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塑料 弯管 零件 注塑 模具设计 抽芯 机械 毕业设计 论文 a3387

资源描述：

文档包括:

说明书一份，52页。16400字。

任务书一份。

开题报告一份。

图纸共6张，如下所示

A0-装配图.dwg

A1-动模板.dwg

A3-型芯.dwg

A3-定位圈.dwg

A3-浇口套.dwg

A3-轴.dwg

内容简介：

四 川 理 工 学 院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 刷座注塑模 系： 机电工程 专业： 材料成型与控制 班级： 材控 03 2 学号： 030130212 学生： 苏 纯良 指导教师： 胡 勇 接 受 任 务 时 间 07 年 3 月 教 研 室 主 任 （签名） 系 主 任 （签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 内容： 刷座注塑模 ； 产品规 格： 见附图；生产批量：大批量 。 要求： 要 求有目录、设计任务书及产品图 ； 错误 !未找到引用源。 工艺方案设计，提出至少两种设计方案，进行比较和分析。 错误 !未找到引用源。 单个塑件体积、重量计算； 错误 !未找到引用源。 成型设备的选择及参数校核； 错误 !未找到引用源。 浇注系统设计；（浇注系统及工艺图设计图一张） 错误 !未找到引用源。 成型零 件系统设计；（成型零件结构设计，成型零件尺寸计算，成型零件壁厚计算，绘制成型零件系统部件图一份） 错误 !未找到引用源。 脱模机构设计（优先考虑全自动脱模） 错误 !未找到引用源。 模温调节与冷却系统设计； 错误 !未找到引用源。 总体结构设计及总装图的绘制。（要求：总装图一份， 0#：1 张，选取标准模架。）。 错误 !未找到引用源。 重要零部件图纸设计（图纸总幅面约为零号图一张） 错误 !未找到引用源。 编写毕业设计说明书一份（推荐用电脑打印，论文不少于 2万字）。 2指定查阅的主要参考文献 错误 !未找到引用源。 塑料模具设计手册，塑料模具设计手册编委会，机械工业出版社， 2001。 错误 !未找到引用源。 塑料模具技术手册，塑料模具技术手册编委会，机械工业出版社， 2001。 错误 !未找到引用源。 实用塑料注射模具设计与制造，陈万林等编著，机械工业出版社， 2001 错误 !未找到引用源。 冲压与塑料成型设备，范有成主编，高等教育出版社，2000 错误 !未找到引用源。 塑料模具设计，高 济主编，机 械工业出版社 3进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 资料收集，阅读文献，完成开题报告 2007/03/53/25 2 确定设计方案，重点解决关键疑难问题， 分析、 计算 2007/03/264/26 3 撰写论文，绘图 2007/04/275/26 4 校对、修改、加工论文及图纸 2007/05/276/5 5 交论文图纸， 2007/06/66/24 注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份 毕业设计附图 名称：刷座注塑模 材料：硬 术要求 摘 要 注射成型加工质量的优劣是塑料加工业技术发展水平的标志之一，同时反映了模具设计和制造的水平。详细介绍了刷座注塑模具设计的整个过程。首先通过对塑件的结构和成型工艺分析，确定塑件的分型面与浇口结构；然后再进行模具零件设计，如成型零件、脱模机构等等。同时在整个设计过程中，还要通过计算机辅助工具 点阐述如何利用 注射成型中塑料熔体在型腔内充填模拟，通过对模拟结果的分析与评判，有效预防了原模具设计方案用于实际生产时可能出现的问题，以生产出合格的产品。而在结构设计方面，重 点阐述了齿轮齿条抽芯机构设计要点，模具结构紧凑、合理。 关键词 ： 注塑成型、注塑模设计、工艺分析 第一章 概述 2 is of of on of of on of of as so AD AE on to AE of in of on in nd in of he in in is in in of 3 目 录 第一章 概述 1. 内塑料模具成型发展概况 1 3 3 7 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 8 8 模及 9 14 第三章 选择注射机及注射机工艺参数校核 27 27 计算、可应用 28 29 第四章 模具设计 30 30 30 31 34 34 位、导向件设计 37 40 第五章 绘制模具图 41 43 43 图 43 44 第六章 结论 考文献 46 致谢 47 附件 A 48 第一章 概述 4 附件 B 49 四川理工学院毕业设计（论文） 1 第一章 概述 际、国内塑料模具成型发展概况 模具在我国古代历史上就有了记载，可以说发展的历史非常悠久，但是如今，我国的模具技术却滞后国外尤其是发达国家几十年了。 继美国之后，日本成为世界上第二大模具供应国和世界上最大的模具出口国。如果在国际上分析模具统计数据，可以看到根据数据的来源不同，相应的定义与分类均有所不同。 1996 年的一项国与国之间模具贸易的研究显示了，美国以 美元的贸易额排名第一，日本以 美元排名第 2位，德国以 美元排名第 3 位。根据 本分部的报告（ 日本模具贸易额在 1996 年达到 日元， 1997 年达到 日元。 近年来，中国塑料工业年均增长速度达到 10%以上，塑料制品年产量位居世界 第二。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通等领域发展迅猛，掀起了一股投资热潮。 行业分析 塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展方兴未艾。 汽车、摩托车工业 汽车、摩托车工业是国民经济五大支柱产业之一。 2004 年中国汽车产销量均已超过500 万辆，业界人士甚至用 “井喷 ”来形容。从产业经济发展规律看，中国的人均 平正处于 1000 美元 元阶段，经济学家称之为 “经济起飞期 ”，这种内在强劲的经济内需使汽车模具潜在市场巨大。据估计，汽车、摩托车行业每年需要 100 多亿元的模具。而中国大型精密模具的制造能力不足，目前中高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。大中型内外饰件塑料模具也是需求的重点。发展科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具和大中型内外饰件塑料模具是今后的重要工作。 随着中国汽车时代的到来以及中国摩托车出口的快速增长，以塑料替代木材和金属，会使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量大增，尤其是新材料及新成型技术的出现 ，使得塑料制品在汽车工业中的消费量日益增加。在一定意义上说，汽车塑料制品的用量能反映一个国家汽车工业的发展水平。德国每辆汽车平均使用塑料制品已经达到了近 300 公斤，占汽车总消费材料的 22%左右，是世界上采用汽车塑料零部件最多的国家。日本每辆汽车平均使用塑料 100 公斤，约占汽车材料消费总量的 如日本一第一章 概述 2 家公司开发销售的新型汽车，除座椅外，车顶、装潢材料、仪表盘等内饰件全部采用塑料制造。当前，汽车塑料制品的应用趋势已由普通装饰件发展到结构件、功能件，塑料原料的使用也由普通塑料（多用于汽车内饰件）扩展到强度 更高、耐冲击性更好的复合材料或塑料合金。可以说，随着塑料材质及其成型技术与工艺的提高，塑料搭上飞驰的汽车，必然引来汽车塑料模具的大发展。 建筑、建材工业 建筑业是国民经济的支柱产业，今后 5中国建筑业会有更大的发展，将成为中国市场新的消费热点和经济增长点，并带动化学建材业的发展。由于国家已禁止使用铸铁管道，代之以塑料管材，预计 2010年全国新建住宅室内排水管的 80%及城市供水管的 50%将采用塑料管。同时国家正在大力发展塑料门窗，预计 2010年塑料门窗的普及率将达到 30% 20 世纪 80 年代以来 ，中国塑料门窗及给排水管件，在引进设备和技术的基础上，经过技术消化与开发迅速发展起来。 “ 十五 ” 期间，塑料管道、塑料门窗、新型防水材料更成为化学建材产业的发展重点。 塑料建材不仅能大量替代钢、木和传统建材，而且具有节能、节材、保护生态、改善居住环境、提高建筑功能与质量、降低建筑自重、施工便捷等优点，将在今后得到越来越多的应用，预测 2005年建筑用塑料制品将达到约 400万吨。 化学建材挤出模具是用于生产新型化学建材的关键工艺装备，主要包括塑料异型材挤出模具、塑料管件模具、低发泡成型挤出模具等。其技术性能的高低 直接影响着新型化学建材的质量与产量。塑料异型材挤出模具主要用于生产塑料门窗型材。据资料介绍，塑料门窗在德国门窗市场的份额高达 80%，其它西欧国家市场份额也达到 30% 40%，中国目前正在大力推广塑料门窗。管件模具是加工难度较大的注塑模，用于生产城市建筑中塑料给排水管件。 预期塑料建材模具需求量将有较快增长，各种异型材挤出模具、塑料管材管件模具将成为模具市场新的经济增长点。 家电行业 家电行业所需模具量年增长率约为 10。一台电冰箱约需模具 350 副，价值约 4000万元；一台全自动洗衣机约需模具 200 副，价值 3000 万元；一台空调器仅塑料模具就有 20 副，价值 150 万元；单台彩电大约共需模具约 140 副，价值约 700 万元，仅彩电四川理工学院毕业设计（论文） 3 模具每年就有约 28 亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。汽车工业近年来增长速度惊人，因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元，而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍，目前我国高档轿车的覆盖件模具几乎全部 为进口产品。有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将步提高，其发展速度将高于其他模具。 专家预言，未来模具将向大型化、高精密度、多功能复合型等方向发展，热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高，并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。同时，由于近年来中国每年用 10亿美元左右进口模具，其中精密、大型、复杂、长寿命模具占多数。从减少进口的角度出发，中国也应加快高档塑料模具的开发 。 料模具设计方法主要发展方向 模具设计长期以来依靠人的经 验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计（ 术以来，这项技术已获得认可，并且得到来快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（ 术，现在也为许多企业应用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。一些工业发达国家的模具企业应用 术，已从二维设计发展到三维设计，三维设计已达 70%以上。中国大部分企业还停留在二维设计的水平上，能进行三维设计的企业还不到 20%。 件在国外应用已较普遍，国内应用还比较少，用於预测零件成形过程中可能发生缺陷的水平还比 较 低。 除了模具 具工艺设计也非常重要。计算机辅助工艺设计（ 术已开始在中国模具企业中应用。由於大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别於批量生产的产品，因此应用 术难度较大，也难以有适合各类模具和不同模具企业的 了较好地应用 具企业必须做好开发和研究。虽然 也必须重视这一发展方向。 业设计课题资料查询 析塑件结构及工艺技术要求 第一章 概述 4 塑件二维工程图 1图可知，塑件结 构属于弯管件塑件为弯管件，需要采用组合式型芯来进行抽芯工序。而且在凸台上还分布有很多盲孔还需要抽芯，为了避免进行多次斜抽芯而造成模具的复杂性，可以考虑将凸台面水平放置。这样，凸台上面的孔的抽芯方向和脱模方向相同了。此外，塑件下半部分管面设计成 2 5的锥面，是为了脱模能顺利完成。 塑件的工艺技术要求包括： (1)塑料的材料为：硬 (2)尺寸公差按 8 级处理； (3)大批量生产； 解注塑机的技术规格。 在接收客户订货时，客户必须对所用注射机提出明确的规格。在所提供的注射机 规格中应包括以下内容： (1)注射机型号及生产厂家； (2)注射机最大注射容积 (最大注射量 )； (3)注射机锁模力； (4)注射机喷嘴球面半径及喷嘴孔径； 四川理工学院毕业设计（论文） 5 (5)注射机定位孔直径； (6)注射机拉杆内间炬； (7)注射机容模量 (允许的模具最大、最小闭合高度 )； (8)注射机的顶出方式 (液压顶出或机械顶出以及顶出点位置、顶杆直径 ) (9)注射机开模行程及最大开距； (10)必要时还要提供注射机顶出行程及顶出力。 解塑件的加工性能和工艺性能、塑料熔体流动行为，塑料在模具内可能的结晶，取向及导致的内应 力 。 滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。 强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。果此参数不当将导致材料分解的问题。 工艺范围很窄。特别是大分子量的 种材料通常要加入润滑剂改善流动性 ），因此通常使用的都是小分子量的 般为 。它 应用 于 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等 。 材料主要性能分述： (1) 00时就开始降解，随着温度的升高降解加剧分解出 以在 (2)度大、流动性差，容易滞留于死角中造成分解、烧焦，此外，由于熔体粘结力差，难于得到理想表面 ，必须加入高分子助剂 。 (3)冲击强度差，加入改性剂要求是在室温下能有高强性的高聚合物，且必须与 而改善制品的冲击强度、加工性能、耐候性能及焊接角的强度等。 英文名字： 一章 概述 6 密度： 型收缩率： 成型温度： 180210C 干燥条件： 70 C 1小时 比热容： 1260J/(导热率： 注射压力： 30160射速度：一般取中低速 螺杆转速： 最大速度折合线速度为 s 模具温度： 3060C 保压力： 为注射压力的 40%60% 冷却时间： 件公差等级： 78， 8级 喷嘴孔孔径：大与 5 塑件收缩及补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形。 (1)料中的 氯乙烯极性分子易吸水，会造成充型后收缩较大，因此原料必须进行干燥，干燥温度 85左右 , 时间 2小时以上 ; (2)充型压力和速度较大，模具各部位温度剃度变化比较大都会 引起内应力的增加，因此，需选用合适的充型压力和速度，且加热，冷却系统要设置合理以减小残余内应力和翘曲变形。 料对模具温度的要求 (1)必须控制尽可能用较低的温度进行注射，同时也应尽可能的缩短注塑周期，以减少熔料在料筒内的滞留时间由于 身耐热性差 , 料在料筒内长时间受热 , 会降解析出氯化氢使胶件变黄甚至产生黑点 , 并且氯化氢对模腔有腐蚀作用 , 所以要经常清洗模腔及机头死角位 ; (2)通常运冻水 , 控制模温在 30), 以缩 短成型周期以及减小胶件出模后变形 , 必要时借助定型模 缩水模来较正控制变形 ; 具材料 塑料模具钢的选用应根据所成型的塑料种类，被成型塑料制品的形状、尺寸、精四川理工学院毕业设计（论文） 7 度、质量及数量的不同要求，同时要考虑创造模具的条件和加工方法，选用不同类型的钢材，如渗碳钢、调质钢、高碳工具钢、耐蚀钢、低碳马氏体时效钢等。根据塑料注射模具设计使用手册表 择渗碳钢 12 具的热量损耗，冷却水用量，生产效率 模具型腔中的温度是注塑成型中重要的因素之一，它在很大程度上决定着注塑成型周期，即生产效率。如果模具热量损耗大，则熔融塑料在型腔中的表关粘度增加，也就是流动阻力加大，这就使成型周期增加；若模具损耗热量很小，而冷却水的循环又不能使模具温度降低至熔融塑料的分解温度之下，此时，塑料将会分解，对于一些塑料分解出的气体还会对模具型腔表面腐蚀等损坏。因此，必须根据具体模具的热量损耗情况决定冷却水用量，以提高注塑成型的生产效率。 业设计思想简述 本次毕业设计主要是利用已学的专业基础知识和专业知识来进行塑料注塑模具设计。这次的设计要求独立完成任务，达到能基本独立完成一套简单模具的 设计的目的。其主要内容是 注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件，脱模机构和分型抽芯机构等等的设计。同时，在这个过程中，需要通过各种途径进行查阅有关模具的各种参数，如结构参数，成型参数， 热平衡等等。然后充分利用计算机辅助工具 行塑件的造型和流体模拟分析。最终设计出一副能达到使用要求的模具。 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 8 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 型塑料制件结构工艺性分析 尺寸精度度分析：由 件尺寸精度等级按 尺寸公差按 级处理。而模具的制造精度等级 比塑料制品的精度高 23 等级，因此，模具的尺寸精度等级取 6 级进行制造。 粗糙度：由塑料制件的粗糙度确定模具的粗糙度，查得此材料的加工粗糙度的范围为（ ,考虑到分型时，将塑件留在动模内，因此分型面下方即凹模型腔的粗糙度比上模的粗糙度低一级可取下模型腔的粗糙度为 模粗糙度取 塑料制件结构设计：塑件为弯管件，因此不可避免侧向分型和抽芯，只能采用组合式型芯，并用齿轮，齿条机构进行斜抽芯，使模具结构简化。 斜度设计：为了便于脱模，选择中心线为设计基准，在塑件的下半部分采 用了一段斜度的锥面，由于硬 于硬材料，其斜度设为 而上模凸台部分脱模高度尺寸为（ 6 10） 此选用斜度为 壁厚：查得 料的壁厚最大和最小允许值为（ ,塑件壁厚属均匀，在强度无法满足其强度时，可适当增加薄壁的厚度以增加起强度。由计算机辅助软件可以检测厚度，其图见下 2 从上图可知，此需要适当增加其厚度以满足工艺需要，而红色代表壁厚大于 5要说明的是，虽然图中凸台有几处大大超过了 5细心观察红色是 由于切片面切住了圆周面而形成的，因此对出现 红色的凸台可不作修改。 另外，此结构需要对一些边进行圆角设计，以防止产生流动死角，在死角处会形成气泡，缩孔。 四川理工学院毕业设计（论文） 9 件三维 模及 析 维 模： 图 2图即为塑件的三维造型图。 件 析 利用软件 对塑件进行了三维造型后，再进行对塑件注塑过程进行模拟，在模拟过程中，采取了两个方案进行结果对比，分析注塑工艺参数如下： 口位置分布分析 由左图右边渐变色图可知，蓝色代表浇口最佳位置，而红色表示浇口不适合在这些位置进行设置。 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 10 方案 1 方案 2 由上图，右边渐变色，从上到下，颜色由红色变为绿色，表示充型质量逐渐变好，图左一处拐角处出现红色，说明此处充型质量中等。 上图右显示渐变色代表意义与方案 1 相同，从图中可知，黄色和红色所占比例差不多，说明充型质量中等。 方案 1 方案 2 从上图可知，充型时整个模腔的温度差为： 1701C 从上图可知，充型时整个模腔的温度差为： 方案 1 方案 2 四川理工学院毕业设计（论文） 11 从上图可知，充型是整个模腔的压力差 上图可知，充型是整个模腔的压力差 方案 1 方案 2 由上图：注射压力损失为： 图：注射压力损失为： 方案 1 方案 2 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 12 从上图可知：充型时间为： 上图可知：充型时间为： 方案 1 方案 2 由上两个方案的熔接痕分布可知，熔接痕都分布在浇口对面的塑件表面上，且数量也差不多。 方案 1 方案 2 四川理工学院毕业设计（论文） 13 从上图注射气泡分布图可看出：两个方案的气泡都集中在凸缘周边 的孔中，且对比可知，方案 2孔中的气泡明显比方案 1气泡少。 结论：由以上熔融塑料在模具型腔中的流动行为分析可知： 1 充型质量的分析：方案 1出现红色缺陷，而方案 2也有，说明两种方案的充型质量差不多。 2 充型温度分析： 方案 1的温度差为 21,方案 2的温度差为 22,两种方案的温度差比较相当。 3 充型压力分析：方案 1和方案 2的充型压力分别为： 63， 67知方案 1所需成型压力较小。 4充型时间分析：方案 1 和方案 2 的充型时间分别为： 知两种方案充型时间相差较小。 5充型出现的熔接痕和气泡分析： 从图中可知，两个方案出现的熔接痕数量和位置分布都较相似；而对于气泡的分布图可明显看出，方案 1的气泡数量稍多于方案 2。 通过以上比较可知，方案 2的充型效果较好，特别是考虑到若采取一模多腔进行充型，那么方案 1则需要的流道将会更长，不利与充型。因此决定选择方案 2。 据 析结论进行模具工艺设计 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 14 根据 对塑件的流动性分析，确定了浇口的位置在塑件圆周上，并采用浇口直接与主流道直接相接的浇注系统。由上节绘出的塑件三维实体结构，经分析可知：此类结构属于弯管件，因此需采用组合式型芯，上半部分型芯 与上模板连接，下部分斜管道型芯留在动模上，并采用齿轮，齿条进行斜抽芯，以使模具结构简单。 （型腔数必需同时满足：交货期、注塑机最大注塑质量、注塑机的塑化能力、锁模力和模板尺寸） 交货期计算型腔数 c 3 6 0 故障系数（以 5计） N 一副模具定货量（ 52 10 件） 成型周期（ 20s） （包括注射时间 却时间 模取制件时间 7s） 从定货到交货时间（ 5月） 模具制造时间（ 2月） 所在厂的每月工作时间计 (600h) 所以代入相关数据得： n = 2)25(3600. 50 预选注塑机型号为： 200 错误 !未找到引用源。 非聚苯乙烯塑料其最大注塑量计算： 实际注塑量 ：o%85 （注人模具时由于流动阻力增加，加大了沿螺杆逆流量，再考虑安全系数取为机器最大注塑能力的 85。）。 四川理工学院毕业设计（论文） 15 型腔数量计算：8 5 常温下某塑料的密度 g/ 3 s 常温下聚苯乙烯的密度 g/ 3 q ： 1个塑件与均分到的浇注系统的质量质量之和，当 n 不到 1时则应改用较大的机 器。 g）：是指注塑在常温下密度为 3的普通聚苯乙烯的对空注塑量 因此将数据代入公式可得： 8 5 m 0 . 8 5 5 2 5 1 . 4 0 1 3 . 2q 4 5 1 . 0 5mn q 考虑到模具结构的尺寸，取 n=2 模具的注塑容量还必须与注塑机的塑化能力相匹配。 型腔数：c G 塑化能力， kg/h x 分钟的注塑次数， 60 成型周期（ s） 将数据代入公式可得： 2 0 0 3 . 6 5 . 6 1 . 9 23 . 6 3 . 6 4 5q 结论：根据交货期、注塑机最大注塑质量、以及塑化能力的计算，决定采用一模两腔的模具结构。 型腔压力计算：p ， 塑料品种、注塑机形式、喷嘴阻力、模具流道阻力而不同，其值在 1/2一 1/3范围内选取。螺杆式注塑机的 通喷嘴比弹簧喷第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 16 嘴的 k 大。 代入公式进行计算得：0 1 1 5 3 5 13 ap k p m p 型腔 压力 p 的经验值确定：通用塑料生产中小型制品， p 20 40 作较详细计算时，应根据具体情况由经验决定流程愈长，壁愈薄的塑件则需要较大的注塑压力，即需要更大的锁模力。 锁模力计算： F 注塑机的额定锁模力， 制件加上浇注系 统在分型面上的总投影面积， 2 将数据代入公式可得： F=20006 - 6 30 . 1 5 1 1 0 4 2 1 5 1 0 1 0 2 1 . 4 9 腔布置 腔位置的排布。 图 2四川理工学院毕业设计（论文） 17 - 图 2 3 2 3利用 分析软件对上图 2 1） . 充型质量分析： 充型质量图 分析结论 红色代表质量相对较差，绿色代表质 量较好，黄色为过度色 可知：充型质量为中等 图 2）充型时间分析 ： 充型时间图 结论分析 从左图可知：流体充型通过主流倒、分流道、以及浇口所需要的时间为 2s、 2二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 18 3)充型温度分析： 充型温度图 结论分析 从图可知：塑料流体通过各流道时的温度 图 2)压力分析： 压力图 结论分析 从图可看出： 流道及浇口各处注塑时所需的压力分别为： 2 确定分型面（有分形面的图，满足充型质量图形说明、模具最简化：抽芯） 分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。 考虑主要如下问题： 外表质量：分型面优选在塑件接触面最大的地方。 方便脱模：由于塑件结构为筒形，故需要进行较长距离的抽拔型芯。因此将制件留在动模边。 考虑侧向抽芯距离和模具结构复杂性：由于此结构属于弯管类的结构，因此需要进行斜向抽芯，并且需要采用组合式型芯，使模具结构简化。 排气：由 泡分析图可知，大部分气泡聚集在孔内部，因此，可以考虑将分型面设置在孔口处，即能够使料流在孔的末端，达到排气的作用，从而能减小充型时四川理工学院毕业设计（论文） 19 的气泡数量。 因此，选择的分型面位置如下： 图 2下图为分型面的三维形状： 图 2气泡分析图为基础） 在设计浇注系统时应考虑下列有关因素： 塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。 模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 20 浇注系统需按型腔布局设计。 塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成 型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。 塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。 注射机安装模板的大小：在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注射时受力不匀。 成型效率：在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成型质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。 冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。 流道和主流道衬套结构 主流道固化时间要求：为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化。 卧式注塑机主流道结构设计要点 ： 锥角、粗糙度加工划痕方向要求：圆锥形主流道，锥角 = 2 4 ；内壁粗糙度值 械加工划痕不得垂直于脱出方向；加工腐蚀性材料还应将流道的内孔镀铬。 主流道与喷嘴结构：接触处多作成半球形的凹坑，凹坑球半径 l 2 主流道小端直径：应比注塑机喷出孔直径约大 取 。 主流道大端直径：应比分流道深度大 15上，锥角一般取 2O。 主流道村套结构：设计成独立的具体要求如下： 挠口套与注射机喷嘴的接触部分有两种形式，一种为平面接触，另一种为球面接触。平面接触的主要优点是接触面积较大，密封较好，塑料不易外溢。其缺点是，若注射机的精度不高，容易造成喷嘴孔与浇口套孔不同轴。球面接触喷嘴与浇口套的接触面积较小，若配合不当，容易造成塑料外溢，但由于它能自动调整注射机的偏差，所以在注射机精度不高的情况下亦能正常应用。球面接触的浇口套，在正常情况下，浇口套四川理工学院毕业设计（论文） 21 端部的球面半径应大于注射机喷嘴的球面半径，浇口套锥孔的小端直径应大于注射机喷嘴孔径，球面深度 3 5 浇口套上有关主流道部分的 设计及其参数，可参照 7 3 主流道设计。同时要考虑到在注射过程中，为了能充分保压及补缩，主流道部分的塑料应最后固化。 表 算公式 符号 物理意义 出处 计算结果 （ 道 的 体 积 流 率（ 查塑料模具技术手册机械工 业 出 版 3 10 查塑料模设计手册软件版 常取 .8） 注射时间 剪切速率 根据以 上要求可以选择主流道衬套结构如下： 图 2体尺寸参照下表 ： 表 二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 22 根据具体的模具结构设计以下尺寸： 66 d=26 定位圈和浇口套的固定方式： 图 2=84d=70钉孔距 L=55冷料井类型和结构 冷料井功用： 使冷料不进人分流道和型腔。 冷料井结构： 冷料井的底部或四周常作成曲折的钩形或侧向凹槽 使冷料井在分模时能将主流道凝料从主流道中拉出留在动模上。 分流道系统设计 流道断面尺寸： 主流道横截面计算： 由经验公式计算横截面： 错误 !未找到引用源。 主流道小端直径：注塑机喷孔直径 取 ； 取 =4流道大端直径：经验公式 式中 V 流经主流道的熔体体积， 因熔体材料而异的常数， 4， 5， 因此：将 V=K=四川理工学院毕业设计（论文） 23 D = 4 V / 3 . 9 4 / 3 . 1 4 1 . 55 . 4 取 D=6 绘图并计算出制品体积、主流道体积、分流道及浇口体积分别为： 313233342 8 . 4 53 3 . 8 6 2 8 . 4 5 5 . 4 13 3 . 9 4 1 3 3 . 8 6 4 0 . 0 7 73 3 . 9 4 5 3 3 . 9 4 1 0 . 0 0 3V c mV c mV c mV c m 因此 1 2 3 4()( 2 8 . 4 5 5 . 4 1 0 . 0 7 7 0 . 0 0 3 ) 1 . 4 53 3 . 9 4 1 . 4 5 4 9 . 2 V V 按经验计算 4g d: 分流道的直径 ( ) , m:流经的塑料熔体重量 (g) , L: 分流道 的长度( ) 适用：壁厚小于 3 ，塑件重量小于 200g;一般分流道直径在 3 10 之间，高粘度物料在 3 16之间 3 4 1()( 2 8 . 4 5 0 . 0 7 7 0 . 0 0 3 ) 1 . 4 52 8 . 5 3 1 . 4 5 4 1 . 3 7 V L=13入公式得 ： 440 . 2 70 . 2 7 4 1 . 3 7 1 33 . 2 9gd m 按经验取值：分流道的直径（或相当直径）一般应大于制品壁厚（特厚制品除外），取 d=6 校核剪切速率 : 校核主流道剪切速率： 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 24 3134 5 1 0 由 流体分析图 2t= 33 3 3 . 9 4 1 0 1 1 3 1 3 3 /0 . 3vi vq m m 代入公式校核： 31334 4 1 1 3 1 1 3 6 7 2 . 8 5 . 3 1 03 . 1 4 3 /S 315 10 s 校核分流道剪切速率 34 2 1 5 15 1 0 1 0其中，由 流体分析图 2t=2s 3 33 2 8 . 5 2 1 0 7 5 5 7 0 0 /0 . 3vi vq m m 代入公式校核： 31334 4 7 5 5 7 0 3 . 5 1 03 . 1 4 3 /S= 2 3 11 0 1 0 s 流道总损失计算： 41i 4 1 48i = 2算公式 符号 物理意义 出处 结果 322 查塑料模具 技术手册机械工 业 出 版 3 10 查塑料设计手册软件版 =310 s 主流道的剪切速率在 = 132 105105 合设计要求 A 流道断面积 L 流道长度 Q 流道的体积流率 剪切速率 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，四川理工学院毕业设计（论文） 25 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能将塑料熔体均 图 2 衡地塑分配到各个型腔。根据料成型特性，可以初步确定分流道为圆形，其相应的形式和尺寸如图 2 设 计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。根据塑料成型特性，可以初步选择浇口形式如图 2 图 2浇口断面积：其断面积约为分流道断面积的 3 9%；浇口长度约 根据计算结果所设计的浇口的剪 切速率符合要求，那么可以确定浇口的尺寸长为 1为 1为 1 浇口断面尺寸：按各类型浇口的经验计算 浇口位置设计说明（根据 析结论）第二章第 2 节图 2口的设计需要满足一下条件： 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 26 气和补料 加熔接牢度： 四川理工学院毕业设计（论文） 27 第三章 选择注射机及注射机工艺参数校核 塑机的技术规范 ： 塑机规格： 200 错误 !未找到引用源。 注塑机的最大注塑量： 3525错误 !未找到引用源。 最大注塑压力： 153误 !未找到引用源。 最大锁模力： 2000误 !未找到引用源。 最大成型面积： 460460 错误 !未找到引用源。 模具最大厚度和最小厚度 :450180最大开模行程 450注塑机喷嘴孔直径 :160喷嘴球头半径 : 型腔 压力 p 的经验值确定： 通用塑料生产中小型制品， p 20 40 作较详细计算时，应根据具体情况由经验决定流程愈长，壁愈薄的塑件则需要较大的注塑压力，即需要更大的锁模力。 锁模力计算： F 注塑机的额定锁模力， 制件加上浇注系统在分型 面上的总投影面积， 2 将数据代入公式可得： F=20006 - 6 30 . 1 5 1 1 0 4 2 1 5 1 0 1 0 2 1 . 4 9 塑压力的核核（可计算、可应用 析结论） a x 7 塑机的最大注塑压力 22525p 第三章 选择注射机及注射机工艺参数校核 28 注塑装置的压力损失 成型需要的压 力，一般取 20 40 浇注系统的压力损失 将数据代入公式进行校核： m a 7 0 . 7 2 0 0 014022 . 2 5 3 0 5 1e c p 模力的校核： 校核项目 : 额定锁模力的计算； 6 6 31 . 11 . 1 5 1 1 0 4 2 1 5 1 0 1 02 3 . 6 4F P a 模板的接触应力强度校核 对于铸钢模板，安全许用压力 55 因此，进行校核： 665 5 1 0 4 5 0 4 0 0 1 09900A P F 额支架的接触应力进行校核 对于低炭钢支架，其许用应力 100 因此进行校核： 662 1 0 0 1 0 2 4 5 0 6 2 1 05580 F 额四川理工学院毕业设计（论文） 29 3 4 开模行程和塑件推出距离校核 由于此注塑机为双曲肘锁模机构，因此注塑机最大开模行程与模厚无关 开模行程可按下式校核： 14 5 0 5 1 08 0 1 0 9 0S H m 第四章 模具设计 30 第四章 . 模具设计 定注塑模架 图 4于根据塑料件所设计的模具形状和结构尺寸的特殊性，不能够选出标准模架， 但是可以根据标准模架类型进行设计符合所设计模具的具体结构和尺寸，因此，决定选择上图 4 具成型零件设计 型零件设计 错误 !未找到引用源。 凹模（阴模）的结构设计 由于塑料件具有弯管件的特殊形状，因此凹模必须设计为瓣合凹模，以利于模具分型，同时也简化模具的复杂性。 错误 !未找到引用源。 型芯的结构设计 根据该塑件的结构，需要采用三套型芯结构进行成型 四川理工学院毕业设计（论文） 31 需要斜抽芯的型芯采用齿轮齿条进行抽芯 错误 !未找到引用源。 选择凹、凸模模具材料，确定模具零件厚度及外形尺寸。 由于塑料熔体为 有腐蚀性，需要采用具有抗腐蚀能力的材料，因此，决定模具材料采用 2 错误 !未找到引用源。 排气方式及排气槽的设计 由于此塑件为小型件，不采用特殊的高速注射，因此，可利用分型面排气或利用推杆与孔配合间隙排气。为了增加分型面的排气效果，可增加分型面的粗糙度，并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。 腔成型尺寸计算 图 4塑件 精度影响误差值的确定 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 误 !未找到引用源。 按平均收缩率计算成型尺寸 错误 !未找到引用源。 型腔径向尺寸计算 第四章 模具设计 32 表 4腔径向尺寸计算 2M C P