衬垫注射模设计【10张图纸/13500字】【优秀机械毕业设计论文】
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衬垫
注射
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优良
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份，32页。13500字。
外文翻译一份。
图纸共10张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-动模支承板.dwg
A1-动模板.dwg
A1-定模座板.dwg
A1-定模板.dwg
A3-型腔.dwg
A4-动模型芯.dwg
A4-定模型芯.dwg
A4-衬垫.dwg
A4-锁定根板.dwg
![衬垫注射模设计[抽芯]](/images/A3354/A0-%E8%A3%85%E9%85%8D%E5%9B%BE.gif)
- 内容简介：
-
1 of of a of a of a a to of to by in of is of of at in at to to to of a to of by to 2, of to is to a of to 3, to is to of to be 2, a is to of to of of to or As DD to of a in to to of to DD 2 of of in to of be in of a to of of is to of To of of to of in to In a of in in of by to a a of to of of is an In be to a to or of In to to on of be in of is to in of to is of in of of to in no of a of on of 3 of to 2, (1) to It is in of (2) a) to (b) as to In (3) to (4) to of to , to (1) to 30 to to a of of be to (200a 20 (500to of in of a of C to of to (2) to on 0 In is TA Is a to is in to be so TA (200a 20 (500 (3) be by 4 2 (300 a of (4) to 30 be 2 (300 to in in 5 水平定向钻机孔底钻具的研究与应用 湖南工业大学机械工程学院机本 0302 班 12 号 李洪光（译） 一、孔底钻具的组成与功能 、导向孔施工 钻具组成：钻杆、发射器容纳管和导向钻头。 导向孔施工钻具具有钻孔、变向、通磁和输送钻液的功能。通过人机协调控制，严格按已设计的轨迹完成导向孔施工。钻孔施工是以高压钻液射流和钻头板切削共同完成的；钻头板以及安装板上的钻牙，在钻头旋转钻进时起辅助的切削作用，在钻杆推进时起变向作用；发射器容纳管用来放置发射器，在容纳管上开有通磁槽，并用非金属材料密封以防 止高压钻液进入，发射器发射的电磁波经通磁槽向外发射。钻杆和钻头内部应提供足够大的通道以满足对钻液流量的需求。 、扩孔施工 钻具组成：钻杆、回扩头、旋转接头和回拉钻杆。 当导向孔钻进完成后，卸下导向钻头、发射器容纳管，接上反向扩孔钻头和旋转接头，然后在旋转接头后接上回拉钻杆，进行回拉扩孔钻进。对直径较大的孔，可进行多次扩孔钻进，使钻孔直径逐渐扩大至尺寸要求。 、回拉铺管施工 钻具组成：回拉钻杆、回扩头、旋转接头和拉管头。 当扩孔钻进完成后，在回拉钻杆后接上回扩头和旋转接头，在旋 转接头后接上拉管头和待铺设的管线进行反扩铺管。 二、主要钻具的研究与应用 、钻杆 钻杆的质量是施工成功的关键，施工中钻杆的损坏将导致与钻杆连接的孔底钻具的丢失，无论是回扩头还是价格昂贵的泥浆马达、管线等。由于钻杆对 6 施工技术的成功起着基础性的作用，所以近年来，钻杆制造商们不断采用先进技术致力于改进钻杆的结构，提高其性能和质量。 目前，钻杆主要分为整体式和焊接式两种结构形式。 摩擦焊接式钻杆实现了钻杆最佳结构组合，这就意味着为满足不同需要的、不同性能的材料能够被用来做 钻杆的不同部位。磨擦焊接钻杆具有很高的机械性能、耐磨性能，而且重量轻、柔韧性好，可方便地实现不同形式的螺纹接头与不同规格的钢管的焊接组合。 摩檫焊接式钻杆的技术关键是焊接质量，如果焊接及热处理过程控制得当，摩擦焊接的连接强度应达到甚至高于母材本身强度。 为了保证焊接质量，国外制造商用于制造摩擦焊接钻杆的设备均采用先进的计算机监控和数据记录技术。通过监控系统确保每根钻杆所有焊接重要参数均按照预先给定的数值执行。也就是说，一批钻杆中的任何一根钻杆，均控制在严格的公差范围内，由计算机监控系统确保其焊接性能 的一致性。而且通过单根钻杆试验测试，能够提供一批钻杆中的每根钻杆的完整的、可靠的性能数据。 焊后整体电磁感应热处理，是整个处理过程的重要阶段。近年来通过科研部门不断研究与试验，目前能够使得焊接后焊缝的机械性能达到甚至超过母材本身性能，包括耐久性能、焊接安全方面等。 为了提高螺纹表面硬度，防止螺纹本身产生任何可能的咬合，加工后的螺纹接头的表面，特别是螺纹部分都要进行渗氮处理。 用于制造钻杆的钢管采用高等级无缝钢管，且经过淬火和回火处理。 摩擦式焊接钻杆另一好处是，可以对钻杆内部钻液通道进行设计 。其中螺纹接头内孔通道的设计充分考虑了尽量减少液体通过时的液压损失，特别是减少螺纹连接头部分造成的损失，能大大提高钻液系统的工作效率。 在螺纹接头设计上采用了切去顶端的、园锥型的螺纹设计，这种设计既能增加连接强度，又能在不用附加垫圈的帮助下起到很好的密封作用。 实践表明，要使用更强有力的孔底钻具和钻进设备，获得最大的钻孔直径和最小的曲率半径，就需要特殊设计的高品质的钻杆以满足施工要求。 、导向钻进钻具组合 （）通用型 组成：通用探测装置容纳器、变向钻头体和板式切削刀具。 通常用于中软土壤和回填土 层施工，可更换硬地型钻头牙齿，用于硬地层的施工，包括硬土、岩土、砾石和软岩层。 7 （）硬地层型 组成：通用探测装置容纳器、带弯曲式喷射管和 （）可分开的喷射头，适用于在软土层可控喷射施工； （）岩石钻头，适用于混合层钻进，在坚硬的部分允许岩石钻头旋转钻进。 （）软岩层型 组成：通用探测装置容纳器、锤体、锤头 适用于在硬地面和软岩层中进行高穿透钻进和转向 （）岩石型 组成：通用的探测装置容纳器、转换接头、泥浆马达、岩石钻头 适用于岩石层钻进施工 8 、回扩钻进用钻具 （）带长槽的回扩头 特点： 度锥体形状，有利于高效率的切削和挤压土壤；可获得多种螺纹和背端连接形式；向前和向后喷射钻液的 喷嘴为可换式；岩石牙齿；凹槽体用来高效率排除钻屑；标准尺寸（）一（） 适用于普遍的工程条件，在中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤（砾石、鹅卵石等）中施工，兼有飞旋刀式切割器和锥形挤扩器的复合功能，具有很高的施工效率。 安装岩石切削牙齿，可提高切削作用。普遍适用于中等硬度土层，特别适合在硬土和岩石土层中施工。 （）飞旋刀式回扩器 特点： 开放式钻体，度锥型切削臂，与挤压式相比具有极好的排屑和混合的作用。 是一种独特地万能回扩器，在沙地、软土层、粘土层和混凝料中施工具有极好的性能，可有效的使泥浆与土壤混合成流动的混合物，具有理想的排屑和强大的混合作用。标准尺寸（）一（）。 9 （）旋桶式回扩器 特点： 适合于中大型钻机；开放式钻体，三臂式设计，具有高效率的切削和排屑能力。可更换岩石切削牙齿，可更换的向前和向后喷嘴，标准尺寸（），焊接符合工业标准。 一般用于，破碎黏土型土壤优于挤压式，这种飞刀具有卓越的切削和排屑特性，常常与桶式回扩器一起使用 。 （）桶式回扩器 特点： 适合于中大型钻机。度前后锥体；可更换的岩石切削牙齿；前后端均带有可更换的喷嘴；标准尺寸（）。桶式回扩器在黏土、砾泥、混凝料和岩土中施工具有极好的切削和挤压性能，主要用于挤压土壤（软黏土、泥炭土），在土壤中挤扩出洞孔并保持 . 2011 届毕 业设 计说明书 衬垫注射模设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 禹斌 指导教师： 易大友 职称 副教授 专 业： 材料成型机控制工程 班 级： 成型 0701 完成时间： 2011 年 6 月 I 前 言 毕业设计是对大学 四 年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经 过 程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我们正确的设计思想；也同时让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识的能力。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及手册，不仅认真探讨了工艺规程及专用夹具设计领域内的各种问题，而且对 塑料 零件的性能有所了解。因此，本次设计不仅加深了自己对专业所学知识的的理解和认识，而且也对自己知识面进行了拓宽。此外，本次 设计在绘图过程中，使用了 图软件，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图的能力。 在本次毕业设计中，我得到 易 教授的指导，并在设计中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力的长进和知识上的一次飞跃，这对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他老师和同组同学的热忱帮助，在此表示感谢！ 由于本人知识有限，实 践 经验不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！ 要 随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要，塑料模所占的比例也越来越大。本设计进行了 衬垫的注塑模设计，对零件结构进行了工艺分析。 根据零件的 结构 和生产批量以及零件精度，选取一模一腔的标准模架，采用单 分型面 ，采用的 浇注系统 是从塑件的中央环形处向两侧浇注，主流道从模具中央直下，分流道在动模型芯上。 选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸。 根据零件所采用的材料成型特点，采用冷却水管对模具进行降温。由于零件的尺寸比较小，利用模具 顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气 。采用侧浇口。利用直导柱导 向，推杆顶料 。 由于抽芯距离较短 ， 为了使模具结构简单，采用斜导柱 侧抽芯方式 ， 并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。 关键词 ： 分型面 ；模具结构；工艺参数；浇注系统； 注射机 s to is of is of of to of a of a he is of to on of in As of a of of to of of As in to ie of of a be to 录 1 概论 . 1 课题背景及意义 . 1 本课题及相关领域的国内外现状及发展 . 1 国塑料模具工业的发展现状 . 1 国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 . 1 外的注塑模的 发展情况 . 2 塑模设计的有关介绍 . 3 塑模基本组成 . 3 射模的设计程序 . 6 2 塑件的分析 . 7 成型特点： . 7 综合性能： . 7 注射工艺参数： . 8 3 型腔数目的决定及排布 . 10 4 分型面的选择 . 11 5 选取模架及确定模架总体尺寸与结构形式 . 12 6 浇注系统的初步估计 . 13 7 注射机的型号和规格 . 14 8 成型零部件的工作尺寸计算 . 15 9 导柱导向机构的设计 . 18 10 侧向抽芯机构的设计 . 19 11 推出机 构的设计 . 20 12 温控系统设计 . 23 13 模具的结构分析及动作原理 . 25 14 注射机参数的较核及模具总体结构的修正 . 26 设计总结 . 27 感 谢 . 28 参考文献 . 29 V 1 1 概论 课题背景及意义 此次设计的课题为衬 垫注塑模具设计 。所用的材料是 丙烯腈 苯乙烯共聚物 ，它是一种热塑性塑料，其主要特点是： 以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；容易产生熔接痕，模具设计时应尽量减少浇注对料流的应力；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，模具温度可以控制在 50 60 。该课题的主要设计意义在于掌握注塑模设计的大体思路，懂得如何着手分析和 考虑问题，能自己独立的设计出一套完整的模子，且能将它应用于实际生产。 本课题及相关领域的国内外现状及发展 国塑料模具工业的发展现状 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。 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、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 具有限公司制造的多腔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。 国塑料模具工业和技术今 后的主要发展方向 、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展 、在塑料模设计制造中全面推广应用 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 体化 系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 料制件及模具的 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。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展 热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 、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。 、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 、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。 、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 外的注塑模的发展情况 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越 短，于是对制造各种产品的关键工艺装备 模具的要求越来越苛刻 一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、 3 新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。 塑模设计的有关介绍 塑模基本组成 注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板 上，定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。 模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。 浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构 成制品形状的各种零件，包括 动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。 浇注系统 浇注系统又称流道系统，它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。 它是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径 (0 8避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为 4 8流道直径应向内扩大呈 3到 5的角度，以便 流道赘物的脱模。 它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约 8 度为 6了便于脱模，其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。 它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离 分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动 4 来说，则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此，经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8m，特大的可达 10 12m，特小的 2 3m。在满足需要的前提 下应尽量减小截面积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。 它是接通主流道 (或分流道 )与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道 (或分流道 )相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。 浇口的作用是： A、控制料流速度： B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流： C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性： D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状 为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。 型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模 (又称阴模 )，构成制品内部形状 的成型零件 (如孔、槽等 )的称为型芯或凸模 (又称阳模 )。 置 以及脱模方式。 最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力，故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度 设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位 调温系统 为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注塑模，主要是设计冷却系统使模具冷却。模具 冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量；模 5 具的加热除可利用冷却水通道热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。 成型部件 成型部件由型芯和凹模组成。型芯形成制品的内表面，凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。按工艺和制造要求，有时型芯和凹模由若干拼块组合而成，有时做成整体，仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。 排气口 它是在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时，原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在 料流的尽头通过排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、接 触 不良、充模不满，甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。 6浅槽。注射中，排气孔不会有很多熔料渗出，因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员，以防熔料意外喷出伤人。此外，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。 结构零件 它是指构成模具结构的各种零件，包括 ：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。 为了确保动模和定模在合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向不见，有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。 在开模过程中，需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夹持推杆。在推杆中一般还固定有复位杆，复位杆在动、定模合模时使推板复位。 有些带有侧凹或侧 孔地塑料制品，在被推出以前必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。 为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注塑模大多采用了标准模架。 6 射模的设计程序 A. 研究分析产品零件图纸，掌握塑件的用途 、 使用和外观要求 、 装配精度及确定所允许的浇口及飞边位置，并要了解塑料品种及其成形的工艺性。 B. 选择注射机规格 、 型号。 C. 按塑件生产批量 、 注射机的规格和塑件大小，确定出一模可出几个塑件及位置布置方案。 D. 确定模具结构方案。在确定时，可构思 几种模具结构形式，进行分析比较，最后确定一种容易制造 、 便于操作 、 确保成型塑件质量的模具结构。 E. 核定以下几个注射工艺参数。 i. 根据塑件大小以及所确定的一模多件状况，核定注射机的容量是否合适。 计算型腔压力，核定注射机锁模力。 选择与注射机工作台面相适应的标准模架规格，核定模架是否能容纳所定的一模多腔的塑件数量，并考虑模架的安装及固定方法。 经上述计算和核定后，若不合适，应给以重新确定模具结构方案。 v. 选择推件机构，推出机构一定要设计得合理，不能使塑件变形，并要核对注射机 的开模距能否取出塑件及推出方式。 在注射机上的定位方法，包括定位直径，喷嘴孔直径及喷嘴定位直径等。 F. 绘制模具总装配图。 i. 画出模具中心线及模具主视及侧视图外形线。确定支模与定模的分型面，确保塑件留在动模一侧。 画出塑件位置及动模 、 定模型芯 、 流道和浇口位置。 在动模投影面上出塑像件位置 、 动模芯 、 流道 、 冷却水道 、 布置导向孔 、 复位杆孔 、 推杆孔及固定螺钉和销钉孔位置，并在主视图上表示各零件的零的装配关系，必要时要加剖面剖视图。有抽芯机构时，要同时出。 填写标题 栏及技术要求。 G. 对模具各部位进行必要的强度及刚度计算和核对，不 行时，应给以修订或加强。 H. 画出各零件图，如成型零件的成形尺寸要进行必要的计算，并标出公 差 ，表面质量及技术要求。 I. 校对 审核并进行必要的个性。 J. 完成设计 、 制图 、 校对或审核签字后，可进行描图复印。 7 2 塑件的分析 该塑件选用塑料为 烯腈 苯乙烯共聚物 英文名： 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 其收缩率为 湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于 流动性一般，溢料间隙约在 极好的抗冲击强弃，且有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、化学稳定性和电气性能。 成型特点： 以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；容易产生熔接痕，模具设计时应尽量减少浇注对料流的应力；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，模具温度可以控制在50 60。 综合性能： 比重： g/ 比容： g/熔点 ： 130 160。 压缩比： 热 变 形 温 度 ： 0 82 抗拉屈服强度 : 22 39 伸弹性模量： 曲强度： 25 40曲弹性模量： 缩强度： 225 劳强度： 11 107周） 脆化温度： 8 注射工艺参数： 注射机类型： 螺杆式 螺杆转速： 30 60（ r/ 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 180 190 料筒温度： 前段 200 210 中段 210 230 后段 180 200 模具温度： 50 70 注射压力： 0 90压力： 50 70射时间： 3 5s 保压时间： 15 30s 冷却时间： 15 30s 成型周期： 40 70s 塑件图如页所示： 图 1 塑件图 9 图 2 塑件图 塑件的工作条件对精度要求一般，根据 等级（查阅塑料成型工艺与模具设计 经计算的 塑件的面积为：21 塑得塑件的体积为 塑塑件的质量为 塑塑塑 W (1) 10 3 型腔数目的决定及排布 已知的体积 V 塑 或质量 又因为此产品属中批量生产的中型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，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，初步确定采用一模一腔排布 ,分流 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 布图如下图示： 图 3 型腔数目及排布图 11 4 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 求和 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。 分型如下图 图 4 分型面图 12 5 选取模架及确定模架总体尺寸与结构形式 根据塑件整体 尺寸和型腔数目及考虑两侧抽芯机构所需的空间，选取标准模架 。 其总体尺寸与结构形式如下图： 图 5 模架 13 6 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。由于采用侧浇口，从塑件的中央环形处向两侧浇注，单分型面，分流道采用半圆形截面，分流道开设在动模型芯上，主流 道从模具中心直下，在定模座板与定模型芯中采用主流道衬套，设置拉料杆和倒锥形冷料穴。 图 6 浇注系统图 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=4 D=5 R=15 h= 1=5 l=18 L=44 a=2。 初步估算浇注系统的体积： V 浇 =2 其质量约为： W 浇 =V 浇 r 塑 2g。 S=(n W 塑 + W 浇 ) / (2) =(1 )/42g V 总 = V 浇 +V 塑 =2+ (3) 14 7 注射机的型号和规格 结合所选标准模架的总体尺寸为 320 300 225浇注系统与塑件所需的总注射量为 选择用注射机型号为： 注射机的技术规格如下 : 型号： 定注射量 ( 125 螺杆直径 ( 42 注射压力 ( 120 注射行程（ 115 注射时间（ s）： 杆转速（ r/ 29 注射方式： 螺杆式 合模力 900 最大成型面积（ 320 最大开（合）模行程（ 300 模具最大厚度（ 300 模具最小厚度（ 200 拉杆空间（ 260 290 动、定模固定板尺寸（ 428 458 合模方式： 液压 电动机功率（ 1 螺杆驱动功率（ 4 加热功率（ 5 机器外形尺寸（ 3340 750 1550 15 8 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=(333制品尺寸 s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。 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 于中批量生产的中型塑件，预定的收缩率 的最大值和最小值分别取 和 。平均收缩率 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 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 合参考，相关计算具体如下： 图 7 型腔 定模型芯 图 A 中： 0_01 ()(zz sm (4) = (1+ 36+ _01 ()( (5) 16 = (1+ 23+ 模型芯 图 B 中： 0_03 ()(zz sm (6) = (1+ 36+ 腔图 0_03 ()( zz sm (7) = (1+ 114- = _04 ()( zz sm (8) = (1+ 108+ _03 ()( (9) = (1+ =0_03 ()( (10) = (1+ =型腔图 0_05 ()(zz sm (11) = (1+ 8- 0_06 ()( zz sn (12) = (1+ 44- 度分析 注射模在其工作过程中需要承受多种外力，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形变，引起成型零部件在他们的对接面或粘合面处出现较大的间隙，由此而引发溢料及飞边现象，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，成型零件的强度和刚度计算和校核是必不可少的。 17 一般来说，凹模型腔的恻壁厚度和底部厚度可以利用强度计算决定，并且凹模和型心通常都是由制品内形成或制品上的孔决定，设计时应该对他们进行强度校核，但是，由于在设计 时采用的是凸肩式矩形型腔镶嵌在动模板中，动模板有足够的厚度和强度保护型腔，据经验可知，此模具的型腔在浇注成型时是不可能被破坏的，故无需对型腔进行侧壁和底板厚度的计算与较核。此型腔侧壁厚取经验值即可。 18 9 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： 定位件 作 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。 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。 承受一定的侧向压力。 导柱导套的选择： 导柱导套结构形式及尺寸如下图： 图 8 其材料采用 20 钢淬火处理，硬度为 50 55 柱、导套固定部分表面粗糙度 向部分表面粗糙度 体尺寸如上图所示。定端与模板间用 H7/ H7/过渡配合 ,导向部分通常采用 H7/ H8/ 布局形式如又图所示： 图 9 19 10 侧向抽芯机构的设计 根据 塑件 结构的要求， 两侧有各 有一个孔，所以在模具两侧均设有侧向抽芯机构 ，侧向抽芯的 两根斜导柱在动 模板 上呈左右对称分布。 导柱斜导柱 结构 图 ： 图 10 斜导柱结构图 1 确定抽芯距离：塑件孔壁厚为 3以 S=3+（ 2 3） 取 5 由于塑件壁厚较小抽芯滑块移动距离小，所以设计斜导柱设计为 15长度得保证滑快不脱离导柱，也不能高于动模 板，影响注射机安装 3 长度设计：由公式计算的 L=2+4+L5=*h/d/2*s/ 10 滑块和导槽 的设计；有模具的结构图可以 看出滑块和侧型芯 是分开做的，并且通过销钉连接成 组合式 这样 ，侧抽芯可有 车床加工圆形， 制造精度高。滑块和导槽采用组合式 。由于抽芯距离较短所以长度只要符合滑块在开模的定位即可。 20 11 推出机构的设计 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。 推出机构应尽量设在动模一侧； 保证塑件不因推出而变形损坏； 机构简单动 作可靠； 合模时的正确复位。 根据力平衡原理，列出平衡方程式： ( 13) 塑件对型芯的包紧力； F 脱模时型芯所受的摩擦力； 脱模力； 型芯的脱模斜度。 又： F=于是 b( (14) 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即： p 由此可得： p( 式中： 为塑料对钢的摩擦系数，约为 一般情况下，模外冷却的塑 件 107内冷却的塑件 107 所以 :经计算， A=取 p 取 1 107 =45。 101 107() = 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、 21 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。 用推杆推出机构中，为了减少推杆与型腔的摩擦，在推杆与型腔间留 用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。 推杆的布置及 结构 形式如下图所示： 图 11 推杆 复位零件： 因为推杆顶面直接成型塑件表面，要求完好 无损，为避免其顶面受损，故合模时需采用复位杆先与定模板接触进行复位。 其布置形式如下图所示： 图 12 复位杆 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产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为 保证型腔充填量的均匀合适及增加塑 22 料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。 通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为 23 12 温控系统设计 基本原则：熔体热量 95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的 2/3。 注射模冷却系统设计原则： 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 10用 12 153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
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