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1、学号成绩机电综合实践（模具）说明书系 别 机电工程系专 业 机械设计制造及自动化方 向 模具课程名称 UG塑料模具设计学 号 姓 名 指导教师 题目名称 格力笔筒设计时间 2012年9-10月2012 年 10 月 25 日目录一、塑件的工艺分析3二、拟定模具结构形式4三、浇注系统的设计5四、成型零件的设计7五、推出机构的设计9六、模架的确定10七、实践总结12八、模具总装图13九、参考文献14一、塑件的工艺分析1 塑件：如图 3D图2 工艺分析（1）制品采用ABS材料，收缩率为1.006；ABS工程材料的性能分析： ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙
2、烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。 ABS是一种综合性能十分良好的树
3、脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%-0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%-0.4%，而且绝少出现塑后收缩。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210280；建议温度：245。 模具温度：2570。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：5001000bar。 注射速度：中高速度。
4、（2）根据塑件的尺寸和技术要求，确定制件的表面质量等级为6级，而模具的表面的精度等级比制件的等级高，将模具的表面精度等级为7级。采用一模四腔，并不对制品进行后续加工；（3）制品表面光洁度没有特殊要求，为提高成型效率采用点浇口；二、拟定模具结构形式1 分型面的确定首先要了解什么是分型面：分型面其实就是动模和定模结合与分离面，简单的说就是便于成型与动模和定模分离。那么什么样的分型面才是最合适的？通过书本和老师的讲解，最合适的分型面就是塑件的最大截面处，为什么这样说呢，根据以下的几项基本原则可以知道：A.便于塑件的脱模（尽可能在开模时让塑件留在动模内，这样便于取出塑件）B.考虑塑件的外观C.保证塑件
5、的尺寸精度的要求D有利于防止溢料和飞边在塑件的部位F.有利于排气G.考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响H.尽量使成型零件便于加工综合以上的考虑，最后塑件的分型面选择在塑件下表面上，这样的分型面满足了需求，也能很好的加工。2 确定型腔数目和排列方式（1）、该塑件对外观要求不高，尺寸精度中等，且为中批量生产可采用一模多腔，考虑制品的尺寸较小，模具的制造费用高等，初定为一模四腔。（2）、型腔排列形式的确定该塑件为方形件，型腔排列采用以下图2-1的形式。图2-1单个塑件体积 V40.7cm3 塑件总体积 V162.8cm3 查表得塑件的密度为1.05g/cm3 单件塑料件重量 m42.7g（3)、塑件和流道
6、凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算a、塑件在分型面上的投影面积：A5100mm2b、锁模力等于型腔内工作压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之积：因为是一般塑件，所以平均压力q=65%100=65MPaF=Aq331.500KN三、浇注系统的设计1.基本原则：（1）.适应塑料的成型工艺特性（2）.利于型腔内气体的排出（3）.避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件（4）.便于修整和不影响塑件的外观质量（5）.防止塑件翘曲变形（6）.便于减少塑料耗量和减小模具尺寸2主要部件的设计（1）.主流道：截面形状通常采用比表面积最小的圆形截面，小端直径应和选用的注射机的规格而定，为了和注射机喷嘴相吻合，
7、主流道因设计成球面凹坑，球半径以注射机而定。流道应设计成圆锥形，其锥角为2-4。在主流道和分流道相接应处应有过渡圆角，以减小料流转向时的阻力，r=D/8或者是r=1-3mm。综合考虑，因结构的需要，主流道需要穿过两块模板，为了防止在模板结合面处溢料造成主流道凝料造成困难，所以要采用浇口套。（2）.分流道：A考虑分流道的截面形状：在这个过程中考虑塑料的注塑成型的需要以及加工的难易程度。通常我们考虑的是压力的损失和热量的散失，采用圆形截面的分流道最好。但是从便于加工的角度考虑，采用梯形、U形或者半圆形分流道的截面。综上所述，这次选择的分流道截面的形状是半圆形。B分流道的布置：通过学习渐渐的了解了多
8、型腔模具的布置方式为非平衡和平衡方式。通常情况下都是以平衡式布置为最佳。所需的条件是各分流道的长度，截面形状和尺寸应该尽量相同。优点是可以达到各型腔能均衡的进料，同时充满各型腔。还有一个问题就是在加工平衡式布置的分流道时，应该注意各对应部位尺寸的一致性，否则达不到均衡进料的目的。所以一般来说，其截面尺寸和长度误差以在1%以内为宜。非平衡式布置的优点在于型腔数较多时可以缩短流道得的总长度。通过以上的分析，我们小组最终确定的是非平衡式流道布置。分流道设计及制造要点：1、根据分流道的截面尺寸要看塑件的大小和壁厚，塑料的品种，及塑料的注射速率和分流道的长度等因素来确定的。2、分流道的表面不必很光滑，这
9、样可以形成流道内料流的外层流速较低，容易形成固定表皮层，有利于流道的保温。3、分流道与浇口的连接应该光滑过渡，保证熔体的流动及填充，过渡圆弧的半径范围r=0.5-2mm。最后我们确定的是r=1mm。4、在考虑型腔与分流道的布置时，最好使塑料和流道在分型面上总投影面积的几何中心和锁模力的中心相重合。可以防止发生溢料的现象。5、当分流道较长时应该在末端设置冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔而影响塑件的质量。（3）.浇口的设计浇口的作用就是，让塑料的流速增高，并且通过摩擦使料温也增高，有利于充满型腔。浇口的尺寸直接影响塑件的表面质量，塑件的成败。一般来说，浇口的尺寸很难用理论公式计算，我们通常的
10、做法就是根据经验，取其下限，然后通过试模过程来逐渐修正。一般浇口的截面面积约为分流道截面面积的3%-9%，截面的形状通常为矩形或者圆形，浇口的长度为0.5-2mm，表面的粗糙度不低于0.4um。我们最终确定的矩形截面的尺寸为长为2mm，宽为0.5mm。而且采用的是侧浇口，好处是能方便的调整浇口的尺寸来控制剪切的速率和浇口封闭的时间。浇口的位置确定，应该遵循下面的几个原则：A.避免引起熔体破裂的现象B.有利于熔体流动和补缩C.有利于型腔内气体的排出D.减少熔接痕增加熔接强度E.防止料流将型芯或者嵌件挤压变形F.保证流动比在允许值范围内浇口的位置的确定很重要，如果位置不确定则会造成塑件的强度降低，
11、熔接痕影响了塑件的强度。从塑件的零件图可以很清楚的看到浇口的最佳位置的就是挂钩的最下面啦，这样的排布受力最好啦。其次还要考虑排气是否充分，由于这次我们的塑件小，则这样的布置合理，最后的气泡可能就出现在最前端或者是最后端，也能达到我们的要求。根据对塑件的工艺分析，我们可以清楚的知道所需的浇口是侧浇口由于这种浇口开设在模具分型面上，易于加工，而且在试模过程中便于修改，能方便的调整充模时的剪切速度和浇口封闭的时间。并且这次的模架偏小，好在在内孔有足够的位置，这样侧浇口也可以开设在塑件内侧，这样还可使模具结构紧凑，缩短流程，改善成形条件。采用侧浇口时，通常流道凝料随塑件留在动模，开模时在推出机构的作用
12、下推出模外，则侧浇口通常在分型面上铣削修锉而成的。所以浇口的尺寸一般确定为，h=0.25-0.65mm，其宽度为浇口处型腔宽度的25%-100%，浇口台阶长L不大于1.5mm，则一般取L=0.65mm。(4)排气系统的设计为了排除型腔和浇注系统内的所有空气，则要考虑排气的装置。但是排气的方式有开设排气槽排气和利用模具分型面或模具零件的配合间隙处自然排气等。通过对塑件的工艺分析，我们发现塑件不是很大靠模具分型面和模具零件之间配合关系的间隙来排气已经足够了，所以这样的设计和加工则方便多了。其实通常我们都是利用模具的分型面和配合间隙来排气。通常排气的间隙值根据塑料的流动性而定，通常为0.03-0.0
13、5mm，以不产生溢料为限。综上我们的排气方式就是利用模具的分型面和模具零件的配合间隙来排气。(5)导向和定位结构的设计 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合导向和脱模机构的运动想到。按作用分为外定位和模内定位。模外定位通过定位圈和注射机相配合，使模具的浇口套与注射机喷嘴精确定位。而模内定位机构通过导柱导套进行合模定位。本模具造型简单，故采用标准模架本身的定位机构。 四、成型零件的设计1 成型零件的结构设计（1）、凹模的设计要求：整体式型腔是直接加工在型腔板上的，因为这样有较高的强度和刚度，在使用过程中不易发生变形，且该塑件尺寸较小，形状简单，型腔加工容易实现，故采用整体式结构。 （2）、型芯
14、形状简单，为减低成本故做成镶拼式型芯。便于机加工和热处理，修理更换方便也利于型芯冷却和排气。2 成型零件钢材选用塑料为批量生产，成型零件选用钢材要具有较好的耐磨性和抗疲劳能力。机械加工性能和抛光性能要好，因此，嵌入式凸凹模均选用T10A。淬火后表面硬度为40HRC-45HRC。五、推出机构的设计推出机构的设计是注射成型其中的一个重要循环,塑件必须无误地从模具中脱出,完成脱出塑件的装置。1推出机构设计应遵循以下原则: (1)推出机构应尽量布置在动模一侧。 (2)保证塑件推出不被损坏和良好的外观。 (3)机构简单,动作可靠。 (4)合模时准确复位。2脱模力塑件:P=12MPa摩擦系数f 取中间值f
15、=0.2塑件取 a0.50 F脱=AxP xfxcos(0.5)-sin(0.5)= 1374N=9.1KN 式中: P塑件对型芯的单位面积上的包紧力(MPa)一般取812 MPa A塑件包容型芯的侧面积 f塑件对钢的摩擦因数,一般取f=0.10.3 a脱模斜度. 一般取0.50103 推杆的结构的设计在设计推出机构的时候要遵循以下原则:（1）推出机构应尽量设计在动模一则。（2）保证塑件不因推出而变形损坏。（3）良好的塑件外观。（4）机构简单动作可靠,平稳。（5）合模时的准确复位。4 推出形式的确定:根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起
16、留在动模一侧。采用顶针推出机构。六、模架的确定首先是初步确定了塑件的基本尺寸，然后根据塑件的基本尺寸查阅相应的模具手册以及辅助的软件，为了节约成本，通过我们一次次的演算和布局，终于基本的模架确定好了。基本的代号LKM-SG。 七、实践总结UG设计实训专周即将告一段落，在这短短的两周时间中，我们将前期所学的知识全部加以整合，深刻的体会到听懂和掌握有本质的区别，也切切实实的体会到了UG软件在我们的模具设计过程中担任的不可或缺的角色。这次的塑料模具课程设计从课程刚刚开始的时候就已经列入行程了，最开始是用二维软件CAD设计初稿，这个耗费了很久的时间，根据所给的零件尺寸查各种手册去得到模具的尺寸，包括模
17、架以及一些标准件的选择；然后就是行腔的布局，包括螺钉销钉的布置、型芯型腔的放置，还有分型面的控制、抽芯机构的位置布置等。当把一些大的结构布置好了之后就是细节上的修改，比如推管的选择布置、拉料杆顶杆的位置布置、调整抽芯机构等。中途图纸修改了很多次，在老师的不断指导下全组员同心协力将图纸修改到最佳状态。这些前期的准备工作都为这两个礼拜的实训专周奠定了很好的基础。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我
18、懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固,通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。一个人的力量是微小的，一个人的努力也是不够的，这是一个团队合作的作业，每个人在小组内都扮演着不同的角色，正是因为我们大家共同努力互帮互助，才让我们能够很顺利的完成专周的学习任务。我们相信我们的努力终会有收获，我们相信天道酬勤，只要我们努力了为之付出了，一定能从中收获到成功的喜悦！八、模具总装图三维建模效果图模具装配图九、参考文献 塑料模设计及制造 机械工业出版社 李学锋 主编注塑模设计实训教程 机械工业出版社 张苗根、李军 主编模具CAD/CAM 国防工业出版社 李军 主编机械制造技术 科学出版社 王晓霞 主编机械制图与计算机绘图化工出版社 刑邦圣 主编
