A字形塑件注射模具设计 毕业设计.doc

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1、 I 摘 要 本次塑料模毕业设计的内容为 A 字形塑件注射模具设计，本塑件的难点在 于瓣合模的侧向分型抽芯机构设计，需要侧向分型抽芯的滑块相互间配合紧密， 防止由两个滑块形成的分型面有缝隙而造成披风之类的缺陷，经分析采用斜导 柱抽芯，由定距螺钉限距，并采用楔紧块使滑块紧密配合。该注塑模采用直接 浇口，查阅模架标准选用简化直接浇口模架。最后查阅相关资料和有关手册， 手工绘制装配图和相关的零件图。 关键字：瓣合模;侧向分型抽芯;直接浇口 II ABSTRACT The plastic graduation project for the a word shaping parts injection

2、 mold design, the plastic parts of the difficulty lies in the mold closing flap side parting pulling mechanism design, the need side parting Pulling the slider with the close inter-, to prevent the formation of two sliders parting there is a gap caused by a defect like cloak, was analyzed using beve

3、l pillar core, limited by a fixed distance from the screw, and use the slider wedge block tight fit. The use of direct injection mold sprue, mold inspection criteria used to simplify direct gate mold. Finally access to relevant information and related manuals, hand-drawn maps and related parts assem

4、bly diagram. Keywords: valve mold；side parting Pulling；direct gate III 目 录 第一章、绪论 1 1.1 塑料简介 .1 1.2 注塑成型及注塑模 .1 第二章、 注塑件的成型工艺性的分析 3 2.1 塑件的分析 .3 2.2 ABS 工程塑料的性能分析 3 2.3 ABS 工程塑料的成型性能 4 2.4 ABS 工程塑料的主要用途 4 第三章、分型面的选择确定和初选注射机 5 3.1 分型面位置的的选择确定 5 3.1.1 分型面的设计原则： .5 3.1.2 分型面的位置确定 .5 3.2 型腔数量的选择与排位方式的设置

5、 .6 3.3 注射机的型号的确定 .6 第四章、浇注系统的设计计算 10 4.1 浇注系统组成 .10 4.2 确定浇注系统的原则 .10 4.3 主流道的设计计算 .11 4.3.1.主流道设计原则 .11 4.3.2 主流道的尺寸设计 .11 4.3.3 主流道的凝料体积 .12 4.3.4 主流道当量半径 .12 4.3.5 主流道浇口套的形式 .12 4.3.6 主流道定位圈的形式 .12 4.3.7 主流道定位圈的固定 .13 4.4 浇口的设计 .13 4.4.1 直接浇口尺寸的确定 14 4.4.2 浇口位置的确定 14 4.4.3 浇口剪切速率的校核 15 第五章、成型零部件

6、的机构设计及其尺寸的计算 16 5.1 成型零部件的结构设计 .16 5.2 成型零部件的钢材的选用 .17 5.3 成型部零件工作尺寸的设计计算 .18 5.3.1 影响工作尺寸的因素 .18 IV 5.3.2 工作尺寸的计算 18 5.3.3 成型零部件的尺寸校核 20 5.4 成型零部件的其他尺计算寸计算 .22 5.4.1 凹模的侧壁厚度的计算 22 第六章、脱模推出机构的设计计算 24 6.1 脱模机构的设计原则 .24 6.2 脱模力的计算 .24 6.2.1 侧型芯的脱模力的计算。 24 6.2.2 主型芯的脱模力的计算 .25 6.3 推出方式的确定 25 第七章、侧抽芯机构的

7、设计计算 26 7.1 侧抽芯机构的类型的确定 .26 7.2 侧抽力的计算 .26 7.3 抽芯距的计算 .26 7.4 斜导柱弯曲力的计算 .26 7.5 斜导柱截面尺寸的确定 .27 7.6 斜导柱长度计算 .27 7.7 滑块的设计 .27 第八章、模架的确定 28 8.1 各模板尺寸的确定 .28 8.2 模架各尺寸的校核 28 第九章、排气槽的设计 29 第十章、冷却系统设计 30 10.1 冷却系统的简单计算 30 10.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 .30 10.3 计算冷却水道的体积流量 .31 10.4 确定冷却水路的直径 .31 10.5 冷却水在管内的流速

8、 31 10.6 求冷却管道孔壁与水交界面的传热膜系数 31 10.7 计算冷却水通道的导热总面积 31 10.8 计算模具冷却水管的总长度 31 10.9 冷却水路的根数 32 第十一章、导向与定位结构的设计 33 第十二章、成型零件的制造工艺 34 第十三章、模具装配图 35 V 结束语 36 参考文献 37 致谢 38 - 1 - 第一章、绪论 模具技术是国家现代化建设所需要的基础技术之一，它的振兴及发展对我 国民族工业有着重大而深远的意义，所以模具技术受到大家的关注及重视。由 于模具可以带来很高的收益并且应用广泛，所以模具具有“工业的黄金”的美 誉。在电器、汽车、电子、仪表、仪器、家电

9、、电机和通信等多种产品中，半 数以上的零部件都要采用模具成型。采用模具制造部件所具备的高生产率、高 精度、高一致性、高复杂程度和低消耗特点，是其它生产加工方法所不能具备 的。同时，模具所生产的产品所加起来的价值，往往是模具自身价值的几十倍、 甚至上百倍。模具工业是现代制造业中的一种基础性产业，是技术成果转化实 际价值的基础，同时自身又是高新技术产业的重要领域。 1.1 塑料简介 塑料是一种以合成或天然高分子化合物为主要成分，再加入一定量的增塑 剂、着色剂、稳定剂、填充剂等填料，在一定温度和压力下来塑制成型，并具 有在常温下保证形状不改变，具有一定刚度和强度的材料。其中树脂大约占塑 料总重的 4

10、0%到 100%。塑料的主要性能主要决定于高分子化合物树脂的本性， 同时所用的添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成高分子化合物所 组成，不含或少含添加剂，如聚苯乙烯、有机玻璃等。所谓塑料，其实它就是 合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂比较相似，但因采用化学手段 进行人工合成，所用被称之为塑料。 由于塑料具有密度小，质量轻、力学强度范围宽、电气绝缘性能好、有很 好的耐腐蚀性、防震和隔热性能好以及加工性能良好等多种优势，现在由代替 部分皮革、金属、木材及无机材料发展到成为现在各个产业中不可或缺的化学 材料，在国民生产中，塑料产品已成为各行各业不可或却的一种重要材料。 1.2 注塑成

11、型及注塑模 塑料加工有多种加工方法，其中注塑成型是塑料加工中的一种最重要的方 法，注塑工艺中热塑性塑料的注塑成型占据着主导地位。现如今各种复杂的注 塑件已经广泛地应用到运输、交通、包装、建筑、储运、汽车、通信、电子、 家电、和航空航天等多种领域，成为不可缺少的重要用品。塑料制品的质量和 结构取决于注塑模的质量和结构，因此注塑模的结构设计具有重要的意义。 注射成型是依据金属压铸成型原理发展出来的，其原理是利用塑料的可模 塑性和可挤压性。首先将松散成型物料加热熔融塑化，使它成为粘流态熔体， - 2 - 然后注射进入较低温度的注塑模具中，经过一段时间后，开启模具把具有一定 尺寸和形状的塑料制品从模腔

12、中脱出。 注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。 - 3 - 第二章、 注塑件的成型工艺性的分析 2.1 塑件的分析 图 2.1 塑件 Pro/E 图 （1）注塑件的外形尺寸要求。此注塑件的最大几何尺寸为 34mm100mm160mm，壁厚为 3mm5mm，注塑件的外形尺寸属于中等 大小的注塑件，塑料的熔体流程不是很长，注塑件的制造材料为热塑性塑 料，流动性较好，适合于注射成型。 （2）注塑件的精度等级要求。此注塑件的尺寸公差要求不高，取尺寸 公差为 MT5。 （3）注塑件材料的选择。根据塑件的使用要求，选择 ABS 塑料。 （4）注塑件的脱模斜度的选择。ABS 的

13、成型性能比较好，成型收缩率 比较小，由参考文献 表 2-10 知：塑件脱模斜度的选择范围在 3511 30，故统一选择注塑件上的型芯和凹模的脱模斜度为 。1 2.2 ABS 工程塑料的性能分析 ABS 工程塑料由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体有机分子共聚而成的。由 于这三种组成成分的各自特性，使 ABS 具有比较良好的综合性能。丙烯腈使 ABS 工程塑料具有较良好的耐热性、耐腐蚀性以及表面硬度，丁二烯使 ABS 工程塑料具有坚韧性质，苯乙烯使 ABS 工程塑料具有较良好的可加工性和可染 色性能。ABS 工程塑料由于价格便宜，是当前生产量最大、使用范围最广的工 - 4 - 程塑料。是一种优良的热塑

14、性塑料。 （1）性状：其外观呈现象牙色的半透明，或者透明颗粒或粉状的非结晶型 聚合物，其密度范围为 1.051.18g/cm3,收缩率范围为为 0.4%0.9%,弹性模量值 为 0.2Gpa,泊松比值为 0.394，熔融温度范围为 217237，热分解温度： 250 （2）特性：具有耐热性、热塑性、耐低温性、抗冲击性、易加工、表面光 泽性好、制品尺寸稳定等特点 （3）其平衡吸水率约为 3 0%，并且具有比较良好的耐磨性、耐溶剂性和 自润滑性。 2.3 ABS 工程塑料的成型性能 （1）无定形料,流动性中等,吸湿较大,使用前必须充分干燥,对于表面光泽度 要求高的塑件须要长时间预热干燥，参数为 8

15、090,3 小时。 （2）宜取高料温,高模温,但因料温过高时 ABS 易分解(分解温度为270). 对于精度要求较高的注塑件,其模温宜取 50 至 60 度,对于要求高光泽度、耐热性 的注塑件,模温宜取 60 至 80。 （3）如果需要解决夹水纹，需要提高 ABS 材料的流动性，宜采用高料温、 高模温，或者改变入水位等方法。 （4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产进行 3-7 天后模具的表面会残留塑 的料分解物，导致模具的表面发亮，需要对模具进行及时的清理，同时要在模 具表面增加排气位置。 2.4 ABS 工程塑料的主要用途 ABS 在机械工业上可以用来制造把手、蓄电池槽、壳体、管道、轴承、泵

16、业轮、冰箱衬里和冷藏库等，汽车工业上使用 ABS 来制造热空气调节导管、汽 车挡泥板和扶手等，还可以使用 ABS 夹层板来制造小轿车的车身。ABS 还可 以用来制造纺织器材，水表壳，电子琴、电器零件、玩具及收录机壳体、农药 喷雾器，食品包装容器及家具等。 - 5 - 第三章、分型面的选择确定和初选注射机 3.1 分型面位置的的选择确定 分型面是指分开注射模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。 分型面的设计合理与否，对注塑件的质量、工艺操作难易程度以及模具的设计 制造难度和成本都有较大的影响。因此，合理的选择分型面是注射模设计中的 一个至关重要的因素。 3.1.1 分型面的设计原则： （

17、1）符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应当设计在塑件的脱模方向上 最大的投影边缘部位; （2）分型线不会影响塑件的外观; （3）确保塑件能够留在动模一侧; （4）能够确保塑件质量; （5）分型面选择应当尽量避免出现侧孔、侧凹; （6）能够满足模具的锁紧要求; （7）浇注系统安排合理，特别是浇口的位置; （8）有利于模具的加工。 3.1.2 分型面的位置确定 通过对 A 字形注塑件的结构形式的分析，塑件的分型面应当选在 A 字形注 塑件竖直放置截面积最大的中间平面上。其位置如图所示： - 6 - 图 3.1 分型面的位置 3.2 型腔数量的选择与排位方式的设置 注射模具的浇注系统是指注射模具中从

18、注射机喷嘴开始到浇口为止的 熔体的流动通道。其作用是让塑料熔体充满整个型腔并使注射时产生的压力平 衡的传递到型腔的各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件的性能、外观以及成 型的难易程度影响很大。它主要由主流道、分流道、浇口及冷料穴等部分组成。 其中浇口的选择与设计合理与否与制品能否完好的成型有直接的关系。 （1）型腔数量的选择 由于该注塑件的精度等级不高，塑件尺寸适中，且 为大批量生产，再加上考虑到模具的结构尺寸和塑件的尺寸的关系，初步选用 一模一腔的型腔结构形式。 （2）注射模具结构的初步选择与确定 由前面分析可知，本注模具设计为 一模一腔的结构，分析塑件的结构与形状，脱模机构采用推杆推出的方式

19、。浇 注系统的设计时，采用直接浇口进料，采用瓣合模结构分型，然后推杆推出冷 却后的塑件。 3.3 注射机的型号的确定 （1）注射量的计算 通过 Pro/E 建模分析得塑件的质量属性如图 3.2 - 7 - 图 3.2 塑件的质量属性 塑件体积： 3cm0.15塑V 塑件质量： g84.126.塑塑 （1）浇注系统的凝料的体积的初步计算 因为浇注系统的凝料的体积在设计好之前并不能够确定其精确的数值，但 是我们可以根据以往的经验依照塑件体积的 0.2 到 1 倍来估计。因为这次设计 所选用的流道比较简单，因此浇注系统的凝料的体积根据塑件体积的 0.2 倍来 估计，因此一次注入模具的型腔的 ABS

20、塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料 的体积和塑件的体积之和）为： 3cm6.1830.52.1.塑总 V （2）选择注射机的型号 依据以上的计算可得：在完成一次注射过程所需要注入模具型腔的 ABS 塑料的总体积为 138.36cm3 3cm,由公式计算得到： 。依据以上的计算结果，再考虑到塑件总高度为 378.1625.03总V 160cm3，再加上型芯高度、推出机构所需行程以及各板的高度，初步估算模具 的总高度约为 430m3 左右，综合考虑这两个原因，选择注射机型号为 XS-ZY- 500 注射机型，其主要技术参数见表 3-1： - 8 - 表 3-1 XS-ZY-500 注射机的主要技术

21、参数 （3）注射机的相关参数的校核 .注射压力的校核。 由上述文字可知，ABS 所需要的注射压力为 70130Mpa，这里取 90MPa，该注射机的公称注射压力为 121Mpa，注射压力安全系数 =1.251.4 ，这里取 1.3，则：1K =1.390=117Mpa10，此时注塑件称之为薄壁塑件。28.15608tba 其脱模力为 =AKESLF1.0-1tanfcost2侧 N7.3268.06.32.-1t45cs529058 式中 01.2cosinofsin2 K 式中 F 是脱模力 N） ；E 是塑料的弹性模量（MPa） ，查表 4-24；S 是塑料 成型的平均收缩率（%） ，查表

22、 4-24；t 是塑件的壁厚（mm） ；L 是被包型芯的 长度（mm） ； 是塑料的泊松比（查表 4-24） ； 是脱模斜度（） ；f 是塑料与 钢材之间的摩擦因素，查表 4-24；a 是矩形型芯短边长度（ mm） ；b 是矩形型芯 长边长度（mm） ；A 是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积 ，当2m 塑件底部有通孔时，A 项视为零； 是由 和 决定的无因次数， =1K1K - 25 - ，其中 的值与塑件横截面形状和相关尺寸有关； 是由 f 和cos2s 2K 决定的无因次数， 。cosfin12K 6.2.2 主型芯的脱模力的计算 因为 10，此时塑件称为薄壁塑件。67.043tba 其脱模力为 =AKESLF1.0-1tanfcost82主 N.34.06.32.-1t45cs529048 式中 016.oincosfin2 K (2)总脱模力 8.27.3.4侧主 F 6.3 推出方式的确定 采用推杆推出方式 （1）推杆推出面积 在注塑件上设置六根 的圆推杆，两根 105 的扁推杆。则有推m3 出面积： 22121448ddA杆 m1.0536 （2）推杆推出应力校核 查参考文献【2】表 2-12 ABS 许用应力 MPa7.6 因为 52.14.8207杆AF 所以校核合格。