《注塑-旋臂盖注塑模设计-说明书》

毕业设计论文课题名称外旋盖的塑料模设计学生姓名王金炎学号0330719068院系、专业机械工程学院模具设计与制造指导教师陈国新目录第1章塑件的工艺分析1第2章塑件的体积估算和注射机型号的选择1第3章浇注系统的设计4第4章零部件的设计5第5章塑件导向机构的设计6第6章塑件脱模机构的设计7第7章冷却系统的设计8第8章模具的装配8前言在现代生产制造技术中，模具的使用很广泛，模具技术的水平在很大程度上反映了整个国民经济中的发展程度，随着塑料在机械，电子，国防，交通，建筑，通讯，农业，轻工和包装等各个行业的广泛应用，对塑料模具的需求量也日益增加，塑料模具在国民经济中的重要性也就越来越突出，上世纪90年代，我国塑料技术的发展进入了一个全新的阶段，随着我过经济的腾飞，对这种生产技术的发展已经专业技术人才的需求也将与日俱增。本人设计的这副模具是塑料成型模具，是一个渔具转盘上的一个连接零件，叫做旋臂盖，这是一种圆柱形状的塑料件。在设计过程中我是按照循序渐进的方法，严格按照设计要求去做，力求数据准确，结构合理，在保证合乎塑料件要求的同时，力求结构简单。但是由于本人的实践经验不足，因此考虑的问题可能有些地方不是很全面，设计中难免会出现错误，还望各位老师和同学指正。在此，我在这里衷心的感谢老师对我的指导和同学对我的帮助。第1章塑件的工艺分析首先来看一下设计塑件时必须考虑的几个方面的问题1塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水性等。2塑料的成型工艺性。3塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等。4塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异。5模具的总体结构，以及脱模的复杂程度。6模具零件的形状和制造工艺。塑件的设计主要包括塑件的形状，尺寸，精度，表面光洁度，壁厚，斜度，以及塑件上的加强筋等的设计。（1）尺寸和精度由于该塑件是圆柱形状，而且是做外面的旋臂盖，所以尺寸和精度要求不是很高，所以经分析选择一般精度等级13级精度。（2）塑件的形状该塑件形状简单，容易模塑，所以采用单分型面，而且该塑件外表面本身带有一定的斜度，这样也更易脱模。（3）塑件的臂厚塑件的壁厚对塑件的质量影响很大，壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂制品就难以充满型腔，壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性材料成型来说增加了压塑的时间，而且容易造成固化不完全，对热塑性材料来说就回增加冷却时间，所以初步估计为该塑件壁厚为2MM。（4）该塑件采用ABS树脂，起成型特点流动性中等，吸湿性打算，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥，溢边值004毫米，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解，对精度的要求较高的塑件，模温适合取5060摄氏度，对光泽，耐热塑件，模温取6080摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯。用螺杆式注射机成型时，料温为180230摄氏度，注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0407。质量密度为109克每立方厘米。第2章塑件的体积估算和注射机型号的选择第21节估算塑件体积V整个臂盖的塑料实心体积V1臂盖中凹进去的缺陷体积V2嵌件所嵌入臂盖的体积V浇交流道分流道和浇口等浇注系统所需塑料体积V总塑件所需塑料的体积V盖SH30141568048MMV浇31437031431/23143108314370951/210828262255637263V塑件1805565481192MM由此初步确定此模具为一模八腔，即N8，故所有的总体积为V全1192863720615908615。9CM因为PBS的密度为P1022116G/CM取平均密度P109G/CMM金PV1091591733G第22节注射机的类型和规格注射机的类型和规格有很多，按结构形式可分为机的类型和规格有很多，按结构形式可分为立式，卧式和直角式三类，国产卧式注射机一标准化和系列化。这三类不同的结构形式的注射机的特点如下立式注射机的螺杆垂直装设，锁模装置推动动模板也沿垂直方向移动，优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不容易倾斜或坠落。缺点是制品自模中顶出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有碍于全自动操作。此类是注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广，产量最大的注射成型机，其注射柱塞与螺杆合模运动均沿水平方向布置，并且多数在一条线上（或相互平行。优点是机体比较低，容易加料和操作，制件顶出模具后可自动坠落，所以容易实现全自动操作，机床中心比较低，安装稳妥。其缺点是模具的安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床的占地面积大。直角式注射机的注射螺杆或柱塞与合模运动方向相互垂直，这种注射机的重要优点是结构简单，便于自制，适合单件生产，中心不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时长利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或螺纹型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力和锁模力，模具受冲击震动比较大。根据注射机注射成塑件所用的塑料起量，选择最少不小于1733G的最小量注射机。故此选择注射机为XSZ30，其工艺参数如下注射机的工艺参数表XSZ30额定注射量30CM螺杆直径28MM注射压力119MPA注射行程07S和模力KN250KN最大成型面积90CM最大开模行程160MM模具最大厚度240MM模具最小厚度60MM第23节型腔数目的校核根据公式N（KMNM2）/M见塑料成型工艺与模具设计K注射机最大注射量利用的系数MN注射机允许最大的注射量M2浇注系统所需的体积M1单个塑件的体积所以有N（0830637）/119148取整数N15由此可知N8符合要求。第24节注射机有关工艺参数的校对（1）MMAX30既注射机的最大浇注射程大于注射机所注射及塑件所需容量。（2）锁模力A浇注塑料和塑件的最大投影面积A31498395310812320342853243626792679CM90CM故符合设计要求根据公式P腔AP锁A2679CMP腔F40002679107160KN250KN既型腔投影面积所需锁模力小于注射机的额定锁模力P（3）注射机压力的校核塑料成型压力P成P浇P成7001400（10PA）119MPA即塑件的注射压力小于注射机额定压力（4）小模具厚度与最大模具厚度校核安装模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所设计的模具的总高度应在最大模厚与最小模厚之间，以外形设计尺寸须在注射机根（或二根拉杆之间）既60H模240第3章浇注系统的设计第31节主流道衬套的设计在卧式注射机的模具中，主浇道应设计成垂直的分型面，为了使凝料从主流道拔出，故设计成圆锥形，要有2度到6度的锥角，内壁有8以上的光洁度，其小端直径常见为4MM8MM，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应大于喷嘴直径约1MM，否则主流道中的凝料将无法顺利脱出，主流道的长度由定模板厚度而定的。由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理，主流道与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，二者严密的配合，以避免高压以至塑料从缝隙处溢出。一般凹坑的半径R2应比R1大12毫米。主流道衬套大端的圆凸出定模端面510毫米，并与注射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用，所以设计成为图纸所示。第32节冷料井和拉料杆的设计卧式注射机用模具的冷料井，设立在主流道正对面的动模上，该模具采用带Z型头拉料杆的冷料井，分模时，就可以将该凝料从主流道中拉出，拉料杆的根部是固定在顶出板上的，所以在制件顶出时，冷料也一同被顶出。制造也方便。见图纸。第33节分流道的设计该模具是一模八腔，所以要设计分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，从前两点出发，分流道应该短而粗，但是不能太粗，该模具采用圆形断面分流道，因为这样分流道易与机械加工，分流道尺寸视该塑件的大小和塑料品种，注射速率，以及分流道长度而定，对多数塑料，分流道直径为4MM，该模具分流道的布置采用平衡式分布。见图第34节浇口的设计浇口是浇注系统的关键部分，浇口的形状和尺寸对制件影响很大，模具为点浇口。点浇口是一种尺寸很小的浇口，物流通过时，有很大的减切速率。浇口容易在开模时实现自动切断，故广泛采用。点浇口的直径为032毫米，视物料性质和制件重量而定。台阶长度为052毫米，常见0812毫米，浇口与制件相接处采用倒角，使点浇口拉断时不被损坏。第4章零部件的设计第41节分型面的确立注塑体为圆柱形，而确定分型面时，由于塑件在型腔中的方位和形状，谷采用单分型面。第42节排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体不能顺利排出，就将在制品上形成气孔或其它制品缺陷，因此，设计型腔就一般要考虑排气的问题，但是该模具是采用分型面和嵌件的缝隙排气，故不特意开设排气槽。第43节成型零件的结构设计成型零件主要包括型腔，性芯，各种形环的设计，由于型腔直接关系到塑件的质量，因此要求有足够的强度，刚度，硬度和耐磨性，还有要受塑料的挤压和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足够的精度和表面光洁度，一般光洁读在8以上，以保证所需的塑料产品的质量以及脱模方便。1型腔的结构设计该模具是采用整体嵌入式型腔，它用螺钉固定嵌入的嵌块，其使用与经常拆卸的地方，这样就可以更换2型芯的结构设计型芯是用成型塑料内表面的零件。二者并没有严格的区分，该模具的型芯；比较分散，而且是一模八腔，所以该模具采用嵌入式的型芯。3成型零件的尺寸计算型腔直径按平均收缩率计算（单位MM）因为ABS的收缩率为0407，所以可知平均收缩率为055。于是根据上列平均收缩率来计算下列成型零件的尺寸。型腔直径平均收缩率计算（单位MM）平均收缩率为SCP5。51）180LMLSLSSCP3/4其中代表塑件公差，成型零件的制造公差，一般取1/43/4在这里取1/4。LM1810553/40181000551809918102型芯直径按平均收缩率计算1）1550LMLSLSSCP3/415501000551558525155990LMLSLSSCP3/49100055905（3）腔深度按平均收缩率计算HS710HMHS1SCP2/3710100052/307144型芯深度按平均收缩率计算HS50HMHS1SCP2/350100052/3050275503由于此产品的外型要求不高，所以就没必要对型芯和型腔的尺寸进行公差校核，就按平均收缩率进行粗略计算。第5章合模导向机构的设计第51节导柱的设计导向机构对于塑料模具来说是必不可少的部件，因为在模具的闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须有导向机构，导向机构主要有定位，导向，受一定的侧压力，一般的导柱所露出在分型面上的长度要比型芯高68毫米，以避免导柱型芯先进入型腔与其碰撞而损坏型腔和型芯。至于配合精度问题一般采用过度配合，导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合，该模具所采用的是如下图所示硬度调节到HRC5055，配合光洁度要求为7，草图如下第52节导套的设计为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒一圆角，且导柱孔为通孔，这样容易排气，材料用T8A，使其硬度应低于导柱硬度，这样就可以减少摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的精度与配合，是采用二级精度过渡配合压入定模模板。样式见图纸。导柱布置见图纸。第6章塑件脱模机构的设计第61节顶针的设计该模具采用顶针顶出，并保证了足够的脱模力，顶针采用的是45号钢，端部要淬火，让硬度达到HRC50以上。直径D与型腔部分顶针孔的配合为D3/DC3具体尺寸见图纸。第62节复位的设计该模具脱模机构在完成塑件脱模后，为进行一个循环，必须回到初始位置，该模具是采用复位杆复位的。具体式样见图纸上的推杆固定板和装配图。第63节脱模过程该模具采用弹簧和顶针脱模，选用AA分型，分开之后由顶针顶出，进而使塑件脱离动模。第7章冷却系统的设计冷却系统的设计原则有（1）冷却水孔要尽量多，尺寸尽量大。（2）冷却水孔至型腔表面距离相等。（3）浇口处加强冷却。（4）降低入水与出水的温度差。（5）冷却水孔的排列形式。（6）便于加工和清理。由于该零件外型比较小，故就开几个冷却孔就可以，勿需直接接上冷却水道。第8章模具的装配该模具以模板相邻侧面作为装配基准，磨削模板相邻两侧面成90，然后以侧面为基准分别安装定模和动模上的其它零件。第81节组件型腔和型芯与模板的装配。根据这模具的结构采用埋入式型芯装配，固定板沉孔与型芯尾部为过度配合。固定板沉孔一般采用立铣加工，在修整配合部分时，应注意动模和定模的相对位置，修配不当则将使装配后的型芯不能与定模配合。埋入型芯还用螺钉紧固。型腔采用镶入法，在装配时，要选取装配基准，合理的确定其装配工艺，保证装配关系正确。装配好后还打上记号，便于以后的拆装。装配时的注意事项型腔和型芯与模板固定孔一般为H6/M6配合，如配合过紧，应进行修磨，否则在压入后模板变形，对于多型腔模具，还将影响个型芯间的尺寸精度。装配前应检查，修磨影响装配的倾角为圆角或倒棱。为了便于型芯和型腔镶入模板，并防止挤毛孔壁，压入端设计有导入圆角。型芯和型腔压入模板时应保持垂直和平稳，在压入的过程中应边检查边压入。第82节推杆的装配要求1推杆的导向段与型腔推杆孔的配合间隙要正确合理，一般采用H8/F8配合，应注意防止间隙太大漏料。2推杆与推杆孔中往复运动平稳，无卡滞现象。3推杆与复位杆端应分别与型腔表面和分型面齐平。推杆固定板的加工与装配为了保证制作的顺利拖木，各推出元件应运动灵活，复位可靠，推杆固定板与推板需要导向装配和复位支承，采用导柱导向结构。用复位杆复位，为了使推杆在推板孔中往复平稳，推杆在推杆孔中有所浮动，推杆与推杆孔的装配部分分每边流有05MM的间隙。所推杆固定的位置通过型腔镶块上的推杆孔配钻而得。第83节模具总装配程序1确定装配基准2装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦洗干净。3调整个零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面处吻合面积不得笑语0，间隙不得超过溢料最小值，防止飞边。4装配中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总合模调整时检查。5组装导向系统，并保证开模，合模动作灵活，无松动和卡滞现象。6组装顶出系统。并调整好复位已经顶出位置等。7组装休整型心，保证配合面间隙达到要求。8组装冷却或加热系数，保证管路畅通，不漏水，法门动作灵活。9紧固所有螺钉。10试模试模合格后打上模具标记，最后检查各种配件，附件，保证模具装配齐全。第84节该模具的装配要求1模具上下平面的平行度偏差不大于003MM，分型面处需密合。2顶件时顶杆必须保持同步，上下模芯必须紧密接触。第85节模具的装配工艺1按图纸要求检查各零件尺寸。2修磨分型面的密合度。3将定模和动模板合在一起并用夹板夹紧，镗导柱，导套孔，在孔内压入工艺定位销后，加工侧面垂直基准。4利用定模的侧面垂直基准来确定定模上时间型腔中心，作为以后加工的基准，分别加工定模的型腔。5利用定模型腔的实际中心，加工型心固定型孔的切割穿线孔，并进行线切割型孔。6在定模和动模上分别压入导柱导套，并保持导向可靠，灵活。7过型心引钻，铰动模板上的顶杆孔。8过动模引钻顶杆固定板上的顶杆孔。9加工复位杆孔，并组装顶杆固定板。10组装模底板和动模板。11在定模板上加