资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共36页)
编号：91271765
类型：共享资源
大小：13.51MB
格式：ZIP
上传时间：2020-08-04
上传人：QQ24****1780
认证信息
个人认证
王**（实名认证）
浙江
IP属地：浙江
50
积分
- 关 键 词：
-
套管
注射
设计
- 资源描述：
-
套管的注射模设计,套管,注射,设计
- 内容简介：
-
本科毕业设计说明书（论文） 第 I 页 共 I 页目 录1 引言11.1 塑料模具的现代及发展11.2 塑料注塑模具的设计步骤51.3 课题任务要求72 方案分析与设计83 竖笛尾段的详细设计103.1 塑料注塑成型机的选择103.2 注射模具分型面的选择133.3 模具结构设计133.4 注射模具浇注系统的设计143.5 塑料注射模具的温度调节系统设计193.6 注射模具成型零件和模体的设计193.7 注射模具侧抽芯机构的设计213.8 注射模具的顶出机构的设计234 注射模加工工艺设计254.1 模具的加工254.2 模板的平面加工264.3 孔及孔系的加工274.4 坯料确定294.5 成型零件加工29结束语31致谢32参考文献33 本科毕业设计说明书（论文） 第 35 页 共 33 页1 引言1.1 塑料模具的现代及发展1.1.1 模具工业的概况在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%1。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料2。1.1.2 国外模具技术发展及目前水平模具工业是国民经济的基础工业之一，是产品制造的重要工艺装备。模具产品是工业制造的基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。近十多年来，国外先进国家的模具技术水平飞速发展，主要表现在以下几个方面：（1）在模具设计制造已普遍应用CAD/CAM/CAE 技术。该技术的应用，能极大地提高模具产品的设计水平、制造水平和分析测试水平。从而达到缩短生产周期提高产品质量和精度，降低产品成本的目的。（2）快速原型法和快速制模技术（RPM/RMT）已得到广泛的应用。RPM一项集激光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术，其突出特点就是能直接根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品，而不需要任何工装夹具，而迭加形成三维实体。（3）模具专业化生产及标准化程度高专业化生产是现代工业生产的重要特征之一，国外工业先进的国家模具专业化生产已达75%以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提，能系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段，是机械制造业向深层次发展必由之路。（4）模具敏捷制造系统发展较快目前国外先进国家的模具敏捷制造系统发展较快。这也是我国模具行业的近期发展目标。另外，高速铣削加工、超精加工和复合加工技术、热流道技术等已在国外先进国家得到了很好的应用。这些先进的技术的应用极大的提高了这些国家模具产品的质量、精度。缩短了生产周期，提高了经济效益，提高了产品的竞争力。尽快吸收，应用国外先进技术，是我国模具行业技术发展的一个方向。表1 国内外塑料模具技术比较项目国内国外注塑模型腔精度0.02 mm0.05mm0.005 mm0.01mm型腔表面粗糙度Ra0.20mRa0.01m0.05m非淬火钢模具寿命10万次30 万次10万次60 万次淬火钢模具寿命50万次100 万次160万次300 万次热流道模具使用率总体不足10 %80 %标准化程度小于30 %70 %80 %中型塑料生产周期2个月4 个月1 个月左右在模具行业中的占有量25 %30 %30 %40 %1.1.3 国内模具技术发展及目前水平从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既存在着高速迅猛发展的良好势头，又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。模具行业日趋大型化，精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5，现在已达2-3。不久，1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求1以下，这就要求发展超精加工。热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，这项技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。国内热流道模具也已经生产，有些企业已达30%左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。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工艺的模具将随之发展9。模具CAD/CAM/CAE技术较广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAM/CAE软件。电加工，数控加工在模具制造技术发展上发挥重要作用，部分骨干企业已开始使用这一技术。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。优质模具钢的应用有教大进展，但应用面还不够广泛。国内模具钢钢种不全，不成系列，多品种，精料化，制品化等方面尚待解决。模具标准件生产水平和模具标准化程度有较大提高，但总体来说标准化程度还太低，模具标准件生产规模还不够大，品种有待发展，质量有待进一步提高。所以，今后我国模具工业的发展趋势是现代设计方法与工艺设计相结合，在模具的开发和制造过程中，采用数控精密高效加工设备、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术，模具工业向着集团化、规模化方向发展，走出一条自主开发模具的成功之路。1.1.4 对国内模具发展的建议（1）管理统一化、等级化且不说国际上一些国家如何对模具产业进行管理，仅模具技术含量就比我国高出一筹，这是不争的事实，造成这种局面的主要因素之一就是我国没有重视并严格要求管理；同时，市场经济也是一个不利于产品质量提高的因素，而模具产业就是在这种没有管理和市场经济条件下淤积而成的自由模式与自然模式，所以难免有些扭曲。如果我们要想向世界高水准模具看齐，必须走改革之路。改革方案很多，适合我国国情并有利于管理、有利于模具质量的提高即可。例如：我们可以向国外模具高水准的国家学习，进行深入了解和研究，如果他们管理模式适合我国国情的发展，则可效仿其经验，这样我们会少走许多弯路。模具企业管理统一化，等级化的同时，其生产产品也应专业化、针对化，专业化、针对化是指模具企业生产产品专业性、针对性要强，例如：某模具企业适合生产汽车某部位零配件，那么就专业生产这个部位的零配件，不再涉及其它设备的零配件生产，对号入座，才能作到完美结合，完美统一。专业化、针对化生产产品，根据市场供需在很大程度上也受到国家调控。模具企业生产产品专业化、针对化减少了模具设计、制造和原材料的购买费用，有利于成本的降低；长期生产同一种产品，熟练度容易提高，有利于提高生产效率；同时，由于专业性操作时间长，技术人员更容易积累专业知识，对模具的不良结构容易发现、改进，从而提高了产品质量。（2）提高人才技术水平有资料显示：由于技术人才的缺乏及其技术水准低下，目前，我国工业产品合格率只有7 0 % ，不良产品每年带来的经济损失近两千亿元。这个触目惊心的数字反映了技术的重要性。模具行业情况更是如此，我们知道，模具生产出的产品多数是用在机器设备的首脑部位，如汽车的发动机等。一流的模具产品，需要一流的模具来生产，一流的模具质量，需要一流的技术来制造；二战后，日本、德国等国家开始重视工业的发展，同时，他们也看到工业的发展技术的重要性，他们纷纷在技术领域加大投资，由于重视技术，日本和德国工业产品质量一度处在世界领先地位，二十世纪七、八十年代国际对工业产出最高质量的口头禅：“日本造、德国造”，它们成为标榜质量的象征。如今，他们仍是技术量高水准我们也可拟定自己的管理模式，例如：对模具企业实行管理统一化、等级化。管理统一化就是国家建立专门的模具产业管理机构，把模具行业统一管理起来，其职能包括：对模具企业的管理、模具市场的管理、模具零配件的管理、模具技术人才的管理等；等级化就是依据规模、设备状况对现有的模具企业进行分类，从一类到三类不等，三类后，可设编外模具企业。一类模具企业为最高，主要生产国家最高质量要求的高技术、高科技、高标准和高精密设备的零配件，如：飞机、航天飞机、宇宙飞船等航天设备，还有要求最高质量的动力机器和同等质量的加工机械。二类模具企业主要生产较次之一类企业水准的机械零配件，如：汽车、航海设备和具有相同质量要求的动力机及加工机械设备。三类模具企业主要生产有一定精度、一定质量要求的机器零配件，如电器、普通机动车等，编外模具企业主要生产质量要求不高的日常消费动力、非动力设备的零配件，主要对准大众消费市场小商品等，一、二、三类模具企业根据实力和规模无论是国企或私企都可入选，入选后，根据国情按国家调配生产，对设备有欠缺的国家应给予扶持。实行管理统一化、等级化有利于模具的研究和研讨会的开展；有利于相关管理制度的制定与实施，有利于模具标准化、国际化，并很好的与国际模具市场接轨，有利于技术人才的培养和调配，有利于质量的提高。的领跑者，他们的工业产品出口世界各地，成为工业与经济发展的支点，这些无不说明技术的重要性。要想加强我国技术人才队伍，提高技术人才技术含量，首先要求国家重视技术人才。加大对技术领域建设和技术人才的投资力度，增开高质量的模具技术人才培训机构，加大、加深对技术人才的培养和再深造。提高技术人才的社会地位、经济地位、福利待遇。1.2 塑料注塑模具的设计步骤1.2.1 塑料件的工艺性分析 本课题是对竖笛尾段的注塑模设计。首先对实体竖笛中段进行测绘，并对塑件的使用性能和结构要求有一个基本的了解。看塑件的结构是否满足塑件结构的工艺性能。如图1竖笛尾管零件图。图1 竖笛尾管零件图1.2.2 竖笛尾段材料的选择（1）塑料的突出性能塑料材料的相对密度在0.83 2.2范围内，在众多的材料中只比木材的相对密度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性很高，其耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能。（2）塑料材料的选择竖笛选择的材料为聚丙烯（PP）。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。表面有良好的光泽并且具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响。聚丙烯注塑成型工艺性好，生产效率高，且价格便宜。1.2.3 绘制模具装配草图模具装配图的设计应从绘制装配图入手，根据塑件的具体情况，经过认真思考、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性。（1）确定分型面的位置及结构形式分型面是模具用以取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。确定模具的分型面是模具设计中的重要环节。必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面作为基本原则，并全面考虑塑件的外观质量要求、位置及尺寸精度要求、脱模方式、浇口形式以及排气条件等其它便于加工的因素。（2）确定浇口的位置及结构形式 浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。一个好的浇口可以使塑料快速均匀及更好的单方向性流动并且有着合适的浇口凝固时间。（3）确定成型零件的结构形式及安装方法成型零件的结构是注塑成型的核心部位，它直接影响塑件的质量、加工的难易程度。选择合理的成型位置、结构形状，就是在现有的设备状况下，基本满足技术上的需要，易于加工、易于修改和维修。（4）选择成型设备每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此设计模具时，应详细地了解注塑机的技术规范，以及注射模与设备相关部分。 注意以下几点：（a）根据注塑机的最大注射量来确定模具所允许的型腔数目N；（b）注塑机的最大注射压力应等于或大于塑件成型所需要的注射压力；（c）注塑机的锁模力必须大于模具在模腔压力作用下产生的开模力；（d）注射机的定位孔直径、喷嘴孔径及喷嘴球半径尺寸应与模具配套；（e）模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，以保证模具能安装到注射机工作台面上；（f）模具的闭合高度应在注射机的最大闭合高度和最小高度之间；（5）侧抽机构确定根据塑件塑件上有侧向孔、侧向凸凹、侧向的凸台选择合适的侧抽机构。（6）顶出机构确定定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障碍，这时顶出机构在注塑机顶杆的驱动下将成型塑件从动模中顶出。（7）确定温度调节方式模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量，以及塑件的生产效率，因此是模具设计中的一项重要工作。为了取得良好的模具温度，要合理地进行冷却水道总体布局。1.2.4 对零件进行三维造型设计并绘制工程图装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的三维造型设计。工程图尽量按1：1的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须按比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、及其表面粗糙度等。最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分的暴露出来，经过改正修订后，描清并正式编号，标出模具的外廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。1.3 课题任务要求本课题是竖笛尾段注塑模的设计。要求对竖笛中段进行测绘，并完成其CAD三维造型设计。竖笛尾段注塑模要求一模两腔，并能自动脱模，实现自动化。完成该注塑模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件CAD三维造型设计，以及模具全部零件以及模具装配的三维设计。2 方案分析与设计竖笛尾段具有通孔，需有型芯，且上面小下面大，不均匀。成型模具还需采用哈夫分型等成型结构。下面对模具结构方案进行分析论证。注射模方案一（见图2），注射模方案二（见图3）。根据比较注射模方案二结构更紧凑，对哈夫分型的合模力较大减小哈夫分型面的接缝间隙，使制品的外观更加美观。图2 装配图方案一图3 装配图方案二3 竖笛尾段的详细设计3.1 塑料注塑成型机的选择3.1.1 注塑成型机类型与结构注塑机按结构形式可分为几种类型：（1）立式注塑机：它的注射装置垂直装设，并与锁模机构移动方向成一条轴线。优点：占地面积小，拆装模具方便，易于安放嵌件等。缺点：塑件推出后需由人工取出，不易实现全自动操作。（2）卧式注塑机：它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈一条直线并水平排列。优点：机身较低，利于操作和加料，可实现全自动操作，机床因重心低而稳定。缺点：模具装拆与嵌件安放都比较麻烦，机床占地面积较大。（3）直角式注塑机：其注射装置轴线与锁模机构轴线相互正交垂直。优点：结构简单，便于自制，适于一模仅成型一件，而中心部位不留有浇口痕迹，适用于带有自动回转脱螺纹机构的模具。缺点：占地面积介于立式和卧式两者之间，注射量的提高也受到限制。塑料注射机不论任何形式，均有以下主要装置组成：（a）注射装置：它的主要作用是使固态的塑料均匀的塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将融料注入模腔中。它的主要部件有：料筒、料筒加热器、料斗、计量装置、螺杆、螺杆的驱动装置、喷嘴及其驱动装置。（b）合模机构：它的主要作用是保证成型模具有可靠的开合动作。因为在注射过程中进入模腔中的融料有较高的压力，这就要求合模装置给予模具足够的夹紧力、即锁模力，防止模具在融料高压力下推开。它的主要部件有：机架、定动模板、拉杆、合模油缸及肘节。（c）顶出装置：它的作用在开模到一定距离后，驱动模具的顶出装置，将部件从模具中顶出。（d）机械和液压传动及电气控制系统：注射成型是塑料塑化、模具闭合、压力、温度调节、注射入模、保压、制品固化定型、开模、顶出塑件等多道工序连续准确的发生过程，这些连续动作都是由机械和液压传动及电气控制的。工作前，模具分别安装在定模及动模上，由锁模装置合模并锁紧。塑料加入料筒，加热、塑化并将熔融的塑料注入模具中，在模具温度调节系统的冷却作用下塑件成型冷却固化，由锁模机构开锁，由顶出装置顶出塑件。3.1.2 注射机的选择及计算（1）注射容量国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚苯乙烯时在对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定的程度上注射机的注射能力，标志着注射机成型最大体积的塑料制品。确定了单个塑件的体积(质量)和模孔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷料穴的体积，即是一模塑料的总体积Vm。0.8式中成型零件与浇注系统体积总和，cm3；注射机最大注射容量,cm3； 通过PROE软件计算出单个零件的体积为5.1cm3 ，浇注系统体积为2.8cm3。估算：=25.1+2.8=13cm3（2）最大成型面积最大成型面积是指塑料在模具分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说在模具成型时，布局在模具成型面上的塑件机浇注系统的总投影面积S，只有小于这个数据时才能正常可靠的注射。 =223.143=37.68cm2（3）模具的闭合高度注射机动压板的最大行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合下列的要求： 式中 注射机允许的最小高度 注射模的实际闭合高度 注射机允许的最小高度 =20+15+65+40+40+15+25+20=240mm（4）模体的截面尺寸可安装的注射模外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的空间距，因此注射模具的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆空间距，才能将注射模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓孔，也应与注射机压板上的标准孔一致。（5）模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。应在动模板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便于注射机顶杆通过。（6）定位环与浇口套定位环是将定模部分装入注射机压板的定位对中装置，应与注射机的定位孔采取动配合的连接方式，以保证模具体对中。图4 模架型号综合考虑以上条件，注射机选择A1型200型号。3.2 注射模具分型面的选择3.2.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上分型面的形状有平面式分型面、斜面式分型面、阶梯面式分型面和曲面式分型面。 3.2.2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：a)尽量使塑件在开模后留动、下模边；b)保证塑件外观和质量要求；c)要确保塑件的精度要求；d)便于实现侧向分型抽芯动作；e)分型面有利于排气；f)有利于塑件脱模；g)考虑溢边对塑件的影响；h)考虑对设备合模力的要求；i)考虑脱模斜度的影响。3.2.3 分型面的选择由于竖笛尾段的上面有一个圆形小孔，采用最普遍的直导柱侧抽芯注塑模。根据对竖笛中段模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择以轴心为基准平行的平面为分型面。 图5 分型面选择图3.3 模具结构设计模具结构设计在方案和详细设计计算的基础上采用三维CAD系统进行具体设计。目前的CAD软件很多，如工程图设计普遍采用的二唯AutoCAD，功能强大的三唯设计加工软件UG、Pro/Engineer等，还有易学易用的CAXA等。由于实际时间限制，设计中采用了PROE作为设计工具。设计采用自上而下、上下结合的设计方法。首先根据模具结构方案进行各主要零件的三唯造型和设计，然后进行装配体装配设计，在装配设计过程中发现的干涉碰撞等结构问题再进行修改，最后完善零件的设计。3.4 注射模具浇注系统的设计3.4.1 注射模具浇注系统的组成及其设计原则注射模具的浇注系统由主流道， 分流道，浇口，冷却穴等部分组成.主流道：从注塑机喷嘴与模具接触位起，到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输往分流道。分流道：介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是将主流道送来的塑料分配后，输往各个浇口。浇口：连接分流道与型腔之间的一段细短通道。冷却穴：一般在主流道的末端设置，以装纳冷却头。在注射模具设计中对浇注系统进行合理的布局和形式的选择是一个重要的环节。在设计注射模具的浇注系统时应注意以下几项原则：（1）确保塑料充满整个型腔；（2）保证塑料熔体流动平稳；（3）应尽量减短流程；（4）流道表壁的粗糙度要低；（5）防止制品变形和翘曲；（6）防止型芯变形和嵌件位移；（7）去除浇口应尽量方便，且不影响制品质量；（8）合理设计冷却穴。3.4.2 注射模具主流道的设计主流道是从注塑机喷嘴与模具接触位起，到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输往分流道。主流道常设在模具的中心位置，模腔内的塑料就以模具的中心进行对称平衡布局。由于主流道与注射机反复接触、碰撞，一般都不将主流道直接开在定模板上，而是将其单独设在一个衬套中，然后将衬套镶入模板内，此衬套称为浇口套。（1）主流道的设计原则图6 主流道图（a）主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成球面凹坑。通常主流道进口端凹坑的球面半径Sr要比喷嘴球面半径Sr大1mm 2mm,凹入深度约5mm，为了补偿主流道与喷嘴的对中误差，主流道进口端的直径D应比喷嘴出口直径d大0.5mm 1mm；（b）主流道的锥角取2 4，对流性差的塑料可增加大到 6左右；（c）主流道表壁的表面粗糙度取Ra 0.8 Ra 0.4；（d）主流道出口端应与分流道之间呈圆滑过渡，过渡角R为0.3mm 3mm；（e）浇口套与安装孔应为过渡配合；（f）浇口套与定模板之间的连接力必须足够；（g）采用定位圈定位法.定位圈与定位孔的配合长度：中小型模具8 mm10mm,大型模具15mm左右。（2）浇口套的设计注射机XS-X-60的喷嘴球半径为12 mm，喷嘴孔径为4 mm.所以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凸球面半径取13 mm，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴口内径，取5.5 mm。图7 浇口套3.4.3 注射模具分流道的设计分流道是介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是将主流道送来的塑料分配后，输往各个浇口。（1）分流道的设计要点（a）制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚；（b）成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 分流道截面要大一些；（c）分流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴；（d）使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合；（e）保证熔体迅速而均匀地充满型腔；（f）分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小；（g）分流道要便于加工及刀具的选择；（h）分流道每一节流道要比下一节流道大；（2）分流道的设计竖笛尾段的注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。所谓平衡式布置就是将通往各个型腔的分流道的断面形状、大小及分流道长度都取作一致以保证各个型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。3.4.4 注射模具浇口的设计浇口是连接分流道和型腔的桥梁，是浇注系统的终端。一般这段很短的通道截面积很小，这样可以增加物料的充模流速，产生摩擦热或增大剪切速率来提高流动性，控制浇口封闭时间，降低模塑周期，易于平衡各型腔的进料速度，尤其是使平衡式分流道达到各浇口同时进料，容易与塑件断离，因此它是浇注系统的关键部位。（1）浇口的基本类型（a）直接浇口直接浇口是熔融塑料从直流道直接注入型腔的最普通的浇口，又称主流道型浇口，广泛应用于单型腔模具。（b）侧浇口侧浇口一般开设在分型面上，由塑件侧面进料。广泛使用于一模多腔，适用于成型各种形状的塑件，浇口去除方便。图8 侧浇口（c）扇形浇口扇形浇口是矩形侧浇口的一种变异形式。它能使塑料充模时横向得到更均匀的分配，降低制品的内应力和带入空气的可能性。常用来成型宽度较大的薄片状制品。（d）轮幅浇口轮幅浇口又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。（e）圆盘浇口圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形制品。此类型浇口适用同心且尺寸的要求严格及不容许有熔接痕生成的塑料制品。（f）环状浇口使用环状浇口熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动然后熔料向下流动充填模具。其进料均匀，流速大致相同，空气容易顺序排出，同时避免了侧浇口的型芯对面的熔结痕。主要用于圆筒形制品或中间带有孔的制品（g）薄膜浇口薄膜浇口与环状浇口类似但用于平直边缘的塑件。薄膜浇口适用于既平坦及大面积、且翘曲要保持最小的设计。它能使物料在平行流道内均匀分配，以较低的线速度呈平行流均匀地进入型腔，降低了制品的内应力，减少了因取向而产生的翘曲。（h）护耳浇口护耳浇口就是小浇口加护耳。它可以避免喷射现象，降低速度，均匀地进入型腔，确保制件质量。通常应用于平板状且薄的成型品以降低型腔內的剪应力。（i）点浇口点浇口是一种断面尺寸很小的浇口。它能自行切断，无需修剪浇口，生产效率高。单腔模多腔模均适用。断离后的点浇口凝料可以由手工取出或靠点浇口自动脱落机构脱模。（j）潜伏式浇口浇口位置一般选择在制品侧面不影响外观的地方，开模时浇口自动切断。（2）浇口的选择本模具要求一模两腔，因此选择点浇口。可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口位置在分型面上，浇口截面位置简单，容易加工，且注射效率高3.4.5 冷料穴和钩料脱模装置料穴设置在主流道的末端。它的作用是用来存储注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并缓慢流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推板式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出机构联动。3.5 塑料注射模具的温度调节系统设计3.5.1 塑料注射模具的温度调节系统的重要性模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量，以及塑件的生产效率，因此是模具设计中的一项重要工作。塑料品种不同则对于模具的温度要求也不同。总要求是，使模具温度达到适宜制品成型的工艺条件要求，能通过控温系统的调节，使模腔各个部位上的温度基本相同；在较长时间内，即在生产过程中的每个成型周期中，模具温度应均衡一致。3.5.2 塑料注射模具冷却系统的设计原则（1）合理地进行冷却水道总体布局；（2）合理确定冷却水道与型腔表壁的距离；（3）考虑和利用模具材料的导热性；（4）应加强浇口处的冷却；（5）控制冷却水入口处的温度差尽量小； （6）应使冷却水道中的水呈湍流状态流动；3.5.3 过滤网注射模具的冷却系统设计根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，由于过滤网为薄壁零件，且零件体积不是很大，所以热传递的热量也不是很大，这里选用的是简单流道式。3.6 注射模具成型零件和模体的设计3.6.1 注射模具型腔的结构设计（1）型腔的结构形式（a）整体式型腔由整块材料构成，牢固、不易变形、塑件质量好。适用于形状简单或形状复杂但型腔可用电火花和数控加工的中小型塑件。（b）整体嵌入式型腔由整块金属材料加工成并镶入模套中，型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转体，更换方便，适用于塑件尺寸较小的多型腔模具。（c）局部镶嵌式将型腔中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中，使得易磨损镶件部分易加工易更换。（d）大面积镶拼式型腔由许多拼块镶制组合而成，满足了大型塑件凸凹形状的需求，便于机加、维修、抛光、研磨、热处理以及节约贵重模具钢材，广泛应用于大型塑件上。（e）完全组合式完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的 型腔。它的特点是，便于加工，便于抛光研磨局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不易加工的型腔或成型大面积塑件的 大型型腔上。竖笛尾段的型腔部分不是很复杂，只有一个型芯。这里选用整体镶入式型腔。3.6.2 注射模具型芯的结构设计型芯的结构形式大体有：整体式；整体组合式；局部组合式；完全组合式。本模具选择的是整体组合式。整体组合式就是将主体型芯镶嵌在模板上面固定而成。它加工简单，易修复更换，也有很高的强度和刚度。3.6.3 注射模具成型零件的尺寸确定（1）型腔尺寸计算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取负偏差，再加上-1/4的磨损量，而型芯深度则再加上-1/6的磨损量，这样的型腔的计算尺寸的表达如下。（a）型腔的径向尺寸的计算式： = （3.1）式中型腔的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；塑件的平均收缩率，S=0.005；塑件的公差，取7级精度；模具制造公差，按1/4选取。根据（3.1）式计算各型腔的各径向尺寸：（b）型腔的深度尺寸的计算公式： （3.2）式中型腔深度的最小尺寸；塑件的最大基本尺寸； 其余符号与（3.1）相同。根据（3.2）式计算得型腔的各深度尺寸：（c）型芯尺寸计算型芯的各部分尺寸除特殊情况以外都是趋于缩小尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨损量，而型芯高度则加上+1/6的磨损量。型芯的计算尺寸表达如下。（d）型芯的径向尺寸的计算式： （3.3）式中型芯的最大基本尺寸塑件的最小基本尺寸其余符号与（3.1）相同。根据（3.3）式计算得型芯的各径向尺寸：（e）型芯的高度尺寸计算： （3.4）式中型芯高度的最大尺寸;型芯内形深度的最小尺寸；其余符号与（3.1）相同。根据（3.4）式计算得型芯的各高度尺寸：=105mm =108.17-00.035mm以上这些繁琐的计算，在利用PROE软件进行设计时全部自动进行，这也就是利用PROE软件能够真正实行并行设计的好处。3.7 注射模具侧抽芯机构的设计3.7.1 注射模具的侧抽型机构类型侧抽芯机构的分类，按其抽芯动力来源，注射模侧抽芯机构主要分为手动抽芯、机动抽芯和液压抽芯三大类。（1）手动抽芯机构:侧抽芯和侧向分型的动作由人工来实现，模具结构简单，制模容易，但生产效率低，不能自动化生产，工人劳动强度大，故在抽拔力较大的场合下不能采用。（2）机动抽芯机构：它的抽芯方法是在开模时依靠注射机的开模力，通过抽芯机构机械零件的传动比使其改变移动方向，将活动的侧型芯抽出。机动侧抽芯机构虽然结构比较复杂，增加了制模难度和模具成本，但由于注射成型效率较高，减轻了工人的劳动强度，操作方便，动作可靠，抽芯力大，容易实现注射成型的自动化等优点，目前已成为主要采用的侧抽芯机构。机动侧抽芯机构根据抽芯方式机机械结构的不同，又分为斜导柱式抽芯机构、弯拉杆式抽芯机构、斜滑板式抽芯机构、顶出式抽芯机构机齿轮式机构等等。（3）液压或气动侧抽芯机构：它是依靠液压系统或气动装置为动力，抽出活动的侧抽芯的。液压或气动的侧抽芯机构传动平稳，抽芯距和抽芯力较大，其抽芯动作不受开模时间的限制，尤其当侧抽芯距很大，用其它方法很难满足抽芯要求时，采用液压抽芯较为理想，但是这种侧抽芯机构要配合整套的液压气动装置，故经济成本较高，使它的适用范围受到了限制，一般应用较少。过滤网注射模选择机动抽芯中的斜导柱式抽芯机构。3.7.2 注射模具的斜导柱侧抽芯机构设计斜导柱是斜导柱侧抽芯机构的重要零件。设计斜导柱主要包括斜导柱的结构形式和安装形式、斜导柱的工作直径、抽拔角的选择、斜导柱的长度的确定以及斜导柱的加工精度、选用材质及其热处理等等。（1）斜导柱倾斜角斜导柱的倾斜角是决定其抽芯工作效果的重要工作。倾斜角的大小关系到斜导柱的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导柱有效工作长度、抽芯距和开模行程。计算公式为 (3.5)式中斜导柱的抽拔角抽芯距,=5 mmH斜导柱完成抽芯距所需的开模具行程,H=95 mm根据(3.5)式计算： =16.47， 取=17（2）圆柱形斜导柱总长度的计算斜导柱的总长度取决于抽芯距、斜导柱直径和倾斜角。圆柱形斜导柱总长度的计算式：mm (3.6)式中斜导柱长度斜导柱工作部分直径-抽芯距斜导柱抽拔角根据(3.6)式计算L =77.13 mm, 取=78 mm斜导柱结构如图9所示。图9 斜导柱图3.8 注射模具的顶出机构的设计3.8.1 注射模具的顶出机构（1）推出机构分类：按驱动方式分：手动推出机构、机动推出机构、液压推出机构、气动推出机构。按模具结构分：简单推出机构、二级推出机构、双推出机构、带螺纹塑件的推出机构、浇注系统自动切断推出机构。（2）推出机构设计原则：（a）结构可靠；（b）推出位置尽量选在塑件内侧,保证塑件外观良好；（c）保证塑件推出时不变形不损坏；（d）尽量使塑件留于动模一侧；（e）尽量选在垂直壁厚的下方，可以获得较大的顶出力；（f）每一副模具的顶杆直径最好是加工成直径相同的，使加工容易；（g）圆推杆的顶部不是平面时要防转；（h）把塑件推出模具10mm左右；如果脱模斜度较大时可以顶出塑件深度的2/3就可以了；3.8.2 推杆推出机构推杆推出的优点：推杆加工简单、更换方便、推出效果好，合模时，推杆靠复位杆的带动作用同时复位。在该模具设计中考虑到可出面大，腔型较简单，故采用了推杆推出。经过以上设计过程利用PROE软件设计完成的模具爆炸图如下：图10 模具爆炸图4 注射模加工工艺设计塑料模具的零件类型很多，加工条件不同，其加工方法各不同。目前模具的主要加工手段有：通用机加工、电火花成型与线切割加工、精密数控加工、高速切削加工等。由于竖笛尾段注射模要求一般，模具结构尤其是型腔复杂程度一般，因此模具的加工立足于经济、可行，故采用了普通加工与电火花成型相结合的工艺方法。根据零件成型下面简单分析一下主要类型零件的加工工艺。4.1 模具的加工（1）机械加工机械加工(即传统的切削与磨削加工)是模具制造不可缺少的一种重要的加工方法。机械加工的特点是加工精度高、生产效率高。但加工复杂的形状时，加工速度慢，硬材料也难加工，材料利用率不高。（2）特种加工特种加工是指直接利用电能、化学能、声能、光能等来去除工件上多余的材料，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法，其中包括电火花成形加工、线切割加工、电解加工、电化学抛光、电铸、化学刻蚀、超声波加工、激光加工等。特种加工与工件的硬度无关，可以实现以柔克刚，并可加工各种复杂形状的零件。特种加工在模具制造中得到了越来越广泛的应用。（3）塑性加工塑性加工主要指冷挤压制模法，即将淬火过的成形模强力压入未进行硬化处理的模坯中，使成形模的形状复印在被压的模坯上，制成所需要的模具。这种成形方法不需要型面精加工，制模速度快，可以制成各种复杂型面的模具。（4）铸造加工对于一些精度和使用寿命要求不高的模具，可以采用简单方便的铸造法快速成形。例如:锌基合金模具，用低熔点材料锌基合金铸造模具，也称快速制模法，其制模速度快，容易制成形状复杂的模具。但模具材质较软，耐热性差，所以模具寿命短，多用于试制和小批量生产的场合。（5）焊接加工焊接法制模是将加工好的模块焊接在一起，形成所需的模具。这种方法与整体加工相比，加工简单、尺寸大小不受限制，但精度难于保证，易残留热应变及内部应力，主要用于精度要求不高的大型模具的制造。（6）数控加工数控加工是利用数控机床和数控技术完成模具零件的加工，根据零件图样及工艺要求等原始条件编制数控加工程序，输入数控系统，然后控制数控机床中刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。数控机床范围很广，在机械加工中有数控车加工、数控铣加工、数控钻加工、数控磨加工、加工中心加工;在塑性加工中有数控冲床加工、弯管机加工等;在特种成形中则有数控电火花加土、数控线切割加工、数控激光加工等。4.2 模板的平面加工（1）模板平面的粗加工平面切削加工是指用车床、刨床、铣床等对坯料的6个方面进行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，再留出足够的半精加工余量，同时对模板上较大的孔也应进行粗加工。粗加工完了之后，应进行一次退火处理或调质处理，以去除模板的内部应力，使其组织稳定，以防止在模具制造、模具成型或淬火过程中的变形或淬裂。（2）模板平面的半精加工在经过退火而消除内应力之后，模板会产生不同程度的变形。半精加工就是去除其变形量，并给精加工留出适当的加工余量。（3）模板平面的精加工通过以上的加工程序，模板已形成了基本轮廓。采用平面磨床磨削模板厚度的两平面，并达到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。这两个分模面即是Z轴方向上的加工基准面。取任意相邻的两个侧面进行高精度的直角加工，并与模板平面相互垂直。这两个侧面即是X,Y方向上的加工基准面，分别作文字标记，如X,Y.当平面的精度要求，特别是平面度公差要求很高时，可以采用研磨的方法，即采用铸铁平板作为研具，由很细的金刚砂做磨料，施以较小的压力均匀平衡的去除配合面的余量，达到多面积的良好接触。（4）薄板的精加工当薄板较薄或太薄时，在淬火填质或淬硬后容易发生弯曲或翘曲形变的现象。薄板在磨削发生形变时，应使用薄而宽的挡板，将薄板四周挡住，并将被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量对凸面进行磨削，当磨削的部分长度达到薄板长度的2/3时，将薄板翻面，依然采取精度磨削的状态，这样反复数次，直到翘曲的现象完全消失，才能按常规磨削。因此，薄板的预留量应该加大，以防止达到尺寸要求时局部仍有凹处，而导致薄板报废现象。4.3 孔及孔系的加工在模板平面加工完成以后，在模板上需要加工的部位，包括镶嵌成型零件的各种形状的孔，导柱孔、复位杆孔、顶杆孔、侧抽芯时的导滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷却水道孔、钓钩孔等，即在模板上需要加工的部位不外乎是进行各种形式的孔及孔系的加工。塑料模上的加工方法主要有：钻孔、扩孔、镗孔、磨孔等，这是根据孔的精度等级和表面粗糙度的要求决定的。塑料模具的同一零件上经常出现由相互位置精度要求的多个孔称为孔系。对孔系的加工除了要保证孔本身的精度要求和粗糙度要求外，还要保证孔与孔之间的位置精度要求，各平行孔之间的轴线平行度、各同轴孔之间的轴线同轴度以及孔的轴线与基准面之间的平行度和垂直度等等。4.3.1 孔系的加工孔系的加工在一般情况下是一X,Y,Z为基准面的，找出需要加工部位的中心，并划出与X,Y互相垂直的交叉中心线，依照蓝图画出加工轮廓线来。孔系的加工大体有如下几种方法：（1）精密划线加工找出中心线后，在中心处用冲头打窝，首先选用比被加工孔直径小的钻头钻孔。钻孔后，检验孔与基准面的相对位置以及各孔之间的相对位置是否满足位置精度的要求，如果发现偏差可用整形锉修整，然后再扩孔，再检验，直到各孔的位置精度达到欲求位置，最后进行留有绞孔位置余量的最后扩孔，并进行粗绞和精绞。（2）对合加工当两块模板具有相同位置的多个通孔时，可采用两模板对合在一起的方法加工，如导柱孔以及成型零件的镶嵌固定孔等。对于加工和直径均相同的孔是以X,Y各侧边为基准面时，按装配时的排列顺序，将它们装夹在一起，只需一面划线，并对模板找平，就可以同时将对应的两个通孔同时加工出来，各孔的位置不必有严格的要求，它们在同一位置加工的只要按模具的装配位置顺序组装，位置度的偏差对整体没有影响。对位置相同，但直径不同的孔，在装夹两模板时，在其中间平行垫起一个进刀距离的平行垫板，并将带大孔的模板位置在上部划线，同时加工出底部的小孔后，再对打孔进行扩孔，同时达到以上的效果。（3）坐标镗床加工这是目前最常用的加工孔系方法，坐标镗床是具有二维坐标的高精度机床，它是通过带有误差补偿装置的精密丝杠，或带有游标的精密直尺以及作为标准读数的光学装置来控制工作台，精确移动坐标直尺，并通过有精密回转工作台等附件，保证在二维坐标的位置空间，完成各相对位置的精确定位以及精密加工，因此，保证模板上的相对应的孔即使分别加工，也能达到组装的精度要求。在采用坐标镗床加工孔系时，重要的是模板的正确定位，其中包括：（a）模板的分模面应与坐标镗床的工作台平行；（b）模板上的X,Y基准面应正确纳入坐标镗床的坐标系统中，即x,y的两个基准面，分别与坐标镗床工作台的运动方向平行；（c）分别找出并准确确定出模板X,Y方向的基准面的坐标；模板正确定位后，便可按蓝图要求求出各孔的坐标点，分别加工各孔。由于坐标镗床是精密设备，当孔的直径大于20mm时，应在其它机床上先加工出预留孔，留出镗加工余量。当孔的直径较小时，可以在镗床上直接钻孔，为防止钻孔的偏摆，在钻孔前先用刚度大，刃磨正确的中心钻，钻出中心底孔。当孔距精度公差大于正负0.015mm时，钻孔后，即可直接铰孔。当孔距精度要求较高时，应采用精镗加工。4.3.2 导柱导套的孔加工导柱导套组成了塑料模的导向装置，导向装置除具有模板的导向作用外，还有模板件相互移动的定位作用以及承受一定侧压力的作用，导柱和导套分别安装在动模板上，当不设置导套时，模板一侧是导柱定位孔，、另一侧是导向孔。它的相对位置误差一般要求在0.01mm范围内，因此导柱和导套的孔可以在坐标镗床上分别加工，也可以采用对合加工的方法，将动模板和定模板装配位置的排列顺序装夹在一起同时加工。导柱和导套的孔安排在什么时候加工，根据具体情况决定。（1）先加工导柱导套孔定模和动模固定成型零件的孔均为通孔，可以首先安排加工导柱导套的孔，在加工成型零件固定孔时，可以利用导柱导套孔作为定位（有两个以上不相邻的孔定位可以采用对合加工的方法，在同一工位，将两块模板的固定孔加工出来）。（2）先加工成型固定孔，后加工导柱孔在定动模之间设有定位装置的模具结构，在合模时，它们能够正确定位时，可采用后加工导柱导套孔的方式。成型零件加工完毕后，组合合模装夹在一起同时加工导柱孔。4.4 坯料确定坯料是指模具零件采用材料的原始状态。一般情况下，采用标准棒料或板材，也可以采用锻造坯料。在有的专业模具企业中，对性能要求不高的材料多采用标准规格材料，而对性能要求较高的材料则要锻造，然后经热处理调质后具有适当的硬度和便于加工抛光的专用模具用钢切割成坯料，这种形式加工余料少，节省了人工和材料用量。坯料通过锻造可使金属材料的金相组织密实，对其强度和刚度也有提高。只是应严格控制加工余量，加工余量过大，会引起材料和加工工时的浪费。4.5 成型零件加工塑件的外表面是在型腔中成型的。型腔的制造质量直接影响塑件的质量，它是注射模中
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号