套管塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、套管塑料模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 套管塑料模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 朱宏棟 學(xué) 號(hào)： 201304040219 系 別： 機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)電模具2班 指導(dǎo)教師： 吳光輝 起止時(shí)間：2015年12 月 21日2015年12 月 28 日 目錄套管塑料模設(shè)計(jì)31、塑件的工藝分析41.1、塑件的原材料分析41.2、塑件的尺寸精度分析41.3、塑件表面質(zhì)量分析51.4、塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析52、成型設(shè)備選擇與塑件注射工藝參數(shù)確定52.1、計(jì)算塑件的體積52.2、注塑機(jī)的初步選擇62.3、塑件注射工藝參數(shù)的確定63、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1、分型面的選擇73.2、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列7

2、3.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73.4、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定93.5、推件方式的選擇103.6、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)104模具設(shè)計(jì)有關(guān)尺寸計(jì)算（型芯型腔圖如下）11型芯124.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算124.2、抽芯機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)與計(jì)算134.3、模板尺寸設(shè)計(jì)154.4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)155、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)156、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核166.1、注射壓力校核166.2、安裝尺寸校核166.3、最大行程校核166.4、推出裝置校核167、模具裝配圖17設(shè)計(jì)小結(jié)17參考文獻(xiàn)18套管塑料模設(shè)計(jì)摘 要：本設(shè)計(jì)分析塑料的特性及其對(duì)注塑工藝的影響，介紹了套管塑料模具主要零部件的尺寸計(jì)算方法，注塑模結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。根據(jù)套管

3、零件的特點(diǎn)確定了塑料模結(jié)構(gòu)，達(dá)到了塑件的尺寸精度。針對(duì)塑件脫模過(guò)程中的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種非常規(guī)抽芯的塑料模結(jié)構(gòu)，并對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造中的一些關(guān)鍵問(wèn)題加以詳述。同時(shí)對(duì)澆注系統(tǒng)，頂出機(jī)構(gòu)也作了簡(jiǎn)要說(shuō)明。關(guān)鍵詞：注塑模；設(shè)計(jì)；套管；抽芯機(jī)構(gòu)；側(cè)向抽芯前 言：隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的高速發(fā)展，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“

4、模具就是黃金”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。  近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。套管注射模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或柱塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。  本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)插套管塑料件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)套管塑料模的具

5、體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)有了較深刻的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、側(cè)抽機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 塑件零件圖：1、塑件的工藝分析1.1、塑件的原材料分析此制品的材料為ABS。ABS是無(wú)色，透明并有光澤的非結(jié)晶型的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的高聚物，流動(dòng)性好，其原料來(lái)源廣泛，石油工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了聚苯乙烯大規(guī)模的生產(chǎn)。1.2、塑件的尺寸精度分析從制品所給的精度為5，,查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表5-3得5 級(jí)精度等級(jí)為未注

6、公差尺寸，精度要求不高。 零件各尺寸如下圖：1.3、塑件表面質(zhì)量分析查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表5-5得ABS可以達(dá)到的表面粗糙鍍?yōu)镽a0.101.6um，從經(jīng)濟(jì)性考慮，取Ra1.6。1.4、塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析此制品為方形制品，厚度為2，具有一小孔，所以在設(shè)計(jì)時(shí)著重是抽芯機(jī)構(gòu)。為了方便脫模，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表5-9，設(shè)型腔脫模斜度為25，型芯脫模斜度為20。2、成型設(shè)備選擇與塑件注射工藝參數(shù)確定2.1、計(jì)算塑件的體積經(jīng)過(guò)計(jì)算，制件單件的體積V件10.91cm3，注射機(jī)一次所要注射熔融塑料的體積V=n（V件+V凝）=34.912 cm3 （式中，n=2；V凝=0.6V件）2.2、注塑機(jī)的初

7、步選擇根據(jù)制品結(jié)構(gòu)選擇立式注射機(jī)，查表塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)附錄F，初步選用SZ-100/60 立式注射機(jī)，主要參數(shù)如下：SZ-100/60結(jié)構(gòu)類(lèi)型：立式注射機(jī)理論注射容量/cm3 ：10螺桿直徑/mm ：35注射壓力/MPa ：15瑣模力/KN ：6拉桿內(nèi)間距/mm ：32×32模板行程/mm ：30最大模具厚度/mm ：30最小模具厚度/mm ：3噴嘴球半徑/mm ：10噴嘴伸出量/mm ：20噴嘴口直徑/mm ：4模具定位孔直徑/mm ：102.3、塑件注射工藝參數(shù)的確定ABS注射成型工藝參數(shù)見(jiàn)下表,試模時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度/: 1

8、00-110成型時(shí)間/s注射時(shí)間0-5時(shí)間/h: 12-16保壓時(shí)間20-50料筒溫度/后段190-200冷卻時(shí)間20-50中段200-240總周期50-100前段200-210螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)20-50噴嘴溫度/190-200后處理方法紅外線(xiàn)燈 烘箱模具溫度/40-80溫度t/70注射壓力/Mpa70-100時(shí)間t/h2-43、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1、分型面的選擇根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件，所選擇的分型面為A-A，如下圖所示：3.2、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列型腔數(shù)為4個(gè),采用對(duì)稱(chēng)排列。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡.

9、3.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1主流道主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開(kāi)始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 根據(jù)手冊(cè)查得XS-ZY-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:噴嘴球半徑:R =10mm噴嘴孔直徑:d = 4mma、主流道尺寸 主流道通常設(shè)計(jì)在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角 為 ，流道表面粗糙度 ，小端直徑 比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm?，F(xiàn)取錐角a=6mm，小端直徑比噴嘴直徑大 。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制

10、造，熱處理淬火硬度5055HRC。由于小端的前面是球面，其深度為 (現(xiàn)取為 )，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 。澆口套與模板間配合采用H7/m6的過(guò)渡配合。主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為5mm。b、主流道的形式 模具主流道部分常設(shè)計(jì)成澆口套與定位圈做成一體形式，用螺釘固定在定模座板上。常由于注射機(jī)的噴嘴球半徑為10mm，所以澆口套的為R12mm。如下圖：3.3.2分流道從便于加工的方面考慮,采用截面形狀為U圓形的分流道.查有關(guān)的手冊(cè),選擇h=4mm、R=2mm. 由于分流道中與模

11、具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。3.3.3澆口對(duì)塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高,從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮,確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口的形式.3.4、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定型芯、型腔可采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu).整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模,其特點(diǎn)是牢固,不易變形,有較高的強(qiáng)度和剛度,成型

12、的塑件表面不會(huì)有模具接縫痕跡.當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí),制作整體式凹模比較容易,塑件形狀復(fù)雜時(shí),整體式凹模的加工工藝性較差,需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段,制作周期較長(zhǎng)且費(fèi)用較高,零件尺寸較大時(shí)加工和熱處理都較困難,消耗貴重模具鋼多.整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件.整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式,再嵌入模具的模板內(nèi),它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用.這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是:a、加工單個(gè)型腔的凹模方便,同時(shí)零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個(gè)型腔的小.b、節(jié)省貴重鋼材.根據(jù)工作性質(zhì),凹模和固定板可分別采用不同的材料制作.C、易于維修更換.采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模,兒不影響生產(chǎn)進(jìn)行.

13、d、各型腔凹模單獨(dú)加工利于縮短制模周期.根據(jù)該塑件的外形分析,模具的動(dòng)、定模都是由凸、凹模組成,由于塑件形狀簡(jiǎn)單,所以采用整體式型腔,而型芯采用整體嵌入式,并采用臺(tái)階固定方式。3.5、推件方式的選擇根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn),模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)及大部分型芯在動(dòng)模部分.開(kāi)模后,塑件留在動(dòng)模的型腔內(nèi),并包裹著中間的型芯,其推出機(jī)構(gòu)可選擇推桿推出和推板推出,若采用推板推出只能推外圍部分,而中間的型芯抱緊部分沒(méi)有推件力,且塑件上有圓弧過(guò)度,推件板制造困難;推桿推出簡(jiǎn)單,推出平穩(wěn)可靠,雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡,但處于內(nèi)部而且表面質(zhì)量沒(méi)什么要求。從以上分析得出:該塑件可采用推桿推出機(jī)構(gòu)。3.6、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)

14、計(jì)塑件頂部側(cè)壁上有1個(gè)6mm的孔,它垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具中脫落.因此,小孔的型芯必須做成活動(dòng)的型芯,即設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu).該塑件能考慮的抽芯機(jī)構(gòu)有斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)和滑塊、斜銷(xiāo)抽芯機(jī)構(gòu).根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析,若采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。4模具設(shè)計(jì)有關(guān)尺寸計(jì)算（型芯型腔圖如下）型腔型芯4.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算.查有關(guān)手冊(cè)得PA的收縮率為Q=0.61.4,故平均收縮率為S=(0.6+1.4)/2=1;根據(jù)塑件尺寸公差要求,已知條件: 平均收縮率為S=0.01,模具模具的制造公差取z=/3類(lèi)別塑件尺寸計(jì)算公式型腔及型芯工作尺寸型腔的計(jì)算Lm=(1S)Ls3/

15、40+zHm=(1S)Hs2/30+z型芯的計(jì)算lm=(1S)ls3/40-zhm=(1S)hs2/30-z側(cè)孔沒(méi)有特別要求，直接取lm=60-0.24mm4.2、抽芯機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)與計(jì)算4.2.1、抽芯距的計(jì)算 S=h+(23)=4+(23)= 67mm，去抽芯距為7mm其中:h為側(cè)孔深度,(23)mm為抽芯安全系數(shù).4.2.2、斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) a、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 見(jiàn)下圖所示,斜導(dǎo)柱的斷面為圓形,其固定形式與合模導(dǎo)柱類(lèi)似的臺(tái)肩固定,只是由于傾斜安裝而臺(tái)肩軸被削去一部分.斜導(dǎo)柱導(dǎo)向部分可以做成半球型或錐臺(tái)形,但應(yīng)注意錐臺(tái)的斜角須大于斜導(dǎo)柱的傾斜角,以避免斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度部分已脫離滑塊的孔之后,斜導(dǎo)柱頭部

16、仍對(duì)滑塊有驅(qū)動(dòng)作用.、b、斜導(dǎo)柱傾角a確定 斜導(dǎo)柱的傾角a是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作實(shí)效的一個(gè)重要的因素.a的大小關(guān)系到模具所需開(kāi)模力的大小及斜導(dǎo)柱所受彎曲力的大小,有關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度、抽芯距及開(kāi)模距離長(zhǎng)短.a的取值一般在15°20°間,根據(jù)塑件的側(cè)抽孔的深度,即抽芯距的大小,由于抽芯距較小為6mm,所以可取較小的傾角,取a為17° c、斜導(dǎo)柱直徑的確定 斜導(dǎo)柱主要承受彎曲力,而對(duì)斜導(dǎo)柱的直徑的確定一般按經(jīng)驗(yàn)來(lái)取,由于塑件的側(cè)抽型芯孔較小,側(cè)抽力不大,所以取斜導(dǎo)柱的直徑為16mm.(3)滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) a、側(cè)型芯與滑塊的連接形式根據(jù)塑件側(cè)孔較小，形狀簡(jiǎn)單,

17、側(cè)型芯與滑塊應(yīng)做成整體式。b、滑塊的導(dǎo)滑形式 根據(jù)模具型芯的大小,以及各自的使用情況,滑塊與導(dǎo)滑槽的常用配合形式各不相同,總的要求是在抽芯過(guò)程中,保證滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無(wú)上下竄動(dòng)和卡滯現(xiàn)象,為此對(duì)滑塊與導(dǎo)滑槽之間有兩處位置要求間隙配合,一是在滑塊的側(cè)面處,另一是在滑塊被壓緊的臺(tái)肩面處.經(jīng)過(guò)對(duì)滑塊導(dǎo)滑形式的考慮,若采用整體式的導(dǎo)滑槽,會(huì)使導(dǎo)滑槽的加工增加難度,所以考慮采用組合式的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu),導(dǎo)滑槽部分敞開(kāi),便于制造加工,保證其精度和硬度,其組合式圖形如下圖所示:c、滑塊定位裝置的設(shè)計(jì) 由于模具采用二次開(kāi)模，而且第一次開(kāi)模距離滿(mǎn)足抽芯距離，利用第一次開(kāi)模的限位螺釘作為定位，即可省去獨(dú)立設(shè)計(jì)滑塊定位裝置

18、。d、楔緊塊的設(shè)計(jì) 楔緊塊的楔角a必須大于斜導(dǎo)柱的斜角a,這樣當(dāng)模具打開(kāi)開(kāi)始抽芯時(shí),楔緊塊才能為滑塊的移動(dòng)讓位,否則,斜導(dǎo)柱無(wú)法帶動(dòng)滑塊抽芯一般取a= a + ( 2°3°)，可取a=9°4.3、模板尺寸設(shè)計(jì)由于模具是按照標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計(jì)，所以查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表9-5選取出各板尺寸:動(dòng)模板:200mm×200mm×20mm定模板: 200mm×200mm×70mm支承板: 250mm×200mm×30mm墊塊: 38mm×200mm×70mm動(dòng)模座板: 250mm×200

19、mm×25mm 定模座板: 250mm×200mm×30mm推板: 120mm×200mm×15mm推桿固定板: 120mm×200mm×1mm4.4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了使模具和模有正確的位置，以提高制品成型質(zhì)量。另外，它還可以提高模具壽命。一般注射模采用的導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱導(dǎo)套，在設(shè)計(jì)時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)件，查模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)表5-5。5、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具在注射時(shí)，應(yīng)對(duì)模具溫度進(jìn)行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較小，可以通過(guò)模具自然冷卻來(lái)保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型

20、的制品精度等級(jí)為一般精度，故采用模具自然冷卻，不設(shè)計(jì)冷卻水道。6、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核6.1、注射壓力校核注射機(jī)SZ-100/60 注射壓力為150MPa，PA注射成型工藝中所需注射壓力為70-100MPa，所以注射機(jī)SZ-100/60 的注射壓力滿(mǎn)足要求。6.2、安裝尺寸校核該模具的外形尺寸為:400mm×400mm， SZ-100/60型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為450mm×450mm,故能滿(mǎn)足模具的安裝要求。由于SZ-100/60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為170mm,最大厚度300mm,模具閉合高度為245mm，所以滿(mǎn)足的安裝條件。所以, SZ-100/60型注射機(jī)滿(mǎn)足模具安裝要求。6.3、最大行程校核經(jīng)查資料注射機(jī)SZ-100/60型的最大開(kāi)模行程S=300mm,滿(mǎn)足下式計(jì)算所需的出件要求:SH1+H2a3856(510)50(510)162mm(H1是推出距離；H2是塑件高度；a是取出凝