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1、目录1前 言31.1毕业设计的目的31.2题目内容及要求32.塑件的工艺分析32.1塑件材料的选择32.2塑件的工艺特性分析33.注射机的选择与模具结构形式33. 1 设备的选择与参数校核33.1.1注射机型号的选择33.1.2 模具参数的校核43.2模具结构确定43.2.1确定型腔数量及排列方式43.2.2分型面的设计54.浇注系统设计54.1浇注系统的组成54.2主流道设计54.3分流道设计74.3.1分流道的形状及尺寸74.3.2 分流道的长度74.3.3分流道的粗糙度74.4浇口的设计74.5浇注系统的平衡74.6冷料穴的设计75.成型零件的设计75.1注射成型零部件结构设计75.1.
2、1凹模75.1.2凸模85.2成型零部件工作尺寸的计算85.2.1凹模的径向尺寸的计算105.2.2 凹模深度尺寸的计算115.2.3 凸模径向工作尺寸的计算115.2.4凸模高度工作尺寸的计算125.3成型零件的加工工艺126. 注射模导向与推出机构设计126.1导向机构的设计126.1.1导柱的结构形式126.1.2导套136.2脱模力计算136.3 推出机构的设计146.3.1推出机构的组成146.3.2推杆位置的设定146.3.3推出机构的导向156.4复位零件156.4.1复位杆复位166.4.2弹簧复位167.冷却系统的设计177.1冷却系统的设计178.1固定板188.2模脚18
3、8.3支承板与垫块189.设计总结19致谢错误！未定义书签。参考文献191前 言1.1毕业设计的目的12题目内容及要求2.塑件的工艺分析2.1塑件材料的选择2.2塑件的工艺特性分析3.注射机的选择与模具结构形式3. 1 设备的选择与参数校核3.1.1注射机型号的选择本套模具选用型号 注射机，该型号的注射机参数如下：最大注射量： cm3最大注射压力： MP最大锁模力： KN最大开模行程： 模具最大厚度： 模具最小厚度： 拉杆空间（长宽）： mm mm喷嘴圆弧半径： 喷嘴孔直径： 3.1.2 模具参数的校核（1）注射量的校核（2）注射压力的校核（3）锁模力的校核为了保证注射成型过程时模腔能够可靠地
4、锁闭，需满足FL（0.80.9）F计算得出：FL KN 0.8F0.8 KN（4）模具厚度的校核模具厚度H(又称闭合高度)，必须满足HminHHmax式中Hmin-注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距Hmax-注射机允许的最大模（5）开模行程的校核开模行程可按下式来校核：SH1H2a5-10mma:取出浇注系统凝料必须的长度（mm）H1:推出距离（脱模距离）（mm）;H2:包括浇注系统在内的塑件高度（mm）.3.2模具结构确定3.2.1确定型腔数量及排列方式考虑到模具的成型零件和出模方式。本次将模具设计成一模两件。其中模具型腔的排列方式如图3-1图3-1 型腔的布置3.2.2分型面
5、的设计本次塑料模具设计中，共有两个分型面，分别是定模座板1与定模板3之间的A分型面，以及定模板与动模1的B分型面。分别如图3-2，3-3图3-2图3-34.浇注系统设计4.1浇注系统的组成4.2主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触部位的开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道，其大小直接影响熔体的流动速度和冲模时间，设计时尽量使熔体经过主流道时的压力损失和温度降低最小。（1）主流道的尺寸图4-1符号名称尺寸d主流道小端直径注射机喷嘴直径+（0.51）SR主流道球面半径喷嘴球面半径+（12）h球面配合高度35主流道锥角26L主流道长度尽量60D主流道大端直径d+2Ltan根据所选注
6、射机的型号可知，d=3+1=4mm; R=12+2=14mm ；h=3mm; =3；L=49mm;经计算得D=7mm。(2)主流道衬套的形式 (3)浇口套的固定4.3分流道设计4.3.1分流道的形状及尺寸4.3.2 分流道的长度4.3.3分流道的粗糙度4.4浇口的设计4.5浇注系统的平衡4.6冷料穴的设计图4-6 Z形拉料杆5.成型零件的设计5.1注射成型零部件结构设计5.1.1凹模由于塑料笔筒外表面是有一定弧度的圆柱体，是由半径为400mm的一段圆弧旋转而成，笔筒表面中间部分突出，故脱模较难，所以采用组合式凹模。如图5-1所示：图5-1总之，采用组合式凹模，简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热
7、处理变形，拼合处有间隙利于排气，节省了贵重的模具钢，也便于模具维修。此外，为保证组合式型腔的尺寸精度及装配要求，防止塑件上留下镶拼痕迹，对于各个凹模的尺寸、形状、位置公差等要求较高，组合结构应保证牢固，机械加工工艺性好。5.1.2凸模凸模是成型塑料制件内表面的零件，考虑到笔筒内表面为圆柱形，所以采用整体式结构，这种设计结构牢固，但不便于加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验模或小型模具上的结构简单的型芯。在设计凸模时，是采用将凸模单独加工，再从凹模底部孔中镶入型芯中，同时为便于推杆的推出，凸模为通孔凸肩式，凹模与凸模采用间隙配合，其结构如图 5-2图5-25.2成型零部件工作尺寸的计算从模具设
8、计和制造的角度看影响塑料制件尺寸精度的因素主要有以下几个方面：1) 塑料制件收缩率的影响 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，如塑料制件的品种、形状。2) 尺寸、壁厚、成型工艺条件等。实际上，所选取的计算收缩率与实际收缩率都会存在一定的差异。其尺寸变化值为：s =（Smax- Smin）Lss-塑料收缩率波动所引起塑件尺寸误差Smax -塑料的最大收缩率Smin-塑件的最大收缩率；Ls-塑件的基本尺寸。按一般要求塑料收缩率所引起的误差应小于塑件公差的1/3。3）模具成型零件的制造误差 实践表明，成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3-模具成型零件的磨损1/4。故成型零件加工时的精度越高，则所制
9、成的塑料制件的精度也越高。可以取IT7-8级作为模具制造公差。4)模具成型零件的磨损。5）模具安装配合的误差。因此，因模具原因使塑料制品产生的误差为以上各种误差的总和。即：=z+c+s+j+a-塑料制品的成型误差；z-塑料成型零件制造公差；c -模具成型零件在使用中的最大磨损量；s -塑料收缩率波动所引起的塑料制品的尺寸误差；j -模具成型零件因配合间隙变化而引起塑料制品的尺寸误差；a-因安装固定成型零件而引起塑料制品的尺寸误差。由此可见塑料制件的尺寸精度往往较低。在一般情况下，塑料制件要达到金属制品那样的精度是非常难的。由于累计误差较大，使用时应仔细选择塑料制品的精度等级避免给模具制造和工艺
10、上的操作带来不必要的麻烦。同时，因为模具成型部件的制造精度总要高于制品的精度。制品规定的误差值为，应大于等于以上各因素带来的累计误差，即凹模、凸模的尺寸计算一般基于塑料平均收缩率或者基于公差带。本设计采用的是平均收缩率法，计算公式如下：S=(S1+S2)/2式中 S-塑料的平均收缩率；S1-塑料的最大收缩率；S2-塑料的最小收缩率。计算如下：S=(S1+S2)/2=（2.0%+1.5%）/2=1.75%在以后的计算中规定：1) 凹模的最小尺寸为名义尺寸，偏差值为正值；制品的最大尺寸为名义尺寸，偏差值为负值。2) 凸模的最大尺寸为名义尺寸，偏差值为负值；制品孔的最小尺寸为名义尺寸，偏差值为正值。
11、3) 若制品上原有公差的标注与以上两点不符，则按以上规定进行转换，否则不能直接利用以下公式。5.2.1凹模的径向尺寸的计算Lm=(1+S)Ls-X+zLs - 塑料制品凹模径向尺寸的最大尺寸（mm）Lm- 计算出的凹模径向尺寸（mm）X-修正系数，取0.50.75-塑件公差 （mm）式中，前的系数X可以随塑料制品的精度和尺寸变化，一般在1/23/4之间，若塑料制品偏差大则取小值，若偏差小则取大值。查资料得=0.28mm, z=1/4=0.07,计算后Ls=146.65mmLm=(1+S)Ls-X+z =(1+1.75%)146.650.50.28 0.07=96.05 mm=96.05 mm5
12、.2.2 凹模深度尺寸的计算Hm=(1+S)H s-X+z式中:Hm-塑料制品凹模深度的基本尺寸（mm）X-修正系数，取0.50.75-塑件公差 （mm）查资料得 = 0.24 mm z=1/4=0.06mm,计算后Hs=45mmHm=(1+S)Hs-X+z =(1+1.75%)45-0.50.24 +z=70.034 mm=70.03 mm5.2.3 凸模径向工作尺寸的计算Lm=(1+S)Ls+X z Ls - 塑料制品凸模径向尺寸的最大尺寸（mm）Lm- 计算出的凸模径向尺寸（mm）LS=89.5mm 查文献【14】得 = 0.24 mm z=1/4=0.06mm，换算后Ls=27.76m
13、m,Lm=(1+S)Ls+X z =(1+1.75%)89.5+0.50.24 z=86.06 mm5.2.4凸模高度工作尺寸的计算Hm=(1+S)Hs+X z 式中：Hm- 塑件凸模径向基本尺寸的最大尺寸（mm）X-修正系数，取0.50.75-塑件公差 （mm）z-模具制造公差，取（1/31/4）的塑件公差LS=22mm 查文献【14】得 = 0.24 mm z=1/4 =0.06mm换算后Ls=22.24Hm=(1+S)Hs+X z =(1+1.75%)2224+0.50.24 z=22.5050.06 mm=22.50mm5.3成型零件的加工工艺6. 注射模导向与推出机构设计6.1导向机
14、构的设计6.1.1导柱的结构形式本次采用的导柱如下图6-1图6-16.1.2导套6.2脱模力计算将塑料制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力，计算脱模率时应考虑：1) 由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值应由试验确定；2) 由大气造成的阻力；3) 由塑料的粘附力造成的脱模阻力；4) 推出机构运动摩擦阻力。上式中各项脱模阻力中，1）与2）两项起决定作用，3）与4）两项可用修正系数的形式包括在脱模力计算公式中。5式中 F脱模力（N）L活动型芯被塑料制品包紧的断面形状的周长（cm）成型部分深度（cm）单位面积包紧力，一般取7.811.8MPa摩擦系数，取0.10.2脱模斜度（）=3
15、6.29.510（0.2cos5-sin5）=2341KN此外，理论分析和实验证明，脱模力的大小还与塑料制品的厚薄及几何形状有关。由公式可知，脱模力的大小随塑料制品包容型芯的面积增大而增大，随脱模斜度的减小而减小。脱模力的计算还与推出机构本身的运动时的摩擦力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等，因此所得的值是个近似值。6.3 推出机构的设计6.3.1推出机构的组成推出机构主要有推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位等零件组成。在装配图中，推出机构由推杆13、14、拉料杆24、推杆固定板15、推板16、推板导柱17、推板导套18、复位杆23及起到复位作用的弹簧13
16、，开模时，注意此段讲的是他自己的总装图。开合模系统带动动模部分向下移动，由于弹簧对定模板施加压力，迫使定模板与定模座板分离，当定模板移动一段距离后，安装在定模板上的定距拉板挡住装在定模板上的限位销，使定模板停止移动，动模继续后移。因为塑料制品紧包在凸模上，这时浇注系统凝料在浇口处自行拉断，然后在定模座板与定模板之间的分型面上自行脱落或由人工取出。动模继续后移至推出机构开始工作，推杆将塑件从凸模上推出。6.3.2推杆位置的设定由于设置推杆位置的自由度较大，因而最常用的机构即是推杆推出机构。本套模具根据塑料笔筒的特征，采用推杆推出的脱模机构。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，本次设计采用的形状
17、为圆形，圆形容易加工，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合，同时还具有滑动阻力小等特点，损坏后易于更换。推杆的材料为45钢，头部淬火处理，硬度在50HRC以上。推杆在装配图中的位置如下图6-2图6-2本套模具笔筒筒身较为特殊，不是圆柱体，筒身中间凸出，径向尺寸最大，所以无法使塑件一次性地从凸模中脱出，需设置两套推出机构。一套机构用于推出凹模，并在推杆底部装有弹簧保证其能准确复位。推杆均匀分布于凹模底部四周，受力均匀。在塑料笔筒凸模内设置另一套推出机构用于推出塑料制件，共有八根，固定在推杆固定板上，采用复位杆复位，推杆在凸模中的位置如图6-3。脱模时，推杆14先运动，使凹模向两边移动，与塑料
18、笔筒分离。运动一段距离后，第二套推出机构运动，从而使塑件脱出。第一套推杆推出距离计算如下：d=(dmax-dmin)/2dmax-塑料笔筒径向最大直径;dmin-塑料笔筒径向最小直径.d=(dmax-dmin)/2=(96-90)/2=3mm所以，设计时，第一套推杆推出机构推出5mm后第二套就开始运动。6.3.3推出机构的导向6.4复位零件因为推杆的端部不直接接触到定模的分型面上，为确保模具在闭合时能准确复位，必须靠复位机构使其复位。设计时，因为本套模具有两套推出机构，所以也应相应设置两套复位机构。考虑到推杆的数量及模具的尺寸，所以采用复位杆和弹簧复位。6.4.1复位杆复位复位杆设置在推杆固定
19、板15的四周，共四根，直径为10mm，以保证机构合模时复位平稳。复位杆与动模的的配合精度为H7/m6，材料为T10A，头部应淬硬5054HRC。推出机构推出后，复位杆便高出分型面（其高度即为推出距离的大小），复位杆作用是利用合模动作来完成的，合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模与定模逐渐合拢的过程中，推出机构便被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构便回到原来的位置，这种结构合模和复位同时完成。图6-56.4.2弹簧复位因另一套推出距离较小，故采用弹簧复位。弹簧复位与推杆复位的主要区别是，推出机构的复位先于合模动作的完成。由于疲劳和热变形等因素的影响，很
20、容易引起弹簧失效，为此，弹簧应尽量选长一些，以增加耐疲劳强度，并且在使用过程中及时更换。复位弹簧的结构如图6-67.冷却系统的设计7.1冷却系统的设计本套模具中，在定模板和凸模中均设置了冷却系统。定模板上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封，浅孔通过水嘴与水管相连，冷却水孔的直径为8mm。如图7-1图7-1冷却系统设计的有关公式：qV=WQ1/c1(1-2) （1）式中：qV冷却水的体积容量(m3/min)W单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min)Q1单位重量的塑料制品在凝固时所放出的热量(kJ/kg)冷却水的密度(kg/m3)c1冷却水的比热容kJ/(kg.)1冷却
21、水的出口温度()2冷却水的入口温度()Q1可表示为：Q1=c2(3-4)+u （2）式中：c2塑料的比热容kJ/(kg.)Q3塑料熔体的初始温度()4塑料制品在推出时的温度()u结晶型塑料的熔化质量焓(kJ/kg)= 0.98103 c1=4.187 1= 252= 20 c2 =1.05 Q3=200 4=60Q1=c2(3-4)+u=1.05(200-60)=147kJ/kg将以上各数代入（2）式得：qV= m3/min=0.9310-6m3/min上述计算的设定条件是：模具的平均工作温度为40，用常温20的水作为模具的冷却介质，其出口温度为25，产量为0.093kg/min。8.结构零部件的设计与选择8.1固定板8.2模脚8.3支承板与垫块9设计总结致谢参考文献
