求较高，根据 ABS 的性能可选择其塑件的精度等级为 3 级精度（查阅塑料成型工艺与模具设计 P67表 3-9）。 得塑件的体积为： V 塑 =9.825cm3 塑件的质量为： W 塑 =V 塑 r 塑 =12.56(g)。 第三部分 型腔数目的决定及排布 已知的体积 V 塑 或质量 W 塑 ，又因为此产品属大批量生产的塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度较高，综合考虑生产率和生产成 本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模两腔对称性排布 ,分流道直径可选 1.59.5mm。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用侧浇口，根椐塑件的材料及尺寸，浇口直径可选 1.41.8mm。排布图如下图示： 型腔数目及排布图 第四部分 分型面的选择 塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模件精度要角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，而且不影 响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。 nts 6 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 5 页 计 算 内 容 说 明 分型如下图： 分型面图 第五部分 浇注系统的初步估计 浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制 品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。 根据塑件的形状采用推杆推出。由于采用复式点浇口，双分型面，分流道采用半圆形截面，分流道开设在中间板上，在定模固定板上采用浇口套 , 不设置冷料穴和拉料杆。 浇注系统图 注 射 机型 号 参 见塑 料 成 型工 艺 与模 具 设计 表4-1 P100 nts 7 湖南大 学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 6 页 计 算 内 容 说 明 根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下： d=4mm D=6mm R=15mm h=5mm d1=1mm H1=4.5mm l=6070mm L=20mm a=4。 初步估算浇注系统的体积， V 浇 =89cm3。 其质量约为： W 浇 =V 浇 r 塑 =7.58.5g。 S=(n W 塑 + W 浇 ) /0.8=2324g。 所以，选择用注射机型号为： XS-Z-60。 第六部分 注射机的型号和规格 注射机的技术规格如下 : 型号： SX-Z-60 额定注射量 (cm3)： 60 柱塞直径 (mm)： 38 注射压力 (MPa)： 122 注射行程（ mm）： 170 注射时间（ s）： 2.9 注射方式： 柱塞式 最大成型面积 (cm3)： 130 合模力（ kN）： 500 最大开（合）模行程（ mm）： 180 模具最大厚度（ mm）： 200 模具最小厚度（ mm）： 70 模板最大距离（ mm）： 380 动、定模固定板尺寸（ mm）： 330 440 合模方式： 液压 -机械 电动机功率（ kw）： 11 加热功率（ kw）： 2.7 机械外型尺寸（ mm）： 3160 850 1550 喷嘴圆弧 半径（ mm）： 12 喷嘴孔径（ mm）： 4 喷嘴移动距离（ mm） 120 收缩率见塑料成型工艺与 模具设计 附录 B 计算参考 塑料成型工艺与 模具设计 第五章第三节 P151 nts 8 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 7 页 计 算 内 容 说 明 第七部分 成型零部件的工作尺寸计算 1、产生偏差的原因： 塑料的成型收缩 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。 s=(Smax-Smin)制品尺寸 s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。 Smax、 Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 .成型零部件的制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。 成型零部件的磨损 、本产品为 LDPE 制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取 0.4%和 0.8 。平均收缩率 s 为 0.6%,此产品采用 6 级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 IT IT级，综合参考，相关计算具体如下： 图一 (LM1 )0+ z = (1+ s )LM1s - 0.5 0+ z = (1+0.6%) 60- 0.5 0.480 +0.48/4 = 60.640+0.12mm nts 9 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 8 页 计 算 内 容 说 明 (HM) 0+ z = (1+ s )HMS-0.5 0+ z = (1+0.6%) 25-0.5 0.40+0.4/4 =25.3750+0.1 mm (C1) z/2 =(1+ s )C1S z/2 =(1+0.6%) 5 0.32/2 =5.07 0.16 mm 图二 (hQ1) 0- z =(1+ s )hQ1s+0.5 0- z = (1+0.6%) 18-0.5 0.32 0-0.32/4 =18.19 0-0.08 (lQ1) 0+ z = (1+ s )LQ1s - 0.5 0+ z = (1+0.6%) 18-0.5 0.32+0.32/40 =18.19+0.080 nts 10 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 9 页 计 算 内 容 说 明 (lM1) 0- z = (1+ s )lM1S+0.5 0- z = (1+0.6%) 56+0.5 0.480-0.48/4 =56.850-0.12 计算螺纹型芯的工作尺寸： （ 1）螺纹型芯大径： (dM 大 )0- z=(1+ s )ds 大 + 中 0- z 螺纹型芯中径： (dM 中 )0- z=(1+ s )ds 中 + 中 0- z 螺纹型芯小径： (dM 小 )0- z=(1+ s )ds 小 + 中 0- z dM 大 , dM 中 , dM 小 分别为螺纹型芯的大，中，小径； ds 大 ， ds 中 ， ds 小 分别为塑件内螺纹大，中，小径基本尺寸； 中 塑件螺纹中径公差； z 螺纹型芯的中径制造公差，其值取 /5。 则 (dM 大 )0- z =(1+0.6%) 56+0.030-0.03/5 =56.580-0.006 计算参考 塑料成型工艺与 模具设计 第五章第三节 P153 nts 11 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 10 页 计 算 内 容 说 明 (dM 中 )0- z =(1+0.6%) 55.401+0.030-0.03/5 =55.7490-0.006 (dM 小 )0- z =(1+0.6%) 54.135+0.030-0.03/5 =54.5610-0.006 3、成型零件的强度、刚度计算 注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质 量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和校核是必不可少的。 一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。 因在设计时采用的是镶嵌式圆形型腔。因此，计算参考公式如下： 侧壁： 按强度计算： 按刚度计算： 底部： 按强度计算： 按刚度计算： pmh rrPt43 341758.0pmhErPt)12( mp pc prt )1)1()1( urPEurPErtmpmpc nts 12 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 11 页 计 算 内 容 说 明 凸模、型芯计算公式： 按强度计算： 按刚度计算： 由公式分别计算出相应的值为： 按强度计算得： tc=4.93mm th=4.38mm r=8.52mm 按刚度计算得： tc=0.93mm th=1.91mm r=3.97mm 参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（ MPa）取值范围 5070； E 材料的弹性模量（ MPa）查得 2.06105； p 材料的许用应力（ MPa）查得 176.5； u 材料的泊松比 查表得 0.025； p 成型零部件的许用变形量（ mm）查得 0.05； 采用材料为 3Gr2W8V，淬火中温回火， 46HRC。 第八部分 导柱导向机构的设计 导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。 一、 导柱导向机构的作用： 1、 定位件用：模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。 pmPLr234pmELPrnts 13 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 12 页 计 算 内 容 说 明 2、 导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3、 承受一定的侧向压力。 二、 导柱导套的选择： 一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，视具体情况而定，通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。根据我们所要进行的设 计 的 模 具 的 要 求 我 们 所 用 的 导 柱 导 套 如 下 图 所 示 ： 模具结构图 H 中间板的厚度（ mm）。 s1=46.5mm s=49.551.5mm H=34.5mm L 92mm 定端与模板间用 H7/m6 或 H7/k6 的过渡配合 ,导向部分通常采用 H7/f7 或 H8/f7 的间隙配合。 布局形式如图示： nts 14 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 13 页 计 算 内 容 说 明 导柱排布图 第九部分 推出机构的设计 1、 推出机构的组成 推出机构由推出零件、推出零件固定板和 推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。 2、 设计原则： a、 推出机构应尽量设在动模一侧； b、 保证塑件不因推出而变形损坏； c、 机构简单动作可靠； 合模时的正确复位。 3、脱模力的计算： 根据力平衡原理，列出平衡方程式： Fx=0 Ft+Fbsin=Fcos Fb 塑件对型芯的包紧力； F 脱模时型芯所受的摩擦力； Ft 脱模力； 型芯的脱模斜度。 又： F=Fb 于 是 Ft=Fb(cos-sin) 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即： Fb=Ap 由此可得： Ft=Ap(cos-sin) nts 15 湖南大学衡阳分校毕业设计 共 16 页 第 14 页 计 算 内 容 说 明 式中： 为塑料对钢的摩擦系数，约为 0.10.3； A 为塑件包容型芯的总面积； p 为塑件对型芯的单位面积上的包紧力，在一般情况下，模外冷却的塑件 p 取2.43.9 107Pa;模内冷却的塑件 p 约取 0.81.2 107Pa。 所以 :经计算， A=615.44mm2 , 取 0.25,p 取 1 107Pa,取 =45 。 Ft=615.44 10-6 1 107(0.25 cos45 -sin45 ) =1457.91N。 因此，脱模 力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。由于影响脱模力大小的因素很多，如推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，而且也只能是个近似值。 4、 用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留0.200.25mm 的间隙，并用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。 5、 零件： 可以在推板上设置复位杆使能够精确的复位。 6、 排气系统： 当塑料熔体填充型腔时 ,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空 气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净 ,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会
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