螺栓衬套设计说明书.docx

重庆工业职业技术学院塑料模具设计课程设计说明书课题名称： 螺栓衬套 专业班级： 12模具303班 学 号： 201210230316 学生姓名： 邹 继 彬 指导老师： 夏 江 梅 2014年6月16日目 录一、螺栓衬套的工艺性分析1（一）材料工艺性分析1（二）结构工艺性分析1（三）尺寸、精度及表面质量分析1二、螺栓衬套成型工艺规程编制2（一）成型前准备2（二）成型过程控制2（三）成型后的处理2（四）成型工艺规程编制2三、模具总体结构设计2（一）设计分型面2（二）型腔数目确定3（三） 型腔布置图4（四）粗选成型设备4四、模具零部件设计4（一）浇注系统设计41.主流道设计42.分流道设计53.冷料穴设计5（二）成型零部件设计61 .凹模结构设计62 .凸模结构设计（整体式）7（三）推出机构设计9（四）模具导向与支承零部件设计91.模具导向机构设计92.模架选用10（五）模具温控系统设计10五、模具与注射机的关系（校核）111.最大注射量的校核112.锁模力的校核113.注射压力的校核114.安装部分的相关尺寸校核115.开模行程的校核116.注射机顶出装置的校核11六、成型工艺卡的编制13总结14致谢15一、螺栓衬套的工艺性分析（一）材料工艺性分析 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230280C模具温度：8090C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为8090C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用2040C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力：一般在7501250bar之间。注射速度：高速。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。典型用途由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。（二）结构工艺性分析将整体式凹模作为一种凹模块直接嵌人到固定板中，或嵌人模框中，模框再嵌人到固定板中。适用于塑件尺寸不大的多腔模。特点是加工方便，易损件便于更换，凹模可用冷挤压或其他方法单独加工，型腔形状与尺寸一致性好。（三）尺寸、精度及表面质量分析精度等级：MT6。表面不能有飞边。尺寸如下图：二、螺栓衬套成型工艺规程编制（一）成型前准备（二）成型过程控制（三）成型后的处理（四）成型工艺规程编制三、模具总体结构设计（一）设计分型面1分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。 合 理地选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响，模具 设计时应根据塑件的结构、尺寸精度来设计。 2. 不要设在塑件要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处，以免意料飞边、拼合 痕迹影响塑件外观。 3. 开模时，尽量使塑件留在动模一边，一般在动模边设脱模机构较为方便。4.力保证塑件尺寸的精度要求。5.应有利于侧面分型和抽芯。6.尽量使分型面位于料流末端，以利于排气。7.尽量使模具加工方便。（二）型腔数目确定为了制模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件 精度，模具设计时应确定型腔数目。模具的型腔数可根据塑件的产量、精度高低、 8 模具制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定。小批量 生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸较大 时，型腔数将受所选用注塑机允许最大成型面积和注塑量的限制。由于多型腔模 的各个型腔的成型条件以及熔体到达各型腔的流程难以取得一致，所以塑件精度 较高时，一般采用单型腔模具。 该塑件精度要求不高，又是大批量生产，采用一模四腔（3） 型腔布置图（四）粗选成型设备锁模力是指注塑机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。 当高压的塑料 熔体充填模腔 时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注塑机的额定锁模力必须大于 该胀型力即： F 锁 F 胀 =A 分05P 型 式中，F 锁 注塑机的额定锁模力(N)； P 型 模具型腔内塑料熔体平均压力(MPa) ，一般为注塑压力的 0.3 0.65 倍，通常为2040 MPa，取 P 型 为35 MPa。 A 分 塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和（mm2） 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 2 ，在模具设计前是个未知值， 根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积 A1 的 0.2 倍0.5 倍，因此，可用0.35nA 1 来进行估算，所以 A = nA1 + A 2 = nA1 + 0.35nA1 =1.35nA1（mm2） 式中，由PRO/E 模型分析得模型的最大投影面积A1=1.35nA1=427.257mm2，n- 型腔数； ,故模具胀型力 F = A*P =1.35nA1*P =808KN 式中，型腔压力 P 取189A Mpa 选用XS-ZY-125四、模具零部件设计（一）浇注系统设计 1.主流道设计（1）主流道设计成圆锥形，其锥角 为6 。 由于小端前面是球面，其深度为 35mm。主流道球面半径比喷嘴球面 半径大 12mm。流道的表面粗糙度值 Ra 为 0.08um。 （2） 主流道浇口套 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8、T10 等材料制造，热处理淬火硬度 5357HRC。主流到浇口套及固定形式如下图所示。 浇口套与定位圈设计成整体形式，用螺钉固定于定模板上，浇口套与模板间的配 合采用H7/m6 的过渡配合。2.分流道设计（1）分流道的形状与尺寸 分流道的截面尺寸与所用塑料的种类、塑件壁厚、形状、体积、分流道长度等多 种因素有关。本设计的分流道设置在分型面上，截面形状采用加工工艺性比较好 的半圆截面流道。PA 塑件的流动性好，分流道较短，其截面半径为1.69.5mm 。 （2） 分流道的长度 分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。本设计只需一次分流，所以主流道到浇口的长度为20mm。 （3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道的表面粗糙度值不能太小，一般Ra 值0.16 m左右，这可增加对外 层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。3.冷料穴设计 当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前面的熔体塑料的温度较低，形成冷凝料头， 为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量， 在进料口的末端的动模板上开设 一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。它的作用是储存因两 次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，防止冷料进入型腔而形成 冷接缝。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直径。 为了使主流道 凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往往是冷料穴兼有 开模时将 主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用。本设计选用 Z 字形拉料杆，工作时依靠 Z 字形钩将主流道凝料拉 出浇口套。（二）成型零部件设计1 .凹模结构设计整体嵌人式。将整体式凹模作为一种凹模块直接嵌人到固定板中，或嵌人模框中，模框再嵌人到固定板中。适用于塑件尺寸不大的多腔模。特点是加工方便，易损件便于更换，凹模可用冷挤压或其他方法单独加工，型腔形状与尺寸一致性好。2 .凸模结构设计（整体式） 成型零件工作尺寸的计算： PE的成型收缩率 ()为1.55，取3。 由平均收缩率计算尺寸： 型腔径向尺寸：Dm=(1+Scp)D-X+ 型心径向尺寸：dm=(1+Scp)D+X- 型腔深度尺寸：Hm=(1+Scp)h-X + 型心高度尺寸：hm=(1+Scp)h+X- 其中：Scp-平均收缩率； X-模具尺寸系数； -注射零件标准尺寸公差； -模具尺寸公差，其公差等级比塑件高一级，可查公差表。 a. 型腔径向尺寸： 成型制件13处型腔直径D1的计算： D1=Dm=(1+Scp)D-X+ =(1+3)13-0.40/6+0.40/5=13.018+0.08 成型制件16处型腔直径D2的计算： D2=Dm=(1+Scp)D-X+ =(1+3)16-0.40/6+0.40/5=16.173+0.08 成型制件20处型腔直径D3的计算： D3=Dm=(1+Scp)D-X+ =(1+3)20-0.40/6+0.40/5=20.907+0.08 b. 型腔深度尺寸： 成型制件高14处型腔深的计算： Hm=(1+Scp)h-X + =(1+3)14-0.22/6 3 +0.22/5=14.833+0.044 c. 型心径向尺寸： 成型制件13处型心直径d1的计算： d1=dm=(1+Scp)D+X- =(1+3)13+0.22/6-0.035=13.122-0.035 成型制件16处型心直径d1的计算： d1=dm=(1+Scp)D+X- =(1+3)16+0.22/6-0.035=16.277-0.035 成型制件20处型心直径d3的计算： d3=dm=(1+Scp)D+X- =(1+3)20+0.22/6-0.035=20.011-0.0 d. 型心高度尺寸： 成型制件深14处型心高度的计算： hm=(1+Scp)h+X- =(1+3)14+0.22/6-0.22/5=13.907-0.044 3型腔壁厚及垫板厚度计算：根据书p105和p104页表3.7和表3.8可得 型腔厚8mm模套壁厚18mm垫板厚度20mm（三）推出机构设计件板推出的优点：利用注射机两侧的顶杆直接推出，模具结构简单。其由定距螺钉钉住，能使其结构紧凑，稳定。推件板推出接触面积大，不仅能使塑件外观良好，而且推出时能良好的保证塑件不受损坏。（四）模具导向与支承零部件设计 1.模具导向机构设计（1）导柱的特点：定位，导向，具有一定侧压力。（2）合模导向机构类型：导柱导向机构，锥面定位机构。（3）合模导向通常采用导柱导向，但当侧向力很大时宜采用锥面定位机构（4）一幅塑料模导柱数量一般为24个（5）孔边距要足够大，导柱孔应避开型腔板应力最大处（6）导柱先导部分做成球状或锥状，导套导入部分导角为保证同轴度，导柱固定端直径与导套固定端直径应相等 2.模架选用（1）动模座板和定模座板作用：模具的基座，起支承与连接作用。动模座板固定在注射机移动工作台上，定模座板固定在注射机固定工作台上。要有足够的强度：小型模具H13mm，大型模具H可达75mm以上材料：中碳钢 45钢（2）固定板作用：固定凸模、型芯、凹模、导柱、导套、推杆等。要求：有足够的强度与厚度 H=1545mm（3）支承板作用：垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件的轴向移动并承受一定的成型压力。（4）垫块作用：调节模具闭合高度，形成推出机构所需的推出空间。材料：中碳钢 45安装要求：两边垫块高度应一致，保证模具上下表面平行。综上选用以下模架（五）模具温控系统设计该塑件为大批量生产，应尽量缩短成型周期。提高生产效率，成型时需要充分冷却，冷却均匀。因此，该模具的凸模开设冷却水道，采用冷却水循环冷却。为了使模具冷却更快而且制件不同部位冷却速度必须均匀，则必须采用较为复杂的冷却系统。因此。该冷却冷却系统是在凹模固定板上开设2条与分型面平行的冷却水道。冷却水道直径按经验取8mm，水嘴采用外置水嘴。考虑到防止漏水，需要在凹模固定板上家密封圈。如图：五、模具与注射机的关系（校核）1.最大注射量的校核设计模具时，应满足成型塑件所需的总注射量小于所选注射机的最大注射量。最小注射量通常应大于额定的注射量的20%，额定注射量即注射机额定最大注射量。2.锁模力的校核注射机的锁模力F必须大于型腔内熔体压力P与塑料制品及浇注系统在分型面上的不重合投影面积之和的乘积，以不发溢料和涨模现象。3.注射压力的校核注射机的最大注射压力要大于该制件所需的注射压力。4.安装部分的相关尺寸校核为了使注射摸能顺利安装在注射机上，并生产出合格的塑料制品，设计模具时必须校核注射机与注射模具安装有关的尺寸。校核的内容通常包括主流道衬套尺寸、定位圈尺寸，模具的最大厚度和最小厚度，模具上安装螺孔的尺寸等。5.开模行程的校核开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离，也称和模行程。当模具厚度确定后，开模行程的大小直接影响模具所能成型的制品高度。开模行程的太小，模具无法成型较高的制品，成型后的制品无法从动模、定模上脱落。应当注意，注射成型带螺纹的制件并不需要利用开模运动完成脱卸螺纹的动作，在校核注射机最大开模行程时，应考虑从模具中旋出螺纹部分所需的开模距离。6.注射机顶出装置的校核各种型号注射机顶出装置的结构形式、最大顶出距离是不同的。设计模具时，必须了解注射机顶出装置的类别、顶杆直径和顶杆位置。国产顶出装置可大致分为以下几类：(1)中心顶杆机械顶出，如直角式SYS-45型、SYS-60型，卧式XS-ZY-60型，立式SYS-30型等注射机。(2)两侧双顶杆机械顶出，如卧式XS-ZY-30型，XS-ZY-125型。(3)中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用，如卧式XS-ZY-250型，XS-ZY-500型等。(4)中心顶杆液压顶出与其他开模辅助液压缸联合作用，如XS-ZY-1000型等。在设计模具顶出机构时，应弄清所使用的注射机顶出装置的类型，并校核注射机顶出机构的顶出形式，最大顶出距离、顶杆直径、双顶杆中心距等，保证模具的推出机构与注射剂的顶出机构向相适应。在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离应保证能将塑料从模具中脱出。六、成型工艺卡片的编制塑件名称螺栓衬套颜色无成型设备型号XS-ZY-125材料牌号PA参考文献塑料模设计与实践原 材 料原材料缩写PA填充物及含量聚酰胺收缩率%0.61.4粘度指数210225参考文献塑料模设计与实践材 料 预 处 理干燥设备名称温度/90100时间/h2.53.5参考文献塑料模设计与实践成 型 工 艺 过 程料筒温度后段/230240中段/270280前段/250260喷嘴温度/250260模具温度/4060熔体温度/230注射时间/s2060保压时间/s120300冷却时间/s2060注射压力/MPa80130保压压力/MPa4060型腔压力/MPa26参考文献塑料模设计与实践后 处 理后处理方式油，盐水温度/100110时间/min240参考文献塑料模设计与实践审核日期总结本论文按注射模设计的一般步骤，先对塑件进行成型工艺性分析，然后拟订模具结构形式、选定注射机型号、设计浇注系统、设计成型零件结构、选用标准模架和标准件、设计合模导向及脱模推出机构、确定侧向分机构与抽芯机构、设计排气及温度调节系统。通过毕业设计，使我综合运用和巩固了在学校中所学的基本理论知识，并且能够正确的分析和解决所学专业的内容中的主要问题，从而达到专业技术培训的目的。对于注射模的设计整个过程有个全面的理解，培养调查研究、查阅中外文献和收集资料的能力。使我能够熟练地运用有关技术资料，如塑料模国家标准、模具设计与制造简明手册、塑料模具结构图册及其它有关规范等。提高分析解决问题的能力，掌握从事机械设计的方法，培养了我独立的创新意识。严谨求实，善于学习和脚踏实地的工作作风，树立起正确的专业设计和业务思想观念。在设计过程中，我发现并改正了许多问题和不足，为以后从事设计方面的工作打了坚实的基础。认识到细心尤为重要，因为粗心大