活塞—完爆器阀注塑模设计【一模四腔】【侧抽芯】【说明书+CAD】
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活塞完爆器阀注塑模设计绪论目前，我国的塑料正处于蓬勃发展的阶段，面貌日新月异，塑料的应用范围正在日益扩大；在我们周围色彩鲜艳、造型美丽的日用塑料制品和塑料玩具琳琅满目；塑料还越来越广泛地用于电气、通讯、仪表、电子、交通、建筑、包装、农业、航空、国防以至尖端工业部分。用塑料代替金属、木材、皮革、玻璃等天然材料的例子比比皆是，今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制品件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产也将迅速增长，塑料已成为新世界不可缺少的重要材料。塑料模具的设计与制造和现代塑料工业的发展有极密的联系。塑模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业，用塑模生产成型零件的主要优点是制造简便，材料利用率高，生产率高，产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产率等有直接的联系。因而世界各国对塑模的现代设计与制造技术都极为关注。近年来国外对塑模的热流道系统、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的成果在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种及其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约80%，由此可见，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常可标志一个国家工业发展的程度。塑料加工是将原材料转变为制品的关键环节。只有迅速的发展塑料的加工，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种的工艺装备，同时又是原材料及的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身的价值的十几倍，上白倍。因此，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具工业的重要性已引起国家的高度重视。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高，成型设备，成型机械的革新，成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术，数字模拟技术等塑料成型加工领域的渗透而发展。近年来，随着我国经济的腾飞的产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高度发展的时期。据中国模具工业协会统计，1995年我国模具工业总产值约为145亿元，而2003年已达450亿元左右，年均增长14%。另统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过20000家，从业人员有60多万人，模具年产值在亿元以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具业面临着发展机遇，无疑也面临着更大的挑战。我国加入世界贸易组织以来，模具制造业随着面临国际市场日益激烈的竞争局面。与国外模具企业相比，我国模具企业无论在生产设备能力与先进技术应用方面，还是在人才的技术素质与培养方面普遍存在差距。要改变这一现状，势必在增添先进设备以及采用先进的模具模具制造技术，如CAD/CAM/CAE、高速切削、快速原形制造与快速制模等。更急需的是能掌握各种材料成型工艺和模具设计，制造技术，且能熟练应用这些高新技术的专业人才。为了适应我国当前的教育改革。一些高校已将原有的塑性成型、铸造、焊接等专业融入大口径的材料加工工程或机械工程专业，材料成形工艺与模具技术的研究向更高层次的发展。同时，各大中专院校与技工学校纷纷开设材料成型与模具专业积极培养不同层次、能熟练掌握各种成型工艺和模具设计与制造技术的专业人才，逐步形成了我国模具人才培养的基本格局。第1章 塑料制件及模具设计的依据1.1 塑件的工艺性分析该塑料制品为阀类，塑件的尺寸不大，分析塑件的材料为：该塑件制品选用PA6含GF为30%的黑色塑料成型。PA6具有高强度和良好冲击强度，优良的耐磨性，PA6很容易吸收水分，因此特别要注意成型前的干燥。模具的温度应高些，注射压力在75-125Mpa之间，注射速度为高速。PA6的凝固时间很短，所以浇口的位置非常重要。浇口的孔径也应大些。PA6熔点较低，但工艺温度范围很宽，它的抗冲击性和抗溶解性较好。吸湿性也很强，PA6GF30%的收缩率为30%（与流动方向相垂直的方向要稍高一些）塑件成型后装时的收缩主要受材料结晶度和吸湿性的影响。实际的收缩率与制件结构，壁厚及其它工艺参数有关。 图（1）塑件图PA6的密度为（1.351.42）/g.mm弹性模量E=2.61000Pa成型收缩率=0.40.6%该塑件的表面除没有缺陷，毛刺。内部不得有导电杂质外，没有特别的表面要求，比较容易实现。该塑件重要尺寸如1.2、等尺寸精度为MT3级（GB/T14486-1993）次要尺寸如4.5等精度为MT3级9（GB/T14486-1993）由以上分析可见，该塑件的精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上看，壁厚最大处为1.9mm，最小处为0.8mm。壁厚差为1.1mm，较均匀，有利于塑件的成型。综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数目计算塑件的体积：（过程略）计算塑件的质量：根据设计手册可查得PA6GF30%的密度为1.4g/mm故塑件的质量为 =366.191.4 =0.5g采用一模四件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力的工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为XSZ60型。 1.3 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和工厂实际应用的情况，PA6GF30%的成型工艺参数可作如下选择（试机时，可根据实际情况作适当调整）料筒温度：后段温度t1选用230 度； 中段温度t2选用230度； 前段温度t3选用205读；喷嘴温度：选用220度；注塑压力：选用110Mpa；保压力： 选用50Mpa；保压时间：选用20s；冷却时间：选用30s；第2章 注塑模结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、排出机构的设计等内容。2.1 分型面选择模具设计中，分型面的选择很重要 ，它决定了模具的结构，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 模具闭合时动模和定模相配合的接触平面，叫做分型面，也可以叫做合模面，模具设计开始第一步，就是选择分型面的位置。分型面的选择受塑件形状、壁厚、成型方法、后处理工序、塑件外观、塑件尺寸精度、塑件脱模方法、模具型腔数目、模具排气、塑件浇口位置与形式以及成型机的结构等的影响。该塑件为阀类，表面质量无特殊要求，再实际应用中表面和孔内表面粗糙度值应小些，此外，该塑件高度为14mm且为阶梯圆柱形，形状较简单，故选用如图所示的分型面。 图（2）分型面的选择2.2确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模四腔，即模具需四个型腔综合考虑浇注系统模具结构的复杂程度等因素采用如图（3）所示的型腔排列方式。2.3 浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴出来后，到达型腔之前再模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳地引入模具型腔，并在熔体填充和固化定型的过程中将注塑压力和保压力传递到塑料制品各部位，一获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精度的塑料制品。浇注系统的设计机对注塑机 成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。图（3）型腔的排列2.3.1 主流道的设计主流道负责将塑料熔体从喷嘴引入模具，闭合后注塑机喷嘴压紧模具主流道衬套，并封紧注塑机与模具之间的间隙，熔体材料直接从料筒流入主流道，在立式注射机上，主流道垂直于分型面，为了使凝料能从主流道中顺利拔出主流道设计成圆锥形，设计主流道截面直径时，注意喷嘴和主流道的对中，主流道进口端与喷嘴头部接触的表面为弧面。根据设计手册查得XSZY60型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前端孔径： ； 喷嘴前端球面半径：；根据模具与主流道的关系取主流道球面半径mm；取主流道的小端直径；为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计圆锥形，其斜度为为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径的圆弧过渡。. 主流道衬套的设计由于注射成型时，注射机对模具施加的压力很大，主要作用主流道衬套上，且主流道与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接在定模上，而是将它单独开在一个主流道衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换和修磨，主流道衬套选用优质材料，热处理后年个硬度为。衬套长度与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，衬套与定模之间的配合采用。. 定位环的设计为了使主流道与喷嘴和凝料对中，将定位环与主流道设计成整体定位环与注塑机定模固定板中心定位孔相配合，精度为定位环与定位孔的配合长度应取。图（5）定位环2.3.4 分流道的设计分流道的形状几尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状、的复杂程度、注塑速度、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道长度不长，为了便于加工起见，选用截面形状为U型的分型道，流道长度为mm，查表得。. 浇口设计浇口是连接型腔和流道系统的。它通常是一个受限制的区域，使流道容易和制品分离。浇口的形状、尺寸、位置很大程度上影响到成型制品的功能。浇口中关键特性就是在实现充模和保压的同时，使制品容易地自动地与流道分离。浇口应设计的容易从制品上去除。这就是说浇口的截面相对较小但太小的浇口又对制品的保压产生限制，引起材料的过度剪切，形成旋纹和其他与浇口有关的缺陷。通常推荐浇口的厚度或浇口的直径等于与相连的制品壁厚的30%或70%，小截面的浇口容易去除，但也增加了前面提到的有关成型中的一些问题。根据塑件的成型要求几型腔的排列方式，选用点浇口较为理想。设计是考虑选择从壁厚为处进料，料有厚处往薄处流，而且在模具结构上采取组合式型腔，有利于填充，排气，故采用截面为点浇口试模时修口。. 抽芯机构的设计此次设计中塑件侧壁有一个的凹模槽它垂直于脱模方向，阻碍成型后模件从模具中脱出。因此成型凹槽的零件必须做成活动的型心，即须设置抽芯机构。本模具采用斜滑块抽芯机构。这种抽芯机构适用于成型面积较大，侧孔较浅的塑件，所需的抽拔距也较小，斜滑快抽芯机构的动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚度较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常小于，斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的，以免影响使用可靠性。斜滑块机构成型带有外侧凹的塑件，脱模时塑件从型芯与两瓣斜滑块中脱出，在顶出杆的作用下，两瓣斜滑块向上运动并向两侧分离。侧向分离是通过固定在滑快外侧的圆销的在模套上对应的圆销位置开设的半圆导滑模来完成的。圆销与半圆导滑槽的方向与斜滑块斜面平行。本套模具斜滑块抽芯是有两套斜滑块组合而成的。 图（6）斜滑块抽芯机构. 确定抽芯距抽芯距一般应大于成型侧凹的深度，本次设计中抽芯距为：另加的抽芯安全系数，可取抽芯距。. 滑快与导滑槽设计此次设计为了是模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体式导向槽的结构形式。.滑块的导滑长度和定位装置设计本次设计中，由于侧抽芯距较短，故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。.成型零件的结构设计注塑模闭合后，其内部零件将组成一个能容纳塑料的闭合空腔，即说的型腔，它将接受由注塑机出来的塑料熔体，并是它们在其内部固化成型为塑料制品。显然，型腔的几何形状和尺寸决定了制件的几何形状和尺寸，所以构成型腔的所有零部件统称为成型零部件。成型零部件在注射成型过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦作用，长期工作之后，容易、发生磨损、变形和断裂。设计注塑模时应针对塑料制品的结构特点、生产批量、使用要求以及模具的使用寿命等，合理确定成型零部件的结构、满足精度、粗糙度、强度和刚度要求。成型零件的结构设计，应符合要求成型的塑料制品为前提，但必须考虑金属的加工性及模具制造成本。.凹模的结构设计本次设计模具采用一模四腔的结构形式，考虑加工的难易程度的材料的价格，利用率等因素，凹模拟采用组合式结构，其结构形式如装配图。.凸模结构设计凸模主要是与凹模相组合构成模具型腔，起凸模和侧型芯的结构如装配图。第3章 模具设计的有关计算本次设计中成型零件工作计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸，成型零件的工作计算，要考虑塑料制品上午尺寸公差，所成型塑料的收缩率，塑料飞边厚度，塑料制品脱模，模具加工条件及可达到的水平等因素。查表得PA6GF30%的收缩率故平均收缩率为考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取。. 型腔、型芯工作尺寸计算型腔、型芯工作尺寸计算见下表表型腔、型芯工作尺寸计算模具零件名称塑件尺寸计算公式 型腔或型芯的工作尺寸 凹模滑块 型芯 .2 型腔侧壁厚度和底板计算. 下凹模滑块型腔侧壁厚度及底板厚度的计算实践理论分析证明，模具对强度及刚度的要求并非要同时兼顾，对大尺寸行腔，刚度不足是主要问题。应该按刚度计算，对于小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应该按强度条件计算。本次设计从塑件尺寸看，模具型腔属于小型模具，应按强度条件计算模具型腔侧壁尺寸。根据组合式矩形型腔侧壁厚度计算公式进行计算。式中：（选定植）取则 式中：模腔压力（PMa）； h 凹模型腔的深度（mm）； H 凹模外侧的深度（mm） 成型零部件的许用变形量（mm）.推板厚度的计算本次设计中，成型部分设计为滑块，而且滑块同时是凹模型腔，计算推板的厚度为Hmm,mm第4章 模具加热与冷却系统的计算本塑件在注塑成型时不要求有太高的模温，因而在模具上饿不设加热系统。冷却水道的设计位置取决于制件的形状和不同的壁厚。冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则，冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致。设定模具平均工作温度为，用的常温水作为模具冷却介质，其出口温度为，产量为（除算每2分钟1套0.2kg/h）。. 求塑件在硬化时每小时释放的热量查有关文献的的单位热量为 .求冷却水的体积流量由体积流量可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依据空冷的方法冷却模具即可。第5章模具闭合高度的确定在支承与固定零件的设计中，根据模架的标准确定：定模座板；浇口板；型芯固定板；动摸垫板；模脚；模具的成型部分；因而模具的闭合高度为：第6章 注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为，XS-Z-60型注塑机模板最大安装尺寸为350mm280mm，故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度H=195mm，XS-Z-60心腹注塑机的最小；最大厚度为，即模具满足安装要求。经查资料XS-Z-60型注塑机的最大开模行程S180mm，满足式顶出塑件要求。式中：制品所用的脱模距离（mm）制品高度（mm）a取出浇注系统凝料必须的高度（mm）第7章模具的工作原理模具的工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道流入型腔，惊保压，冷却后塑件成型。开模时动模部分随动模板一起动作将分型面打开，与此同时在推板的作用下两块斜滑块打开，完成环型抽芯动作。当分型面打开到6.5mm时，动模停止，在注塑机顶出装置作用下，推动推板运动塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合两滑块合模，在止动销的作用下。滑块停止运动，完成一次动作。结论在本次设计中，材料性能在塑模成型制品的性能中发挥着关键的作用。该塑件制品选用PA6含GF为30%的黑色塑料成型。PA6具有高强度和良好冲击强度，优良的耐磨性，PA6很容易吸收水分，因此特别要注意成型前的干燥。这些性能是内在的化学性能也与加工过程的细节，好的制品和模具设计以及具体应用环境有关。塑料制品性能的多方面性降低了人们对于化学组成，分子量及结构等基础领域的关注。而增加了对黏弹性性能等独特性能的兴趣模具结构的设计从分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、排出机构的设计作了详细的介绍，从分析他们结构和性能到选出实用的部件，中间做了很多反复的思考。抽芯机构也是塑件成型的型腔，抽芯部分的设计是关于模具能否获得表面光滑、塑件耐用的关键，这次设计因塑件需要一个环行的外抽芯，所以，抽芯机构为环行，用斜滑块。这种抽芯机构适用于成型面积较大，侧孔较浅的塑件，所需的抽拔距也较小，斜滑快抽芯机构的动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚度较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常小于，斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的，以免影响使用可靠性。斜滑块完全能满足要求。模具部件尺寸计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸，成型零件的工作计算，要考虑塑料制品上尺寸公差，所成型塑料的收缩率，塑料飞边厚度，塑料制品脱模，模具加工条件及可达到的水平等因素。计算这些尺寸要耐心，认真。因成型零件的尺寸决定塑件的尺寸。模具浇注系统是塑料熔体从注塑机喷嘴出来后，到达型腔之前再模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳地引入模具型腔，并在熔体填充和固化定型的过程中将注塑压力和保压力传递到塑料制品各部位，一获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精度的塑料制品。浇注系统的设计机对注塑机 成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。本次设计因塑件小不设加热和冷却系统。模具的校核在前面作了详细的计算。本次设计即将结束，再这里感谢帮助过的老师和同学们，他们在这次设计中给我许多的指导，提出了很有
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